همه چیز درباره توپولوژی شبکه:

توپولوژی یکی از مباحث مهمی است که پیش از راه اندازی شبکه در یک مجموعه، باید به طور کامل با مفاهیم آن آشنا شد. در این مقاله پس از تعریف دقیق توپولوژی شبکه به بررسی انواع اصلی توپولوژی شبکه ، مزایا و اشکالات آنها و ملاحظات مربوط به استفاده از هر کدام می پردازیم. با ما در رایکانت همراه باشید.

توپولوژی شبکه چیست؟

توپولوژی، به چیدمان شبکه، نحوه اتصال گره های مختلف در یک شبکه و نحوه ارتباط آنها اشاره دارد. توپولوژی ها یا فیزیکی (طرح فیزیکی دستگاه ها در یک شبکه) یا منطقی (روشی که داده ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر از طریق شبکه عبور می کنند) هستند. توپولوژی از دو واژه یونانی topo و logy گرفته شده است. topo به معنای “مکان” و logy به معنای “مطالعه” است. در شبکه های رایانه ای از توپولوژی برای توضیح نحوه ارتباط فیزیکی شبکه و جریان منطقی اطلاعات در شبکه استفاده می شود. یک توپولوژی نحوه اتصال و تعامل دستگاه ها با یکدیگر را با استفاده از پیوندهای ارتباطی توصیف می کند.

توپولوژی از چه بخش هایی تشکیل شده و چند نوع دارد؟

به دستگاه های موجود در شبکه “گره” (NODE) گفته می شود. متداول ترین گره ها رایانه ها و دستگاه های جانبی هستند. توپولوژی شبکه از این گره ها و اتصالات آنها که به آن ها “پیوند” (LINK) می گویند، تشکیل می شود. انواع مختلفی از توپولوژی های شبکه وجود دارد:

• توپولوژی ستاره ای (Star topology)
• توپولوژی خطی (Bus topology)
• توپولوژی حلقوی (Ring topology)
• توپولوژی درختی (Tree topology)
• توپولوژی مش (Mesh topology)
• توپولوژی ترکیبی (Hybrid topology)

در ادامه به معرفی انواع توپولوژی شبکه و مزایا و معایب هر کدام خواهیم پرداخت. پیش از آن پیشنهاد می کنیم برای آشنایی با شرکت پشتیبانی رایکانت به صفحه خدمات شبکه مراجعه کنید.

معرفی انواع مختلف توپولوژی شبکه

انواع مختلفی از توپولوژی شبکه وجود دارد و بسته به اندازه کلی شبکه و هدف از پیاده سازی آن، به کار گرفته می شوند.

توپولوژی ستاره ای (Star topology)، پرکاربردترین چیدمان شبکه

در توپولوژی ستاره ای به عنوان رایج ترین توپولوژی شبکه، هر گره به طور مستقیم از طریق کابل به یک دستگاه مرکزی به نام هاب وصل می شود. این گره مرکزی به عنوان سرور، انتقال داده ها را کنترل می کند و جلوی از دست رفتن داده ها را می گیرد. پیشنهاد می کنیم برای آشنایی با خدمات متنوع رایکانت به صفحه پشتیبانی شبکه مراجعه بفرمایید.

• ویژگی های توپولوژی ستاره ای
• هر گره اتصال اختصاصی خود را به هاب دارد
• هاب به عنوان تکرار کننده جریان اطلاعات عمل می کند
• مزایای استفاده از توپولوژی ستاره ای
• عملکرد سریع و ترافیک کم شبکه
• ارتقا راحت هاب درون شبکه
• عیب یابی، تنظیم و اصلاح آسان
• فقط گرهی که دچار مشکل شده، تحت تاثیر قرار می گیرد
• معایب استفاده از توپولوژی ستاره ای
• هزینه نصب و استفاده بالایی دارد
• اگر هاب دچار مشکل شود، کل شبکه به مشکل خواهد خورد

توپولوژی خطی (Bus topology)، ساده و کم هزینه

توپولوژی خطی ساده ترین نوع توپولوژی است که در آن هر رایانه و دستگاه شبکه به یک کابل واحد متصل است. جریان داده ها مسیر کابل را دنبال کرده و در یک جهت حرکت می کند به همین دلیل گاهی اوقات “توپولوژی ستون فقرات” نامیده می شود. توپولوژی خطی اغلب برای اتصالات اصلی شبکه اینترنت استفاده می شود. سیستم های اترنت از توپولوژی خطی استفاده می کنند. پیشنهاد می کنیم برای آشنایی با این سیستم به صفحه اترنت چیست مراجعه بفرمایید.

• ویژگی های توپولوژی خطی
• فقط داده ها را در یک جهت انتقال می دهد
• هر دستگاه به یک کابل واحد متصل است
• مزایای استفاده از توپولوژی خطی
• مقرون به صرفه است
• در شبکه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد
• راه اندازی و توسعه آن آسان است
• معایب استفاده از توپولوژی خطی
• خراب شدن کابل ها، کل شبکه را دچار مشکل می کند
• اگر ترافیک شبکه سنگین باشد یا تعداد گره ها بیشتر باشد، عملکرد شبکه کاهش می یابد
• کابل کشی شبکه طول محدودی دارد

کاهش هزینه نصب با استفاده از توپولوژی حلقوی (Ring topology)

توپولوژی حلقه جایی است که گره ها در یک دایره (یا حلقه) قرار گرفته اند. داده ها می توانند از طریق شبکه حلقه در هر جهت یا هر دو جهت حرکت کنند. در توپولوژی حلقه هر کامپیوتر دقیقا به دو کامپیوتر دیگر متصل می شود تا حلقه را تشکیل دهد.

