توپولوژی شبکه چیست؟

توپولوژی شبکه
اول از همه بهتر است با اصطلاح Node آشنا شوید. به هر کدام از این کامپیوترها و موبایل ها و سایر قطعات داخل شبکه که اطلاعات را جابجا می کنند و یا به اشتراک می گذارند، اصطلاحاً Node گفته می شود.چیدمان این Node ها در شبکه، توپولوژی شبکه یا آرایش آن شبکه را تشکیل میدهد.

آنچه در این مقاله می خوانید:

توپولوژی شبکهتوپولوژی شبکه باس (Bus Topology) یا خطیاطلاعات از چه طریقی در این شبکه جا به جا می شود؟مزایای شبکه خطی (Linear Network)معایب شبکه خطیتوپولوژی شبکه رینگ (Ring topolog)مزیت توپولوژی شبکه رینگ نسبت به باسمعایب توپولوژی رینگمشکل بودن رفع ایراد شبکهHalf Duplex بودن : تفاوت هالف داپلکس (Half Duplex) یا فول داپلکس(Full Duplex)  چیست؟توپولوژی توکن رینگ (Token Ring)توکن (Token) چیست؟توکن چگونه کار می کند؟مزیت شبکه توکن رینگ نسبت به رینگ سادهمعایب شبکه توکن رینگتوپولوژی مش (Mesh Topology)۱.      فول مش (Full Mesh)۲.      پارشال مش (Partial Mesh)مزیت توپولوژی شبکه مشمعایب توپولوژی مشتوپولوژی استار (Star Topology)مزیت شبکه های با توپولوژی ستارهمعایب توپولوژی شبکه استارتوپولوژی هیبرید یا چندگانه (Hybrid Topology)کاربرد توپولوژی شبکه هیبریدSegmentSLA (Service Level Agreement)Broadcast DomainDomain CollisionSingle Point of failureتوپولوژی شبکه باس (Bus Topology) یا خطی
این نوع یکی از ساده‌ترین نوع توپولوژی شبکه (چیدمان یا همبندی) است. در این نوع شبکه ها معمولاً یک خط ارتباطی مرکزی به عنوان ستون فقرات اصلی شبکه یا اصطلاحاً یک بک بن شبکه (Network Back Bone) در نظر گرفته می‌شود و بقیه دستگاه‌ها و نودها به آن متصل می شوند.
معمولاً یک کابل کواکسیال که با آن در ادامه آشنا می شویم به عنوان ستون فقرات اصلی شبکه وجود دارد که تک تک دستگاه ها با کانکتورها یا اتصالات مخصوص این شبکه ها، به آن متصل هستند.
اطلاعات از چه طریقی در این شبکه جا به جا می شود؟
در این شبکه، کامپیوتر یا دستگاهی که می خواهد اطلاعات خود را برای مقصد دیگر ارسال کند، آنها را روی خط بک بن یا همون ستون فقرات (درصورتیکه خط خالی باشد) می فرستد. تمامی دستگاه هایی که به خط وصل هستند این اطلاعات را گوش می‌کنند ولی فقط دستگاه هدف یا دستگاه مقصد اطلاعات را دریافت می کند. به این روند، اصطلاحاً ارسال اطلاعات یا Broadcast می‌گویند.
به عنوان مثال از این نوع شبکه‌ها می توان آنتن هایی که داخل خانه ها وصل هستند را در نظر گرفت. البته روند کار ساده تر از آنی است که در شبکه استفاده می شود، ولی تصور کنیم یک سیم آنتن از پشت بام وارد منزل شده، در اتاق ها و سالن ها و قسمت های مختلف خانه، پریزهایی نصب شده که می توانید چند تلویزیون را به آنتن وصل کنید و استفاده کنید.
البته در شبکه، یک مقدار قضیه متفاوت می‌شود. نوع کابل فرق می کند و تکنولوژی جابجا کردن اطلاعات نیز متفاوت است. اما این مثال، توضیح ساده ای از شبکه ای است که همه ما در طی روز با آن مواجه می شویم.
به این شکل که یک کابل، اطلاعات را جابجا می کند و هر کدام از این دستگاه ها که نیاز باشد می توانند اطلاعات را بفرستند و آن کابل را اشغال می کنند. ارسال اطلاعات شروع و به دستگاه مقصد میرسد و جواب دلیوری یا رسیدش برمی گردد.
 البته این تصویری که می بینید مربوط به یک نوع از شبکه‌های باز به نام لینیر (Linear) می باشد که یک کابل مرکزی در شبکه قرار دارد. همینطور که می بینید، دو سر کابل هم به یک قطعه به نام ترمیناتور وصل شده که کار ترمیناتور، نشان دادن انتها و ابتدای کار است.

