توپولوژی شبکه چیست؟ انواع توپولوژی های شبکه کامپیوتری

ما در عصر ارتباطات زندگی می کنیم و اطلاعات با ارزش ترین منبع ماست. این تمرین روزانه ماست که این اطلاعات را با دیگران برای رفع نیازهای کاری و شخصی مبادله کنیم. اینترنت برای تسهیل تبادل و به اشتراک گذاری اطلاعات ایجاد شد. یک شبکه کامپیوتری شامل تعدادی کامپیوتر و سخت افزار است که از طریق کانال های ارتباطی به یکدیگر متصل می شوند. آنها منابع سخت افزاری و نرم افزاری را به اشتراک می گذارند. انواع مختلفی از سازماندهی و اتصالات شبکه وجود دارد که به آنها توپولوژی شبکه های کامپیوتری می گویند. در این گزارش از سایت ایمن شبکه هوشمند با ما همراه باشید تا شما را با انواع توپولوژی های شبکه آشنا کنیم.

توپولوژی شبکه های کامپیوتری چیست؟

توپولوژی روشی برای اتصال و چیدمان تجهیزات اکتیو شبکه است. برای راه اندازی یک شبکه کامپیوتری ابتدا باید توپولوژی شبکه را تعریف کنید. دو نوع توپولوژی وجود دارد:

1. توپولوژی فیزیکی: چینش اجزای شبکه و نحوه ارتباط بین آن ها را تعیین می کند.
2. توپولوژی منطقی: نحوه انتقال اطلاعات و داده ها بین عناصر را تعیین می کند.

دو اصطلاح رایج در شبکه های کامپیوتری وجود دارد که بهتر است ابتدا آن ها را یاد بگیرید. ارتباط بین دو گروه از سیستم ها در شبکه را پیوند و هر عنصر شبکه را گره می نامند.

انواع توپولوژی های شبکه کامپیوتری

در مرحله بعد، بیایید چندین نوع این توپولوژی ها را بررسی کنیم:

توپولوژی فیزیکی physical topology

توپولوژی شبکه فیزیکی مکان اجزای شبکه و نحوه اتصال آن ها به یکدیگر را تعیین می کند. در کل 7 نوع توپولوژی فیزیکی وجود دارد.

1. توپولوژی خطی Bus
2. توپولوژی ستاره ای Star
3. توپولوژی حلقوی Ring
4. توپولوژی مش Mesh
5. توپولوژی درختی Tree
6. توپولوژی نقطه به نقطه Point To Point
7. توپولوژی ترکیبی Hybrid

توپولوژی منطقی logical topology

یک توپولوژی منطقی نحوه انتقال داده ها میان عناصر شبکه را تعریف می کند. به طور کلی دو نوع توپولوژی منطقی وجود دارد.

1. توپولوژی حلقوی Ring
2. توپولوژی خطی Bus

1. توپولوژی خطی در شبکه چیست؟

در توپولوژی خطی، اطلاعات در یک زمان به صورت یک طرفه منتقل می شود. هر گره در شبکه توسط یک کابل متصل می شود.

مزایا و معایب توپولوژی شبکه خطی

• کابل کمتری در اجرای آن نسبت به توپولوژی های دیگر استفاده می شود.
• به راحتی در شبکه های کوچک قابل استفاده است.
• پیاده سازی، راه اندازی، عیب یابی و تعمیرات کامپیوتر در محل در این مدل آسان است.
• مقرون به صرفه تر از توپولوژی های دیگر است.
• در صورتی که یک کابل معیوب یا قطع شده باشد، کل شبکه از حلقه خارج می شود.
• استفاده از یک کامپیوتر عضو شبکه با نرم افزار سنگین یا اشغال، بر سرعت و عملکرد سایر سیستم های اعضای شبکه تأثیر منفی می گذارد.
• کابل ها دارای محدودیت طول هستند و نمی توان از آن ها برای اتصال سیستم ها در فواصل طولانی استفاده کرد.
• توپولوژی خطی نسبت به توپولوژی حلقه ای در انتقال داده کندتر است.

مطلب پیشنهادی: مقایسه سخت افزارهای مبتنی بر VDI (تجهیزات دسکتاپ مجازی)

2. توپولوژی ستاره ای Star topology

یکی از توپولوژی های شبکه کامپیوتری فیزیکی، توپولوژی ستاره ای است که دارای مزایای زیر است.

مزایا و معایب توپولوژی شبکه استار

• هر دستگاه یک اتصال مستقل به هاب دارد. در صورت لزوم، هاب های شبکه را می توان به راحتی ارتقا داد.
• کابل فیبر نوری و کابل کواکسیال نیز می توانند برای پیکربندی و کابل کشی شبکه این توپولوژی استفاده شوند.
• پیاده سازی، پیکربندی و اشکال زدایی این نوع شبکه آسان است.
• هاب در وسط توپولوژی به عنوان یک تکرار عمل می کند.
• اگر مشکلی در یکی از گره های شبکه وجود داشته باشد، اختلالی در روند عملیات شبکه ایجاد نمی کند. فقط گره معیوب از مدار حذف می شود.
• اگر هاب خاموش باشد، کل شبکه قطع خواهد شد.
• هزینه نصب این توپولوژی بالاست.
• سرعت و عملکرد شبکه به ظرفیت هاب بستگی دارد.

