Organização, performance e usabilidade. Essas são as principais qualidades quando pensamos no desafio de implementar uma rede de computadores, que precisa ser confiável e funcional. Para ajudar você com essa tarefa, elaboramos esteguia especial sobre as topologias de rede!
Esse é um conceito superimportante para quem deseja estruturar uma rede estável. Afinal de contas, existem sete tipos diferentes e cada um deles apresenta vantagens e desvantagens para a sua implementação. Por isso, aproveite para seguir aprendendo e veja o que descobrirá nesta leitura:
- O que é a topologia de rede?
- Quais os diferentes tipos de topologias de rede?
O que é topologia de rede?
De maneira bem resumida, topologia é o termo usado para definir a forma como você estrutura a sua rede de computadores. Por exemplo, digamos que você acabou de fundar uma software house e deseja conectar todas as máquinas em uma única rede, agilizando a comunicação, a segurança e o compartilhamento dos arquivos.
A topologia é a disposição das máquinas entre elas mesmas, os hubs e os switches — ou seja, a forma como todos esses elementos se conectam. Esse é um conceito muito bacana porque, eventualmente, as pessoas não costumam levar esse detalhe em consideração.
A realidade é que a forma como você organiza as suas máquinas em uma rede interfere não apenas na qualidade da sua conexão, mas também, na estabilidade. Sendo assim, essa é uma área da TI que recebe bastante atenção, sobretudo das pessoas que são especialistas nesse formato de infraestrutura.
Foi com isso em mente que elaboramos este guia especial para que você possa compreender o tema, demonstrando os sete principais tipos de topologia. O nosso objetivo é exibir os prós e contras de cada uma dessas estratégias, entendendo quando e porque você deve colocá-las em prática.
Mas antes de avançarmos no conteúdo, é importante fazer uma distinção sobre dois conceitos de topologia: a física e a lógica. Veja!
Física
Nada mais, nada menos do que a forma física com que os cabos e dispositivos são conectados. É dessa topologia que falaremos, explicando todas as estratégias de organização, cabeamento e disposição das máquinas.
Lógica
Já a lógica examina e organiza a forma como a rede desempenha seu trabalho. Isso quer dizer que os ajustes dependem de uma interface, como softwares, recursos de nuvem, roteadores, e por aí adiante. O objetivo dessa topologia é encontrar a melhor forma de conectar os nodes da rede, estimulando um tráfego ainda mais eficiente.
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Quais os diferentes tipos de topologias de rede?
Anel, Árvore, Barramento, Estrela, Híbrida, Malha e Ponto a Ponto. Como pode notar, todas as técnicas apresentam um nome bem ilustrativo, pois fazem uma alusão visual à forma como você está organizando a sua rede. Outro detalhe que você notará é que não existe a estratégia perfeita.
Algumas delas são mais estáveis e mais caras. Já outras são mais acessíveis e vulneráveis. Isso acontece porque a topologia escolhida impacta diretamente o custo da estrutura, representado na compra de cabos, hubs e switches para comportar o layout desejado.
Além disso, você deve considerar o índice de reparabilidade. Optar por uma topologia complexa pode até ajudar, caso a implementação seja bem planejada. No entanto, quanto maior a complexidade, maior a dificuldade de manutenção por outra pessoa que não estava envolvida durante a organização inicial.
Anel
A topologia Anel recebe esse nome por conectar os dispositivos em um mesmo círculo. Tecnicamente, isso significa que todos os dispositivos contam com pelo menos duas “vizinhas”, pelas quais os dados podem passar.
Mas nesse cenário, o fluxo de dados é unidirecional. Imagine a seguinte disposição:
PC 1 > PC 2 > Servidor > PC 3 > Impressora > PC 4 > PC1
Percebe? A topologia Anel nada mais é do que um ciclo de dispositivos conectados, em que os dados são repassados por cada node até alcançar seu destino. Agora, saiba os prós e contras dessa estratégia!
Vantagens
Um dos grandes benefícios da topologia Anel é que ela é bem eficiente na transmissão de dados sem erros. Isso acontece porque apenas uma estação da rede consegue enviar dados por vez, o que diminui a chance de ocorrer uma colisão entre pacotes.