در کل هر نوع شبکه ای که یک بک بن (Back Bone) مرکزی داشته باشد که کامپیوترها برای ارسال اطلاعات از آن استفاده کنند و آن را اشغال کنند، به شبکه باس معروف است و این شبکه با سیم که اینجا روی تصویر دارید می‌بینید که یک خط مرکزی دارد که دو سر آن ترمیناتور نصب شده، به اسم شبکه لینیر (Linear Network) معروف است.
مزایای شبکه خطی (Linear Network)
این شبکه ها معمولاً ارزان تر هستند و نصبشان آسانتر است. به خصوص برای اضافه کردن یک دستگاه جدید یا یک نود در بخش خصوصی.
معایب شبکه خطی
اصلی ترین مشکل شبکه های خطی یا شبکه های باس این است که اگر هر کدام از این دستگاه ها بخواهند اطلاعاتشان را روی شبکه بفرستند، باید به نوعی با هم رقابت کنند. چون اگر کامپیوتر دیگر به صورت همزمان اطلاعات را بفرستد، این وسط تصادم یا کالیژن (Collision) به وجود میاد که در مبحث شبکه اصلاً چیز خوبی نیست.
همینطور اگر بخواهیم شبکه را در مقیاس های بزرگتر اجرا کنیم، محدودیت های زیادی دارد و آزار دهنده خواهد بود. چون کالیژن حتی بیشتر هم می شود و ما را دچار مشکلات عدیده می کند.
مشکل دیگر ایراد یابی و تحمل خطای پایین در این شبکه‌ها است که به عنوان یکی دیگر از ضعف‌های آن شمرده می شود. وقتی یکی از کامپیوتر های داخل شبکه، مشکلی پیدا کند و یا اطلاعاتی که میفرستد، به مقصد نرسد تا بخواهیم متوجه شویم که ایراد از کجاست و خط ها مشکل دارند یا کامپیوتر فرستنده یا گیرنده، یا هر نوع ایراد یابی دیگری، کارمان بسیار مشکل و پیچیده می شود.
اما به هر حال، این روزها این شبکه کاربرد خاص خودش را دارد به خصوص اگر از این نوع شبکه برای تلفیق چندین شبکه دیگر استفاده بشود. بنابراین اینطور نیست که بگوییم این نوع شبکه ها، منسوخ شده اند و دیگر هیچ استفاده ای ندارند.
توپولوژی شبکه رینگ (Ring topolog)
در این نوع توپولوژی شبکه که در تصویر می بینید، چیدمان قرارگیری کامپیوترها یا نود های داخل شبکه به صورت حلقه است.

یعنی اینکه هر نود به نوعی، قبل و بعد از یک نود دیگر قرار می‌گیرد. فرض کنیم، کامپیوتر A در این تصویر می خواهد اطلاعاتی را به کامپیوتر D بفرستد به این ترتیب باید اول از کامپیوتر B و بعد از کامپیوتر C رد بشود تا بعد به کامپیوتر D برسد.
 به این ترتیب بین آنها یک حالت حلقه به وجود می آید و اطلاعات بین آنها همواره می چرخد. می توان گفت که توپولوژی رینگ، شکل پیشرفته تر توپولوژی باس است که تفاوتش با توپولوژی باس در این است که هر کامپیوتری که اطلاعات را می گیرد، ابتدا بررسی می‌کند که آدرس مقصد کجاست، اگر خودش باشد که اطلاعات را برمی دارد در غیر این صورت، حتی سیگنال را تقویت می کند و انتقال می دهد به کامپیوتر بعدی. این روند به همین ترتیب ادامه پیدا می کند تا اطلاعات به مقصد برسد.
مزیت توپولوژی شبکه رینگ نسبت به باس
مزیت توپولوژی شبکه رینگ نسبت به شبکه‌های باس این است که فواصل بیشتری را پشتیبانی می کند چون تقویت سیگنال در هر کدام از نودها انجام می شود. بنابراین، می توان برای شبکه‌های بزرگتر، روی این نوع توپولوژی شبکه ، بیشتر حساب کرد.
 همینطور چون طول کابل کم است و فقط بین یک نود تا نود بعدی در نظر گرفته می شود معمولاً ضریب اعتماد شبکه بالاتر است. در اینصورت اگر اتفاقی بیفتد لازم نیست مثل حالت باس که فقط یک بک بن (Back Bone) داشتیم، نگران سلامت وضعیت آن باشیم.
اگر در توپولوژی رینگ، اتفاقی برای هر کدام از کابل ها بیفتد فقط همان یک تکه کابل بین دو نود نیاز به بررسی و یا تعویض دارد. درنتیجه پس از برطرف شدن مشکل، شبکه مجدداً شروع به کار می کند.
در شبکه هایی که از فیبر نوری استفاده می شود به خصوص در برخی از شبکه های خاص آن، معمولاً این نوع توپولوژی کاربرد خوبی دارد.
معایب توپولوژی رینگ
توپولوژی شبکه رینگ دارای معایبی نیز هست که در ادامه آنها را مطرح می کنیم:
مشکل بودن رفع ایراد شبکه
اگر یکی از کامپیوترهای داخل شبکه از کار بیفتد، کل مدار از کار می افتد یعنی اصطلاحاً این نوع شبکه وابسته به تک تک نود های خود است. حالا تصور کنید که یکی از نودها، خراب شود و شما ندانید کدام‌ قسمت دچار مشکل شده بنابراین، مجبورید تک تک آنها را بررسی کنید.
به همین علت، معمولاً ایراد یابی و رفع اشکال در شبکه رینگ تا حدودی سخت است. اگر بخواهید ساختار شبکه را دستکاری کنید، و آن را تغییر بدهید نیز دچار مشکل می‌شوید. طراحی این شبکه به نحوی است که اگر بخواهید چیزی را اضافه کنید یا اینکه توپولوژی آن را عوض کنید نیز دچار مشکل خواهید شد.
Half Duplex بودن : تفاوت هالف داپلکس (Half Duplex) یا فول داپلکس(Full Duplex)  چیست؟
وقتی کامپیوتر A می خواد یکسری اطلاعات به کامپیوتر B بفرستد، خط را اشغال می کند. در شبکه‌های هالف داپلکس، وقتی که فقط از کامپیوتر A به B اطلاعات ارسال می شود و برای ارسال یا همان جواب گرفتن از کامپیوتر B باید دوباره خط آزاد بشود، اصطلاحاً می گوییم خط یکطرفه یا هالف داپلکس هست. یعنی امکان این وجود ندارد که به طور همزمان، هم اطلاعات فرستاده و هم دریافت شود. ولی در شبکه های فول داپلکس، شما همزمان می توانید اطلاعات را بفرستید و دریافت کنید.
توپولوژی توکن رینگ (Token Ring)
توپولوژی توکن رینگ (Token Ring)، حالت پیشرفته تری از شبکه‌ رینگ است. در این شبکه ها معمولاً یک دستگاه به اسم MAU یا سوییچ MAU در وسط قرار می گیرد و بقیه نودهای داخل شبکه هم به آن وصل می شوند. انتقال اطلاعات در این شبکه‌ها، توسط یک بسته به اسم توکن یا پیک شبکه انجام می شود.
توکن (Token) چیست؟
توکن در اصل مثل یک چاپار یا پیک عمل می کند که داخل شبکه رینگ وجود دارد و به طور مداوم و باسرعت بالا می چرخد.
هر کدام از این کامپیوتر ها اگر بخواهند اطلاعاتی را ارسال کنند، توکن را می گیرند، اطلاعات را بارگذاری و به مقصد ارسال می کنند.
در این شرایط اولویت این که کدام یک از کامپیوترها بتوانند سریعتر توکن را دریافت کنند، البته به شرطی که هر دو بخواهند همزمان اطلاعات را بفرستند، بر اساس مشخصه‌ هایی مثل سریال یا آدرس کارت شبکه آن دستگاه، تعیین می شود که مباحث آن طولانی است و در مقاله دیگری به آن می پردازیم.