3. توپولوژی شبکه حلقوی Ring topology

تمام سیستم های عضو شبکه در یک حلقه به هم متصل هستند و داده ها شروع به گردش در جهت عقربه های ساعت می کنند تا به مقصد برسند. این فناوری  توپولوژی حلقوی نام دارد. توکن در شبکه شروع به حرکت می نماید و زمانی که کامپیوتری می خواهد داده ها را ارسال کند، منتظر می ماند تا سیگنال توکن برسد و سپس داده ها را ارسال می کند.

در واقع این سیگنال در هنگام ترافیک می تواند اجازه ارسال برای هر گره صادر کند و زمانی که داده های ارسال شده به مقصد رسید، سیستم مقصد با ارسال پیام Acknowledge به سیستم منبع دریافت کننده اطلاع می دهد. عیب یابی توپولوژی حلقه مشکل است و به دلیل ساختار این توپولوژی و سیگنال مورد نیاز برای انتقال اطلاعات، سرعت آن پایین است و خرابی یک گره باعث ایجاد مشکلاتی برای کل شبکه می شود.

مطلب پیشنهادی: ترافیک شبکه چیست؟ آشنایی با انواع ترافیک در شبکه

4. توپولوژی مش mesh topology

در این توپولوژی شبکه، تمام گره ها به صورت نقطه ای به هم متصل هستند. دو روش مسیریابی و سیلاب برای انتقال داده ها در توپولوژی مش استفاده می شود. با روش مسیریابی داده ها بر اساس منطق مسیریابی شبکه، کوتاه ترین فاصله بین مبدا و مقصد تعیین و برای انتقال اطلاعات استفاده می شود. اما در روش سیلابی، داده های یکسانی به تمام سیستم های شبکه ارسال می شود.

از دیگر ویژگی های این توپولوژی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نسبت به توپولوژی های دیگر قوی تر است.
• این توپولوژی خیلی انعطاف پذیر نیست.
• در این نوع توپولوژی، خطاهای شبکه به راحتی قابل تشخیص و اصلاح است.
• در این توپولوژی تمام دستگاه های شبکه به هم متصل هستند.
• سطح بالایی از امنیت و حریم خصوصی در این توپولوژی وجود دارد.
• بار انتقال داده فقط بر کابل و کانال ارتباطی بین همان دو دستگاه مبدا و مقصد تأثیر می گذارد.

مطلب پیشنهادی: عیب یابی شبکه ⛑️ آموزش تشخیص + حل مشکلات درون شبکه

5. توپولوژی شبکه درختی tree topology

این توپولوژی دارای یک دستگاه مرکزی است و تمامی دستگاه های شبکه به ترتیب خاصی به دستگاه مرکزی متصل می شوند. توپولوژی درختی در شبکه های بزرگ استفاده می شود و شامل دستگاه های بیشتری نسبت به توپولوژی خطی و ستاره ای است.

مطلب پیشنهادی: آشنایی با توپولوژی بی سیم در شبکه های کامپیوتری

مزایا و معایب توپولوژی شبکه های کامپیوتری درختی

• در این مدل به راحتی می توانید تمام دستگاه های اعضای شبکه را مدیریت و راه اندازی کنید.
• گسترش و اشکال زدایی در نگهداری و پشتیبانی شبکه آسان است.
• در مقایسه با توپولوژی های دیگر، راه اندازی هزینه بیشتری دارد.
• برای ساخت این توپولوژی از کابل های متعدد زیادی استفاده می شود.
• در صورت بروز مشکل در دستگاه مرکزی، کل شبکه از کار می افتد.

6. توپولوژی نقطه به نقطه point to point topology

توپولوژی نظیر به نظیر p2p نیز نامیده می شود. درون توپولوژی نقطه به نقطه، دستگاه ها توسط یک کابل به یکدیگر متصل می شوند، مانند اتصال و شبکه کردن دو کامپیوتر، دو سوئیچ یا دو روتر به یکدیگر. این سیستم در متن های شبکه مدل نقطه به نقطه point to point نام دارد. در این توپولوژی، بین گیرنده و فرستنده، وسایل میانی دیگری برای برقراری ارتباط وجود دارد، اما در سطح، تنها فرستنده و گیرنده دیده می شوند.

7. توپولوژی شبکه ترکیبی Hybrid topology

ارتباطات در این مدل با اتصال دو یا چند واحد توپولوژیکی مختلف ایجاد می شود. به عنوان مثال، ترکیب یک توپولوژی ستاره با یک توپولوژی خط، یک توپولوژی ترکیبی ایجاد می شود.

مزایا و معایب توپولوژی شبکه ترکیبی

• این توپولوژی انعطاف پذیرتر و قابل اعتمادتر است.
• لوازم جانبی بیشتر گنجانده شده است.
• توپولوژی های دیگر را می توان به راحتی متصل کرد.
• اگر بخشی از شبکه خاموش باشد، کل شبکه خاموش نخواهد شد.
• عیب یابی یا جداسازی یک توپولوژی خاص از کل سیستم آسان است.
• گرانترین توپولوژی شبکه، مدل ترکیبی است.
• مدیریت و نگهداری این شبکه دشوارتر است.
• هزینه کابل کشی شبکه زیادی هم دارد.