در بخش ششم به ادامه موضوع شبکه های کامپیوتری می پردازیم .در این قسمت میخواهیم انواع شبکه های کامپیوتری بر اساس توپولوژی را بررسی کنیم و در ادامه با مفاهیم و انواع پروتکل و اصلاحات دانلود و آپلود آشنا میشیم .

انواع توپولوژی برای شبکه های کامپیوتری

توپولوژی Topology یا همبندی به نحوه اتصال و چیدمان تجهیزات یک شبکه گفته می‌شود. برای راه اندازی یک شبکه کامپیوتری نخست باید توپولوژی شبکه را مشخص کرد.

 

دو نوع توپولوژی وجود دارد :

توپولوژی فیزیکی  : توپولوژی فیزیکی تعیین کننده چیدمان عناصر شبکه و نحوه برقراری ارتباط بین آنهاست

توپولوژی منطقی : توپولوژی منطقی نحوه انتقال اطلاعات و داده‌ها بین عناصر شبکه را مشخص می‌کند.

 

دو اصطلاح رایج در شبکه‌های کامپیوتری وجود دارد که بهتر است در ابتدا رو یاد بگیریم

پیوند یا لینک : به ارتباط بین دو گروه از سیستم‌ها در شبکه یک پیوند یا لینک Link گفته می‌شود

گره یا نود : به هرکدام از عناصر تشکیل دهنده شبکه یک گره یا Node می‌گویند.

 

۱. توپولوژی باس :  (Bus)

 کافی است به شکل توجه کنید تا نحوه اتصال کامپیوترها و سایر اجزای شبکه رایانه ای را درک کنید. البته، با این که پیاده سازی این نوع شبکه راحت است ولی خرابی در کابل ارتباطی دستگاه ها باعث قطع تمام ارتباطات می شود و همین باعث می شود که رفع خطاها و پیکربندی مجدد شبکه به مراتب سخت تر است.

 

مزایای و معایب توپولوژی خطی

• در پیاده سازی آن نسبت به سایر توپولوژی‌ها کابل کمتری استفاده می‌شود.
• در شبکه‌های کوچک به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• پیاده سازی و راه اندازی و عیب یابی آن آسان است.
• نسبت به سایر توپولوژی‌ها مقرون به صرفه تر است.

معایب توپولوژی خطی

• اگر یک کابل معیوب یا قطع شود کل شبکه از مدار خارج می‌شود.
• استفاده یک کامپیوتر عضو شبکه از نرم افزار سنگین یا اشغال بخش زیادی از پهنای باند شبکه روی سرعت و عملکرد سایر سیستم‌های عضو شبکه هم تاثیر منفی دارد.
• کابل‌ها محدودیت طولی دارند و از آنها برای ایجاد ارتباط بین سیستم‌هایی با فاصله دور نمی‌توان بهره گرفت.
• توپولوژی خطی نسبت به توپولوژی حلقه‌ای سرعت کمتری در انتقال اطلاعات دارد.

 

۲. توپولوژی حلقه ای :  (Ring)

در این توپولوژی، کامپیوترها و دستگاه ها به صورت حلقه به همدیگر وصل شده اند، طوری که کامپیوتر آخر به کامپیوتر اول وصل است و دقیقاً دو همسایه برای هر دستگاه وجود دارد. جهت حرکت یکسان دستگاه ها باعث می شد که پروسه انتقال داده نسبتاً راحت باشد. از مهم ترین معایب این توپولوژی می توان به یک جهته بودن و نیاز به روشن بودن دائم کامپیوترها اشاره کرد. یک جهته بودن باعث می شود که یک بسته از همه گره ها عبور کند تا به مقصد برسد و همه کامپیوترها وقتی می توانند به یکدیگر متصل شوند که روشن باشند.

 

مزایا توپولوژی حلقوی

• احتمال برخورد بسته ها را کاهش می دهد زیرا تمام داده ها در یک جهت در این توپولوژی جریان دارند.
• هیچ سرور شبکه ای در توپولوژی حلقه برای اتصال شبکه بین هر ایستگاه کاری مورد نیاز نیست.
• قابلیت ارسال اطلاعات با سرعت بالا را دارد.
• در این شبکه، اگر ایستگاه های کاری اضافی را اضافه کنید، بر عملکرد شبکه تأثیری نمی گذارند.
• این یک شبکه قابل اعتماد، فناوری آینده نگر، سرمایه گذاری کم سرمایه و اتصال یکپارچه با چندین ارائه دهنده خدمات ارائه می دهد.
• در مقایسه با توپولوژی باس، عملکرد بهتری تحت بار سنگین شبکه دارد.

معایب توپولوژی حلقه ای

• در مقایسه با توپولوژی ستاره ای بسیار کندتر است، زیرا تمام داده ها در توپولوژی حلقه باید از هر ایستگاه کاری در شبکه عبور کنند که باعث کندتر شدن آن می شود.
• اگر یک ایستگاه کاری خراب شود، کل شبکه تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
• در مقایسه با کارت‌های اترنت، هاب‌ها یا سوئیچ‌ها گران‌تر است، زیرا در این شبکه، سخت‌افزار برای اتصال هر ایستگاه کاری به شبکه مورد نیاز است.

