توپولوژی شبکه

توپولوژی شبکه و انواع توپولوژی شبکه چیست؟

توپولوژی از دو کلمه یونانی topo و logy گرفته شده است ، جایی که topo به معنی “مکان” و logy به معنای “مطالعه” است. در شبکه های رایانه ای ، از توپولوژی برای توضیح چگونگی اتصال فیزیکی یک شبکه و جریان منطقی اطلاعات در شبکه استفاده می شود. یک توپولوژی به طور عمده نحوه اتصال و تعامل دستگاه ها با استفاده از لینک های ارتباطی را توصیف می کند. در شبکه های رایانه ای ،

عمدتا دو نوع توپولوژی وجود دارد:

توپولوژی فیزیکی:

یک توپولوژی فیزیکی نحوه اتصال کامپیوترها یا گره ها با یکدیگر در یک شبکه رایانه ای را توصیف می کند. این ترتیب عناصر مختلف (پیوند ، گره ها و غیره) است ، از جمله مکان دستگاه و نصب کد شبکه کامپیوتری. به عبارت دیگر ، می توان گفت که این طرح فیزیکی گره ها ، ایستگاه های کاری و کابل ها در شبکه است.

توپولوژی منطقی:

یک توپولوژی منطقی نحوه ، جریان داده از یک کامپیوتر به رایانه دیگر را توصیف می کند. این پروتکل به پروتکل شبکه الزام آور است و نحوه انتقال داده ها در سراسر شبکه و مسیری را که طی می کند مشخص می کند. به عبارت دیگر ، این روشی است که از طریق آن دستگاه ها ارتباط داخلی دارند.توپولوژی شبکه ، شکل مجازی یا ساختار شبکه را نه تنها از نظر فیزیکی بلکه از نظر منطقی نیز تعریف می کند. یک شبکه می تواند همزمان یک توپولوژی فیزیکی و چند توپولوژی منطقی داشته باشد. در این مقاله ، ما عمدتا بر روی توپولوژی های فیزیکی تمرکز خواهیم کرد. ما در مورد انواع مختلف توپولوژی فیزیکی ، مزایا و معایب آنها یاد خواهیم گرفت.

در یک شبکه رایانه ای ، عمدتا شش نوع توپولوژی فیزیکی وجود دارد ، آنها عبارتند از:

1. توپولوژی اتوبوس
2. حلقه توپولوژی
3. توپولوژی ستاره
4. توپولوژی مش
5. توپولوژی درخت
6. توپولوژی ترکیبی

حالا بیایید این توپولوژی ها را یکی یکی یاد بگیریم:

1. توپولوژی اتوبوس:

توپولوژی اتوبوس ساده ترین نوع توپولوژی است که در آن از یک گذرگاه یا کانال مشترک برای ارتباط در شبکه استفاده می شود. اتوبوس به شیرهای مختلف و خطوط مختلف متصل است. شیرها رابط هستند ، در حالی که خطوط قطره کابل هایی هستند که باس را با کامپیوتر متصل می کنند. به عبارت دیگر ، فقط یک خط انتقال واحد برای همه گره ها وجود دارد.وقتی فرستنده پیامی را ارسال می کند ، سایر رایانه ها می توانند آن را بشنوند ، اما فقط گیرنده آن را می پذیرد (تأیید آدرس mac پیوست شده با قاب داده) و دیگران آن را رد می کنند. فناوری Bus عمدتا برای شبکه های کوچکی مانند LAN و غیره مناسب است. در این توپولوژی ، گذرگاه به عنوان ستون فقرات شبکه عمل می کند ، که به هر کامپیوتر و لوازم جانبی شبکه می پیوندد. هر دو انتهای کانال مشترک دارای خط پایان هستند. داده ها فقط در یک جهت ارسال می شوند و به محض رسیدن به پایان ، خاتمه دهنده داده ها را از خط ارتباطی خارج می کند (برای جلوگیری از پرش سیگنال و اختلال در جریان داده). در یک توپولوژی گذرگاه ، هر کامپیوتر به طور مستقل با کامپیوتر دیگری در شبکه ارتباط برقرار می کند. هر رایانه ای می تواند کل قابلیت های گذر شبکه را به اشتراک بگذارد. دستگاه ها مسئولیت جریان داده ها را از یک نقطه به نقطه دیگر در شبکه تقسیم می کنند. برای مثال کابل اترنت و غیره

