آشنایی با انواع توپولوژی و اهمیت آن در کارکرد شبکه
توپولوژی در شبکه های کامپیوتری امری حیاتی تلقی می شود. چرا که انتخاب درست یک توپولوژی، تاثیر مستقیمی در بهبود یا ضعف کارکرد سیستم های موجود در شبکه خواهد داشت. از آنجایی که انتخاب توپولوژی برای مهندسان شبکه بسیار مهم است، در این مقاله می خواهیم به انواع آن بپردازیم تا بفهمیم، چرا چیدمان اجزای یک شبکه، تا این اندازه اهمیت دارد که متخصصان را در انتخاب نوع آن حساس کرده است؟
شبکه
برای اینکه در ادامه بهتر با تاثیر انواع توپولوژی آشنا شویم، بهتر است مفهوم شبکه را یک بار دیگر بررسی کنیم.
در بیان ساده شبکه، ارتباط دو یا چند سیستم برای رد و بدل اطلاعات و منابع با یکدیگر است.
اما در توضیح طولانی و کمی تخصصی تر، شبکه گردهمایی سیستم ها با انواع مختلف چیدمان و اتصال است، که به کاربران و مدیران شبکه اجازه اشتراک گذاری منابع نرم افزاری، سخت افزاری و داده های اطلاعاتی را برای بکار بستن در فضای داخلی شبکه، به منظور هدفی خاص می دهد. از شبکه ( در مقیاس های بزرگ و توسط ابر سرور ها) برای آسان کردن ارتباط ها خصوصا در سطح جهانی، دسترسی به سیستم ها در یک کشور یا حتی قاره دیگر، توسعه ارتباطات مردمی جهانی ( مثل نرم افزار های اجتماعی) و … استفاده می شود.
اینترنت که هر روز بارها و بارها از آن استفاده می کنید، خود اجتماع و شبکه ای گسترده از سیستم ها در سراسر جهان است.
شبکه های رایانه ای دسته بندی دارند
شبکه های کامپیوتری را می توان بر اساس نوع گستردگی و اندازه آن ها، انواع اتصالات سیمی، انواع خدمت گذاری یا خدمت دهی، توپولوژی و … دسته بندی کرد که ما در این مقاله به معرفی انواع توپولوژی یا همبندی آن خواهیم پرداخت.
توپولوژی چیست؟
توپولوژی، نوع چیدمان اجزای شبکه است. این که سیستم ها در چه حالتی به یکدیگر و سرور خود متصل باشند، چگونه بتوانند منابع و اطلاعات خود را اشتراک گذاری کنند و از چه مزایا و معایبی در سیستم شبکه ای خود بهره مند شوند.
همبندی خطی ( Line Topology )
در همبندی یا توپولوژی خطی، تنها یک کابل ( از نوع کواکسیال) وجود دارد و سیستم های شبکه را با یکدیگر مرتبط می سازد.
مزایای توپولوژی خطی چیست؟
بر پایی آسان و سریع
کابل مصرفی خیلی کم (برخلاف توپولوژی شبکه مش)
معایب توپولوژی خطی چیست؟
اگر یک گره قطع شود، کل سیستم های دیگر هم قطع خواهند شد.
پیدا کردن خطا سخت است چون باید تمام گره های موجود در شبکه را بررسی کنند.
محدودیت در مقیاس پذیری
همبندی حلقوی (Ring Topology)
در توپولوژی شبکه حلقوی، مطابق تصویر مقابل، اتصال کابل بین گره ها یک حلقه ایجاد می کند. اطلاعات در این حلقه در جریان می افتد تا به مقصد مورد نظر خود برسد. به این صورت که با عبور از هر گره آدرس آن را چک می کند و اگر آدرس مقصد مطابقت نداشت سراغ گره بعدی می رود.
مزایای توپولوژی حلقه چیست؟
اضافه یا حذف کردن گره آسان است.
زحمت زیادی برای ایجاد آن بر گردن تکنسین شبکه نیست.
نسبتا ارزان است.
