توپولوژی شبکه چیست؟

ما اکنون در عصر ارتباطات هستیم و اطلاعات ، دارایی‌ های ارزشمند ما هستند. تبادل آن ها با دیگران برای رفع نیاز های کاری و شخصی برنامه هر روز ماست. برای تسهیل در ارتباطات و تبادل اطلاعات شبکه‌ های کامپیوتری به وجود آمدند. یک شبکه کامپیوتری شامل تعدادی کامپیوتر و سخت افزار هایی مثل سوییچ و هاب و … می باشد که با استفاده از کانال‌ های ارتباطی با هم در ارتباط هستند. منابع سخت افزاری و نرم افزاری خود را به اشتراک می‌ گذارند. چیدمان و نحوه اتصال سیستم‌ های شبکه انواع مختلفی دارد که به آن توپولوژی شبکه گفته می‌ شود. در ادامه این مقاله با مبحث توپولوژی شبکه بیشتر آشنا می شویم.

توپولوژی شبکه چیست؟

پیکربندی اجزای مختلف شبکه که برای انتقال داده‌ ها و ایجاد اتصالات بین گره‌ ها و لینک‌ ها به کار می‌ رود ، به عنوان توپولوژی شبکه شناخته می‌شود. به عبارت دیگر ، یک شبکه از اجزای مختلفی مانند دستگاه‌ ها که به عنوان گره نامیده می‌ شوند و لینک‌ ها یا اتصالات تشکیل شده است.

این ارتباطات را می‌ توان به صورت منطقی یا فیزیکی مرتب کرد. برای درک بهتر توپولوژی شبکه‌ های کامپیوتری ، در نظر بگیرید که اگر شهر شما یک شبکه کامپیوتری باشد نقشه راه شهر همان توپولوژی خواهد بود.

به همین ترتیب ، هنگام تنظیم نقشه راه برای یک شهر ، عوامل زیادی در نظر گرفته می‌ شود ، از جمله اینکه یک خیابان باید در ساعات اوج ترافیک چه میزان ترافیک را تحمل کند ، آیا بلوار خاصی جریان ترافیک بین دو نقطه شهر را تسهیل می‌ کند؟

آیا نیاز به مسیر جایگزینی برای یک نقطه خاص از شهر برای جلوگیری از ترافیک وجود دارد ، شهر چقدر بزرگ است و چقدر ترافیک دارد ، بودجه تعیین شده توسط دولت برای تهیه نقشه راه برای شهر چقدر است و سؤالاتی از این قبیل.

به طور مشابه ، در مورد انتخاب توپولوژی شبکه کامپیوتری باید عواملی مانند میزان ترافیک در شبکه، اندازه شبکه، هدف شبکه و غیره را در نظر بگیریم. هر توپولوژی شبکه کامپیوتری مزایا و معایب خاص خود را دارد و بسته به این مزایا و معایب ما انتخاب می‌ کنیم که چه نوع توپولوژی را برای کسب‌و کار خود انتخاب کنیم.

در یک سیستم شبکه کامپیوتری دو نوع توپولوژی اتصال وجود دارد :

• توپولوژی فیزیکی

• توپولوژی منطقی

طراحی فیزیکی شبکه به کمک لینک‌ های فیزیکی قابل‌ مشاهده نشان داده می‌ شود. در حالی که توپولوژی منطقی ، مسیر انتقال داده و جزئیات جریان داده را که با چشم قابل رویت نیستند ، نشان می‌ دهد.

توپولوژی فیزیکی و منطقی

دو نوع اصلی توپولوژی شبکه وجود داره : توپولوژی فیزیکی و منطقی که در ادامه هر دو توضیح داده شده است.

شبکه کابل‌ کشی که برای اتصال دستگاه‌ ها و تجهیزات شبکه استفاده می شود ، مربوط به توپولوژی فیزیکی شبکه است. توپولوژی فیزیکی به نحوه قرار دادن کابل شبکه ، برای اتصال از رایانه‌ ها به شبکه و در واقع قرار دادن اجزای مختلف شبکه اشاره می‌ کند و نحوه‌ ی انتقال اطلاعات بین گره‌ های مختلف را توضیح میدهد. نوع توپولوژی فیزیکی که برای شبکه انتخاب می‌ کنید ، به عوامل مختلفی مانند نقشه‌ ی ساختمان ، تکنیک‌ های عیب‌ یابی ، هزینه‌ ی نصب ، نوع کابل استفاده‌ شده ، محل قرار دادن دستگاه و … بستگی دارد.