توکن چگونه کار می کند؟
به طور کلی، اطلاعات توسط اولین متقاضی که توکن را می گیرد، روی توکن بارگذاری می شود. پس از اینکه توکن، اطلاعات روی خود را تحویل مقصد دارد، به کامپیوتر مبدا برمی گردد و اصطلاحاً به آن رسید می دهد که اطلاعاتی را تحویل دادم و برگشتم.
به این ترتیب، توکن آزاد می شود که اگر یک کامپیوتر دیگر قصد ارسال اطلاعات داشته باشد بتواند از آن استفاده کند.
برای تکمیل این توضیحات باید گفت که توکن یک شی خاصی نیست که داخل سیم در حال حرکت باشد بلکه یک ولتاژ ۰.۳ است که وقتی اشغال می شود تا ۵ اهم بالا می رود. بنابراین، کامپیوتری که می خواهد اطلاعاتی را ارسال کند ابتدا خط را چک می کند اگر ببیند که ولتاژ خط بالاست صبر می کند تا دوباره به ۰.۳ برسد. سپس، مجدداً از آن خط استفاده می کند.
مزیت شبکه توکن رینگ نسبت به رینگ ساده
مزیت این نوع شبکه رینگ نسبت به توپولوژی رینگ ساده که پیش از این توضیح دادیم این است که هر کدام از این Node های شبکه که خراب شوند، تاثیری رو بقیه نمی گذارند چون قرار نیست که اطلاعات از کامپیوتر قبلی به کامپیوتر بعدی انتقال پیدا کند. بلکه  یک دستگاه برای سوئیچ در وسط به اسم ام ای یو (MAU) وجود دارد که این توکن را جابه‌جا می‌کند و اطلاعات نیز داخل توکن جابجا میشوند.
معایب شبکه توکن رینگ
اگر در Ring اتصالی بوجود بیاید، کل شبکه را قطع می‌شود.
اگر سوییچ دچار مشکل بشود، دیگه امیدی به این شبکه نیست مگر این که یک سوییچ پشتیبان  وجود داشته باشد یا تمهیدات دیگری را در نظر گرفته باشیم که فعلا در این زمینه نمی خواهیم صحبت کنیم.
سرعت انتقال اطلاعات شبکه های با توپولوژی توکن رینگ، پایین است، چون زمانیکه یک توکن اشغال می شود، بقیه کامپیوترها باید منتظر بمانند که این معمولا در یک شبکه گزینه خوبی نیست چون زمان در شبکه ها نقش خیلی مهمه  را ایفا می کند.
توپولوژی مش (Mesh Topology)
توپولوژی مش به وضوح در تصویر بالا نشان داده شده و همانطور که می بینید به ارتباط چندتایی و مستقیم بین نودها، چیدمان یا آرایش مش می گویند. اصطلاحا به این تپولوژی، مالتیپل دایرکت کانکشنز (Multiple Direct Connections) یا ارتباط مستقیم و چندگانه نیز گفته می شود.
در این توپولوژی، برای اتصال یک Node به Node دیگر، یک خط مستقیم وجود دارد. به عنوان مثال، فرض کنید در تصویر بالا، کامپیوتر بالایی، شبکه ای در تهران و کامپیوتر پایین، شبکه ای در اصفهان است. و کامپیوترهای دیگر هم شبکه هایی در شهرهای مختلف مثل یزد، مشهد و همینطور شهر های مختلفی هستند که می خواهند به یکدیگر متصل شوند.
اگر دقت بکنید می بینید مثلا تهران به تک تک این شبکه ها، یک خط مستقیم دارد و اگر هر کدام از این خط های مستقیم، قطع بشود می تواند از طریق خطوطی که با شهرهای دیگه دارد به شهر مقصد متصل شود.
برای درک بهتر این توپولوژی، باید با دو اصطلاح آشنا شوید:
۱.      فول مش (Full Mesh)
 در شبکه فول مش دقیقاً شبیه تصویری که در بالا می‌بینید، هر کامپیوتر برای اتصال به کامپیوترهای دیگر قطعاً یک راه مستقیم دارد و به جز آن یک راه مستقیم، راه های دیگری هم وجود دارد تا اگر راه مستقیم از بین رفت، بتواند راه دیگر را جایگزین کرده و استفاده کند.
۲.      پارشال مش (Partial Mesh)
در شبکه های پارشال مش، ممکن است قطعاً ارتباط مستقیمی بین هر Node با Node دیگر وجود نداشته باشد. مثلاً ممکن است شبکه موجود در تهران که با شبکه شهر دیگری مثل اصفهان ارتباط مستقیم نداشته باشد ولی بتواند مستقیماً به شبکه قم متصل شده و از آنجا به شبکه اصفهان وصل شود.
مهمترین نمونه  از نوع شبکه‌های مش، همین اینترنت است. اینترنت در حال حاضر در کل دنیا به همین شکل پیاده سازی می شود. یعنی هر زمانی که هر خط ارتباطی را از دست بدهید بلافاصله می توانید از راه های دیگر یا خطهای ارتباطی دیگر از آن استفاده کنید.
حتی بسیاری از شبکه‌های مخابراتی هم در قسمت های مختلفی از حالت پارشال مش استفاده می کنند که مثل همان مثالی که برای شهرها زدیم اگر بخواهند در قسمت های مختلف، ارتباط برقرار کنند، علاوه بر داشتن یک خط مستقیم بتوانند از خط های جایگزین هم استفاده کنند.
مزیت توپولوژی شبکه مش
شبکه هایی با توپولوژی مش، ضریب اطمینان بالایی دارند چون خرابی هر کدام از این Node ها در شبکه، اثری روی قسمت های دیگر ندارد.
معایب توپولوژی مش
توپولوژی شبکه مش، پیچیدگی های زیادی دارد و تنظیم کردن و پیاده سازی آنها نیز نیازمند هزینه زیادی است.
تصور کنید که بخواهید از هر شبکه یک خط مستقیم به شبکه های دیگر بکشید، بنابراین، خطوط مختلف و زیادی را باید برای این کار مهیا کنید که هزینه زیاد یا مدیریت سختی را هم به شما تحمیل می کند.
توپولوژی استار (Star Topology)

