در این مقاله قصد داریم به این سوال پاسخ دهیم که “رایج ترین نوع توپولوژی شبکه چیست؟”

ساختن یک توپولوژی شبکه محلی (LAN) می‌تواند برای کسب‌وکار شما مشکل ساز باشد، زیرا می‌خواهید یک توپولوژی انعطاف‌پذیر، امن و آسان برای نگهداری ایجاد کنید. انواع مختلفی از توپولوژی شبکه وجود دارد و بسته به اندازه کلی شبکه و اهداف شما، همه برای اهداف مختلف مناسب هستند.

مانند بسیاری از چیزها، “درست” وجود ندارد یا یک گزینه برای همه. با در نظر گرفتن این موضوع، شما را با رایج ترین تعاریف توپولوژی شبکه آشنا می کنیم تا مزایا و معایب هر کدام را به شما تفهیم کنیم.

 

توپولوژی ستاره رایج ترین نوع توپولوژی شبکه

توپولوژی ستاره ای، رایج ترین نوع توپولوژی شبکه، به گونه ای طراحی شده است که هر گره در شبکه مستقیماً از طریق کابل کواکسیال، جفت تابیده یا فیبر نوری به یک هاب مرکزی متصل می شود.

این گره مرکزی که به عنوان یک سرور عمل می کند، انتقال داده ها را مدیریت می کند – زیرا اطلاعات ارسال شده از هر گره در شبکه باید از گره مرکزی عبور کند تا به مقصد برسد – و به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند که به جلوگیری از از دست رفتن داده ها کمک می کند.

مزایای توپولوژی ستاره

توپولوژی های ستاره ای رایج ترین نوع توپولوژی شبکه  هستند زیرا به شما امکان می دهند به راحتی کل شبکه خود را از یک مکان واحد مدیریت کنید. از آنجا که هر یک از گره ها به طور مستقل به هاب مرکزی متصل هستند، اگر یکی از آنها پایین بیاید، بقیه شبکه بدون تاثیر به کار خود ادامه می دهد و توپولوژی ستاره را به یک طرح شبکه پایدار و ایمن تبدیل می کند.

علاوه بر این، دستگاه ها را می توان بدون آفلاین کردن کل شبکه اضافه، حذف و اصلاح کرد.

از جنبه فیزیکی، ساختار توپولوژی ستاره از کابل کشی نسبتا کمی برای اتصال کامل شبکه استفاده می کند، که امکان راه اندازی و مدیریت ساده را در طول زمان با گسترش یا انقباض شبکه فراهم می کند. سادگی طراحی شبکه، زندگی مدیران را نیز آسان‌تر می‌کند، زیرا به راحتی می‌توان محل وقوع خطاها یا مشکلات عملکرد را شناسایی کرد.

معایب توپولوژی ستاره

از طرف دیگر، اگر هاب مرکزی پایین بیاید، بقیه شبکه نمی تواند کار کند. اما اگر مرکز مرکزی به درستی مدیریت شود و از سلامت خوبی برخوردار باشد، مدیران نباید مشکلات زیادی داشته باشند.

پهنای باند و عملکرد کلی شبکه نیز توسط تنظیمات گره مرکزی و مشخصات فنی محدود می‌شود و راه‌اندازی و کارکرد توپولوژی‌های ستاره را گران می‌کند.

توپولوژی اتوبوس چیست؟

توپولوژی گذرگاه تمام دستگاه‌های موجود در یک شبکه را در امتداد یک کابل منفرد که در یک جهت از یک سر شبکه به انتهای دیگر حرکت می‌کند جهت می‌دهد – به همین دلیل است که گاهی اوقات به آن «توپولوژی خط» یا «توپولوژی ستون فقرات» می‌گویند. جریان داده در شبکه نیز مسیر کابل را دنبال می کند و در یک جهت حرکت می کند.