با این‌ که  اصطلاح توپولوژی شبکه اغلب برای شکل فیزیکی یا چیدمان شبکه استفاده می‌ شود ، اما هر شبکه یک توپولوژی منطقی هم دارد که ممکن است مشابه با توپولوژی فیزیکی آن باشد. ممکن هم هست تفاوت داشته باشد.

در بسیاری از موارد ، توپولوژی منطقی مثل توپولوژی فیزیکی عمل می‌ کند اما این موضوع همیشه درست نیست. برای مثال ، برخی از شبکه‌ ها به‌صورت فیزیکی به عنوان توپولوژی Star (ستاره‌ای) ، اما به‌صورت منطقی به‌ عنوان توپولوژی Bus یا Ring عمل می‌ کنند.

خیلی از افراد به توپولوژی منطقی ، توپولوژی سیگنال هم می‌ گویند. توپولوژی منطقی ، نحوه‌ ی انتقال اطلاعات از شبکه یا رایانه به یکدیگر را توضیح می‌ دهد و به مسیر داده‌ ها در شبکه اشاره دارد. شیوه‌ ای که داده‌ ها از طریق یک شبکه ، بدون در نظر گرفتن اتصال فیزیکی دستگاه‌ ها عبور می‌کنند ، به توپولوژی منطقی باز می‌ گردد. توپولوژی منطقی اغلب با روش‌ های کنترل دسترسی و پروتکل‌ ها ارتباط دارد.

انواع توپولوژی شبکه

• توپولوژی خطی ( BUS TOPOLOGY )

• توپولوژی حلقه ای ( RING TOPOLOGY )

• توپولوژی ستاره‌ ای ( STAR TOPOLOGY )

• توپولوژی درخت ( TREE TOPOLOGY )

• توپولوژی شبکه مش ( MESH TOPOLOGY )

• توپولوژی شبکه ترکیبی ( HYBRID TOPOLOGY )

توپولوژی خطی ( BUS TOPOLOGY )

در این نوع از توپولوژی به هر گره موجود در شبکه ما تنها یک کابل متصل است. همچنین در نوع توپولوژی خطی دیتا های ارسالی در شبکه تنها در یک جهت قابلیت حرکت دارند.

این نکته نیز شایان توجه است که توپولوژی خطی برای شبکه های کوچک مناسب است. از جمله مزایای این نوع از توپولوژی هزینه کم نصب آن ، استفاده کمتر از کابل های رابط و راحتی نصب آن ها می باشد.

اما در کنار مزایای اشاره شده در قسمت بالا ، این توپولوژی دارای معایبی نیز می باشد. به دلیل نحوه اتصال اجزای شبکه ، در صورتی که یک کابل دچار قطعی شود ، کل شبکه دچار اختلال شده و از کار می افتد.

اگر یکی از گره ها کار سنگینی انجام دهد و پهنای باند زیادی از اینترنت را اشغال کند ، سرعت اینترنت برای دستگاه های دیگر نیز کاهش خواهد یافت. همچنین سرعت انتقال اطلاعات در این نوع از توپولوژی نیز چندان بالا نیست.

توپولوژی حلقه ای ( RING TOPOLOGY )

در این مدل یا قوانین حلقه ای به این صورت است که دیتای درخواستی از تمام اجزای شبکه باید عبور کنند تا به مقصد خود برسند. در این نوع از توپولوژی شما نیاز به تکرار کننده دارید.

وظیفه تکرار کننده در شبکه این است که از اطلاعات عبوری محافظت کرده و از آسیب به آن ها جلوگیری کند. نحوه انتقال اطلاعات در این شبکه به صورت بایت به بایت بوده و انتقال معمولا به صورت یک طرفه انجام می شود.

البته شما می توانید تا با استفاده از دو سیم بین دو کامپیوتر ، این انتقال را دو طرفه کنید. از جمله مزایای این نوع از شبکه قیمت مقرون به صرفه آن و سرعت بالای انتقال داده ها است.

