معرفی کامل انواع توپولوژی

توپولوژی Topology یا همبندی به نحوه اتصال و چیدمان تجهیزات یک شبکه گفته می شود. برای راه اندازی یک شبکه کامپیوتری نخست باید توپولوژی شبکه را مشخص کرد. خدمات تعمیر و نگهداری دکل مخابراتی شامل تعمیرات فوری، تعویض قطعات آسیب دیده، و به روزرسانی تجهیزات به منظور بهبود عملکرد سازه های مخابراتی می شود . 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 داده ها بین عناصر شبکه را مشخص می کند. دو اصطلاح رایج در شبکه های کامپیوتری وجود دارد که بهتر است در ابتدا آنها را بیاموزید به ارتباط بین دو گروه از سیستم ها در شبکه یک پیوند یا لینک Link گفته می شود و به هرکدام از عناصر تشکیل دهنده شبکه یک گره یا Node می گویند.

توپولوژی خطی چیست؟

درتوپولوژی خطی Bus  انتقال اطلاعات در لحظه فقط در یک جهت انجام می شود. هر نود شبکه به یک کابل متصل است. مزایای و معایب توپولوژی خطی

• در پیاده سازی آن نسبت به سایر توپولوژی ها کابل کمتری استفاده می شود.
• در شبکه های کوچک به راحتی مورد استفاده قرار می گیرد.
• پیاده سازی و راه اندازی و عیب یابی آن آسان است.
• نسبت به سایر توپولوژی ها مقرون به صرفه تر است.

معایب توپولوژی خطی

• اگر یک کابل معیوب یا قطع شود کل شبکه از مدار خارج می شود.
• استفاده یک کامپیوتر عضو شبکه از نرم افزار سنگین یا اشغال بخش زیادی از پهنای باند شبکه روی سرعت و عملکرد سایر سیستم های عضو شبکه هم تاثیر منفی دارد.
• کابل ها محدودیت طولی دارند و از آنها برای ایجاد ارتباط بین سیستم هایی با فاصله دور نمی توان بهره گرفت.
• توپولوژی خطی نسبت به توپولوژی حلقه ای سرعت کمتری در انتقال اطلاعات دارد.

توپولوژی ستاره ای

یکی دیگر از توپولوژی های فیزیکی شبکه، توپولوژی ستاره ای است که دارای مزایای زیر است. مزایا و معایب توپولوژی ستاره ای

• هر دستگاه دارای یک اتصال مستقل به هاب است. در صورت نیاز هاب شبکه به راحتی قابل ارتقا می باشد.
• 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 می کند.
• پیاده سازی و راه اندازی و عیب یابی این نوع شبکه آسان است.
• اگر هر یک از نوده های شبکه دچار اشکال شود، اختلالی در روند کاری شبکه ایجاد نمی کند. تنها همان نود معیوب از مدار خارج می شود.

معایب توپولوژی ستاره ای

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

توپولوژی حلقوی Ring Topology

تمام سیستم های عضو شبکه به صورت حلقوی به یکدیگر متصل می شوند و داده ها در جهت عقربه های ساعت شروع به گردش می کنند تا به مقصد برسند به تکنولوژی اصطلاحا Token Ring گفته می شود اولین کامپیوتری که روشن می شود سیگنالی را به نشانه Token ایجاد می کند و در شبکه این نشانه شروع به حرکت می کند و هر زمان کامپیوتری بخواهد داده ای را ارسال کند منتظر می ماند تا این نشانه به آن برسد و سپس داده را ارسال کند. عیب یابی 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 می شود.

توپولوژی مش

در این توپولوژی تمام نوده های شبکه با هم در ارتباط هستند در این نوع توپولوژی دستگاه ها به صورت نقطه ای به هم متصل می شوند، تمامی نودهای شبکه با هم در ارتباط هستند. برای انتقال داده روی توپولوژی مش از دو روش مسیریابی و سیلابی استفاده می شود. در روش مسیریابی داده ها براساس منطق مسیریابی شبکه کوتاه ترین فاصله بین مبدا و مقصد را مشخص و از آن برای انتقال اطلاعات استفاده می کنند ولی در روش سیلابی داده های مشابه به تمام سیستم های عضو شبکه ارسال می شوند. از ویژگی های دیگر این توپولوژی موارد زیر را هم می توان نام برد.

