تا به حال چیزی در مورد توپولوژی شبکه شنیدین؟ topology به نحوه چیدمان و اتصال انواع تجهیزات شبکه و نودها با یکدیگر مربوط میشه. انواع توپولوژی شبکه به صورت اشکال هندسی تعریف شده و نمایش داده میشه. هر کدوم از انواع توپولوژی، مزایا و معایب خاص خودشون رو دارن مثلا ممکنه در یک توپولوژی نسبت به توپولوژی‌های دیگه، خرید کابل شبکه بیشتری موردنیاز باشه. در این مقاله قصد داریم انواع توپولوژی شبکه رو معرفی کرده و کاربردهای هر کدوم رو توضیح بدیم. با ما همراه باشید.
انواع توپولوژی شبکه
هر کدوم از انواع تجهیزات شبکه یک گره یا node در شبکه هستن که ارتباط بین این تجهیزات، اصطلاحا لینک نامیده میشه. به عنوان مثال شبکه کردن دو کامپیوتر با کابل لن یک لینک بین دو نود هست. در شرایطی که تعداد نودها و لینک‌های یک شبکه بالاست، نحوه چیدمان فیزیکی و همینطور نحوه ارتباط تجهیزات و برقراری لینک‌ها بسیار مهمه. به همین دلیل قبل از راه‌اندازی شبکه‌های بزرگ، این چیدمان مشخص و نهایی میشه که در واقع همان توپولوژی شبکه هست. انواع توپولوژی شبکه رو در ادامه معرفی می‌کنیم:
توپولوژی خطی bus topology
ساده‌ترین نوع توپولوژی شبکه، شبکه خطی یا توپولوژی اتوبوسی هست که این روزها کاربرد چندانی نداره. در این توپولوژی همه گره‌ها با یک کابل خطی که در دو طرفش ترمیناتورهایی داره، بهم وصل میشن. ترمیناتورها مانع بازگشت سیگنال به کابل میشن. در صورتی که این ترمیناتورها وجود نداشته باشن، سیگنال مدام در داخل کابل رفت و بازگشت داشته و شبکه اصطلاحا collapse میشه. در این توپولوژی از تجهیزات پسیو برای شبکه‌های کوچک به صورت ساده و مختصر استفاده میشه.
- از مزایای توپولوژی اتوبوسی اینه که راه‌اندازی و گسترش شبکه در این توپولوژی بسیار ساده و راحته، بدون هیچ پیچیدگی، میشه گره‌های جدید به شبکه اضافه کرد. به تجهیزات پرهزینه نیاز نداره و با قیمت پائین اجرا میشه.
- اما چنین توپولوژی مبتدی و ساده‌ای معایب زیادی هم داره. از جمله اینکه در صورت خرابی یکی از سیستم‌ها، کل شبکه از کار میافته. در صورت بروز مشکل، عیب‌یابی شبکه سخت‌تره و همینطور در صورتی که یکی از سیستم‌ها از پهنای باند بیشتری استفاده کنه، سرعت کل شبکه کم میشه.
توپولوژی حلقه‌ای ring topology
توپولوژی ring هم از این جهت که در اون هر گره مستقیما به گره دیگه‌ای
وصله، مثل توپولوژی خطیه ولی در توپولوژی رینگ، کابل واحدی که همه گره ها روی اون وصلن یک حلقه تشکیل میده و مثل توپولوژی خطی در دو سرش ترمیناتور نداره. روند کاری این توپولوژی به این شکله که سیگنال از گره اول به گره دوم منتقل میشه، آدرس سیگنال توسط گره دوم بررسی میشه و اگر آدرس به خود گره دوم اونو دریافت می‌کنه و در غیر این صورت سیگنال رو به گره سوم منتقل می‌کنه و همین روند ادامه پیدا می‌کنه تا سیگنال به مقصد اصلی خودش برسه.
