Topologia del bus: definizione, caratteristiche, scenari applicativi e analisi dei casi

Mentre l'ondata di digitalizzazione si diffonde in tutto il mondo, Internet è diventata la rete invisibile che supporta il funzionamento della società moderna. Il diagramma della topologia di rete è la "mappa genetica" che interpreta questo immenso sistema. Trasforma la struttura astratta della rete in un modello visivo analizzabile e gestibile attraverso un linguaggio grafico intuitivo. Oggi introdurremo principalmente la struttura comune del diagramma della topologia di rete: la topologia a bus.

Ⅰ. Cos'è la topologia bus?

La topologia a bus è una struttura di rete lineare in cui tutti i dispositivi sono collegati tramite un cavo backbone condiviso (chiamato "bus"). I dati vengono trasmessi in modo bidirezionale sul bus in modalità broadcast. Le informazioni inviate da qualsiasi dispositivo verranno ricevute dagli altri dispositivi sul bus, ma solo il dispositivo di destinazione elaborerà le informazioni.

Proprio come in un'autostrada, tutti i veicoli (attrezzature) viaggiano sulla stessa corsia (autobus) e i veicoli con destinazioni diverse devono valutare autonomamente se è il caso di ripartire.

Topologia bus

Ⅱ. Caratteristiche principali della topologia del bus

1. Struttura semplice e basso costo

Sono necessari solo un cavo backbone e pochi connettori e il costo dell'hardware è notevolmente inferiore rispetto a topologie come quella a stella e ad anello. Adatto a scenari con un numero ridotto di dispositivi e budget limitato.

2. Espansione flessibile, ma dipendente dal bus

È possibile aggiungere nuovi dispositivi semplicemente collegandoli in qualsiasi punto del bus, senza dover effettuare configurazioni complicate. Tuttavia, un guasto del bus può causare il guasto dell'intera rete e le prestazioni possono ridursi drasticamente quando sono presenti troppi dispositivi.

3. Conflitti e problemi di trasmissione

Tutti i dispositivi condividono la larghezza di banda e, in caso di carico elevato, è probabile che si verifichino collisioni di dati (è necessario affidarsi a CSMA/CD e ad altri protocolli per il coordinamento). Il rischio di tempeste radiotelevisive è basso, ma la privacy è scarsa.

III. Componenti della topologia del bus

Bus: mezzo di trasmissione condiviso, solitamente un singolo cavo (ad esempio un cavo coassiale o un doppino intrecciato), a cui tutti i nodi sono collegati tramite interfacce hardware. Il bus è responsabile della trasmissione dei dati tra i nodi in modalità broadcast, ovvero i dati inviati da un nodo possono essere ricevuti da tutti i nodi sul bus.

Nodi: dispositivi di rete tra cui computer, server, stampanti, ecc. Ogni nodo è collegato al bus tramite un'interfaccia hardware corrispondente (ad esempio una scheda di interfaccia di rete). Il nodo ha la funzione di inviare e ricevere dati e può identificare l'indirizzo di destinazione per decidere se elaborare i dati ricevuti.

Terminatori: dispositivi installati ad entrambe le estremità del bus per adattare l'impedenza, assorbire l'energia del segnale al termine della trasmissione e prevenire le interferenze causate dalla riflessione del segnale. Ciò è fondamentale per preservare l'integrità del segnale.

Connettori e derivazioni: i connettori vengono utilizzati per collegare fisicamente i nodi al bus, mentre le derivazioni sono punti di diramazione sul bus che consentono di collegare i nodi al cavo principale. Questi componenti garantiscono che il segnale possa essere trasmesso in modo efficace; è necessario prestare attenzione al numero e alla spaziatura delle derivazioni per evitare il degrado del segnale.

IV. Topologia a bus vs topologia a stella

Ⅴ. Esempio classico di topologia a bus

Caso 1: Ethernet iniziale (10Base2/10Base5)

Scenario: reti di piccoli uffici negli anni '80 e '90.

Implementazione: il bus è realizzato tramite cavi coassiali e i dispositivi sono collegati con connettori di tipo T e terminati con resistori da 50Ω.

Problema: con l'aumento del numero di dispositivi, il dominio di collisione si è espanso, con conseguente degrado delle prestazioni e alla fine è stato sostituito dall'Ethernet a stella.