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スター ネットワークとも呼ばれるスター トポロジは、各デバイスが中央のハブに接続されるネットワーク トポロジです。これは最も普及しているコンピュータ ネットワーク構成の 1 つであり、最も一般的なネットワーク トポロジです。このネットワーク構成では、中央ネットワーク デバイスにリンクされているすべてのデバイスが星印で表示されます。

メッシュ トポロジとは異なり、スター トポロジでは、デバイスはデバイス間で直接通信を提供できません。ハブの助けを借りて通信する必要があります。周辺デバイスはクライアントとして機能し、中央のネットワーク デバイスはサーバーとして機能します。各コンピュータにインストールされているネットワーク カードの種類に応じて、RJ-45 ケーブルまたは同軸ケーブルがスター トポロジで使用されます。バス トポロジと同様、スター トポロジを採用したコンピュータ ネットワークの確立は非常に簡単で簡単です。

現実世界にもスター型トポロジの例が多数あり、空港、病院、銀行、教育機関でのスター型ネットワーク トポロジの例を見ることができます。スイッチは、ハブの代わりに中央デバイスとして利用することもできます。パッチ ケーブルは、クライアント、サーバー、および別のネットワークを中央ハブに接続するために使用されます。スター トポロジでは、接続されているすべてのデバイスが中央デバイスに完全に依存します。中央デバイスに問題が発生すると、コンピュータ ネットワーク全体を介した通信が失敗します。

上の画像はスター トポロジの例であり、スター トポロジについて明確に理解するのに役立ちます。ハブは、他のすべてのノード (クライアント、サーバー、およびその他のネットワーク) が接続される中心的なデバイスであることがわかります。この図の各ノードには中央デバイスへの直接のポイントツーポイント リンクがありますが、他のノードと直接通信できるノードは 1 つもありません。したがって、各メッセージは宛先に到達する前に、この中央デバイス (ハブまたはスイッチ) を通過する必要があります。

Q1はいつ終わりますか

スター トポロジは、次に示す内容に基づいてアクティブまたはパッシブのいずれかになります。

• データ転送がネットワークによってアクティブに制御されている場合。
• ネットワークで電源が必要な場合。
• データの増幅や再生成などの処理がセントラルノードで実行される場合。

さらに、ワイヤレス ルーター、イーサネット/ケーブル構造、およびその他のコンポーネントを使用して、スター トポロジを実装することもできます。

スター型トポロジーの応用

ネットワーキングでは、スター トポロジはさまざまな場所で使用できます。入手が容易で安価なスター トポロジー装置により、身の回りでその用途を見つけることができます。ただし、スター トポロジの用途には次のようなものがあります。

• 教育機関のほとんどのコンピュータ ラボでは、この設計を利用して研究室内のノードを接続しています。
• 私たちのホーム ネットワークは、このネットワーク トポロジで明確に構成されています。
• スター トポロジのもう 1 つの用途は銀行部門です。そこでは、すべての銀行ユーザーがこのタイプのトポロジを利用して相互に接続されます。

スター型トポロジの特徴

スター型トポロジの特徴は次のとおりです。

• インストールが簡単なスター トポロジは、小規模、中規模、大規模を問わず、実質的にあらゆる種類のコンピュータ ネットワークで採用できます。
• バス トポロジと比較して、スター トポロジではより多くのケーブルが必要になります。また、このタイプの接続されたネットワークでは、依存関係はありません。
• スター型トポロジーでは、ネットワーク全体を拡張するために、デイジーチェーン配置を使用できます。
• 他の種類のトポロジ構造と比較して、スター トポロジの構造はデータ損失の点でより安全です。
• これには利点があります。デバイスを取り外したり接続したりしても、ネットワーク全体が妨げられることはありません。

スタートポロジーハードウェア機器

スター トポロジには特定の量のハードウェアが必要です。ただし、必要なハードウェア機器の種類は、構築するコンピュータ ネットワークによって異なります。

スター型トポロジのケーブル タイプ

有線でネットワークを確立する場合は、スター トポロジでさまざまなケーブルを使用するオプションがあります。このネットワークでは、同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルのケーブルを使用できます。同軸ケーブルは、初期のネットワーク エンジニアによって使用されていました。ただし、ケーブルの最も一般的なオプションはツイスト ペア ケーブルです。さらに、高速コンピュータ ネットワークを確立したい場合は、光ファイバー ケーブルを使用できます。

スター型トポロジーはどのように機能するのでしょうか?