در زیر مزایای توپولوژی Bus وجود دارد:

• استفاده و نصب ساده

• اگر گره ای خراب شود ، بر گره های دیگر تأثیر نخواهد گذاشت.

• کابل کشی کمتر مورد نیاز است.

• اجرای مقرون به صرفه.

در زیر معایب توپولوژی Bus وجود دارد:

• وقتی گره ها بیشتر شوند ، کارایی کمتر است (قدرت سیگنال کاهش می یابد).

• اگر اتوبوس خراب شود ، شبکه از کار می افتد.

• تعداد محدودی از گره ها به دلیل محدود بودن طول اتوبوس می توانند به باس متصل شوند.

• مسائل و خطرات امنیتی بیشتر به دلیل پخش پیام ها به همه گره ها است.

• ازدحام و ترافیک در اتوبوس زیرا تنها منبع ارتباطی است.

2. حلقه توپولوژی:

حلقه توپولوژی ، توپولوژی است که در آن هر کامپیوتر دقیقاً به دو رایانه دیگر متصل می شود تا حلقه را تشکیل دهد. پیام ارسالی ماهیتی یک جهته و دایره ای دارد.این توپولوژی شبکه ماهیتی قطعی دارد ، یعنی به هر رایانه در یک بازه زمانی ثابت دسترسی برای انتقال داده می شود. همه گره ها در یک حلقه بسته به هم متصل می شوند. این توپولوژی عمدتاً بر روی یک سیستم مبتنی بر رمز کار می کند و رمز در یک جهت خاص در یک حلقه حرکت می کند. در یک توپولوژی حلقه ای ، اگر توکن آزاد باشد ، گره می تواند رمز را ضبط کند و داده و آدرس مقصد را به نشانه متصل کند و سپس رمز را برای برقراری ارتباط ترک کند. هنگامی که این رمز به گره مقصد می رسد ، داده ها توسط گیرنده حذف می شوند و رمز برای انتقال داده های بعدی آزاد می شود.به عنوان مثال ، Token Ring و غیره

در زیر مزایای توپولوژی حلقه آورده شده است:

•  نصب آسان.

• کابل کشی کمتر مورد نیاز است

• شانس برخورد داده ها (یک جهته) را کاهش می دهد.

• عیب یابی آسان است (گره معیوب رمز را عبور نمی دهد).

• هر گره زمان دسترسی یکسانی را بدست می آورد.

در زیر معایب توپولوژی حلقه آورده شده است:

• اگر گره ای خراب شود ، کل شبکه از کار می افتد.

• سرعت انتقال داده آهسته (هر پیام باید از مسیر حلقه عبور کند).

• پیکربندی مجدد مشکل است (باید حلقه را بشکنیم).

3. توپولوژی ستاره:

