نتسا مقالات تعریف توپولوژی های شبکه، انواع توپولوژی های شبکه

logo

تعریف توپولوژی های شبکه، انواع توپولوژی های شبکه

دسته بندی: مقالات
0 دیدگاه
17 جولای 2021

مقدمه:

ما اکنون در عصر ارتباطات هستیم و اطلاعات دارایی‌های ارزشمند ما هستند. تبادل آنها با دیگران برای رفع نیازهای کاری و شخصی برنامه هر روز ماست. برای تسهیل در ارتباطات و تبادل اطلاعات شبکه‌های کامپیوتری به وجود آمدند. یک شبکه کامپیوتری شامل تعدادی کامپیوتر و سخت افزارهایی مثل سوییچ و هاب و … است که با استفاده از کانال‌های ارتباطی با هم در ارتباط هستند. منابع سخت افزاری و نرم افزاری خود را به اشتراک می‌گذارند. چیدمان و نحوه اتصال سیستم‌های شبکه انواع مختلفی دارد که به آن توپولوژی شبکه گفته می‌شود. در ادامه با ما همراه باشید تا در خصوص انواع توپولوژی شبکه بیشتر صحبت کنیم.

توپولوژی شبکه چیست؟

توپولوژی Topology یا همبندی به نحوه اتصال و چیدمان تجهیزات یک شبکه گفته می‌شود. برای راه اندازی یک شبکه کامپیوتری نخست باید توپولوژی شبکه را مشخص کرد.

دو نوع توپولوژی وجود دارد توپولوژی فیزیکی و توپولوژی منطقی،توپولوژی فیزیکی تعیین کننده چیدمان عناصر شبکه و نحوه برقراری ارتباط بین آنهاست. توپولوژی منطقی نحوه انتقال اطلاعات و داده‌ها بین عناصر شبکه را مشخص می‌کند.

دو اصطلاح رایج در شبکه‌های کامپیوتری وجود دارد که بهتر است در ابتدا آنها را بیاموزید به ارتباط بین دو گروه از سیستم‌ها در شبکه یک پیوند یا لینک Link گفته می‌شود و به هرکدام از عناصر تشکیل دهنده شبکه یک گره یا Node می‌گویند.

 

انواع توپولوژی فیزیکی شبکه

بطورکلی ۵ نوع توپولوژی فیزیکی شبکه وجود دارد.خطی،حلقوی، ستاره ای، مش و ترکیبی

انواع توپولوژی شبکه های کامپیوتری

در ادامه به بررسی بیشتر انواع توپولوژی شبکه می‌پردازیم:

توپولوژی فیزیکی physical topology

توپولوژی فیزیکی تعیین کننده چیدمان عناصر شبکه و نحوه برقراری ارتباط بین آنهاست. در مجموع ۷ نوع توپولوژی فیزیکی وجود دارد.

  • توپولوژی خطی  (Topology Bus)
  • توپولوژی ستاره  ( Star Topology )
  • توپولوژی حلقوی  ( Ring Topology )
  • توپولوژی مش  ( Mesh Topology )
  • توپولوژی درختی (Tree Topology)
  • توپولوژی نقطه به نقطه (Point To Point)
  • توپولوژی ترکیبی  ( Hybrid Topology )

توپولوژی منطقی logical topology

توپولوژی منطقی نحوه انتقال اطلاعات و داده‌ها بین عناصر شبکه را مشخص می‌کند. ۲ نوع توپولوژی منطقی وجود دارد.

  • توپولوژی حلقوی (Ring Topology)
  • توپولوژی خطی (Bus Topology)

 

توپولوژی خطی چیست

درتوپولوژی خطی Bus  انتقال اطلاعات در لحظه فقط در یک جهت انجام می‌شود. هر نود شبکه به یک کابل متصل است.

مزایای توپولوژی خطی به شرح زیر است:

  • در پیاده سازی آن نسبت به سایر توپولوژی‌ها کابل کمتری استفاده می‌شود.
  • در شبکه‌های کوچک به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • پیاده سازی و راه اندازی و عیب یابی آن آسان است.
  • نسبت به سایر توپولوژی‌ها مقرون به صرفه تر است.

 

معایب توپولوژی خطی

  • اگر یک کابل معیوب یا قطع شود کل شبکه از مدار خارج می‌شود.
  • استفاده یک کامپیوتر عضو شبکه از نرم افزار سنگین یا اشغال بخش زیادی از پهنای باند شبکه روی سرعت و عملکرد سایر سیستم‌های عضو شبکه هم تاثیر منفی دارد.
  • کابل‌ها محدودیت طولی دارند و از آنها برای ایجاد ارتباط بین سیستم‌هایی با فاصله دور نمی‌توان بهره گرفت.
  • توپولوژی خطی نسبت به توپولوژی حلقه‌ای سرعت کمتری در انتقال اطلاعات دارد.