スター トポロジの仕組みを理解するのは非常に簡単です。このタイプのネットワーク トポロジでは、異なるノード間の直接通信は許可されません。ネットワークで利用可能な中央デバイスを利用して相互に通信できます。この中央デバイスは、パッシブ ハブ、アクティブ ハブ、スイッチなどであり、送信者からのメッセージの受信と配信の両方を担当します。中央デバイスを動作させるプロセスは、シナリオごとに異なります。したがって、スター トポロジは動作メカニズムに基づいて次の 3 つのカテゴリに分類されます。

1. パッシブスタートポロジー
2. アクティブスタートポロジ
3. スイッチを使用したスター トポロジ

ただし、各シナリオのスター トポロジのレイアウトは同じになります。しかし、それぞれの動作メカニズムは異なります。以下、それぞれについて解説していきます。

パッシブスタートポロジー

パッシブ スター トポロジは、ネットワークの中心デバイスであるパッシブ ハブを使用して作成されます。コンピュータ ネットワーク内のこの中央装置は、送信者から信号を受信し、他のステーションに送信します。パッシブ ハブには、介入なしで信号を通過させる機能があります。言い換えれば、パッシブ ハブによって通信信号を再生成または再処理することはできません。

パッシブ ハブを使用してスター ネットワークを設計する場合、パッシブ ハブは、送信者からデータ メッセージを受信し、中央デバイスに接続されているすべてのノードにデータ メッセージをブロードキャストする中央デバイスとして機能します。データ メッセージを受信した後、関連するすべてのノードは宛先アドレスのチェックを受け入れます。ノードのアドレスと宛先アドレスが一致する場合、一致するアドレスがメッセージを保持します。ノードのアドレスと宛先アドレスが一致しない場合、ノードはデータ メッセージを破棄します。この種のネットワークは、大規模なコンピュータ ネットワークや長距離ネットワークには適していません。

アクティブスタートポロジ

中央デバイスの目的を果たすアクティブ ハブは、アクティブ スター トポロジに存在します。通信信号の受け渡しに関して、このハブは追加の機能を実行します。パッシブ ハブとは対照的に、アクティブ ハブは通信信号を再処理または再生成する場合があります。送信側通信信号を更新した後、それらをコンピュータ ネットワーク内の他のすべてのノードにブロードキャストします。その結果、アクティブ ハブはリピーターとしても機能します。

前述したように、通信信号の強度につながる信号通信を再生します。また、アクティブ ハブの残りの作業プロセスはパッシブ ハブと同じです。 Active Hub を使用してスター型ネットワークを作成する場合、ケーブル長が長く、ノード数が多い場合に適しています。

スイッチを使用したスター トポロジ

ハブの代わりにスイッチをスター型アーキテクチャのセンターデバイスとして使用できます。 Switch を使用して構築されるスター型ネットワークは、Switcher スター型ネットワーク トポロジと呼ばれることもあります。アクティブ ハブやパッシブ ハブの代わりに、インテリジェント デバイス (スイッチ) がこのタイプのネットワークのコア デバイスとして機能します。スイッチはインテリジェント ハブとしてさまざまな機能を実行できますが、通信信号を送信することはできません。スイッチは、データ メッセージの宛先アドレスを読み取った後、データ メッセージを目的の受信者に送信します。これには、いくつかの追加機能の実行も含まれます。

文字列配列

• ルーティング
• 信号の処理または再生
• ブリッジング
• ネットワーク管理

ハブと同様の方法で、スイッチは送信者からのデータ メッセージを受け取ります。ただし、メッセージを受信した後にデータ メッセージをブロードキャストするのではなく、最初に宛先アドレスを確認してから、特定の宛先にメッセージを送信します。この種の送信はユニキャストとして知られています。宛先の識別、ルーティング、再生成という点では、スイッチはインテリジェントなデバイスです。したがって、Switch を使用してスター トポロジ ネットワークを構築することが第一の選択肢となります。

スター型トポロジーの利点

セットアップ プロセスの途中では、スター トポロジには次のような考慮に値する利点がいくつかあります。

フォールトトレランス

スター トポロジは、NIC 障害またはケーブル切断が発生した場合に 1 つのノードにのみ影響します。各デバイスは独立して中央コアに接続するため、したがって、ネットワーク障害に関してユーザーに利点をもたらします。ノード間は 1 本のケーブルで接続されます。ただし、他の設計と比較すると、この構造はコストが高くなる可能性があります。しかし、その利点により、通常はコストの問題の方が優先されます。すべてのノードを一度にダウンさせる唯一の方法は、中央コアに妥協することです。これは安全なネットワークですが、一般の人が簡単に利用できるものではありません。さらに、このネットワークは、あらゆる規模の企業が要件をサポートするために使用できます。

スケーラビリティ

新しいデバイスをネットワークに追加する理由はいくつかある場合があります。スター トポロジ ネットワークでは、新しいデバイスの追加は簡単なプロセスです。そのためには、ケーブルを使用して新しいデバイスを中央コアに接続するだけで済みます。単一のコアで複数のデバイスを接続する必要がある場合に利点があります。新しいデバイスを追加してネットワークを拡張し、この構造の利点を継続的に得ることができます。