توپولوژی ستاره توپولوژی شبکه رایانه ای است که در آن تمام گره ها به یک مرکز متمرکز متصل هستند. هاب یا سوییچ به عنوان یک میان افزار بین گره ها عمل می کند. هر گره ای که درخواست خدمات یا ارائه خدمات دهد ، ابتدا برای برقراری ارتباط با مرکز تماس بگیرید.دستگاه مرکزی (توپی یا سوئیچ) دارای پیوند ارتباطی نقطه به نقطه (پیوند اختصاصی بین دستگاههایی است که توسط رایانه دیگر قابل دسترسی نیست) با دستگاهها است. سپس دستگاه مرکزی بر اساس دستگاه مرکزی مورد استفاده پیام را پخش یا تک پیام می کند. هاب پیام را پخش می کند ، در حالی که سوئیچ با حفظ یک جدول سوئیچ پیام ها را یکپارچه می کند. پخش باعث افزایش ترافیک داده های غیرضروری در شبکه می شود. در یک توپولوژی ستاره ای ، توپی و سوییچ به عنوان یک سرور عمل می کنند ، و سایر دستگاه های متصل به عنوان مشتری عمل می کنند. برای اتصال گره به دستگاه مرکزی ، فقط به یک پورت ورودی و خروجی و یک کابل نیاز است. این توپولوژی از نظر امنیتی بهتر است زیرا داده ها از هر گره عبور نمی کنند.برای مثال شبکه با سرعت بالا و غیره

در زیر مزایای توپولوژی ستاره آورده شده است:

• کنترل متمرکز

• کمتر گران است.

• عیب یابی آسان است (گره معیوب پاسخی نمی دهد).

• تحمل عیب خوب به دلیل کنترل متمرکز بر روی گره ها.

• مقیاس دهی آسان (گره ها می توانند به راحتی به شبکه اضافه یا حذف شوند).

• اگر گره ای خراب شود ، بر گره های دیگر تأثیر نخواهد گذاشت.

• پیکربندی و ارتقا آسان است (با استفاده از دستگاه مرکزی پیکربندی شده است).

در زیر مضرات توپولوژی ستاره آورده شده است:

• اگر دستگاه مرکزی خراب شود ، شبکه از کار می افتد.

• تعداد دستگاهها در شبکه محدود است (به دلیل محدود بودن پورت ورودی – خروجی در یک دستگاه مرکزی)

• توپولوژی مش

یک توپولوژی شبکه رایانه ای است که در آن گره ها با یکدیگر ارتباط دارند. به عبارت دیگر ، ارتباط مستقیم بین گره های شبکه صورت می گیرد.به طور عمده دو نوع مش وجود دارد:

• Full Mesh:

در آن هر گره به هر گره دیگر در شبکه متصل است.

• Partial Mesh:

در آن برخی از گره ها به هر گره در شبکه متصل نیستند.در یک توپولوژی مش کاملاً متصل ، هر دستگاه با هر دستگاه دیگری در شبکه پیوند نقطه به نقطه دارد. اگر دستگاه های ‘n’ در شبکه وجود دارد ، پس هر دستگاه دقیقاً “(n-1)” پورت های ورودی-خروجی و پیوندهای ارتباطی دارد. این پیوندها پیوندهای ساده هستند ، یعنی داده ها فقط در یک جهت حرکت می کنند. یک پیوند دوبلکس (که در آن داده ها می توانند همزمان از هر دو جهت حرکت کنند) می تواند جایگزین دو پیوند ساده شود. اگر ما از پیوندهای سیمپلکس استفاده می کنیم ، تعداد پیوندهای ارتباطی برای دستگاه خواهد بود ، در حالی که اگر از پیوندهای دوبلکس در توپولوژی مشبه عنوان مثال ، اینترنت (WAN) و غیره

در زیر مزایای توپولوژی مش آورده شده است:

• پیوندهای اختصاصی ارتباط مستقیم را تسهیل می کنند.

• بدون تراکم یا مشکل ترافیک در کانال ها.v  تحمل خطای خوب به دلیل مسیر اختصاصی برای هر گره.

• ارتباط بسیار سریعv  حفظ حریم خصوصی و امنیت به دلیل کانال جداگانه ای برای برقراری ارتباط.

• اگر گره ای خراب شود ، گزینه های دیگری در شبکه وجود دارد.

در زیر معایب توپولوژی مش آورده شده است:

• کابل کشی بسیار بالا مورد نیاز است.

• هزینه ناکارآمد برای اجرا

• مجتمع برای پیاده سازی و فضای زیادی برای نصب شبکه نیاز دارد.