- از مزایای اصلی این توپولوژی هم اینه که به راحتی و بدون هزینه زیاد، راه‌اندازی میشه.
- اما عیب بزرگی که توپولوژی RING داره اینه که اگه یه سیستم در شبکه معیوب باشه کل شبکه از کار میافته و تا زمانی که نود مشکل دار از شبکه خارج نشه امکان ارسال سیگنال وجود نداره. علاوه بر اون، سرعت شبکه به عملکرد تک تک سیستم‌ها بستگی داره و همینطور به دلیل اتصال همه گره‌ها بهم دیگه، امنیت شبکه نسبتا پائینه.
توپولوژی ستاره‌ای star topology
در توپولوژی STAR به جای اینکه گره‌ها به همدیگه وصل باشن، همگی به صورت مجزا به یک دستگاه مرکزی متصل هستن. بسته به اینکه دستگاه مرکزی چه دستگاهی باشه نوع جریان سیگنال در شبکه متفاوته. به عنوان مثال اگه از هاب به عنوان دستگاه مرکزی استفاده بشه، چون این دستگاه توانایی مسیردهی نداره سیگنال رو دریافت کرده و در کل شبکه پخش می‌کنه تا گره مقصد اونو دریافت کنه. در صورتی که اگه از سوئیچ شبکه به عنوان دستگاه مرکزی استفاده میشه، این دستگاه سیگنال رو از مبدا دریافت کرده و مستقیما به گره مقصد ارسال می‌کنه.
- از مزایای اصلی توپولوژی ستاره اینه که اگه یکی از گره‌ها در شبکه معیوب بشه، اولا عیب‌یابی راحت‌تره دوما کل شبکه collapse نمیشه. همینطور راه‌اندازی و اضافه کردن گره جدید به شبکه در این توپولوژی راحته.
- شاید نشه اسمشو عیب گذاشت اما لازمه بدونید که استفاده از توپولوژی ستاره در شبکه، هزینه بیشتری نسبت به دو توپولوژی قبلی داره چون دستگاه‌های مرکزی مثل هاب یا سوئیچ، تجهیزات گران قیمتی هستن.
توپولوژی مش mesh topology
به این توپولوژی، توپولوژی توری هم گفته میشه که در اون همه گره‌ها و دستگاه‌ها بهم دیگه وصل میشن. البته توپولوژی مش خودش چند نوع مختلف داره: توپولوژی جزئی مش و توپولوژی کامل مش. در توپولوژی جزئی مش برخی از نودها به همه نودهای دیگه وصل میشن اما برخی دیگه فقط به دو یا چند نود که ارتباط بیشتری باهم دارن، وصل میشن. در مقابل در توپولوژی کامل مش، همه نودها بهم دیگه وصل میشن.
نحوه انتقال دیتا هم در این توپولوژی به دو صورت مسیریابی و سیلابی هست که در مدل مسیریابی از کوتاه‌ترین فاصله ممکن برای انتقال دیتا استفاده میشه و در مدل سیلابی، دادههای مشابه باهم به سمت نودها ارسال میشه.
- از مزیت‌های توپولوژی mesh اینه که در اون ارتباط بین دو گره، تاثیری بر گره‌های دیگه و سرعت کل شبکه نداره. از طرفی یک چیدمان قوی هست که در اون امنیت شبکه به خوبی حفظ میشه.
- اما با توجه به اینکه تعداد اتصالات بیشتره در راه‌اندازی این توپولوژی تجهیزاتی مثل کابل و ترانکینگ داکت شبکه بیشتر استفاده میشه و هزینه نسبتا بالاتری داره.
توپولوژی ترکیبی hybrid topology
توپولوژی هیبرید همان‌طور که از اسمش مشخصه، به صورت ترکیبی از چند توپولوژی پایه‌ای ایجاد میشه. مثلا در تصویر زیر یک توپولوژی حلقه‌ای و یک توپولوژی مش باهم توپولوژی ترکیبی ایجاد کردن. از توپولوژی hybrid اغلب برای گسترش شبکه و استفاده از بهترین تجهیزات پسیو برای شبکه‌های بزرگ استفاده میشه که از قبل یک نوع توپولوژی ایجاد شده و حالا نیاز به چیدمان جدیدی در شبکه وجود داره.