توپولوژی استار بیشترین کاربرد و پیاده سازی را در شبکه های مختلف دارد. این مدل شبکه ها، یک دستگاه مرکزی در وسط قرار دارد و سایر Node ها و قطعات و دستگاه های دیگر از طریق این دستگاه مرکزی به هم متصل می شوند که می تواند یکی از موارد زیر باشد:

Switch
Rotter
Hub

که درباره هرکدام در دروس بعدی به طور مفصل توضیح خواهیم داد.
توپولوژی شبکه استار تقریباً شبیه به توپولوژی توکن است اما در این نوع چیدمان با آرایش ستاره ای سر و کار داریم. در حقیقت Ring در این شبکه وجود ندارد بلکه نوع مداری که در این دستگاه مرکزی قرار گرفته این قابلیت را به شما می دهد که هر کدام از Node ها بخواهند به هر قسمت دیگری متصل شوند، به طور مستقیم فقط به مقصد موردنظرشان ارتباط پیدا کنند.
مزیت شبکه های با توپولوژی ستاره
اضافه کردن یک دستگاه یا Node  جدید به شبکه بسیار ساده است به شرط آنکه دستگاه مرکزی دارای پورت یا درگاه خالی برای اتصال دستگاه جدید باشد. به این ترتیب فقط با یک کابل می توانید یک کامپیوتر جدید را وارد مدار کنید.
قطع کردن هر یک ازNode  ها تاثیری روی شبکه و عملکرد آن نخواهد داشت و دسترسی شبکه فقط به همان کامپیوتر یا دستگاهی که اتصال آن قطع شده برقرار نمی باشد.
مدیریت توپولوژی استار بسیار راحت تر از سایر توپولوژی ها است. تمرکز بهتری روی تنظیم کردن و پکیربندی آن، وجود دارد. طراحی آن نیز بسیار دقیق تر و مناسب تر است.
این نوع توپولوژی بیشترین کاربرد را در شبکه های LAN و WAN دارد. با این حال نمی توان گفت که در شبکه های دیگر مثل CAN نیز کارایی ندارد.
انتقال اطلاعات در شبکه هایی با توپولوژی استار هم به صورت Full Duplex و هم به صورت Half Duplex انجام می شود.
معایب توپولوژی شبکه استار
تنها ایراد این نوع شبکه این است که اگر دستگاه مرکزی خراب شود یا از کار بیفتد، کل شبکه از کار خواهد افتاد که برای رفع این مشکل معمولا یک دستگاه پشتیبان در نظر می گیرند که اگر دستگاه مرکزی اولی از کار افتاد به جای آن جایگزین شده و شبکه را برقرار نگه دارد.
توپولوژی هیبرید یا چندگانه (Hybrid Topology)

در این نوع توپولوژی می توان ترکیب از چند توپولوژی که تاکنون شرح دادیم را به کار برد. به عنوان مثال ممکن است در شبکه ای هم از توکن رینگ (Token Ring) و هم استار (Star) را مورد استفاده قرار دهیم و شبکه ای نسبتاً پیچیده تر را تشکیل بدهیم.
در شبکه هیبرید به هرکدام از توپولوژی هایی که شبکه هیبریدی را تشکیل داده یک Segment گفته می شود و توپولوژی که بین هر کدام از توپولوژی های دیگر ارتباط برقرار می کند، بک بن (Back Bone) نام دارد.
مثلا یک شبکه با توپولوژی Bus را در نظر بگیرید که چندین Node را به هم متصل کرده اگر هرکدام از این Node ها خودشان شبکه ای با توپولوژی متفاوت مثل استار باشند که چندین Node زیرمجموعه را به هم متصل کرده اند، شبکه با توپولوژی Bus، بک بن (Back Bone) تمامی این شبکه ها می شود.
پیچیده بودن برقراری ، این شبکه ها، نیاز به دانش و مهارت بالایی دارد و هزینه بالایی نیز باید صرف آن شود. در طراحی این شبکه ها باید دقت بالایی داشته باشیم چون ممکن است خطای انسانی بیشتر اتفاق بیفتد.
کاربرد توپولوژی شبکه هیبرید

در شبکه های بسیار بزرگ و طراحی های خاص است
معمولاً برای اینکه بخواهیم شبکه ای را گسترش دهیم یا تعداد کامپیوترهایی که از یک شبکه استفاده می کنند را افزایش دهیم.
زمانی که بخواهیم دو نوع شبکه را با هم تلفیق کنیم.