مزایای توپولوژی اتوبوس

توپولوژی های گذرگاه یک انتخاب خوب و مقرون به صرفه برای شبکه های کوچکتر هستند زیرا طرح بندی ساده است و به همه دستگاه ها اجازه می دهد از طریق یک کابل کواکسیال یا RJ45 متصل شوند. در صورت نیاز، گره های بیشتری را می توان به راحتی با اتصال کابل های اضافی به شبکه اضافه کرد.

معایب توپولوژی اتوبوس

با این حال، از آنجایی که توپولوژی های اتوبوس از یک کابل برای انتقال داده استفاده می کنند، تا حدودی آسیب پذیر هستند. اگر کابل با خرابی مواجه شود، کل شبکه از کار می‌افتد، که بازیابی آن زمان‌بر و پرهزینه است، که می‌تواند برای شبکه‌های کوچک‌تر مشکل کمتری ایجاد کند.

توپولوژی های باس برای شبکه های کوچک مناسب ترین هستند زیرا پهنای باند بسیار زیادی وجود دارد و هر گره اضافی سرعت انتقال را کاهش می دهد.

علاوه بر این، داده ها “نیمه دوبلکس” هستند، به این معنی که نمی توان آن ها را در دو جهت مخالف به طور همزمان ارسال کرد، بنابراین این طرح برای شبکه هایی با حجم زیاد ترافیک انتخاب ایده آلی نیست.

 

توپولوژی حلقه چیست؟ تک در مقابل دوگانه

توپولوژی حلقه جایی است که گره ها در یک دایره (یا حلقه) مرتب می شوند. داده ها می توانند از طریق شبکه حلقه در یک جهت یا هر دو جهت حرکت کنند و هر دستگاه دقیقاً دو همسایه دارد.

مزایای توپولوژی حلقه

از آنجایی که هر دستگاه فقط به دستگاه‌های طرفین متصل است، هنگام انتقال داده‌ها، بسته‌ها نیز در امتداد دایره حرکت می‌کنند و از طریق هر یک از گره‌های میانی حرکت می‌کنند تا به مقصد برسند. اگر یک شبکه بزرگ در یک توپولوژی حلقه مرتب شده باشد، می توان از تکرار کننده ها استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که بسته ها به درستی و بدون از دست رفتن داده می رسند.

تنها یک ایستگاه در شبکه مجاز به ارسال داده در یک زمان است که خطر برخورد بسته ها را تا حد زیادی کاهش می دهد و توپولوژی های حلقه را در انتقال داده ها بدون خطا کارآمد می کند.

به طور کلی، نصب توپولوژی های حلقه مقرون به صرفه و ارزان است، و اتصال نقطه به نقطه پیچیده گره ها شناسایی مسائل یا پیکربندی نادرست در شبکه را نسبتا آسان می کند.

معایب توپولوژی حلقه

با وجود اینکه یک توپولوژی حلقه محبوب است، هنوز بدون مدیریت شبکه مناسب در برابر شکست آسیب پذیر است. از آنجایی که جریان انتقال داده به صورت یک طرفه بین گره ها در امتداد هر حلقه حرکت می کند، اگر یک گره پایین بیاید، می تواند کل شبکه را با خود ببرد. به همین دلیل ضروری است که هر یک از گره‌ها تحت نظر باشند و در سلامت کامل نگهداری شوند. با این وجود، حتی اگر مراقب عملکرد گره باشید و به عملکرد گره توجه داشته باشید، شبکه شما همچنان ممکن است به دلیل خرابی خط انتقال از بین برود.

مسئله مقیاس پذیری نیز باید در نظر گرفته شود. در توپولوژی حلقه، همه دستگاه‌های موجود در شبکه پهنای باند را به اشتراک می‌گذارند، بنابراین افزودن دستگاه‌های بیشتر می‌تواند به تاخیرهای کلی ارتباط کمک کند. مدیران شبکه باید مراقب دستگاه های اضافه شده به توپولوژی باشند تا از بارگذاری بیش از حد منابع و ظرفیت شبکه جلوگیری کنند.