• نسبت به سایر توپولوژی ها قدرتمند تر است.
• این توپولوژی اصلا انعطاف پذیر نیست.
• در این نوع توپولوژی خطاهای شبکه به راحتی قابل تشخیص و رفع هستند.
• در این توپولوژی تمام دستگاه های شبکه بهم متصل می شوند.
• سطح امنیت و حفظ حریم خصوصی در این توپولوژی بالاست.
• بار داده ای انتقال اطلاعات فقط برروی کابل و کانال ارتباطی بین همان دو دستگاه مبداء و مقصد تاثیر می گذارد.

توپولوژی درختی چیست؟

این توپولوژی یک دستگاه مرکزی دارد و تمام دستگاه های شبکه با نظم خاصی به دستگاه مرکزی متصل می شوند. توپولوژی درختی در شبکه های بزرگ کاربرد دارد و نسبت به توپولوژی خطی و ستاره ای دستگاه های بیشتری را شامل می شود. مزایا و معایب توپولوژی درختی

• تمام دستگاه های عضو شبکه به راحتی قابل مدیریت و پشتیبانی هستند.
• گسترش و عیب یابی در این شبکه آسان است.

از معایب توپولوژی درختی به موارد زیر می توان اشاره کرد:

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

توپولوژی نقطه به نقطه (Point To Point)

در توپولوژی نقطه به نقطه دستگاه ها به صورت متقابل با استفاده از یک کابل بهم متصل می شوند 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 می شوند. طراحی فونداسیون دکل مخابراتی باید توسط مهندسان ماهر انجام شود تا اطمینان حاصل شود که سازه با توجه به شرایط زمین شناسی و نوع خاک مناسب و ایمنی ساختمانی طراحی شده است .  در این توپولوژی میان دستگاه گیرنده و فرستنده، دستگاه های میانی دیگری برای شکل دادن ارتباط وجود دارند ولیکن در ظاهر فقط فرستنده و گیرنده به نظر می آیند مانند ارتباطات رادیویی از ادغام دو یا چند توپولوژی شبکه متفاوت با یکدیگر توپولوژی ترکیبی به وجود می آید. مثلا ترکیب توپولوژی ستاره ای با توپولوژی خطی یک توپولوژی ترکیبی را به وجود می آورد. مزایا و معایب توپولوژی Hybrid (ترکیبی)

• این توپولوژی انعطاف پذیر و قابل اعتمادتر است.
• تعداد بیشتری دستگاه را شامل می شود.
• در صورت معیوب شدن قسمتی از شبکه کل شبکه از مدار خارج نخواهد شد.
• امکان اتصال توپولوژی های دیگر به آسانی فراهم می شود.
• عیب یابی یا جداسازی یک توپولوژی خاص از کل شبکه کار آسانی است.

از معایب توپولوژی ترکیبی شبکه موارد زیر را می توان نام برد؛

• گران ترین توپولوژی شبکه توپولوژی ترکیبی است.
• مدیریت و نگهداری این شبکه سخت تر است.
• هزینه کابل کشی بالایی هم دارد.

توپولوژی اینترنت چیست؟

یکی از شبکه های بسیار گسترده و جهانی شبکه اینترنت است که با استفاده از آن می توان به سرعت اطلاعات خود را بدون محدودیت زمانی و مکانی ارسال کرد. خرید پل عابر پیاده نیاز به ارزیابی دقیق ابعاد مکانی، نیازهای اجتماعی، و مشخصات فنی پل دارد تا یک پروژه مطمئن و ارزشمند ایجاد شود . مثلا شما می توانید عکستان را به ایمیلتان پیوست و برای خواهرتان در قاره آمریکا ارسال کنید. اتصال به شبکه اینترنت از طریق تمام سیستم های هوشمند مجهز به کارت شبکه امکان پذیر است. از به پروتکل های Http، Https و Ftp می توان اشاره کرد. همبندی یا توپولوژی (Topology) به نحوه اتصال و چیدمان تجهیزات یک شبکه گفته می شود. برای راه اندازی یک شبکه کامپیوتری نخست باید توپولوژی شبکه را مشخص کرد. دو نوع توپولوژی وجود دارد توپولوژی فیزیکی و توپولوژی منطقی

