ネットワーク トポロジとは種類、図、メリット

ネットワークの構造は、その機能に直接影響します。 輸送ネットワーク (道路、高速道路、鉄道) の比喩を考えてみましょう。 これらのリンクのいずれかが予期せずダウンした場合、食品、衣料品、および商品を配送する能力は、「エンド ユーザー」 (居住者) に大きく妨げられます。

同様に、ビジネスにおけるネットワークを考えると、それらは非常に重要であると言っても過言ではありません。

システム管理者は、大規模な組織のネットワーク デバイスを監視するためにネットワーク管理ツールを必要とします。ネットワーク トポロジは、この目的に役立つツールです。 しかし、それは何ですか？ トポロジーはネットワークでどのように機能しますか? 企業はネットワーク管理を改善するためにそれをどのように利用できるでしょうか?

確認してみましょう！

ネットワーク トポロジは、ネットワークのレイアウトとトラフィック フローの相対的な配置を定義します。 管理者は、ネットワーク トポロジ ダイアグラムを使用して、各ノードを効率的に配置し、データ伝送を成功させることができます。

ネットワークのアーキテクチャは、意図した機能を実行し、接続を維持し、停止を防ぐ能力に大きな影響を与えます。 「ネットワーク トポロジーとは」という質問。 ネットワーク トポロジの 2 つのグループを理解することで対処できます。

1. 物理:物理ネットワーク トポロジは、ネットワークの構成の接続 (ワイヤ、ケーブルなど) を指します。 物理ネットワークは、セットアップ、メンテナンス、および展開に関係しています。
2. 論理:論理ネットワーク トポロジは、どのノードが接続されているか、ネットワーク上でデータがどのように転送されるかなど、ネットワーク構造の包括的な理解です。 論理ネットワークのトポロジには、物理​​、仮想、およびクラウド コンポーネントが含まれます。

効果的な IoT セキュリティ、ネットワークの監視、および管理には、ネットワークの効率と信頼性を確保するために、ネットワークの物理トポロジと論理トポロジの両方をしっかりと理解する必要があります。

ネットワーク トポロジが重要な理由

ネットワークのパフォーマンスは、そのトポロジに大きく影響されます。 適切に選択され、定期的に維持されるネットワーク トポロジは、エネルギー効率やデータ転送速度などのパフォーマンス メトリックを向上させます。

ネットワーク トポロジ ダイアグラムは、ネットワーク アーキテクチャと設計のための視覚的な表現とインタラクティブなツールです。 これらの図はいくつかの理由で不可欠ですが、最も重要なのは、管理者がトラブルシューティング時にデバイス間の接続を識別できるように、物理的および論理的なレイアウトを視覚化する機能です。

ネットワーク トポロジのタイプは、ネットワークの構成によって異なります。 いくつかのネットワーク構成が利用可能で、それぞれに長所と短所があります。 特定の条件下では、他のものよりも最適なものもあります。

ネットワーク トポロジの種類

ローカル エリア ネットワーク (LAN) トポロジの構築は、ビジネスの成否を左右します。 ネットワークの範囲と目標が何であれ、さまざまなネットワーク トポロジから選択でき、それぞれに長所と短所があります。

1.スタートポロジー

最も一般的なのは、すべてのノードが同軸、ツイストペア、または光ファイバー ケーブルを介して単一の中央ハブに直接リンクされているスター トポロジです。 このセントラル ノードはサーバーです。 データ伝送を制御し、リピータとして機能してデータ損失を最小限に抑えます。 リピータは、インバウンド信号を再送信する前に再生成または増幅するコンピュータ ネットワーク コンポーネントです。

スター トポロジの長所:スター トポロジを使用すると、ネットワーク全体を 1 つの場所から簡単に管理できます。 各ノードが中央ハブに個別に接続されているため、堅牢で安全なネットワーク設計です。 1 つが失敗しても、残りのネットワークは通常どおり動作し続けます。 ネットワークをオフラインにせずに、デバイスを追加、削除、および変更することもできます。