علاوه بر این، برای پیکربندی مجدد، افزودن یا حذف گره ها، کل شبکه باید آفلاین باشد. و در حالی که این پایان مشکلات ما نیست، برنامه ریزی زمان قطعی شبکه می تواند ناخوشایند و پرهزینه باشد.

توپولوژی دو حلقه چیست؟

یک شبکه با توپولوژی حلقه نیمه دوبلکس است، به این معنی که داده ها می توانند در یک زمان فقط در یک جهت حرکت کنند. توپولوژی های حلقه را می توان با افزودن یک اتصال دوم بین گره های شبکه، به صورت تمام دوبلکس ساخت و یک توپولوژی حلقه دوگانه ساخت.

مزایای توپولوژی دو حلقه

مزیت اصلی توپولوژی حلقه دوگانه کارایی آن است: از آنجا که هر گره دارای دو اتصال در دو طرف است، اطلاعات را می توان هم در جهت عقربه های ساعت و هم در خلاف جهت عقربه های ساعت در طول شبکه ارسال کرد. حلقه ثانویه موجود در راه اندازی توپولوژی حلقه دوگانه می تواند به عنوان یک لایه اضافی و پشتیبان عمل کند، که به حل بسیاری از معایب توپولوژی حلقه سنتی کمک می کند. توپولوژی های حلقه دوگانه نیز کمی امنیت بیشتری ارائه می دهند: اگر یکی از حلقه ها در یک گره از کار بیفتد، حلقه دیگر همچنان قادر به ارسال داده است.

 

توپولوژی درختی چیست؟

ساختار توپولوژی درختی نام خود را از نحوه عملکرد گره مرکزی به عنوان نوعی تنه برای شبکه گرفته است، با گره هایی که به شکل شاخه مانند به سمت بیرون گسترش می یابند. با این حال، جایی که هر گره در یک توپولوژی ستاره مستقیماً به مرکز مرکزی متصل است، یک توپولوژی درختی یک سلسله مراتب والد-فرزند برای نحوه اتصال گره ها دارد.

 

 

گره هایی که به هاب مرکزی متصل هستند به صورت خطی به گره های دیگر متصل می شوند، بنابراین دو گره متصل فقط یک اتصال متقابل را به اشتراک می گذارند. از آنجایی که ساختار توپولوژی درختی بسیار انعطاف پذیر و مقیاس پذیر است، اغلب برای شبکه های گسترده برای پشتیبانی از بسیاری از دستگاه های گسترده استفاده می شود.

مزایای توپولوژی درختی

ترکیب عناصر توپولوژی ستاره و اتوبوس امکان افزودن آسان گره ها و گسترش شبکه را فراهم می کند. عیب‌یابی خطاها در شبکه نیز یک فرآیند ساده است، زیرا هر یک از شاخه‌ها را می‌توان به صورت جداگانه برای مسائل عملکرد ارزیابی کرد.

معایب توپولوژی درختی

همانند توپولوژی ستاره، کل شبکه به سلامت گره ریشه در ساختار توپولوژی درختی بستگی دارد. اگر هاب مرکزی از کار بیفتد، شاخه‌های مختلف گره قطع می‌شوند، اگرچه اتصال در سیستم‌های شاخه‌ای – اما نه بین – باقی خواهد ماند.

به دلیل پیچیدگی سلسله مراتبی و ساختار خطی طرح‌بندی شبکه، افزودن گره‌های بیشتر به توپولوژی درختی می‌تواند به سرعت مدیریت صحیح را به تجربه‌ای دشوار و البته پرهزینه تبدیل کند. توپولوژی های درختی به دلیل مقدار زیاد کابل کشی مورد نیاز برای اتصال هر دستگاه به دستگاه بعدی در طرح سلسله مراتبی گران هستند.

 

توپولوژی مش چیست؟

توپولوژی مش یک ساختار پیچیده و پیچیده از اتصالات نقطه به نقطه است که در آن گره ها به هم متصل هستند. شبکه های مش می توانند مش کامل یا جزئی باشند. توپولوژی های مش جزئی عمدتاً  با چند گره تنها با دو یا سه اتصال به هم مرتبط هستند، در حالی که توپولوژی های مش کامل کاملاً به هم متصل هستند.