در پایان، برای اینکه آمادگی لازم را برای آموزش های بعدی پیدا کنید بهتر است با اصطلاحات زیر آشنایی کاملی داشته باشید:
Segment
به هر بخش فیزیکی از شبکه توسط یک دستگاه به بخش دیگری متصل شده، سگمنت گفته می شود. بنابراین اصطلاح Segment فقط مختص شبکه هیبریدی نیست.
SLA (Service Level Agreement)
این اصطلاح بیان می کند که شبکه ای که در اختیار دارید در یک مدت مشخص مثلاً طی یک ماه یا یک سال، چقدر مجاز است که از کار بیفتد که بستگی به سیاست ها، پارامترها و نوع حساسیتی که شبکه دارد، تنظیم می شود.
Broadcast Domain
به یک بخش (Segment) یا محدوده ای از شبکه که دستگاه ها در آن اطلاعات را منتقل می کنند و اگر یک دستگاه اطلاعاتی را در آن محدوده Broadcast کند سایر دستگاه ها نیز آن را می بینند، Broadcast Domain گفته می شود.
Domain Collision
به قسمتی از شبکه (Segment) که در آن Collision بیشتری اتفاق می افتد، Domain Collision گفته می شود.
Single Point of failure
تاثیر خرابی یک Node بر سایر قسمت ها را با این اصلاح مشخص می کنند به عنوان مثال در شبکه Mesh که خرابی هریک از Node  ها بر دیگری تاثیری ندارد، پارامتر Single Point of failure نزدیک به صفر است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه سانترال ، ویپ و شبکه با ما همراه باشید…

ttttttttttttttttttttttt
انواع توپولوژی شبکه
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
انواع توپولوژی شبکه چیست؟
انواع توپولوژی شبکه امروزه از جمله پیشرفت های غیر منتظره ی دنیای ریاضیات است. در انتخاب توپولوژی شبکه فاکتور های مهمی وجود دارند که باید نسبت به کار خودتان آنها را در نظر بگیرید و توپولوژی مناسبی را انتخاب کنید. از فاکتور های مهم انتخاب توپولوژی شبکه امنیت و هزینه راه اندازی آن است که بهتر است قبل از انتخاب این موارد را مد نظر داشته باشید.

آنچه در این مقاله می خوانید:

انواع توپولوژی شبکه چیست؟توپولوژی شبکه چیست؟با انواع شبکه های کامپیوتری بیشترآشنا شویدتعریف توپولوژی شبکهانواع توپولوژی شبکهتوپولوژی شبکه خطیتوپولوژی شبکه حلقه ایتوپولوژی شبکه ستاره ایتوپولوژی شبکه مشتوپولوژی شبکه درختیتوپولوژی شبکه ترکیبیویژگی انواع توپولوژی شبکهمزایا توپولوژی خطی:معایب توپولوژی خطی:مزایا توپولوژی حلقه ای:معایب توپولوژی حلقه ای:مزایا توپولوژی ستاره ای: معایب توپولوژی ستاره ای:مزایا توپولوژی مش:مزایا توپولوژی مش:مزایا توپولوژی درختی:معایب توپولوژی درختی:مزایا توپولوژی ترکیبی:معایب توپولوژی ترکیبی:جمع بندیتوپولوژی شبکه چیست؟
توپولوژی یکی از زمینه‌های مهم ریاضیات است که از پیشرفت مفاهیم هندسی و نظریه مجموعه‌ها مانند فضا، بعد، اشکال، تبدیلات و… به وجود آمده‌ است.
توپولوژی دارای زیرشاخه‌های زیادی است. بنیادی‌ترین و قدیمی‌ترین زیرشاخه آن، توپولوژی نقطه ای است که بنیادهای توپولوژی بر آن بنا شده‌ است و به مطالعه در زمینه‌های فشردگی، پیوستگی و هم‌بندی می‌پردازد. توپولوژی جبری نیز یکی دیگر از زیرشاخه‌های توپولوژی است که سعی در محاسبه درجه هم‌بندی دارد. همچنین زیرشاخه‌هایی مانند توپولوژی هندسی، توپولوژی گراف و توپولوژی ابعاد پایین نیز شامل این موضوع می شوند.
توپولوژی در اصل مطالعه ریاضیاتی خصوصیاتی است که طی تغییر شکل ها، ضربه خوردن‌ها و کشیده شدن اشیاء، به طور ثابت حفظ می‌شوند. یک دایره به لحاظ توپولوژیکی هم‌ارز با یک بیضی است که می‌تواند در داخل آن با کشیده شدن تغییر شکل یابد.
با انواع شبکه های کامپیوتری بیشترآشنا شوید

