بررسی انواع توپولوژی شبکه|BUS,Ring,Star,Mesh,Hybrid,P2P

آموزش، شبکه

توپولوژی شبکه به چیدمان فیزیکی یا منطقی گره‌ها (مانند کامپیوترها، سوئیچ‌ها، روترها) و اتصالات (کابل‌ها یا لینک‌های بی‌سیم) در یک شبکه گفته می‌شود. در واقع، این مفهوم مشخص می‌کند که دستگاه‌ها چگونه با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و داده‌ها در شبکه چگونه جریان می‌یابند.

در این مقاله میخواهیم انواع توپولوژی های مورد استفاده در شبکه را بررسی کنیم . مانند :

  • Bus (اتوبوسی)
  • Ring(حلقه ای)
  • Token Ring(حلقه ای MAU)
  • Star(ستاره ای)
  • Tree (درختی)
  • Mesh(مش)
  • Hybrid(ترکیبی)
  • Point to Point (نقطه به نقطه)
  • Point to Multi Point(نقطه به چند نقطه)

توپولوژی Bus (اتوبوسی)

در توپولوژی Bus یا اتوبوسی حتی بعضی جا ها هم خطی یاد میشود ، همه ای کامپیوتر های شبکه از طریق یک کابل به عنوان کابل کواکسیال به هم متصل می شوند . در این توپولوژی هر کامپیوتر سیگنال ها را دریافت و ارسال میکند و آن را به کامپیوتر های دیگر در شبکه ارسال میکند ، این شبکه های بر پایه توپولوژی اتوبوسی یکی از آسان ترین شبکه های موجود هست که در حال حاظر هم از آن استفاده می شود. مشکل این شبکه در رخ دادن Collision است ، یعنی زمانی که دو کامپیوتر هم زمان  ارسال دیتا انجام دهند این برخورد شدن دیتا ها Collision را رخ میدهد . این توپولوژی ساده است اما به دلیل استفاده نشدن دستگاه های بروز مانند سویچ و … در آن عملا بدون تاثیر و بی استفاده است .

بعد از ایجاد این توپولوژی برای اینکه این Collision  را کمتر کنند در ایبتدا و انتها کابل ها از دستگاهی تحت عنوان Terminator  استفاده میکردند ولی همچنان قطعی شبکه وجود داشت .

مزایا :

1- پیاده سازی بسیار آسان است .

2- صرفه جویی در هزینه ، چون احتیاج به یک کابل داردیم.

3- به راحتی می توان آن را قطع کرد.

4- عیب یایب آن در شبکه آسان است .

معایب :

1- اگر برای یکی از کامپیوتر ها مشکلی ایجاد شود کل شبکه از کار می افتد.

2- با افزودن کامپیوتر جدید و ارسال حجم زیاد دیتا در شبکه نیز اختلال و کندی رخ میدهد.

3- Single point of Fallure بیشتری دارد یعنی نقطه واحد شکست یا خطای کمتر دارد.

4- ایجاد Collision در شبکه.

توپولوژی Ring(حلقه ای) :

توپولوژی حلقه ای پیشرفته تر از توپولوژی اتوبوسی است ، در توپولوژی حلقه ای کامپیوتر ها با استفاده از یک کابل به صورت دایره ای به هم متصل می شوند و این کابل انتها ندارد . کامپیوتر ها با دریافت سیگنال از کامپیوتر قبلی آن را تقویت کرده و به کامپیوتر بعدی می فرستند ، در این شبکه اگر یکی از کامپیوتر ها مشکلی برای آن ایجاد شود ، کل شبکه از کار می افتد که برای حل آن از توپولوژی های بعدی مانند Mesh میتوان استفاده کرد .

مزایا :

1- استفاده از طول کابل کمتر نسبت به روش قبلی.

2- پیشرفته تر از توپولوژی Bus

3- نیاز به تجهیزات زیاد در شبکه ندارد.

4- راه اندازه ای آسان دارد.

معایب :

1- اگر یکی از سیتم ها از شبکه خارج شود کل شبکه از دسترس خارج میشود.

2-Single point of Fallure بیشتری دارد یعنی نقطه واحد شکست یا خطای کمتر دارد.

3- اشکال زدایی سخت از توپلوژی Bus دارد.

4- دستگاه مرکزی برای کنترل سیستم ها وجود ندارد.

توپولوژی Token Ring :

این توپولوژی دقیقا مانند توپولوژی Ring به صورت دایره ای  است اما با این تفاوت که یک دستگاه یا سویچ مرکزی به نام MAU قرار گرفته شد و کنترل بر روی سیستم ها را انجام میدهد . و هر سیستم با کابل جدا به دستگاه مرکزی متصل میشوند. پس عملا شبکه ما بهینه تر شده و این توپولوژی میتواند جایگزین Ring  شود .

مزایا :

1- کنترل بیشتر روی سیستم های شبکه داریم.

2- ایجاد خطا در شبکه کمتر است.

3- برای هر دستگاه کابل جدا داریم و اگر یک سیستم از شبکه قطع شود دیگر سیستم ها قطع نمیشوند.

4- پیشرفته تر از توپولوژی Ring

معایب :

1- هزینه بالا برای شبکه .

2- دانش کافی برای کانفیگ MAU

3- دستگاه MAU قطع شود کل شبکه قطع میشود.

 

توپولوژی Star (ستاره ای):

در این نوع توپولوژی که پیشرفته تر از بقیه توپولوژی های تعریف شده است نیز کامپیوتر ها یا دستگله های شبکه به وسیله ای یک دستگاه مرکزی مانند HUB و Switch  مدیریت و به یک دیگر متصل می شوند . از این توپولوژی در بیشتر شبکه های امروزی استفاده میشود حتی در کنار توپولوژی های دیگر.