 

۳. توپولوژی ستاره ای : (Star)

در این توپولوژی، یک کنترل کننده مرکزی وجود دارد که همه کامپیوترها به صورت point to point به این کنترل کننده وصل هستند. هیچ ارتباط مستقیمی بین دستگاه ها وجود ندارد و تردد مستقیم داده ها بین دستگاه ها غیر مجاز است. اتصال و جدا کردن دستگاه ها باعث هیچ وقفه ای در شبکه نمی شود و راه اندازی و پیکربندی آن کار ساده ای است.

عملکرد همه دستگاه های متصل به کنترل کننده وابسته است و همین باعث می شود که خرابی کنترل کننده، خرابی کل شبکه رایانه ای را به دنبال داشته باشد.

 

مزیت های توپولوژی ستاره‌ای :

• به راحتی می توان شبکه های بر مبنای توپولوژی ستاره ای را راه اندازی کرده و مورد استفاده قرار داد.
• ارتقا HUB به آسانی امکان پذیر است.
• کامپیوتر ها می توانند به شکل هم زمان و دو به دو به تبادل داده ها بپردازند.
• عیب یابی این نوع توپولوژی بسیار ساده تر از سایر توپولوژی ها بوده و هزینه نگهداری آن کمتر می باشد.
• از کار افتادن یکی از دستگاه ها موجب از کار افتادن کل شبکه نمی شود و اگر یکی از کامپیوتر ها با مشکل مواجه شود، سایر دستگاه ها می توانند بدون هیچ مشکلی به کار خود ادامه دهند.

معایب توپولوژی ستاره‌ای

• در صورت از کار افتادن و بروز مشکل در قطعه مرکزی HUB یا سوئیچ … تمام شبکه دچار مشکل شده و به کل قطع می شود.
• عملکرد و هم چنین سرعت عمل شبکه به ظرفیت HUB مورد استفاده بستگی دارد.

 

۴. توپولوژی مش :  (Mesh)

در این توپولوژی، همه دستگاه ها به صورت point to point به یکدیگر وصل هستند و پیوند بین هر دو دستگاه به صورت اختصاصی است یعنی داده ها را فقط بین دو دستگاه منتقل می کند. اتصال n دستگاه به صورت مش کاملاٌ متصل با n *(n-1)/2 کانال انجام می شود. ارسال داده ها از طریق کانال های ارتباطی مختلف به صورت همزمان به کنترل ترافیک کمک می کند. البته، نیاز به سیم کشی و تعداد پورت ورودی/خروجی زیاد باعث می شود که نصب و پیکربندی آن کار دشواری باشد.

 

مزایای توپولوژی مش

• بار داده ای که بین دستگاه ها رد و بدل می شود، بر کابل و اتصال همان 2 دستگاه تاثیر می گذارد.
• یکی از توپولوژی های قدرتمند به حساب می آید.
• عیب یابی به آسانی امکان پذیر است.
• راه اندازی و پیاده سازی شبکه بر مبنای توپولوژی Mesh، موجب امنیت شبکه و حفظ حریم خصوصی می شود.

معایب توپولوژی مش

• نصب و پیاده سازی شبکه بر پایه توپولوژی Mesh در مقایسه با سایر توپولوژی ها سخت تر می باشد.
• همه ی رایانه ها و دستگاه ها به شکل جداگانه به یکدیگر متصل می شوند، بنابراین کابل بیشتری برای نصب و پیاده سازی مورد نیاز است. این امر موجب افزایش هزینه این نوع توپولوژی می شود.

۵. توپولوژی درختی : (Tree)

این توپولوژی شبیه توپولوژی ستاره ای است با این تفاوت که گره ها به صورت سلسله مراتبی به ریشه کنترل کننده وصل هستند. آسیب دیدن یک زیردرخت آسیبی به زیردرخت های دیگر نمی رساند و این یکی از مزیت های اصلی این شبکه ‌های کامپیوتری است. متکی بودن گره ها به گره ریشه و چالش برانگیز بودن پروسه نگهداری و تعمیر معایب های مربوط به این توپولوژی هستند.

 

مزایای توپولوژی درختی

• ترکیبی از توپولوژی باس و ستاره ای می باشد
• مقیاس پذیری بالایی را فراهم می آورد، چراکه گره های شاخه ای می توانند گره های بیشتری را در زنجیره سلسله مراتبی اضافه نمایند.
• اگر یکی از گره های شبکه آسیب ببیند ، دیگر گره های شبکه تحت تأثیر قرار نمی گیرند
• تعمیر و نگهداری آسان و شناسایی خطا و عیب یابی سریع را فراهم می نماید.
• توسط تولید کنندگان سخت افزار ها و نرم افزار ها پشتیبانی می شود.
• کابل کشی نقطه به نقطه برای هر بخش.

 

معایب توپولوژی درختی

• کابل کشی گسترده تری در مقایسه با توپولوژی ستاره و باس مورد نیاز است.
• با خرابی هاب ، کل شبکه از کار می افتد.
• پیکربندی شبکه درختی نسبت به سایر توپولوژی های شبکه بسیار دشوارتر است.