 

ساختار وب مانند توپولوژی های مش دو روش مختلف برای انتقال داده ارائه می دهد: مسیریابی و سیل. هنگامی که داده ها مسیریابی می شوند، گره ها از منطق برای تعیین کوتاه ترین فاصله از مبدا تا مقصد استفاده می کنند و زمانی که داده ها سیل می شوند، اطلاعات بدون نیاز به منطق مسیریابی به تمام گره های داخل شبکه ارسال می شود.

مزایای توپولوژی مش

توپولوژی های مش قابل اعتماد و پایدار هستند و درجه پیچیده اتصال بین گره ها باعث می شود که شبکه در برابر شکست مقاوم باشد. به عنوان مثال، هیچ دستگاهی که از کار می افتد نمی تواند شبکه را آفلاین کند.

معایب توپولوژی مش

توپولوژی های مش فوق العاده کار فشرده هستند. هر اتصال بین گره ها پس از استقرار به کابل و پیکربندی نیاز دارد، بنابراین راه اندازی آن نیز می تواند زمان بر باشد. مانند سایر ساختارهای توپولوژی، هزینه کابل‌کشی به سرعت افزایش می‌یابد، و اینکه بگوییم شبکه‌های مش به کابل‌کشی زیادی نیاز دارند، دست کم گرفته شده است.

توپولوژی ترکیبی چیست؟

توپولوژی های ترکیبی دو یا چند ساختار توپولوژی مختلف را با هم ترکیب می کنند – توپولوژی درختی مثال خوبی است که چینش های اتوبوس و ستاره را یکپارچه می کند. ساختارهای ترکیبی معمولاً در شرکت‌های بزرگ‌تر یافت می‌شوند که در آن بخش‌های جداگانه توپولوژی‌های شبکه شخصی‌سازی شده را متناسب با نیازها و استفاده از شبکه دارند.

مزایای توپولوژی ترکیبی

مزیت اصلی ساختارهای هیبریدی درجه انعطاف پذیری آنها است، زیرا محدودیت های کمی در ساختار شبکه وجود دارد که یک راه اندازی هیبریدی نمی تواند آنها را برآورده کند.

معایب توپولوژی ترکیبی

با این حال، هر نوع توپولوژی شبکه دارای معایب خاص خود است، و با افزایش پیچیدگی شبکه، تجربه و دانش مورد نیاز مدیران برای حفظ عملکرد بهینه همه چیز نیز افزایش می یابد. همچنین هنگام ایجاد یک توپول شبکه ترکیبی، هزینه های مالی نیز باید در نظر گرفته شود

کدام توپولوژی برای شبکه شما بهترین است؟

هیچ توپولوژی شبکه ای کامل نیست، یا حتی ذاتاً بهتر از بقیه نیست، بنابراین تعیین ساختار مناسب برای کسب و کار شما به نیازها و اندازه شبکه شما بستگی دارد. در اینجا عناصر کلیدی برای در نظر گرفتن وجود دارد:

• طول کابل مورد نیاز
• نوع کابل
• هزینه
• مقیاس پذیری
• طول کابل

به طور کلی، هر چه کابل بیشتر در توپولوژی شبکه درگیر باشد، کار بیشتری برای راه اندازی نیاز دارد. توپولوژی‌های اتوبوس و ستاره در جنبه ساده‌تری قرار دارند، هر دو نسبتاً سبک وزن هستند، در حالی که شبکه‌های مش بسیار کابل‌بردار و کار فشرده‌تر هستند.