スター トポロジの短所:中央のハブに障害が発生すると、ネットワークの残りの部分が機能しなくなります。 セントラル ノードの構成と技術仕様によって、ネットワーク全体の帯域幅とパフォーマンスが制限されます。 これにより、スター トポロジのセットアップと実行にコストがかかります。

2.リングトポロジー

リング トポロジのノードは、円 (またはリング) 内に設定されます。 各デバイスにはちょうど 2 つの隣接デバイスがあるため、データはリング ネットワークを介してどちらの方向にも移動できます。

リング トポロジの利点:通常、リング トポロジは費用対効果が高く、セットアップも簡単です。 ノード間の複雑なポイント ツー ポイント接続により、欠陥や不適切な構成を簡単に特定できます。 さらに、ネットワーク上で一度にデータを送信できるステーションは 1 つだけです。 これにより、パケットの衝突の可能性が低くなり、エラーのないデータ転送でリング トポロジが効率的になります。

リング トポロジの短所:データは各リングのノード間で一方向にしか移動できないため、1 つのノードがダウンするとネットワーク全体が影響を受けます。 さらに、ネットワークの動作を変更したり、ノードを追加または削除したりする場合は、ネットワーク全体をオフラインにする必要があります。 それが世界の終わりではありませんが、ネットワークのダウンタイムを計画することは、面倒で費用がかかる可能性があります.

3.メッシュトポロジー

メッシュ ネットワークは、ノードが出会うポイント ツー ポイント接続で構成される複雑な構造です。 メッシュ ネットワークは、完全または部分的のいずれかです。 部分メッシュでは、ノードは 2 つまたは 3 つの接続のみを持ちますが、メッシュ トポロジ全体では、すべてのノードが相互接続されます。

メッシュ トポロジはウェブのように見えます。 データを送信するには、ルーティングとフラッディングの 2 つの方法があります。 データがルーティングされると、ノードはロジックを使用してソースから宛先への最短パスを見つけます。 データがフラッディングされると、ルーティングのロジックを使用せずに、ネットワーク内のすべてのノードに情報が送信されます。

メッシュ トポロジの長所:メッシュ トポロジは信頼性が高く、安定しています。 すべてのノードが接続されているため、ネットワークに障害が発生する可能性は低くなります。 たとえば、1 つのデバイスがダウンしても、ネットワーク全体がダウンすることはありません。

メッシュ トポロジの短所:メッシュ トポロジには膨大な量の作業が必要です。 展開後、ノード間の各リンクにはケーブルと構成が必要であり、セットアップに時間がかかります。 他のトポロジーと同様に、ケーブル配線のコストは急速に増加します。メッシュ ネットワークには多くのケーブル配線が必要であると言っても過言ではありません。

4. バスのトポロジー

バス トポロジでは、ネットワーク上のすべてのデバイスが、ネットワークの一方の端からもう一方の端まで伸びる 1 本のケーブルに沿ってセットアップされます。 これは、「ライン トポロジ」または「バックボーン トポロジ」と呼ばれることがよくあります。 ネットワーク上のデータ フローの方向は、ケーブルの方向と同じです。

バス トポロジの利点:バス トポロジは、単一の同軸ケーブルまたは RJ45 ケーブルですべてのデバイスを接続できる単純なレイアウトを備えているため、小規模なネットワークにとって価値があり安価なオプションです。 さらにノードが必要な場合は、ケーブルを接続してノードを簡単に追加できます。

スター トポロジの短所:残念ながら、データの送信に 1 本のケーブルしか使用しないため、他のトポロジよりも安全性が低くなります。 ケーブルが壊れると、ネットワーク全体が失われます。 修正するには長い時間と多額の費用がかかる場合があります。

5. ツリー トポロジー

名前が示すように、コア ノードはツリー トポロジのネットワーク トランクとして機能し、他のノードは枝のようなパターンで外側に放射します。 ツリー トポロジは、バス トポロジとスター トポロジの両方を組み合わせたものです。 ツリー トポロジは、ノードの親子配置を特徴としています。 中央ハブに接続されているノードは他のノードに直線的にリンクされているため、リンクされた 2 つのノードは 1 つの相互接続のみを共有します。