 

 

توپولوژی ستاره ای

یکی دیگر از توپولوژی‌های فیزیکی شبکه، توپولوژی ستاره‌ای است که دارای مزایای زیر است.

  • هر دستگاه دارای یک اتصال مستقل به هاب است. در صورت نیاز هاب شبکه به راحتی قابل ارتقا می‌باشد.
  • در راه اندازی این توپولوژی از کابل فیبر نوری و کابل Coaxial هم می توان استفاده کرد.
  • هاب در مرکز توپولوژی مانند یک REPEATER عمل می‌کند.
  • پیاده سازی و راه اندازی و عیب‌یابی این نوع شبکه آسان است.
  • اگر هر یک از نوده‌های شبکه دچار اشکال شود، اختلالی در روند کاری شبکه ایجاد نمی‌کند. تنها همان نود معیوب از مدار خارج می‌شود.

معایب توپولوژی ستاره‌ای

  • هزینه نصب و راه اندازی این توپولوژی بالاست.
  • اگر هاب معیوب شود کل شبکه از مدار خارج می‌شود.
  • سرعت و عملکرد شبکه وابسته به ظرفیت هاب است.

 

 

توپولوژی حلقوی Ring Topology

تمام سیستم‌های عضو شبکه به صورت حلقوی به یکدیگر متصل می‌شوند و داده‌ها در جهت عقربه‌های ساعت شروع به گردش می‌کنند تا به مقصد برسند به تکنولوژی اصطلاحا Token Ring گفته می‌شود اولین کامپیوتری که روشن می‌شود سیگنالی را به نشانه Token ایجاد می‌کند و در شبکه این نشانه شروع به حرکت می‌کند و هر زمان کامپیوتری بخواهد داده‌ای را ارسال کند منتظر می‌ماند تا این نشانه به آن برسد و سپس داده را ارسال کند.

درواقع این نشانه اجازه ارسال را به هر سیستم در حین گردش می‌دهد و زمانی که داده ارسال شده به مقصد رسید سیستم مقصد برای آنکه سیستم مبدا را از دریافت کردن داده با خبر سازد پیغامی را تحت عنوان Acknowledge ارسال می‌کند.

عیب‌یابی توپولوژی حلقوی سخت است و به دلیل ساختار این توپولوژی و نیاز به نشانه برای انتقال اطلاعات سرعت آن پایین است و همچنین اشکال در یک گره باعث بروز اشکال در کل شبکه می‌شود.

توپولوژی مش

شکل توپولوژی مش

در این توپولوژی تمام نوده‌های شبکه با هم در ارتباط هستند.

 

در این نوع توپولوژی دستگاه‌ها به صورت نقطه‌ای به هم متصل می‌شوند، تمامی نوده‌های شبکه با هم در ارتباط هستند. برای انتقال داده روی توپولوژی مش از دو روش مسیریابی و سیلابی استفاده می‌شود در روش مسیریابی داده‌ها براساس منطق مسیریابی شبکه کوتاه‌ترین فاصله بین مبدا و مقصد را مشخص و از آن برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند ولی در روش سیلابی داده‌های مشابه به تمام سیستم‌های عضو شبکه ارسال می‌شوند.

از ویژگی‌های دیگر این توپولوژی موارد زیر را هم می‌توان نام برد.

  • نسبت به سایر توپولوژی‌ها قدرتمند‌تر است.
  • این توپولوژی اصلا انعطاف پذیر نیست.
  • در این نوع توپولوژی خطاهای شبکه به راحتی قابل تشخیص و رفع هستند.
  • در این توپولوژی تمام دستگاه‌های شبکه بهم متصل می‌شوند.
  • سطح امنیت و حفظ حریم خصوصی در این توپولوژی بالاست.
  • بار داده‌ای انتقال اطلاعات فقط برروی کابل و کانال ارتباطی بین همان دو دستگاه مبداء و مقصد تاثیر می‌گذارد.

توپولوژی درختی چیست؟

این توپولوژی یک دستگاه مرکزی دارد و تمام دستگاه‌های شبکه با نظم خاصی به دستگاه مرکزی متصل می‌شوند. توپولوژی درختی در شبکه‌های بزرگ کاربرد دارد و نسبت به توپولوژی خطی و ستاره‌ای دستگاه‌های بیشتری را شامل می‌شود.

از دیگر مزیت‌های توپولوژی درختی موارد زیر را می‌توان نام برد:

  • تمام دستگاه‌های عضو شبکه به راحتی قابل مدیریت و پشتیبانی هستند.
  • گسترش و عیب‌یابی در این شبکه آسان است.

از معایب توپولوژی درختی به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

  • نسبت به سایر توپولوژی‌ها راه اندازی آن هزینه بالاتری دارد.
  • اگر دستگاه مرکزی دچار مشکل شود کل شبکه از مدار خارج می‌شود.
  • برای راه اندازی این توپولوژی کابل زیادی مصرف می‌شود.