Em grandes redes, a topologia Anel pode utilizar repetidores de sinal, aumentando a confiabilidade da transmissão e evitando a perda de dados. Além disso, o desempenho da rede não é prejudicado pelo aumento do volume de pessoas usuárias.
Desvantagens
Apesar de suas vantagens, a disposição em círculo apresenta uma grande vulnerabilidade: a falha de um dispositivo pode prejudicar a estabilidade de toda a rede. Nesse sentido, mesmo que você monitore a condição dos nodes, uma falha ainda pode acontecer em um deles, derrubando a conexão.
Além disso, a topologia Anel não é tão recomendada para operações em crescimento. Afinal de contas, todos os dispositivos estão conectados e consumindo uma mesma banda. Sendo assim, a cada dispositivo adicionado, a rede aumenta o seu delay, justamente pelo maior número de estações pelo quais os dados precisarão passar.
Árvore
Já a topologia Árvore recebe esse nome por lembrar os galhos de uma árvore, ou seja, existe uma hierarquia na disposição dos nodes. Diferentemente do padrão circular da topologia Anel, a organização em Árvore exige um node central do qual partirão os pacotes, que serão redistribuídos entre os dispositivos:
Hub Central > Hub Secundário 1 > PC 1 e PC 2
Hub Central > Hub Secundário 2 > PC 3 e PC 4
Vantagens
O grande trunfo da topologia Árvore é eliminar a vulnerabilidade da topologia Anel, em que uma falha em qualquer um dos dispositivos da rede poderia colocar tudo abaixo. Além disso, esse padrão facilita a identificação de erros, uma vez que cada branch da rede pode ser diagnosticado individualmente.
Por fim, a topologia Árvore também oferece um layout muito mais simples e prático para operações em crescimento. O acréscimo de novos dispositivos não causa retardo na conexão, uma vez que os pacotes de dados viajam segmentados a partir do hub central para os secundários e os seus destinos.
Desvantagens
A esse ponto, é bem possível que você já tenha identificado o calcanhar de Aquiles na topologia Árvore. Exatamente, o Hub Central! Nesse padrão, toda a rede depende de um único ponto de origem, o nó raiz. Isso significa que, se esse Hub sofrer com uma falha, todos os dispositivos conectados a ele (Hubs Secundários) cairão também.
Além disso, a Árvore é uma organização mais cara. Ela oferece maior estabilidade que a Anel, mas isso é contrabalanceado na dificuldade e nos custos de implementação e manutenção. Afinal, esse layout exige uma quantidade considerável de cabos para que tudo fique perfeito.
Barramento
Já aqui, temos um dos padrões mais simples e práticos de todos. O nome em português não é tão intuitivo quanto suas alternativas no idioma inglês, pelo que se referem como bus, line ou backbone topology. Nesse padrão, os dados fluem unidirecionalmente por um único cabo.
Cabo Central > PC 1 > Cabo Central > PC 2 > Cabo Central > PC 3 > Cabo Central
Vantagens
Sem sombra de dúvidas, é uma das estratégias mais econômicas e versáteis de todas. O custo de implementação é baixo, assim como a complexidade de organização. Além disso, é uma topologia com manutenção simplificada, permitindo acrescentar novos dispositivos sem grandes planejamentos.
Desvantagens
Mas como sempre, a simplicidade cobra seu preço. Por ser uma rede em que o fluxo de dados é unidirecional e, assim como a Anel, é um pouco mais complicado diagnosticar e isolar os problemas na rede. Isso porque todos os dispositivos estão centralizados a um único fluxo.
Além disso, a topologia Barramento sofre com a mesma vulnerabilidade da dependência exclusiva. Enquanto o layout Árvore pode cair com a falha no Hub Central, a Barramento pode ser paralisada caso aconteça uma falha ou dano ao Cabo Central. Para finalizar, o aumento do tráfego interfere diretamente na velocidade da rede.
Estrela
A topologia Estrela é mais uma estratégia que prioriza a simplicidade, abrindo mão de um pouquinho da resiliência. O padrão recebe esse nome pelo layout da rede se organizar de uma forma semelhante a uma estrela, em que braços partem de um ponto central.
