リングトポロジとは何ですか?定義と説明

リングトポロジは、デバイスがリング構造で接続され、リングノードの隣接ノードに基づいて相互に情報を送信するネットワークアーキテクチャです。バストポロジと比較して、リングトポロジは効率が高く、より重い負荷を処理できます。パケットは一方向にのみ移動できるため、ほとんどのリングトポロジは一方向単方向リングネットワークと呼ばれます。一般に、リングトポロジには双方向と単方向の 2 つのタイプがあります。ネットワークを形成するために相互にリンクされているデバイスに基づいて、いくつかの種類のリングトポロジセットアップが異なる動作をします。

このトポロジは LAN または WAN で使用できます。各コンピュータで使用されているネットワークカードに応じて、RJ-45 ネットワークケーブルまたは同軸ケーブルを使用してコンピュータをリングトポロジで接続します。リングトポロジの利点としては、機能するために中央ハブが必要ないことが挙げられます。このタイプのネットワークのインストールとトラブルシューティングも、他のネットワークに比べて非常に簡単です。

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リングアーキテクチャには、1 つのノードがデータの送信に失敗すると、ネットワーク全体が影響を受けるという欠点があります。したがって、リングトポロジセットアップの一部では、この問題を解決するためにデュアルリング構造を使用しています。二重リング構造では、情報は時計回りと反時計回りの方向に送信されます。 1 つの送信が失敗した場合に備えて、バックアップの送信方法があります。これらのシステムは、冗長リング構造として知られています。

リングトポロジはどのように機能しますか?

以下に、リングネットワーク内のノード間でデータがどのように送信されるかを理解するのに役立ついくつかの手順を示します。

空のトークンはリング上に自由に配布されます。リングの速度は 16 Mbps から 100 Mbps になります。
データフレームを保存して送信するために、空のトークンにはプレースホルダーが含まれ、送信者または受信者のアドレスも保持されます。
送信ノードがメッセージを送信する必要がある場合、トークンを取得してデータを埋め込み、トークン内の受信ノードの MAC アドレスと自身の ID を取得します。リングでは、満たされたトークンが次のノードに送信されます。
トークンは次のノードによって受信され、送信するためのものであるかどうかが判断されます。次に、データがフレームからノードにコピーされ、トークンがゼロに設定され、次のノードに転送されます。
データが正しい宛先に到達するまで、上記のステップが繰り返されます。
送信者がトークンを受信すると、受信者がデータを読み取ったことを検出すると、メッセージを初期化します。
データを送信する場合に有益です。トークンは、いずれかのノードによって消費および再循環されます。
接続が失われ、ノードがアイドル状態で、ネットワークがデュアルリングをサポートしている場合、データは宛先に逆方向に配信されます。

リングトポロジはどのように形成されるのでしょうか?

リングトポロジでは、各デバイスが他の 2 つのデバイスに接続され、これらの構造のいくつかが相互にリンクされて、リングネットワークとして知られる循環ルートを形成します。データの宛先に到達するために、インリングトポロジは 1 対 1 の手順を使用します。データはあるデバイスから次のデバイスに通信され、データがターゲットに到達するまでこのプロセスが繰り返されます。送信ノードは、トークンを使用してデータを宛先ノードに送信しました。したがって、これはトークンリングトポロジと呼ばれます。送信を継続するにはすべてのノードがアクティブである必要があるため、アクティブトポロジとも呼ばれます。

データ損失に対して変更が加えられる可能性があります。ノードが多数ある場合、トークンはターゲットノードに到達するために多くのノードを飛び越える必要があります。データ損失を最小限に抑え、信号強度を向上させるために、リピータが定期的に追加されます。

単方向リング: 半二重ネットワークは、データを一方向 (時計回りまたは反時計回り) にのみ転送できるネットワークです。一般に、ほとんどのリングネットワークでは、データを一方向にのみ流すプロセスが使用されます。

双方向リング: これはデュアルリングネットワークとしても知られており、2 つのネットワークノード間の 2 つのリンクを使用して、単方向ネットワークを双方向ネットワークに変えるために使用されます。データを一方向に送信しているときに、中間ノードのいずれかが障害を起こした場合、デュアルリングは任意のノードが宛先に到達するための代替パスを提供します。

リングトポロジを使用する理由

ネットワークトポロジを選択するには、次のようないくつかの要素があります。

予算配分。
IT 環境の複雑さ。
組織の運用モデル。
予想されるエンドユーザーのパフォーマンスレベル。

データ経済性の向上、優れたネットワークパフォーマンス、管理が容易なネットワーク操作はすべて、正しいトポロジを選択するための要素です。別のトポロジと比較して、リングトポロジを選択する理由は次の 5 つです。

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インリングトポロジでは、一方向のデータフローが許可されるため、データ衝突の可能性は最小限に抑えられます。
リングトポロジでは、データ送信を管理するためにネットワーク制御サーバーは必要ありません。
このタイプのネットワークでは、データをより高速に送信できます。
このタイプのネットワークは、運用コストが経済的であるため、他のネットワークよりも手頃な価格です。
リングトポロジネットワークでは、新しいノードを簡単に追加でき、トポロジ管理が簡素化されます。

リングトポロジの応用?

このトポロジは、WAN だけでなく LAN でも使用できます。
電気通信業界では、リングトポロジは SONET (同期光ネットワーク) ファイバーネットワークで一般的に利用されています。
多くの組織は、既存のネットワークのバックアップシステムとしてもリングネットワークを使用しています。
ノードとの接続が失われた場合も、双方向機能を利用してトラフィックを別の方向にルーティングします。
商業施設での使用が少なく、運用コストが低いため、教育機関でも使用されています。

リングトポロジの歴史

初期には、リングトポロジはオフィスや学校などの小規模な建物で最も広く使用されていました。しかし、現代では、この種の技術はほとんど使用されていません。安定性、パフォーマンス、またはサポートのために、他のタイプのネットワークに切り替えられています。

リングトポロジの利点

このトポロジではすべてのデータが一方向に流れるため、パケット衝突の可能性が減少します。
リングトポロジでは、各ワークステーション間のネットワーク接続にネットワークサーバーは必要ありません。
高速でデータを送信できる機能を備えています。
このネットワークでは、ワークステーションを追加しても、ネットワークのパフォーマンスには影響しません。
信頼性の高いネットワーク、未来的なテクノロジー、低資本投資、複数のサービスプロバイダーとのシームレスな接続を提供します。
バストポロジと比較して、ネットワーク負荷が高い場合でもパフォーマンスが向上します。

リングトポロジの欠点

リングトポロジではすべてのデータがネットワーク上の各ワークステーションを通過する必要があるため、スタートポロジに比べて速度が遅くなります。
1 つのワークステーションに障害が発生すると、ネットワーク全体が影響を受けます。
このネットワークでは各ワークステーションをネットワークに接続するためにハードウェアが必要となるため、イーサネットカード、ハブ、またはスイッチに比べて高価です。