• نصب و نگهداری بسیار دشوار است.

4. توپولوژی درخت:

توپولوژی درخت یک توپولوژی شبکه رایانه ای است که در آن تمام گره ها به طور مستقیم یا غیرمستقیم به کابل گذرگاه اصلی متصل می شوند. توپولوژی درخت ترکیبی از توپولوژی Bus و Star است.در یک توپولوژی درخت ، کل شبکه به بخشهایی تقسیم شده است که به راحتی می توان آنها را مدیریت و نگهداری کرد. یک هاب اصلی وجود دارد و تمام زیر هاب های دیگر در این توپولوژی به یکدیگر متصل هستند.

در زیر مزایای توپولوژی درخت آورده شده است:

• پوشش شبکه از راه دور.

• با بررسی هر سلسله مراتب ، یافتن عیب آسان است.

• کمترین یا بدون از دست رفتن داده ها.

• تعداد زیادی گره می توانند مستقیم یا غیرمستقیم متصل شوند.

• در صورت خرابی یکی از شبکه های سلسله مراتبی دیگر تحت تأثیر قرار نمی گیرند.

در زیر مضرات توپولوژی درخت وجود دارد:

• هزینه کابل کشی و سخت افزار زیاد است.

• مجتمع برای پیاده سازی.

• کابل کشی هاب نیز مورد نیاز است.

• مدیریت یک شبکه بزرگ با استفاده از توپولوژی درخت دشوار است.

• به نگهداری بسیار بالایی نیاز دارد.

• اگر اتوبوس اصلی خراب شود ، شبکه از کار می افتد.

5. توپولوژی ترکیبی:

توپولوژی ترکیبی توپولوژی رایانه ای است که ترکیبی از دو یا چند توپولوژی است. در کاربردهای عملی ، بیشترین کاربرد را دارند.در این توپولوژی ، تمام توپولوژی ها با توجه به نیاز تشکیل هیبرید به هم پیوسته اند. از تمام ویژگی های خوب هر توپولوژی می توان برای ساخت یک توپولوژی ترکیبی کارآمد استفاده کرد.

HPI TOPOLOGY

موارد زیر مزایای توپولوژی ترکیبی است:

• این می تواند حجم زیادی از گره ها را اداره کند.

• این انعطاف پذیری را برای اصلاح شبکه با توجه به نیازهای ما فراهم می کند.

• بسیار قابل اطمینان (اگر یک گره خراب شود ، کل شبکه را تحت تأثیر قرار نمی دهد).

در زیر معایب توپولوژی ترکیبی آورده شده است:

• طراحی پیچیده

• گران قیمت برای اجرا

• واحد دسترسی چند ایستگاه (MSAL) مورد نیاز است.

• از این رو ، پس از یادگیری توپولوژی های مختلف شبکه رایانه ای ، می توان نتیجه گرفت که هنگام انتخاب توپولوژی فیزیکی ،

برخی از نکات باید در نظر گرفته شود:

• سهولت نصب

• تحمل خطا.

• هزینه اجرا

• کابل کشی مورد نیاز است

• نگهداری مورد نیاز است.

• طبیعت قابل اعتماد.

• سهولت در تنظیم مجدد و به روزرسانی.

این همه مربوط به توپولوژی و انواع آن در یک شبکه رایانه ای است.

در انتهای این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد و در صورتی که نیاز به کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان در این موارد می‌باشید می‌توانید با همکاران ما در تماس باشید چرا که همکاران ما به صورت شبانه‌روزی آماده خدمات رسانی و پاسخگویی به شما دوستان عزیز می‌باشند.

دوستان عزیز در صورتی که علاقمند هستید دیگر مطالب ما را مشاهده نمایید، حتما اینجا کلیک نمایید تا از جدید ترین مطالب ما استفاده نمایید. همچنین در صورتی که علاقمند هستید میتوانید شبکه ما را در اینستاگرام دنبال نمایید.