ワイド エリア ネットワークは、多くの場合、分散した多数のデバイスに対応するためにツリー トポロジ構造を採用しています。

ツリー トポロジの利点:スター トポロジとバス トポロジのコンポーネントを組み合わせることで、ノードの追加とネットワークの拡大が容易になります。 また、管理者は各ブランチのパフォーマンスの問題を独自にテストできるため、ネットワークの問題点を簡単に特定できます。

ツリー トポロジの短所:ルート ノードの状態は、ツリー トポロジのネットワーク全体に影響します。 中央ハブに障害が発生した場合、ノード ブランチ間の接続は切断されますが、ブランチ システム間の接続は同じままです。 さらに、ツリー トポロジにノードを追加すると、すぐに管理が難しくなり、多額の費用がかかる可能性があります。 これは、ネットワーク レイアウトが階層的で線形であるためです。

ハイブリッド ネットワーク トポロジ

ハイブリッド トポロジは、2 つ以上の異なるトポロジ構造を統合します。 たとえば、ツリー トポロジはバス パターンとスター パターンを組み合わせたものです。 ハイブリッド アーキテクチャは、各部門が需要とネットワーク消費に応じたネットワーク トポロジを持っている組織で最も一般的です。

ハイブリッド アーキテクチャの基本的な利点はその柔軟性です。ハイブリッド構成ではサポートできないネットワーク構成の制限がほとんどないためです。

ネットワーク トポロジのマッピング

トポロジ ダイアグラムは、ネットワークの設計を開始するときに役立ちます。 情報がどのように移動するかを観察できるため、ボトルネックの可能性を予測できます。 視覚的な表現は、効率的なネットワーク設計の作成を容易にするだけでなく、トラブルシューティングの参照ポイントとしても役立ちます。

トポロジ ダイアグラムは、独自のネットワークの運用について説明します。 これは、監視、更新、または交換が必要な機器またはノードを確認するのに役立ちます。

リアルタイム ネットワーク マッピングとインベントリの例
画像ソース： Auvik

このプロセスは、すべてのネットワーク デバイスのリストから開始する必要があります。 このリストには、ルーター、ファイアウォール、およびサーバーが含まれます。 次に、ネットワーク トポロジを決定する必要があります。これは、ネットワーク トポロジ ダイアグラムの作成に役立ちます。 デバイスがデータ交換に最も適した領域に配置されていることを確認することが重要です。その後、ネットワーク デバイスから線を引くことができます。 これらの線は、ネットワーク ノード間の接続を表しています。

入力全体の予備スケッチを作成した後、ダイアグラム ツールを使用して視覚化できます。 ネットワーク図のテンプレートがソフトウェアに含まれている場合があります。 ネットワークノードにはラベルを付けることができ、線は明確なダイアグラムのために色分けできます。

ネットワーク トポロジをマッピングする利点

ネットワーク トポロジが明確に定義されていると、ネットワーク管理者は、計画の強化、問題のトラブルシューティング、セキュリティの強化、およびネットワーク リソースの割り当てを容易に行うことができます。

• 計画の改善:ネットワーク トポロジは、すべてのネットワーク コンポーネントの使用パターンを完全に把握します。 特定のアセットの使用が多すぎるか少なすぎるかに基づいて、追加のアセットを追加または削除できます。
• トラブルシューティングのための可視性:ユーザーは、物理ネットワークと論理ネットワークをマッピングすることで、ネットワークを理解できます。 物理ネットワーク マップには、ケーブル、サーバー、ラック、ルーターなどの機器間の接続が表示されます。 論理ネットワークは、スイッチ、ルーター、ファイアウォール、ゲートウェイなどのデータ フロー ポイントを示します。 これは、ユーザーがネットワーク アーキテクチャの物理コンポーネントと論理コンポーネントを視覚化するのに役立ち、問題の場所を正確に特定するのに役立ちます。
• セキュリティ強化の合理化:リアルタイムのネットワーク マッピングにより、ユーザーは誤った接続や疑わしい接続を発見し、それらをネットワークからブロックできます。