مزایا :

1- سادگی دسترسیبه شبکه

2- با ایجاد مشکل در یک سیستم ، سیستم های دیگر دچار مشکل نمیشوند.

3- میتوان با توپولوژی های دیگر شبکه ترکیب کرد.

4- Single point of Fallure کمتری دارد یعنی نقطه واحد شکست یا خطای کمتر دارد.

معایب :

1- در صورت دستگاه مرکزی مانند HUB یا Switch قطع شوند کل شبکه از کار می افتد.

2- هزینه بالا تری دارد.

3- استفاده از کابل های بیشتر

توپولوژی Mesh (مش) :

در توپولوژی های قبلی اگر دستگاه مرکزی قطع شود کل شبکه از دسترسی خارج میشود اما در این توپولوژی هر دستگاه یا گره در شبکه بدون هیچ واسطه ای با کلیه دستگاه ها ارتباط دارد و باعث میشود قطعی شبکه کمتر شود .برای مثال اگر یک سویچ در مرکز قرار بگیرد و کل سیستم ها به آن متصل شوند ، با قطع شدن دستگاه مرکزی کل سیستم ها از شبکه خارج میشوند. و این توپولوژی Mesh  به کمک ما میاد و از هر سیستم به دستگاه  مرکزی اتصال های بیشتری انجام مشود تا قطعی شبکه کمتر شود .

انواع مختلفی از این توپولوژی (Mesh) داریم مانند :

Partial Mesh =

یعنی از هر سیستم یک تا دو تا کابل یا نهایتا سه تا کابل  به مرکز متصل میشود .

Full Mesh =

یعنی از هر سیستم چندین کابل استفاده و به مرکز متصل میشود.

مزایا :

1- Reliable در شبکه بیشتر میوشد یعنی شبکه ما بیشتر مورد اعتماد قرار میگیرد.

2-سرعت شبکه بالا میرود.

3- خطا کمتری در شبکه رخ میدهد.

4- در صورت قطعی یک سیستم شبکه از دسترس خارج نمیوشد.

5- Single point of Fallure کمتری دارد یعنی نقطه واحد شکست یا خطای کمتر دارد.

معایب :

1- هزینه ای بالا

2- نسبت به توپلوژی های قبلی کابل بیشتر برای اتصال استفاده میشود.

3- استفاده از انواع کابل های فیبر ، شبکه ، کواکسال و … در شبکه .

4- کارت شبکه های دستگاه مرکزی اشعال میشود.

توپولوژی Tree (درختی) :

این توپولوژی یکی از ساختار های شبکه است که شکل ان شبیه یک درخت  است و ترکیبی از توپولوژی Bus و Star  است یه بیان ساده تر گروه های مجزایی از شبکه های ستاره ای (که هر کدام دستگاه مرکزی و سیستم های خود را دارند) به یک مرکز متصل میشوند .

ویژگی های توپولوژی Tree :

1- سلسله مراتبی

2- نقاط مرکزی

3- استفاده از توپولوژی های دیگر

مزایا :

1- به راحتی میتوان شاخه ها(توپولوژی های دیگر) به ان اضافه کرد.

2- اگر یک دستگاه در یکی از شاخه ها خراب شود فقط همان شاخه تحت تاثیر قرار میگیرد .

3- تفکیک و مدیریت آسان کل شبکه

4- عیب یابی ساده تر

معایب :

1- هزینه بالا

2- نیازمند تجربه کافی در توپولوژی های مختلف

3- پیچیدگی بالا شبکه

4- اگر مرکز اصلی قطع شود کل زیر شاخه ها از دسترس خارج مشوند.

توپولوژی Hybrid (ترکیبی) :

در این توپولوژی به دلیل استفاده از توپولوژی های مختلف یا به دلیل ترکیب  کردن چند توپوبوژی با هم استفاده میشود .برای مثال در کنار توپولوژی Starخود از  توپولوژی Mesh هم استفاده کنیم .

نکته : این توپولوژی در شبکه های بزرگ مانند WAN کاربردی است .

توپولوژی Point to Point (نقطه به نقطه) :

در این توپولوژی خبری از هاب یا سوئیچ مرکزی نیست بلکه دو دستگاه یا دو شبکه  به هم متصل میشوند و با هم ارتباط برقرار میکنند مانند ارتباط دوتا کامپیوتر با هم ، برای مثال دیگر دو تا شبکه از راه دور مثلا یکی شرق اصفهان  و یکی غرب اصفهان با هم ارتباط برقرار میکنند. 

مزایا :

1- ایجاد سرعت بالا

2- امنیت بالا برایبین دو تا شبکه از راه دور

3- بسته های ارسال مسیر مستقیم دارند و تاخیر کمی دارد.

4- پیاده سازی تغریبا آسان است.

معایب :

1- هزینه بالا

2- مدیریت تمرکز وجود ندارد.

3- این توپولوژی برای دو سیستم یا شبکه وجود دارد و برای اضافه کردن سیستم دیگر نیاز به توپولوژی جدید است.

توپولوژی Point to Multipoint (یک به چند نقطه) :

Point to Multipoint یا به اختصار P2MPشکل درختی ساده ارد و چندین شبکه در نقاط مختلف یا به صورت کابلی یا به صورت وایرلس(Wireless)با هم ارتباط برقرار میکنند . مانند توپولوژی نقطه به نقطه است اما پیچیده تر .

دیدگاهتان را بنویسید