مزایا؛ 1- این توپولوژی انعطاف پذیر و قابل اعتمادتر است. 2- تعداد بیشتری دستگاه را شامل می شود. 3- در صورت معیوب شدن قسمتی از شبکه کل شبکه از مدار خارج نخواهد شد. 4- امکان اتصال توپولوژی های دیگر به آسانی فراهم می شود. 5- عیب یابی یا جداسازی یک توپولوژی خاص از کل شبکه کار آسانی است. معایب؛ 1- گران ترین توپولوژی شبکه توپولوژی ترکیبی است. 2- مدیریت و نگهداری این شبکه سخت تر است. 3- هزینهنمایش هندسی نحوۀ اتصال کامپیوترها یا به عبارتی نحوه قرارگیری کامپیوترها در داخل شبکه و ارتباط آنها با یکدیگر به عنوان توپولوژی شبکه شناخته می شود. انواع توپولوژی شبکه در شش دسته وجود دارند:

توپولوژی خطی یا BUS Topology چیست؟

در توپولوژی خطی شبکه، هر کامپیوتر و هر دستگاه شبکه با یک کابل متصل می گردند. یعنی دقیقا دو عدد endpoint دارد. به همین دلیل به آن خطی نیز گفته می شود. مشخصات BUS Topology (توپولوژی خطی)

• داده ها فقط در یک جهت منتقل مaی شوند.
• هر دستگاه به یک کابل متصل است.

مزایای BUS Topology (توپولوژی خطی)

• این توپولوژی، مقرون به صرفه است.
• در مقایسه با سایر توپولوژی ها، کابل کمتری نیاز دارد.
•  در شبکه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.
• اجرا و پیاده سازی آن، ساده است.

معایب BUS Topology (توپولوژی خطی)

• به این دلیل که در کل سیستم از یک کابل استفاده شده، در صورت قطع شدن یکی از کابل ها، کل شبکه از کار می افتد.
• در صورت سنگین بودن ترافیک، عملکرد شبکه کاهش می یابد.
• طول کابل، محدود است و برای سیستم های با فاصله زیاد، قابل استفاده نمی باشد.
• در مقایسه با توپولوژی Ring (حلقه ای)، کندتر است. انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی حلقه ای یا RING Topology چیست؟

این روش از آن جهت حلقه ای نامیده می شود که هر کامپیوتر به کامپیوتر کناری خود، متصل می شود. به آن Token Ring نیز گفته می شود، زیرا تنها کامپیوترهایی که دارای token (سیگنال های ایجاد شده در شبکه) هستند، قادر به انتقال اطلاعات می باشند. به عبارت ساده تر می توان گفت Token در این کانال در حرکت می باشد، و زمانی که به یک کامپیوتر برسد، آن کامپیوتر برای ارسال داده، مجاز است. مشخصات Ring Topology (توپولوژی حلقه ای)

• در این توپولوژی، از تعدادی repeater استفاده می شود. چنانچه در شبکه های بزرگ، داده ای بخواهد از کامپیوتر اول به کامپیوتر آخر یک توپولوژی حلقه ای منتقل شود، می بایست از کل 99 کامپیوتر دیگر گذر کند تا به آخرین آنها برسد. در نتیجه repeater های به کار برده شده، مانع از بین رفتن داده ها در این فرایند انتقال می گردند.
• انتقال داده ها در این توپولوژی به صورت یک طرفه است، اما می توان با ایجاد ارتباط دو طرفه بین هر کامپیوتر، اتصال دو طرفه برقرار نمود که به آن توپولوژی حلقه ای دو طرفه نیز گفته می شود.
• در توپولوژی حلقه ای دو طرفه، دو حلقه ی شبکه تشکیل می شود و داده ها در مسیر مخالف جریان پیدا می کنند. همچنین، اگر یکی از حلقه ها با شکست روبرو شود، حلقه ی دوم به عنوان بکاپ عمل می کند تا شبکه را حفظ کند.
• داده ها به روش متوالی یعنی بیت به بیت، منتقل می شوند. به عبارتی می بایست از هر کامپیوتر داخل شبکه، عبور کنند تا به نقطه ی آخر برسند.