デバイスが中央デバイスに追加または削除されると、ネットワーク全体が中央接続ポイントに依存します。したがって、この種のネットワークは拡張性が高く、故障したユニットを交換することで生産性レベルを維持するのに役立ちます。

ホストLinux

複数の種類のデバイスを接続する

スター トポロジを使用すると、ユーザーは複数のデバイス タイプを接続できます。データ パケットを複数の種類の機器に転送できるハブまたはスイッチがある場合、このネットワークはさまざまなアプリケーションの観点から最適なオプションです。スター トポロジは、コンピュータをさまざまなプリンタや他のステーションにリンクするために、ほとんどの企業でも使用されています。

さらに、中央ハブに接続する利用可能なサーバーを介して、スター トポロジで接続された各デバイスの到達範囲を最大化することもできます。さらに、機器が中央ハブのソフトウェアまたはハードウェア、および使用しているネットワーク接続と互換性があるまで、オフィス全体をこの構成ですばやくリンクできます。

データ衝突の可能性が低い

スター トポロジでは、すべてのノードが独自のケーブルで中央コアに接続されるため、データ衝突の可能性が減少します。また、データ衝突が発生した場合にボトルネックを生じさせない状況に対処する機能もあります。つまり、他のネットワーク設計と比較して、このネットワーク トポロジのパフォーマンス レベルは非常に高いということになります。ただし、トラフィック レベルが高いため、状況によっては動作が遅くなる場合があります。

複数のアプローチ

スター トポロジでは、複数のアプローチを取ることができます。これは、スター トポロジ ネットワークの設計時に、アクティブ ハブ、パッシブ ハブ、またはスイッチの使用を選択できることを意味します。パッシブ ハブの使用を選択した場合、データ パケットの変更時間を必要としません。また、パッシブハブで設計されたスター型トポロジネットワークでは、信号は介入することなく通過します。

さらに、アクティブ ハブを使用して設計されたネットワークは、中心となるコアの役割に加えて、リピータとして機能できるようにする追加の機能も実行します。スイッチを使用してスター トポロジ ネットワークを設計する場合、スイッチはデータ パケットの宛先アドレスを読み取るときに、データ メッセージを目的の受信者に送信します。

ポイントツーポイント接続を回避します

スター トポロジは、より合理化されたアプローチを作成するため、高速通信を維持します。ただし、他のトポロジでは、高いレベルの信頼性が得られる場合があります。より柔軟な対応が可能になります。安心して社内に導入できます。また、中央ハブの存在により、デバイス間の通信について心配する必要はありません。したがって、ほぼあらゆる規模のネットワークでスター トポロジ ネットワークを簡単に使用でき、その利点を得ることができます。これは、データ パケットを送信する安全な方法を作成するポイントベースの接続とユニキャスト通信をユーザーに提供します。また、この種のネットワークでは、信号の反射の危険がありません。したがって、ポイントツーポイント接続を回避するのに役立ちます。

スター型トポロジの欠点

スター トポロジにはユーザーに複数の利点がありますが、次のような欠点もあります。

中核の故障

スター トポロジでは、システム全体がネットワークの最も重要なポイントである中央デバイス (ハブまたはスイッチ) に依存します。中央コアに障害が発生すると、システム全体が影響を受け、コンピュータ ネットワークも使用できなくなります。この状況でも、オフラインで作業を行うことができます。すぐにコラボレーションの機会を減らす可能性があります。何らかの理由で障害が発生した場合、ハブ全体の交換が必要になる可能性があり、これは重要な提案となる可能性があります。

高い

スター トポロジは、デバイスまたはシステムのケーブル配線が必要なため、インストールと拡張に非常にコストがかかります。基本的に、このトポロジで最もコストがかかるのは、追加のハブまたはスイッチ、より多くのコネクタ、およびケーブルが必要になることです。スター トポロジ ネットワークでは、各デバイスが中央のハブに直接接続されている必要があります。ただし、その設計は非常に信頼性があります。このトポロジに最​​もコストがかかることが、一部の中小企業がこのネットワークの代替手段を探す主な理由です。

高価ではありますが、ネットワークの生産性が向上し、メンテナンスの問題を追跡するのにかかる時間が短縮され、結果的にコストが削減されます。また、ネットワークからデバイスを切断すると、すべてのデバイスがケーブルで接続されるようになるため、何らかの方法でケーブルを妥協する必要があるため、通常はダウンタイムが少なくなります。

追加の機器の要件

スター トポロジが機能するには中央コアが必要であるため、中央コアはスイッチまたはハブになる可能性があります。さまざまなスターを実行する必要がある場合は、各スターの中心コアも必要です。この設置によりコストが増加するだけでなく、一部の設計内に多数の脆弱性が生じます。マルチスター インストールからプライマリ ハブを削除すると、主要な通信ツールを変更できます。すべてのシステムはコラボレーションのために中央データベースにアクセスできなくなりますが、相互に通信することはできます。