 

 

توپولوژی نقطه به نقطه (Point To Point)

توپولوژی نقطه به نقطه peer to peer

 

به توپولوژی نقطه به نقطه p2p هم گفته می‌شود.

 

در توپولوژی نقطه به نقطه دستگاه‌ها به صورت متقابل با استفاده از یک کابل بهم متصل می‌شوند مانند اتصال دو رایانه، دو سوییچ یا دو روتر به یکدیگر، توپولوژی نقطه به نقطه در متون شبکه به  دو صورت P2P و Peer To Peer هم نوشته می‌شوند. در این توپولوژی میان دستگاه گیرنده و فرستنده، دستگاه‌های میانی دیگری برای شکل دادن ارتباط وجود دارند ولیکن در ظاهر فقط فرستنده و گیرنده به نظر می‌آیند مانند ارتباطات رادیویی

توپولوژی ترکیبی (Hybrid Topology)

از ادغام دو یا چند توپولوژی شبکه متفاوت با یکدیگر توپولوژی ترکیبی به وجود می‌آید. مثلا ترکیب توپولوژی ستاره‌ای با توپولوژی خطی یک توپولوژی ترکیبی را به وجود می‌آورد.

از مزایا این نوع توپولوژی به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

  • این توپولوژی انعطاف‌پذیر و قابل اعتمادتر است.
  • تعداد بیشتری دستگاه را شامل می‌شود.
  • در صورت معیوب شدن قسمتی از شبکه کل شبکه از مدار خارج نخواهد شد.
  • امکان اتصال توپولوژی‌های دیگر به آسانی فراهم می‌شود.
  • عیب‌یابی یا جداسازی یک توپولوژی خاص از کل شبکه کار آسانی است.

از معایب توپولوژی شبکه موارد زیر را می‌توان نام برد؛

  • گران‌ترین توپولوژی شبکه توپولوژی ترکیبی است.
  • مدیریت و نگهداری این شبکه سخت تر است.
  • هزینه کابل‌کشی بالایی هم دارد.

توپولوژی اینترنت چیست؟

یکی از شبکه‌های بسیار گسترده و جهانی شبکه اینترنت است که با استفاده از آن می‌توان به سرعت اطلاعات خود را بدون محدودیت زمانی و مکانی ارسال کرد. مثلا شما می‌توانید عکستان را به ایمیلتان پیوست و برای خواهرتان در قاره آمریکا ارسال کنید. اتصال به شبکه اینترنت از طریق تمام سیستم‌های هوشمند مجهز به کارت شبکه امکان پذیر است. از پروتکل‌های معروف اینترنت می‌توان به Http، Https و Ftp اشاره کرد.

شبکه اترنت چیست؟

تکنولوژی اترنت، رایج‌ترین روش ارتباط کامپیوترها در شبکه‌های LAN است. که دستگاه‌های عضو یک شبکه را بهم متصل کرده و با استفاده از یک زبان مشترک امکان تبادل اطلاعات بین آنها را فراهم می‌کند. شبکه‌های LAN برای دفاتر کار کوچک، خانه و یا یک ساختمان مناسب هستند. ارتباط در این نوع شبکه اترنت است و انتقال اطلاعات و تغییر فرمت داده‌ها به نحوه‌ی که برای سایر نوده‌های شبکه قابل تشخیص، دریافت و پردازش باشند انجام می‌شود.دو نوع شبکه اترنت وجود دارد که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.

 

 fast Ethernet

سرعت انتقال اطلاعات ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه است، از کابل‌های فیبرنوری یا twisted – pair استفاده می‌شود.

Gigabit Ethernet

سرعت انتقال اطلاعات ۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه است، از کابل‌های فیبرنوری یا twisted – pair استفاده می‌شود.

 

شبکه can چیست؟

شبکه CAN مخفف Campus Area Network است. از مجموع چند شبکه LAN به وجود می‌آید که این شبکه‌های محلی از طریق سوییچ و روتر به یکدیگر متصل می‌شوند. این شبکه‌ها در مراکز دانشگاهی، آموزشی، نظامی، شرکت‌ها، و برخی سازمان‌ها کاربرد دارند. با استفاده از CAN می‌توان شبکه‌های محلی چند ساختمان مجاور را پوشش داد. نوده‌های شبکه CAN با استفاده از فیبر نوری و اترنت ۱۰ گیگابیتی با هم در ارتباط هستند.

مدیریت شبکه CAN از یک نقطه واحد انجام می‌شود مدیر شبکه وضعیت ارتباطات و تبادلات را بررسی و در صورت نیاز مجوز دسترسی بیشتر و یا محدودیت دسترسی را صادر می‌کند. امنیت شبکه CAN با استفاده از فایروال تامین می‌شود. سرعت انتقال اطلاعات در این شبکه‌ها به دلیل محلی بودن مبدا و مقصد بالاست و به راحتی می‌توان فایل‌های سنگین را به اشتراک گذاشت.

دیدگاه خود را ارسال کنید