نوع کابل

دومین نکته ای که باید در نظر بگیرید نوع کابلی است که نصب می کنید. کابل های کواکسیال و جفت تابیده هر دو از سیم عایق مسی یا مسی استفاده می کنند، در حالی که کابل های فیبر نوری از لوله های پلاستیکی یا شیشه ای نازک و انعطاف پذیر ساخته می شوند. کابل های جفت پیچ خورده مقرون به صرفه هستند اما پهنای باند کمتری نسبت به کابل های کواکسیال دارند.کوتاه کردن بوسیله هوش مصنوعی

کابل‌های فیبر نوری عملکرد بالایی دارند و می‌توانند داده‌ها را بسیار سریع‌تر از کابل‌های جفت تابیده یا کواکسیال انتقال دهند، اما نصب آن‌ها  بسیار گران‌تر است، زیرا به اجزای اضافی مانند گیرنده‌های نوری نیاز دارند. بنابراین، مانند انتخاب توپولوژی شبکه، سیم‌کشی که انتخاب می‌کنید به نیازهای شبکه شما بستگی دارد، از جمله برنامه‌هایی که اجرا می‌کنید، فاصله انتقال و عملکرد مورد نظر.کوتاه کردن بوسیله هوش مصنوعی

هزینه

همانطور که اشاره کردم، هزینه نصب مهم است که در نظر گرفته شود، زیرا توپولوژی های شبکه پیچیده تر به زمان و بودجه بیشتری برای راه اندازی نیاز دارند. اگر عناصر مختلف را با هم ترکیب می‌کنید، مانند اتصال ساختار شبکه پیچیده‌تر از طریق کابل‌های گران‌تر، این می‌تواند مرکب شود (اگر از من می‌پرسید استفاده از کابل‌های فیبر نوری در شبکه‌های مش بیش از حد است، زیرا توپولوژی چقدر به هم متصل است. است). بنابراین، تعیین توپولوژی مناسب برای نیازهای شما، ایجاد تعادل مناسب بین هزینه های نصب و راه اندازی و سطح عملکردی است که از شبکه نیاز دارید.

مقیاس پذیری

آخرین عنصری که باید در نظر گرفت مقیاس پذیری است. اگر پیش‌بینی می‌کنید که شرکت و شبکه شما گسترش یابد – یا اگر می‌خواهید که بتواند این کار را انجام دهد – در زمان و دردسر شما صرفه‌جویی می‌کند تا از یک توپولوژی شبکه به راحتی قابل تغییر استفاده کنید. توپولوژی های ستاره بسیار رایج هستند زیرا به شما اجازه می دهند گره ها را با کمترین اختلال در بقیه شبکه اضافه، حذف و تغییر دهید. از طرف دیگر، شبکه های حلقه باید کاملاً آفلاین باشند تا تغییراتی در هر یک از گره ها ایجاد شود.

نحوه ترسیم توپولوژی شبکه

هنگامی که شما شروع به طراحی یک شبکه می کنید، نمودارهای توپولوژی مفید هستند. آنها به شما این امکان را می دهند که ببینید چگونه اطلاعات در سراسر شبکه حرکت می کند، که به نوبه خود به شما امکان می دهد نقاط خفه کننده احتمالی را پیش بینی کنید. نمایش بصری ایجاد یک طراحی شبکه کارآمد و کارآمد را آسان‌تر می‌کند، در حالی که در صورت نیاز به عیب‌یابی خطاها، به عنوان یک نقطه مرجع خوب عمل می‌کند.

نمودار توپولوژی نیز برای داشتن درک جامع از عملکرد شبکه شما ضروری است. علاوه بر کمک به فرآیند عیب یابی، نمای چشم پرنده ارائه شده توسط نمودار توپولوژی می تواند به شما کمک کند تا به صورت بصری قطعات زیرساختی که شبکه شما فاقد آن است را شناسایی کنید، یا اینکه کدام گره ها نیاز به نظارت، ارتقا یا جایگزینی دارند.

خبر خوب این است که لازم نیست این کار را به صورت دستی انجام دهید: می توانید به راحتی با ابزارها نقشه توپولوژی شبکه خود را ایجاد کنید.

 

 

لینکهای مفید:

توپولوژی شبکه چیست؟

مبانی شبکه های کامپیوتری

طراحی شبکه های کامپیوتری

گروه خودروسازی سایپا