معایب توپولوژی حلقه چیست؟
مشکل یک گره به سایر گره های حاضر در شبکه هم سرایت می کند و آن ها را از کار می اندازد.
ترافیک داده در این نوع توپولوژی شبکه، زیاد است چراکه اطلاعات تنها با یک کابل در گردش است.
همبندی ستاره ای ( Star Topology)
در مرکز توپولوژی شبکه از نوع ستاره ای، دستگاهی به نام سوییچ (switch) وجو دارد که تمام سیستم های موجود در شبکه به آن متصل اند.
بر خلاف توپولوژی مش که در آن گره ها (Node) با یک دیگر ارتباط مستقیم دارند، سیستم های موجود باید از طریق پلی به نام سوییچ با یکدیگر ارتباط بر قرار کنند. به این صورت که درخواست سیستم 1 و پاسخ سیستم 2 به آن، هردو از طریق سوییچ انجام می شود.
مزایای توپولوژی ستاره ای چیست؟
اگر یکی از سیستم ها قطع شود بر خلاف توپولوژی شبکه خطی، سیستم های دیگر از کار نمی افتند و ارتباط شان را هم چنان با سوییچ حفظ خوهند کرد.
نگهداری و عیب یابی همبندی ستاره ای آسان است.
گره های شبکه می توانند دو به دو با یک دیگر ارتباط بر قرار کنند.
معایب همبندی ستاره ای چیست؟
اگر سوییچ به هر دلیلی از کار بیوفتد دسترسی کل شبکه قطع خواهد شد.
همبندی مش ” کامل” ( Mesh Topology)
به تصویر مقابل دقت کنید.
همان طور که می بینید، اجزای شبکه نه تنها به حالت حلقه بلکه دو به دو با سیستم های دیگر موجود در شبکه هم متصل شده اند.
این حالت همبندی، حالت ترکیبی کامل است. یعنی یک گره نه تنها با واسطه گری یک گره دیگر به سیستم دوتای بعدی خود، متصل است، بلکه مستقیم هم می تواند با آن در شبکه ارتباط برقرار کند.
این همبندی کامل ترین نوع همبندی است.
مزایای توپولوژی مش چیست؟
در این توپولوژی شبکه، ترافیک داده خیلی کم اتفاق می افتد ( حتی اتفاق نمی افتد) چراکه هر سیستم به سیستم های دیگر مستقلا وصل شده است.
اگر یک سیستم قطع شود، دسترسی سیستم های دیگر را زیر سوال نمی برد.
تشخیص خطا در توپولوژی مش برای تکنسین شبکه آسان است.
معایب توپولوژی مش چیست؟
کابل زیادی برای ایجاد هم بندی نیاز است و تکنسین شبکه را برای ایجاد توپولوژی شبکه مش دچار خستگی می کند.
هزینه راه اندازی در این توپولوژی، زیاد است.
در محیط های خیلی بزرگ اصلا به صرفه نیست.
یک ساختمان اداری را تصور کنید که در یکی از سالن های کاری خود، 25 کارمند داشته باشد. قطعا پیاده سازی این نوع توپولوژی شبکه برای این تعداد، بسیار هزینه بر و طولانی مدت خواهد بود.
همبندی ترکیبی (Hybrid Topology)
اگر دو توپولوژی مختلف با یک دیگر ترکیب شوند، ما یک توپولوژی از نوع ترکیبی خواهیم داشت. برای مثال ترکیب دو توپولوژی شبکه ستاره ای و مش با هم می تواند مثالی از این توپولوژی باشد.
مزایای همبندی ترکیبی چیست؟
مقیاس پذیر است چرا که از ترکیب دو نوع توپولوژی شبکه تشکیل می شود و جای نگرانی برای اندازه ندارد.
معایب همبندی ترکیبی چیست؟
عیب یابی بسیار سخت است.
برپایی آن پیچیده است و نیاز به یک مهندس شبکه کارکشته و با تجربه را دارد.
هزینه برپایی آن زیاد است.
تشخیص خطا در اغلب موارد؛ دشوار است.