Java文字列比較

モビリティへの影響

現代ではワイヤレスのスター トポロジ システムが利用可能になったとしても、ほとんどの人は依然として有線接続に依存しています。ネットワークに有線接続を使用する場合、ケーブルの長さに制限があるため、動きが制限されます。生産性を維持するために、ワークステーションを持ち歩くことはできません。また、ネットワーク上で何かを印刷したい場合は、ワークステーションから離れてアイテムを取得する必要があります。中央ハブから特定の距離に拘束されるため、時間の経過とともに生産性レベルが低下します。

モバイルデバイスの接続が難しい

スター トポロジではデバイスの追加は簡単ですが、スマートフォンやその他のモバイル デバイスの接続は難しい場合があります。さらに、一部の PC では、このネットワークに接続するオプションが提供されていません。ほとんどの中央ハブには、このシステムでインターネットを使用する利点を提供するポートがありません。

したがって、Wi-Fi または携帯電話接続に依存してオンラインを維持できます。つまり、モバイル オフィスやリモート オフィスに従業員がいる場合、多くの問題に直面する可能性があり、プロジェクトで共同作業することが非常に困難になる可能性さえあります。内部アクセスせずに LAN に接続しようとする人は、ケーブル接続を使用して組織の外部と通信する人と同じ問題に遭遇します。

損傷しやすいケーブル

スター トポロジ システムの作成に使用されるケーブルまたはワイヤは損傷しやすい場合があります。ケーブルを目的のワークステーションや周辺機器に到達させるためのより良い方法は、床の下、壁の後ろ、またはその他の障害物を通過する必要があります。さらに、気象条件の変化や野生動物の影響により、建物の外部に LAN の設置工事が必要な状況では影響を受ける可能性があります。一部のスター トポロジ ネットワークの信頼性は、これらの問題によって影響を受ける可能性があります。何らかの事故が常に発生する可能性はありますが、ケーブルの周囲に保護バリアを追加することで、これらの問題を回避できます。

データ転送速度が低い

ワイヤレス スター トポロジは、データ転送速度が低いため、負荷の高いネットワークには適していません。重い負荷を管理する可能性のあるネットワークが必要な場合は、有線スター トポロジ ネットワークを選択する必要があります。 WLAN ではボトルネックのリスクが高まり、常に動作が遅くなります。ネットワークに制限を設けたい場合は、手動で設定する必要があります。つまり、新しいプロジェクトで生産性を高める代わりに、システムにより多くの時間を費やすことになります。また、ワイヤレス ネットワークの問題の発見と診断は複雑になる場合があります。これが、ケーブルへの投資が有線ネットワークより価値がある場合がある理由です。

拡張スター型トポロジーとは何ですか?

ビジネスはコンピューティング リソースの点で成長しています。したがって、コンピュータ ネットワークの柔軟性は非常に重要です。すべての従業員に共有機能を提供するには、この増加に伴いネットワークを拡張する必要があります。拡張スター トポロジを構築するには複数のハブまたはスイッチが必要です。拡張スター トポロジはネットワーク内で相互接続され、より多くのノードを接続するための柔軟性を提供します。

拡張スター型トポロジーの出来事は複雑ではありません。たとえば、4 つのポートを備えたスイッチまたはハブがあるとします。これは、このコンピュータ ネットワークでは最大 4 つのデバイスを接続できることを意味します。何らかの理由で 6 台のデバイスを接続する必要がある場合は、6 人のユーザーをサポートできる機能を持つ追加のハブまたはスイッチを購入する必要があります。最初の中央デバイス (A と呼ばれる) に接続できるデバイスは 3 つだけです。 2 番目の中央デバイスと同様に、2 番目の中央デバイス (B と呼ばれます) に接続できるデバイスは 3 つだけです。各中央デバイスには空のポートが含まれていることに注意してください。したがって、A の空のポートは B の空のポートに接続されます。

このインフラストラクチャを拡張するには、さらに多くのハブが必要になります。この方法を利用すると、ネットワークを拡張してユーザーの増大する要求に完全に対応し、ハブやスイッチを接続し続けることができます。通常、デイジーチェーン配置とも呼ばれます。 USB デバイスで使用する概念も同様です。このトポロジは、バス トポロジと比較して、はるかに簡単なだけでなく、非常に有利です。引き込み線を引き出すために、ケーブルに穴を開ける必要はありません。ハブまたはスイッチで、ネットワークを拡張するには空のポートを見つけるだけで済みます。

スター トポロジとバス トポロジの違い

スター トポロジとバス トポロジにはいくつかの違いがあります。スター トポロジとバス トポロジのすべての違いをまとめた表を以下に示します。