تعریف توپولوژی شبکه
توپولوژی شبکه به طرح فیزیکی یا استدلالی یک شبکه اشاره دارد. با چنین روشی می توان نحوه ی قرارگیری و اتصال گره های مختلف به یکدیگر را بررسی و مشخص کرد. به علاوه، با توپولوژی شبکه می توان نحوه ی انتقال داده ها بین گره هارا نیز تحت تاثیر قرار داد.
هر فردی به یک اتصال اینترنتی قابل اعتماد و سریع نیاز دارد، اما علاوه بر افراد این مشاغل هستند که به چنین شبکه های اتصالی برای عملکرد بالای فعالیت هایشان نیازمند هستند. کسب و کار های مختلف ممکن است زمان هایی را مشغول خرابی، ارتباطات غیر قابل اعتماد و در کل یک کسب و کار شدیداً استرس زا داشته باشند. در این شرایط، شرکت شما مجبور به پرداخت هزینه های زیادی برای کم کردن این سختی ها است.
اول از همه، شما ممکن است از شبکه های مختلفی اعم از بی سیم، سیمی یا هردو استفاده نمایید، طی سال ها ارائه خدمات این شبکه ها تفاوت های زیادی را پیدا کرده اند. بنابراین شما باید شبکه ای را انتخاب نمایید که علاوه بر به صرفه بودن، قابل اطمینان و امن باشد. در این شرایط این توپولوژی است که می تواند به شما در نحوه ی شناسایی و اتصال های دستگاه ها( گره ها) به شما کمک نماید.
یا در مواقعی برای مثال ممکن است شما بخواهید تنها به چند کاربر و سیستم خاص اجازه انتقال یا برداشت اطلاعات از شبکه را بدهید و یا تعدادی از کاربران اجازه گذاشتن اطلاعات روی شبکه را نداشته باشند، شما با انتخاب گزینه مناسب از میان انواع توپولوژی شبکه، می توانید به راحتی به اهداف مورد نظرتان دسترسی پیدا نمایید.
انواع توپولوژی شبکه
انواع توپولوژی شبکه عبارتند از:

توپولوژی شبکه خطی

از ساده ترین انواع توپولوژی شبکه، مدل خطی آن است. هر دستگاه، برای تنظیم و کنترل توپولوژی خطی به یک کابل متصل است. به علاوه، باید به این موضوع نیز توجه کرد که توپولوژی شبکه داده هارا به صورت دو طرفه منتقل نمی کند، بلکه آنهارا تنها از یک سر به سر دیگر می فرستند. راه اندازی این مدل توپولوژی ها آسان است؛ به این منظور از یک رشته کابل Coaxial استفاده و هر سیستم به کمک یک Connector به شبکه متصل می شود در نتیجه، ابتدا و انتهای شبکه با ترمیناتور بسته می شود.توپولوژی شبکه حلقه ای

دومین مدل توپولوژی شبکه، نوع حلقه ای آنهاست. همانطور که از نامشان مشخص است، این توپولوژی ها به صورت حلقه ای آرایش یافته اند که هر دستگاه از دو گره مجاور ساخته شده است. یک توپولوژی حلقه معمولی، معمولا دارای چهار گره است، اما در صورت نیاز می توانید از گره های بیشتری نیز استفاده نمایید. چنین مدلی برای کسب و کار های مختلف خوب و مناسب است. و تنها کامپیوتر های متصل به این مدل، می توانند اطلاعات خود را منتقل کنند.توپولوژی شبکه ستاره ای

آرایش این مدل توپولوژی های شبکه نیز مانند ستاره است. در مرکز این ستاره ها یک بخش مرکزی وجود دارد که هر گره به آن متصل شده است. به دلیل وجود هاب مرکزی، توپولوژی ستاره از سایر مدل ها قابل اطمینان تر است و به همین دلیل کسب و کار های زیادی چنین مدلی را انتخاب می نمایند. عملکرد توپولوژی های ستاره نیز بسیار بالاست زیرا داده ها قبل از رسیدن به مقصد نیازی به گذر از هر گره ندارند و در نهایت اگر یکی از گره ها خراب شود، سایر گره ها به کار خود ادامه داده و تاخیری در عملکرد آنها به وجود نمی آید.توپولوژی شبکه مش

توپولوژی مش نیز مانند توپولوژی حلقه ای ساختار خارق العاده ای دارد. به همین دلیل رایج ترین مدل توپولوژی در کسب و کار ها توپولوژی مش است. دلیل استفاده ی زیاد از این مدل توپولوژی، این است که هر گره مستقیماً با پیوند های نقطه- نقطه به دستگاه های دیگر متصل می شود. در حالت عادی ممکن است خرابی یا ترافیک داده به وجود آید، اما درباره ی این مدل چنین اتفاقی نمی افتد. به علاوه، اگر یک گره خراب شود، کل شبکه به فعالیت خود ادامه خواهد داد بدون اینکه مشکلی در ادامه فرآیند به وجود آید. مهم ترین مزیت این توپولوژی ها، این است که دستگاه های متصل شده به هم امنیت و حریم خصوصی بالایی دارند، به همین دلیل از این مدل در کسب وکار های زیادی استفاده می شود. تمام اتصالات توپولوژی مش به صورت نقطه- نقطه است و هیچ کاربر غیر مجازی نمی تواند به پایگاه های داده دسترسی یابد.توپولوژی شبکه درختی

بسیاری از کسب و کار ها ترجیح می دهند از این مدل توپولوژی شبکه ( اغلب به عنوان توپولوژی سلسله مراتب نیز شناخته می شوند) استفاده نمایند. زیرا برای شبکه های قدرتمند بسیار مناسب و عالی هستند. توپولوژی درختی که به عنوان گره ریشه نیز شناخته می شوند و با اتصال به گره های زیر ریشه به صورت سلسله مراتبی شناخته می شوند. در این زمان شما می توانید مدل سلسله مراتبی آنرا به راحتی تماشا نمایید. از مهم ترین مزیت های توپولوژی درختی این است که شما می توانید اطمینان توپولوژی خطی و ستاره ای را باهم در این مدل داشته باشید.توپولوژی شبکه ترکیبی