در توپولوژی حلقه انتقال داده یک طرفه است اما با داشتن ۲ اتصال بین هر گره شبکه می توان آن را به صورت دو طرفه انجام داد که به آن توپولوژی حلقوی دوگانه (Dual-Ring Topology) می گویند. در توپولوژی دوگانه ، دو شبکه حلقه ایجاد می شود و جریان داده ها در جهت مخالف در آن ها قرار دارد. همچنین اگر یک حلقه از کار بیفتد ، حلقه دوم می تواند به عنوان پشتیبان عمل کند.

• ویژگی های توپولوژی حلقوی
• از تعدادی تکرار کننده ها (Repeater) استفاده می شوند که سلامت اطلاعات را تضمین می کنند.
• داده ها به صورت پی در پی (بیت به بیت) منتقل می شوند. داده باید از دستگاه های موجود در طول مسیر عبور کنند تا به دستگاه مقصد برسند.
• مزایای استفاده از توپولوژی حلقوی
• انتقال داده تحت تأثیر ترافیک زیاد یا اضافه کردن گره های بیشتر قرار نمی گیرد
• نصب و توسعه آن ارزان است
• معایب استفاده از توپولوژی حلقوی
• عیب یابی در توپولوژی حلقه مشکل است
• اضافه کردن یا حذف رایانه ها فعالیت شبکه را مختل می کند
• خرابی یک رایانه کل شبکه را مختل می کند

توپولوژی درختی (Tree topology)، مورد استفاده در شبکه های پیچیده

توپولوژی درختی دارای یک گره اصلی است و تمام گره های دیگر به آن متصل می شوند و یک سلسله مراتب را تشکیل می دهند و برای همین به آن توپولوژی سلسله مراتبی نیز گفته می شود. در این شبکه حداقل باید سه سطح سلسله مراتبی وجود داشته باشد.

این توپولوژی، ترکیبی از خصوصیات توپولوژی خطی و ستاره ای است. در یک شبکه درختی، گروه هایی از شبکه های پیکربندی شده ستاره به یک کابل ستون فقرات خطی متصل می شوند. در آن تمام گره ها به طور مستقیم یا غیرمستقیم به کابل اصلی وصل می شوند.

• ویژگی های توپولوژی درختی
• اگر ایستگاه های کاری به صورت سلسله مراتبی در یک گروه جای بگیرند، شبکه در حالت ایده آل قرار دارد.
• مورد استفاده در شبکه های گسترده و بزرگ
• مزایای استفاده از توپولوژی درختی
• نسخه توسعه یافته توپولوژی خطی و ستاره ای است
• گسترش گره ها آسان است
• به راحتی مدیریت و نگهداری می شود
• تشخیص خطا به راحتی انجام می شود
• معایب استفاده از توپولوژی درختی
• حجم زیاد کابل استفاده شده
• راه اندازی هزینه بر است
• اگر گره های بیشتری اضافه شود ، نگهداری دشوار خواهد شد
• شبکه مرکزی خراب شود، کل شبکه دچار مشکل می شود

افزایش امنیت شبکه با به کار بردن توپولوژی مش (Mesh topology)

توپولوژی مش یک ساختار پیچیده از اتصالات نقطه به نقطه است که در آن تمام گره ها به هم وصل هستند. شبکه های مش می توانند به دو صورت کامل یا جزئی باشند. توپولوژی های مش جزئی عمدتاً با چند گره که تنها دو یا سه اتصال دارند به هم پیوسته اند، در حالی که در توپولوژی های کامل تمامی دستگاه ها به هم متصل هستند. در توپولوژی های مش از دو روش “مسیریابی” و “سیلابی” برای انتقال داده ها استفاده می شود.

• ویژگی های توپولوژی مش
• تمام اجزا به هم متصل هستند.
• انعطاف پذیر نیست
• مزایای استفاده از توپولوژی مش
• مشکل به راحتی تشخیص داده می شود
• امنیت و حریم خصوصی را تأمین می کند
• معایب استفاده از توپولوژی مش
• نصب و پیکر بندی دشوار است
• هزینه کابل کشی بیشتر است

چیدمان چندگانه شبکه در توپولوژی ترکیبی (Hybrid topology)

در توپولوژی ترکیبی دو یا چند ساختار مختلف توپولوژی با هم ترکیب می شود. ساختارهای ترکیبی معمولاً در شرکتهای بزرگ یافت می شوند که دپارتمان های مختلف آن ها بر حسب نیاز خود از ساختار های متفاوتی از شبکه ها استفاده می کنند.

• ویژگی های توپولوژی ترکیبی
• ترکیبی از دو یا چند توپولوژی
• مزایا و معایب توپولوژی های موجود را به ارث می برد
• مزایای استفاده از توپولوژی ترکیبی
• اشکال یابی راحت
• انعطاف پذیر
• معایب استفاده از توپولوژی ترکیبی
• پیچیده در طراحی
• هزینه بر

بهترین انتخاب در میان توپولوژی های موجود کدام است؟

هیچ توپولوژی به طور مطلق برتر از سایرین نیست، بنابراین تعیین ساختار شبکه برای کسب و کار به نیازها و اندازه شبکه، طول و نوع کابل، هزینه و مقیاس پذیری مجموعه بستگی دارد.

منبع : رایکانت