PC 2
PC 1 > Hub Central < PC 3
PC 4
Vantagens
Essa é uma das estratégias mais convenientes do ponto de vista do gerenciamento da rede. A conexão independente de cada node ao Hub Central facilita a identificação de problemas. Além disso, a falha isolada de uma máquina não causa perturbação à rede, já que o fluxo de dados é sempre exclusivo entre o Hub Central e seus respectivos nodes.
Desvantagens
Assim como a topologia Barramento, o padrão Estrela também sofre com a vulnerabilidade da dependência exclusiva. Nesse caso, basta o Hub Central cair para que toda a rede perca a conexão. A topologia Árvore também sofre com o mesmo problema, mas conta com um diferencial.
Naquela estratégia, a falha no Hub Central só impacta os nodes imediatamente conectados a si, como os Hubs Secundários. Isso significa que a comunicação entre os dispositivos conectados abaixo dos Hubs Secundários continuará funcionando, apesar da queda do nó raiz.
Ponto a Ponto
Já aqui, temos o padrão mais simples de todos. O nome indica justamente a aparência desse layout, em que os nodes se conectam entre si.
Então, pense em quando você decidia jogar uma partida em LAN com os seus amigos em casa, ou ainda, conectando a televisão diretamente ao modem para amplificar a qualidade do sinal da internet na interface da TV.
PC 1 > Cabo > PC 2
ou
PC > Modem < PC 2
ou
TV > Modem < PC
Vantagens
Por conta da simplicidade, as redes ponto a ponto são as alternativas mais populares quando se pensa em instalações residenciais, ou em qualquer outra situação em que você precisa estabelecer uma comunicação rápida entre dois dispositivos.
Desvantagens
Apesar da simplicidade, esses modelos não são recomendados para operações maiores e mais robustas. Nesse cenário, a infraestrutura deve escolher entre as topologias anteriores ou a uma variação da ponto a ponto, a topologia em Malha.
Malha
Reconhecido pela confiabilidade, o padrão em Malha incentiva a conexão de todos os dispositivos entre si. O modelo é usado até mesmo em operações maiores, mas quanto maior o número de dispositivos, maior a complexidade da instalação e o custo em si.
Vantagens
Confiabilidade e estabilidade. Como todos os dispositivos estão cabeados entre si, a falha individual ou até mesmo coletiva de algumas máquinas não será o suficiente para derrubar a conexão. Além disso, a topologia em Malha permite que os nodes sempre tenham a opção de enviar os pacotes de dados pela rota mais eficiente.
Desvantagens
Cabear e conectar todos os dispositivos de uma rede entre si é uma tarefa que exige um nível de planejamento considerável. Ainda que o diagnóstico de erros seja facilitado nesse padrão, a implementação inicial é bastante custosa e complicada.
Híbrida
Por fim, vale lembrar da topologia Híbrida. Como sugere o nome, esse é o padrão que mistura dois ou mais padrões de organização da rede. Por essa versatilidade, esse é o padrão mais utilizado no mercado, justamente por se adaptar ao crescimento das operações, aproveitando o que já está disponível.
Vantagens
Sem sombra de dúvidas, esse é o padrão mais flexível e adaptável de todos. A estrutura pode se integrar a redes com topologia Estrela, Árvore e Barramento, evitando o custo necessário para uma reestruturação completa.
Por essa razão, a topologia Híbrida é frequentemente utilizada em grandes empresas, interligando departamentos, setores e escritórios, conforme eles são integrados na operação da empresa.
Desvantagens
A complexidade é a principal desvantagem. Apesar de ser uma solução prática para integrar topologias já existentes, a cada nova integração, mais densa se torna a rede, exigindo muita atenção e experiência do especialista responsável pela organização da rede.
Como pôde ver, não existe uma topologia certa ou errada, mas aquela que mais se adapta a sua necessidade. O mais importante é que antes de optar por uma dessas alternativas, você entenda as demandas da sua implementação. Considere fatores como tipo e tamanho dos cabos, orçamento, e escalabilidade.
Agora que você conta com uma noção mais profunda dos diferentes tipos de topologias de rede, aproveite para entender mais sobre computadores quânticos!