از جمله معایب توپولوژی حلقه ای می توانیم به سخت بودن عیب یابی شبکه به دلیل متصل بودن تعداد زیادی از رایانه ها به یکدیگر اشاره کنیم. علاوه بر آن در صورت اضافه و یا حذف یک سیستم از شبکه ، فعالیت کل شبکه با اختلال رو‌ به‌ رو خواهد شد.

توپولوژی ستاره‌ ای ( STAR TOPOLOGY )

در توپولوژی ستاره ای نیز شما برای ایجاد شبکه نیاز به یک دستگاه به نام HUB دارید. HUB دستگاهی است که معمولا در قسمت مرکز شبکه قرار میگیرد و تمامی اجزا و گره های شبکه به صورت جداگانه به آن متصل خواهند شد. HUB در این نوع توپولوژی همانند یک تکرار کننده عمل کرده و از آسیب به اطلاعات جلوگیری می کند.

از جمله مزایای توپولوژی ستاره ای می توانیم به ارتقای راحت HUB ، عیب یابی آسان ، قابلیت نصب و راه اندازی آسان اشاره کنیم. همچنین در صورتی که دستگاهی در شبکه دچار آسیب شود ، دستگاه های دیگر می توانند به فعالیت خود ادامه دهند. اما در کنار این مزایا ، این شبکه دارای معایبی نیز می باشد.

از جمله معایب آن می توانیم به هزینه بالای نصب و راه اندازی آن اشاره کنیم. لازم به ذکر است در صورتی که HUB دچار مشکل شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

توپولوژی درخت ( TREE TOPOLOGY )

یکی از نکاتی که باید در این نوع توپولوژی رعایت کنید ، این است که شبکه مذکور دارای حداقل سه سطح باشد. توپولوژی درختی معمولا برای شبکه های کامپیوتری بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد و اجزای موجود در این شبکه به صورت سلسله مراتبی قرار می گیرند.

از جمله مزایای این نوع از انواع توپولوژی شبکه می توانیم به شامل شدن تعداد زیادی از گره ها ، قابلیت افزودن دستگاه ها ، مدیریت و نگهداری آسان شبکه و عیب یابی راحت اشاره کنیم. اما هر شبکه ای در کنار مزایایی که دارد ، دارای معایبی نیز می باشد.

از معایب این شبکه می توان به تعداد زیاد کابل های مصرفی و هزینه نصب بالای آن اشاره کرد. همچنین لازم به ذکر است که در صورتی که شبکه مرکزی با اختلال رو‌ به‌ رو شود ، کل شبکه دچار مشکل خواهد شد.

توپولوژی شبکه مش ( MESH TOPOLOGY )

در ادامه به یکی از انواع پر کاربرد انواع توپولوژی شبکه می رسیم یعنی توپولوژی نقطه ای. توپولوژی نقطه ای به وصل کردن گره های موجود در یک شبکه ، گفته می شود. این نوع از توپولوژی به دو دسته تقسیم می شود.

• مسیریابی

• سیلابی

در نوع مسیریابی آن کامپیوتر ها تنها یک منطق مسیریابی دارند و معمولا از این روش برای انتقال دیتا در کوتاه ترین فاصله ممکن استفاده می شود. اما در نوع سیلابی ، اطلاعات شبیه به هم به تمام گره ها و رایانه های موجود در شبکه منتقل می شود.

توپولوژی شبکه ترکیبی ( HYBRID TOPOLOGY )

در صورتی که شما قصد داشته باشید تا برای سازمان و یا اداره ای بزرگ شبکه تنظیم کنید ، چاره ای جز استفاده از توپولوژی ترکیبی نخواهید داشت. این روش به دلیل اینکه ترکیبی از روش های مختلف است دارای انعطاف بالایی می باشد.

همچنین تعداد دستگاه های آن قابل افزایش بوده و عیب یابی در این شبکه بسیار آسان است. اما در کنار وجود این مزایا ، توپولوژی ترکیبی دارای عیبی بزرگ است و آن هم هزینه نصب ، راه اندازی و نگهداری بالای آن می باشد.

شرکت مهندسی رساتلکام ، ارائه دهنده ی خدمات فناوری ارتباطات و اطلاعات ، اعم از راه اندازی و اجرای تمامی سرویس های شبکه های کامپیوتری در تبریز و آذربایجان شرقی می باشد.

جهت مشاوره با کارشناسان ما در ارتباط باشید.