- از مزایای اصلی توپولوژی ترکیبی اینه که ترکیب توپولوژی‌های مختلف، ضعف همدیگه رو پوشش میدن و در این حالت شبکه انعطاف پذیرتر و قابل اعتمادتر میشه. به عبارتی ضمن اینکه امنیت شبکه در این حالت حفظ میشه، امکان اضافه کردن یا خارج کردن یک گره از شبکه هم راحته.
- در مقابل عیبی که در توپولوژی هیبرید احساس میشه، پیچیدگی زیرساخت و اجرای اون در کنار هزینه بالای توپولوژی هست چون ممکنه در اون از تجهیزاتی مثل هاب یا سوئیچ استفاده بشه.
توپولوژی درختی tree topology
توپولوژی tree در واقع ترکیبی از چند توپولوژی ستاره هست. البته در این توپولوژی باید به تعداد سه یا بیشتر سطح وجود داشته باشه در غیر این صورت همان توپولوژی ستاره‌ای تلقی میشه. در این توپولوژی، گره‌ها به شکل شاخه‌های درخت بهم متصل میشن که همگی از یک تنه یا دستگاه مرکزی سیگنال می‌گیرن. نمونه‌ای از یک توپولوژی درخت در تصویر زیر نمایش داده شده، همان‌طور که می‌بینید در این توپولوژی چندین دستگاه مرکزی به کار گرفته میشه.
- این نوع از توپولوژی هم همان مزایای توپولوژی ستاره‌ای رو داره به این معنی که اگه یکی از نودها خراب بشه منجر به از کار افتادن کل شبکه نمیشه. از طرفی چون شبکه چندین بخش مجزا داره، عیب یابی شبکه بسیار راحت هست.
- عیب بزرگ توپولوژی درختی اینه که اگه گره والد که نقش تنه درخت رو داره خراب بشه، کل شبکه از کار میافته و همینطور اضافه کردن گره جدید به شبکه نسبتا پیچیده ست. از طرفی چون چندین دستگاه مرکزی مختلف در این توپولوژی مورد استفاده قرار می‌گیره و پروسه زیادی مثل نصب ترانکینگ برای هر کدوم از شاخه‌ها به صورت مجزا انجام میشه، این توپولوژی هزینه بالایی داره.
آنچه در معرفی توپولوژی شبکه گفتیم
بنابراین متوجه شدیم که توپولوژی شبکه به نحوه چیدمان تجهیزات و سیستم‌های کامپیوتری در شبکه گفته میشه که هر شبکه‌ای باید بر اساس شرایط محیطی و نیازهای شبکه، بهترین توپولوژی ممکن رو انتخاب کنه و بر اساس توپولوژی انتخاب شده، مشخص میشه که هرکدام از تجهیزات پسیو شبکه مثل کابل، داکت یا ترانکینگ باید از کدام مدل و با چه ابعادی تهیه بشه. بنابراین اطلاع از انواع توپولوژی شبکه و مزایا و معایب و موارد کاربردی هر کدام، برای راه‌اندازی تمام شبکه‌ها لازمه. امیدواریم که مطالب گفته شده براتون مفید باشه.
سوالات متداول
منظور از توپولوژی در شبکه نحوه چیدمان و ارتباط سیستم‌های کامپیوتری با یکدیگره.
انواع توپولوژی در شبکه به اسم‌های خطی، دایره‌ای، ستاره‌ای، درختی، ترکیبی و توپولوژی مش تعریف میشن.
بهترین توپولوژی برای هر شبکه‌ای بر اساس اندازه و محیط و نیاز همان شبکه مشخص میشه.
