آشنایی با توپولوژی و انواع آن

به شکل هندسی نحوه اتصال رایانه ها در یک شبکه اصطلاحاً توپولوژی (Topology) گفته می شود.

توپولوژی های اصلی و رایج در شبکه های محلی عبارتند از:

  • خطی (Wireless)
  • حلقوی (Ring)
  • ستاره ای (Star)

علاوه بر توپولوژی های اصلی فوق برخی توپولوژیهای دیگر نیز وجود دارند که عبارتند از:

  • بی سیم (Wireless)
  • مش (Mesh)
  • ستاره ای (Hierarchical star)

بدیهی است علاوه بر توپولوژیهای ذکر شده در موارد بسیاری ترکیبی از توپولوژیهای بالا در شبکه های سازمانهای بزرگ استفاده می شود که به انها توپولوژی ترکیبی نیز گفته می شود.

الف- توپولوژی خطی (Bus)

در این روش، ارتباط رایانه ها از طریق یک رشته کابل کواکسیال (Coaxial) که به ترتیب از رایانه ای به رایانه دیگر کشیده می شود، برقرار می گردد. در توپولوژی خطی، اطلاعاتی که از طریق یک سیستم بر روی کابل قرار داده می شود از دوطرف امتداد یافته و توسط دستگاههای دیگر قابل دریافت می باشد. بنابر این در این شبکه ها همواره دو انتهای کابل باز است که این کار باعث می شود سیگنالهایی که به انتهای کابل رسیده اند دوباره منعکس شوند و با سیگنالهای ارسالی جدیدتر تداخل نمایند. برای رفع این مشکل در دو انتهای کابل، مقاومتی 50 اهمی به نام Terminator قرار داده می شود. در این روش ارسال اطلاعات توسط رایانه ها به صورت انتشاری (Broadcast) است یعنی هر رایانه اطلاعات خود را به همراه آدرس رایانه مقصد برای تمام رایانه های متصل به شبکه ارسال می کند و فقط رایانه مقصد اطلاعات دریافت شده را می گیرد و سایر رایانه ها اطلاعات دریافت شده را از بین می برند. رایانه ها برای ارسال اطلاعات با یکدیگر رقابت می کنند و هر رایانه ای که زودتر اطلاعات خود را بروی شبکه قرار دهد نوبت ارسال را به خود اختصاص می دهد و سایر رایانه ها در انتظار می مانند تا ارسال اطلاعات رایانه در حال ارسال تمام شود.

در این روش با افزایش تعداد رایانه ها ترافیک شبکه به شدت افزایش می یابد و کارایی و سرعت شبکه کاهش می یابد.

مزیت اصلی توپولوژی خطی نصب آسان و قیمت ارزان شبکه بندی است و عیب عمده این روش این است که در صورت بروز یک مشکل کوچک در یکی از اتصالات مانند: اتصال دهنده ها، کابل و مقاومت های انتهایی، ارتباط کلیه رایانه های شبکه قطع می شود.

ب- توپولوژی ستاره ای (Star)

در این روش هر رایانه از طریق کابل رابط مخصوص خود به دستگاه هاب مرکزی (Central Hub) که مشابه جعبه تقسیم است وصل می شود وظیفه هاب مرتبط ساختن رایانه های شبکه به یکدیگر است. امروزه اغلب شبکه های LAN از این نوع توپولوژی استفاده می کنند. از نظر عملکرد یک شبکه ستاره ای مانند شبکه خطی از یک رسانه مشترک استفاده می کند. گرچه هر رایانه با کابل به طور جداگانه به Hub وصل می شود ولی Hub هر سیگنال را دریافت کرده و روی تمام پورت های خود پخش می کند تا تمام رایانه های دیگر شبکه آن را دریافت کنند. امروزه در توپولوژی ستاره ای بجای Hub از دستگاه های دیگری به نام سویچ (Switch) استفاده می شود که ا هوشمندی بهتری برای تشخیص رایانه فرستنده و گیرنده برخوردار است و اطلاعات ارسال شده توسط یک رایانه را بجای ارسال بر روی تمام پورت ها، فقط به پورت رایانه مقصد ارسال می کند. بدین ترتیب کارایی و ترافیک شبکه نیز بهبود قابل توجهی پیدا می کند

ج- توپولوژی ستاره ای چند سطحی

اشکال مهمی که در نگاه اول در توپولوژی ستاره ای به نظر می رسد عدم گسترش و توسعه شبکه به علت محدودیت تعداد پورتهای Hub است. اما این امکان وجود دارد که چند Hub دیگر را نیز به شبکه اضافه کنیم تا ایستگاه های کاری شبکه را توسعه دهیم. برای این منظور Hub دوم را با یک کابل استاندارد از طریق پورت خاصی که بر روی Hub تعبیه شده است و پورت Uplink نام دارد به Hubاصلی متصل می کنیم و به همین رتیب می توان هاب های دیگری نیز به شبکه اضافه کرد.