ネットワーク マッピングの課題

ネットワーク マップのすべての利点を考慮して、ネットワーク マップの開発と保守は、見かけほど簡単ではありません。 これには、労働集約的な手作業、進行中のネットワーク調査、および定期的なステータス レポートが含まれます。 企業は、効果的なネットワーク トポロジ マップを作成する際にしばしばハードルに直面します。

• ネットワークの変更を一貫して更新する方法。 ほとんどのネットワークは動的であるため、ネットワーク マップもネットワークと共に進化する必要があります。 更新されたネットワーク マップのみが本来の目的に役立ちますが、古いネットワーク マップは誤解を招く可能性があります。
• 多くのネットワーク マップにアクセスして洞察を得る方法。 ネットワーク管理者は、さまざまなマップとマッピング方法を使用して、ネットワークを完全にカバーします。 これらのマップを構築、調査、変更するために、多くのツールとソリューション間を行き来する必要があり、これは時間がかかり、非効率的です。
• 新しいテクノロジーについていく方法。 ネットワーク管理者は、効果的なネットワーク自動化ソフトウェアを使用している場合でも、新しいテクノロジーをサポートし、新たなネットワークの脆弱性のリスクを軽減するために、ツールを定期的に更新してパッチを適用する必要があります。

最適なネットワーク トポロジを選択する方法

完璧なネットワーク トポロジは存在せず、他のトポロジよりも根本的に優れていることさえありません。 ネットワークの需要と規模を考慮して、組織に最適な構造を決定します。 これらは考慮すべき主な要因です。

• ケーブルの長さ:ネットワーク トポロジで使用されるケーブルが多いほど、そのセットアップに必要な労力が増えます。
• ケーブルの種類:アプリケーション、伝送距離、および必要なパフォーマンスなど、企業のネットワークの要求に基づいてケーブルを選択します。 たとえば、ツイストペア ケーブルのコストは同軸ケーブルよりも低くなりますが、前者は帯域幅が狭くなります。 光ファイバー ケーブルはうまく機能し、ツイスト ペア ケーブルや同軸ケーブルよりも高速にデータを送信します。 ただし、通常、インストールにははるかに費用がかかります。
• コスト支出:より複雑なネットワーク トポロジではより多くの時間とリソースが必要になるため、インストール コストは重要な考慮事項です。
• スケーラビリティ:ネットワークとビジネスの拡大を計画している場合、簡単に適応できるネットワーク トポロジを最初に使用すると、時間と手間を省くことができます。

ネットワーク トポロジ ツールとソフトウェア

企業の資産にネットワーク デバイスが追加されるにつれて、視覚化機能を備えたネットワーク管理ツールへの投資の必要性が高まっています。 セットアップおよび管理ツール、ネットワーク パフォーマンス ソフトウェア、ネットワーク マッピング ソフトウェアなど、さまざまなツールが利用可能です。

たとえば、ネットワーク構成ソフトウェアは反復作業を自動化します。 この技術は、ネットワーク ノードを自動的に検出し、リスクを特定し、複雑なネットワーク トポロジの作成に頻繁に貢献できます。

特定の企業の目的によっては、市場にそのようなソリューションが豊富にあることを考えると、より単純なソフトウェアを見つけるのが難しい場合があります。 以下は、一流のネットワーク管理ソフトウェアを探しているバイヤーのリストです。

あなたのネットワークはあなたの純資産です

ネットワーク トポロジ マップは、企業としてのネットワークの消費ニーズと密接に連携する必要があります。 構成管理、ビジュアル マッピング、および一般的なパフォーマンス モニタリングは、トポロジ管理の重要なコンポーネントです。 主な目標は、組織のネットワーク アーキテクチャを適切に開発および維持するための目的を理解することです。

適切に定義され、よく計画されたネットワーク トポロジを使用すると、企業は問題を迅速に特定してトラブルシューティングし、データの伝送と転送の効率を向上させることができます。

ネットワーク トポロジの詳細に興味がありますか? ネットワーク トポロジがネットワーク管理を容易にする方法を学びましょう。