از معروف ترین توپولوژی های شبکه می توان به مدل ترکیبی آنها اشاره کرد. این مدل از دو یا چند توپولوژی تشکیل شده است. این مدل در کسب و کار ها می تواند بسیار مفید باشد، اما اگر خوب مراقب نباشید ممکن است به راحتی فاجعه بار باشند. توپولوژی ترکیبی به تجربه یا بخش فناوری اطلاعات خوبی نیاز دارند.
هرسوالی که داری در انجمن مطرح کن
ویژگی انواع توپولوژی شبکه
هر کدام از انواع توپولوژی شبکه دارای مزایا و معایب متفاوتی هستند که می توان موارد زیر را نام برد:
مزایا توپولوژی خطی:
این توپولوژی، مقرون به صرفه است.در مقایسه با سایر توپولوژی ها، به کابل کمتری نیاز دارد.در شبکه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.اجرا و پیاده سازی آن، بسیار ساده است.
معایب توپولوژی خطی:
به دلیل اینکه در کل سیستم از یک کابل استفاده شده، در صورت قطع شدن یکی از کابل ها، کل شبکه از کار می افتد.در صورت سنگین بودن ترافیک، عملکرد شبکه کاهش می یابد.طول کابل، محدود است و برای سیستم های با فاصله زیاد، قابل استفاده نمی باشد.در مقایسه با توپولوژی حلقه ای، کندتر است. 
مزایا توپولوژی حلقه ای:
انتقال داده ها در شبکه توسط ترافیک سنگین یا درصورت افزودن یک کامپیوتر دیگر به شبکه، مختل نمی شود. زیرا فقط کامپیوترهایی که دارای Token هستند، قادر به انتقال اطلاعات می باشند.چنین توپولوژی ارزان از نظر نصب و گسترش است.
معایب توپولوژی حلقه ای:
عیب یابی در این توپولوژی، بسیار مشکل است.اضافه کرد یا حذف کامپیوتر در این شبکه، باعث بروز اختلال می گردد.به دلیل متصل شدن متوالی کامپیوترها یا بروز خرابی در یک کامپیوتر، عملکرد کل شبکه مختل می شود.
مزایا توپولوژی ستاره ای:
چنین توپولوژی دارای سرعت عملکردی بالای شبکه با تعداد کامپیوترهای کم و ترافیک سبک است.قابلیت به روزرسانی بسیار ساده ی هاب دارد.امکان عیب یابی آن راحت است.در صورت بروز مشکل برای یکی از کامپیوترها، بقیه دستگاه ها بدون هیچ مشکلی به کار خود ادامه می دهند.
 معایب توپولوژی ستاره ای:
هزینه نصب و پیاده سازی آن بسیار بالا است.از نظر استفاده مقرون به صرفه نمی باشد.به دلیل وابستگی تمامی دستگاه ها به هاب و بروز مشکل برای آن، کل شبکه مختل می گردد. عملکرد و سرعت شبکه بستگی به ظرفیت هاب دارد.
مزایا توپولوژی مش:
هر اتصالی فقط داده های مربوط به خود را منتقل می کند.این توپولوژی بسیار قدرتمند است.امکان عیب یابی بسیار ساده ای دارد.امنیت و حریم خصوصی بالایی نیز دارد.
مزایا توپولوژی مش:
نصب و پیاده سازی آن مشکل است.نیاز به حجم بالای کابل کشی در نتیجه هزینه زیاد دارد.
مزایا توپولوژی درختی:
در مقایسه با توپولوژی های خطی و ستاره ای، گستردگی بیشتری دارد و دستگاه های بیشتری را می تواند پوشش دهد.گسترش دستگاه ها در شبکه امکان پذیر و ساده است.مدیریت و نگهداری آن ساده می باشد.عیب یابی راحتی دارد.
معایب توپولوژی درختی:
به کابل های زیادی نیاز دارد.هزینه زیادی دارد.نگهداری آن در صورت افزودن دستگاه به شبکه مشکل است.در صورت بروز اختلال در سیستم مرکزی، شبکه مختل می شود.
مزایا توپولوژی ترکیبی:
بسیار قابل اعتماد در تشخیص خطاها و عیب یابی ساده است.توپولوژی بسیار موثری دارد.انعطاف پذیر و مقیاس پذیر به هنگام گسترده تر شدن شبکه است.
معایب توپولوژی ترکیبی:
طراحی پیچیده ای دارد.پر هزینه است.
جمع بندی
توپولوژی شبکه توانسته تغییرات زیادی را امروز در سیستم های کسب و کار های مشاغل به وجود آورد. به علاوه، کاربران می توانند با استفاده از انواع توپولوژی ها کار خود را آسان و بدون هیچ تاخیری انجام دهند.
اگر علاقه مند به شرکت در دوره های آموزشی شبکه و غیره هستید می توانید با مراجعه به سایت PBX SHOP  دوره های آموزشی مربوط به انواع توپولوژی شبکه را دانلود کرده و با انواع آنها بیشتر آشنا شوید.
ttttttttttttttttttttttt
توپولوژی شبکه چیست ؟
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
پس از مطالعه این مقاله شما قادر خواهید بود تا به سئوالات زیر پاسخ دهید :
1- توپولوژی شبکه چیست ؟
2- انواع توپولوژی های شبکه چیست ؟
3- توپولوژی فیزیکی شبکه با توپولوژی منطقی شبکه چه تفاوتی دارد ؟
4- برای انتخاب توپولوژی شبکه مناسب، چه فاکتورهایی را باید مد نظر قرار دهیم ؟
در ادامه با ISG همراه باشید.