د- توپولوژی حلقوی (Ring)

در شبکه حلقه ای، هر رایانه بطور منطقی (و نه فیزیکی) به رایانه مجاور خود متصل است و از این نظر مانند توپولوژی خطی عمل می کند با این تفاوت که بجای قرار دادن Terminator در انتهای کابل های شبکه خطی، انتهای کابل های شبکه بهم متصل می شوند و تشکیل یک حلقه می دهند. لذا سیگنالی که توسط یک رایانه ارسال می شود در یک جهت (جهت عقربه های ساعت) به رایانه همسایه آن منتقل می شودو پس از گذشتن از همه رایانه های شبکه به رایانه فرستنده می رسد. اما ذکر این نکته ذکر این نکته ضروری است که در توپولوژی حلقوی رایانه ها به صورت منطقی تشکیل یک حلقه می دهند و از نظر کابل کشی و فیزیکی مانند توپولوژی ستاره ای پیاده سازی می شوند با این تاوت که در توپولوژی حلقوی از دستگاهی بنام Multistation access Unit (MAU) بجای Hub استفاده می شود دستگاه MAU اطلاعات را از یک رایانه دریافت کرده و آن را به نوبت به تک تک پورتهای خود می فرستد تا نهایتاً به پورت رایانه فرستنده برسد و از بین برود. دستگاه MAU دارای مدارهایی است که رایانه خراب را از حلقه حذف می نماید بنابراین در صورت خراب شدن یک رایانه یا کابل یا کابل یا اتصال دهنده های آن، شبکه به کار خود ادامه می دهد. کارایی بهتر رایانه ها در شبکه های با ترافیک بالا از مزیت های عمده این روش است و از اشکالات عمده این روش است که افزودن یا یا کاستن ایستگاه ها در سبکه به سادگی ممکن نیست، همچنین اگر عیبی در دستگاه MAU بوجود آید کل شبکه از کار خواهد افتاد. نصب و راه اندازی این نوع توپولوژی بعلت استفاده از تجهیزات خاص، گرانتر و پیچیده تر از شبکه های مبتنی بر توپولوژی خطی است.

ج- توپولوژی مش (Mesh)

این نوع توپولوژی مفهوم تئوری است و در شبکه های محلی عملی نیست زیرا در این توپولوژی،هر رایانه باید با یک کابل اختصاصی به هریک از رایانه های موجود در شبکه متصل شود. بعبارتی در یک شبکه فقط 4 رایانه است از هر رایانه 3 کابل به سایر رایانه ها کشیده شود و هر رایانه باید دارای 3 کارت شبکه باشد که این امری غیر عملی است. مزیت شبکه مش تحمل خطای بالای آن است زیرا هیچ مشکلی بر روی تمام رایانه ها تاثیر نمی گذارد.

ه- توپولوژی بی سیم (Wireless)

شبکه های بی سیم به جای کابل از رسانه های بون محدودیت (Unbounded Media) استفاده می کنند.

رایانه های موجود در این شبکه ها با الگوی خاصی با یک دیگر ارتباط برقرار می کنند. شبکه های LAN بی سیم دارای دو توپولوژی کلی به صورت زیر می باشند:

  • توپولوژی مستقل (ad hoc topology)
  • توپولوژی وابسته (infrastructure)

ی- توپولوژی ترکیبی (Hybrid)

به طراحی یک شبکه با چند نوع معماری مختلف اتصال ترکیبی یا هیبرید می گویند. در این روش رایانه های شبکه به صورت ترکیبی از روش های قبلی به یکدیگر متصل می شوند. معمولا برای اتصال شبکه ها با معماری های مختلف به یکدیگر از وسیله سخت افزاری به نام پل (Bridge) استفاده می کنند.

مدیر سایت

من محمدامین محمدحسینی مدیر سایت وبینت هستم. آرزوی من در نوجوانی یادگیری زبان برنامه نویسی وب بود، با انتخاب، تمرین و پشتکار خودم و اطرافیانم توانستم در این زمینه به موفقیت برسم ولی با مرور زمان فهمیدم که برنامه نویسی کار ساده‌ای است، مهم فروختن برنامه است. پس وبینت را راه‌اندازی کردم و تمامی آموزش‌هایی را که در مرور زمان یاد گرفتم را به صورت کتاب الکترونیکی در اختیار مردم عزیز قرار دادم تا بتوانم در دنیای دیجیتال کمکی کوچک کرده باشم.

پاسخ به دیدگاه

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس با ما