توپولوژی یا همبندی ” Topology ” به زبان ساده عبارت است از نحوه چیدمان و اتصال عناصر شبکه به یکدیگر. همانطور که از تعریف فوق مشخص است، اولین گام برای نصب و راه اندازی شبکه ، تعیین توپولوژی مورد نیاز می باشد. توپولوژی شبکه در دو نوع توپولوژی فیزیکی و توپولوژی منطقی دسته بندی می گردد. توپولوژی فیزیکی به چیدمان فیزکی عناصر شبکه نسبت به یکدیگر و چگونگی برقراری ارتباط بین آنها اشاره می کند در حالیکه توپولوژی منطقی به نحوه انتقال اطلاعات و داده ها بین عناصر شبکه و البته از طریق بستر فیزیکی موجود اشاره می نماید.
توجه :  به هر یک از عناصر موجود در شبکه یک گره یا  NODE  و به ارتباط بین هر دو گره یک پیوند یا  LINK  گفته می شود.
الف- توپولوژی فیزیکی  ” physical topology “
همانطور که گفته شد، توپولوژی فیزیکی به روشهای اتصال فیزیکی اجزای مختلف شبکه به یکدیگر اشاره دارد. هریک از این روش ها دارای مزایا و معایب خاص خود می باشد. مهمترین توپولوژی های فیزیکی عبارتند از :

1- توپولوژی خطی  (Topology   Bus)
2- توپولوژی ستاره  ( Star Topology )
3- توپولوژی حلقوی  ( Ring Topology )
4- توپولوژی مش  ( Mesh Topology )
5- توپولوژی ترکیبی  ( Hybrid Topology )
ب- توپولوژی های منطقی ” logical topology “
1- توپولوژی خطی  (Topology   Bus)
2- توپولوژی حلقوی  ( Ring Topology )
حال سئوال مهم آن است که با توجه به انواع مختلف توپولوژی شبکه ، چگونه و بر اساس چه معیارهایی توپولوژی مناسب شبکه خود را انتخاب کنیم؟ برای انتخاب توپولوژی شبکه ، فاکتور های مختلفی را باید مد نظر قرار دهیم، به عنوان نمونه می توان به فاکتور های زیر اشاره نمود:
1- ابعاد فیزیکی شبکه
اولین پرسش قبل از راه اندازی یک شبکه، بررسی ابعاد آن شبکه می باشد. اینکه چه تعداد کامپیوتر و تجهیزات مختلف دیگر قرار است در شبکه مورد نظر بکار گرفته شوند؟
2- مدیریت ترافیک شبکه
پرسش مهم دیگر بررسی حجم ترافیک مورد نیاز شبکه می باشد. پس باید قبل از هر کاری به دقت بررسی شود که چه نرم افزار هایی قرار است در شبکه فوق به کارگرفته شوند و حداکثر ترافیک حاصله در شبکه در زمان اوج فعالیت شبکه چقدر می باشد؟ به عنوان مثال در شبکه هایی که ترافیک شبکه بالا بوده و از طرفی می توان عناصر شبکه را بصورت منطقی گروه بندی نمود، مثلا واحد مالی، واحد بازرگانی، امور مشترکین و … می توان از توپولوژی ستاره کمک گرفت. سوئیچ عنصر اصلی این توپولوژی می باشد. در چنین شبکه هایی می توان به کمک سوئیچ ترافیک شبکه را کنترل و مدیریت نمود و با ایجاد VLan از انتقال ترافیک یک بخش به سایر بخش های غیر مرتبط جلوگیری نمود.
3- هزینه نصب و راه اندازی شبکه
تجربه ثابت کرده است که کارفرمایان همیشه به دنبال نصب و راه اندازی شبکه مورد نیاز خود با حداقل هزینه می باشند. یعنی روند نصب و راه اندازی شبکه را طوری اداره می کنند که با انجام حداقل هزینه، تمام نیازهای اصلی شان برآورده گردد. بطور مثال مسیرهای عبور کابل را طوری انتخاب می کنند که حداقل کابل کشی ممکن مورد نیاز باشد.
4- امنیت شبکه
ارتقاء امنیت شبکه و جلوگیری از دسترسی های غیر مجاز، از دغدغه های همیشگی مدیران شبکه می باشد. در بعضی از شبکه ها حفظ امنیت آنچنان مهم است که علاوه بر استفاده از انواع مختلف فایروال های سخت افزاری و نرم افزاری، آنتی ویروس ها و … از توپولوژی هایی مانند Ring استفاده می کنند. در این توپولوژی تجهیزات در حلقه ای بسته و متصل به هم قرار می گیرند و اطلاعات محرمانه فقط در یک جهت ( جهت حرکت حلقه ) حرکت کرده و به مقصد اصلی خواهند رسید.
5- توسعه شبکه
همیشه ممکن است بنا به دلایل مختلف، شبکه نیاز به توسعه و یا تغییرات داشته باشد. پس باید قبل از نصب و راه اندازی شبکه، با توجه به شرایط محیط و سیاست های کارفرما، از توپولوژی یا ترکیبی از توپولوژهای مناسب استفاده نمایید. مثلا ترکیبی از توپولوژی ستاره و خطی
6- عملی بودن نقشه انتخابی
همیشه فاصله حرف تا عمل زیاد است و همواره شرایط ما را مجبور می کند تا از ایدآل خود فاصله گرفته و بر پایه داشته های قابل اجرا و واقعیت پیشروی کنیم. زمانی که در نقطه شروع نصب و راه اندازی یک شبکه قرار داریم، تلاش می کینم تا بهترین شبکه ممکن را با بهترین تجهیزات پیاده سازی نماییم، اما هزینه اجرای پروژه، شرایط فیزیکی محیط، زمان و بسیاری از عوامل دیگر مانع از دسترسی به این مهم می شود. پس بهتر است تا از ابتدا توپولوژیی انتخاب کنیم که بتوانیم تا پایان آن را اجرا نموده و نیاز به بازگشت به عقب و دوباره کاری برای انجام تغییرات نداشته باشیم.
منبع: mahampardaz