شبکه کامپیوتری بر اساس هم بندی در دوربین مداربسته

الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال تجهیزات شبکه، توپولوژی نامیده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف کردن خطا در شبکه خواهد بود. انتخاب یک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محیط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح شود. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال تجهیزات شبکه به یکدیگر، به طور مستقیم بر نوع محیط انتقال و روش های استفاده از خط تاثیر می گذارد. با توجه به تاثیر مستقیم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزینه های مربوط به آن، باید با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی یک شبکه اقدام کرد. عوامل مختلفی جهت انتخاب یک توپولوژی بهینه مطرح می شود. مهم ترین این عوامل به شرح ذیل است:

هزینه

هر نوع محیط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب شود، در نهایت باید عملیات نصب شبکه در یک ساختمان پیاده سازی شود. این عملیات فرآیندی طولانی جهت نصب کانال های مربوط به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است. در حالت ایده آل کابل کشی و ایجاد کانال های مربوطه باید قبل از تصرف و به کارگیری هر قسمت از ساختمان انجام گرفته باشد. به هر حال، باید هزینه نصب شبکه بهینه شود.

انعطاف پذیری

یکی از مزایای شبکه های LAN، توانایی پردازش داده ها و گستردگی و توزیع گره ها در یک محیط است. بدین ترتیب توان محاسباتی سیستم و منابع موجود در اختیار تمام مصرف کنندگان قرار خواهد گرفت. در ادارات همه چیز تغییر خواهد کرد و توپولوژی انتخابی باید به سادگی امکان تغییر پیکربندی در شبکه را فراهم کند.

قبل از فراگیری انواع هم بندی ها، لازم است برخی اصطلاحات به کار گرفته شده در این خصوص تشریح شود:

گره های میانی یک شبکه: به هر بخش فیزیکی از شبکه که یک تجهیز شبکه مانند تکرار کننده و یا روتر آن را به بخش دیگر متصل می کند قطعه گفته می شود.

بستر اصلی: به مفهومی اطلاق می شود که امکان برقراری ارتباط بین قطعات موجود در یک شبکه را برقرار می سازد. در حالت کلی محلی است که از آنجا شبکه به قسمت ها و انشعاب های مختلف تقسیم می شود. اتصال هر کشوری به بستر اصلی اینترنت به سه طریق قابل اجرا است:

  • فیبر نوری
  • ماهواره
  • قرار داشتن بر روی خود بستر اصلی به عنوان یک جزء

پل یا بریج: برای آن که به هنگام اتصال دو قطعه مختلف به یکدیگر علاوه بر تکرار از فیلتر هم استفاده شود از این تجهیز استفاده می شود تا جلوی ورود بسته های اضافی به قطعه را بگیرد. قابل ذکر است که پل جدولی دارد که در ابتدا خالی است ولی رفته رفته با تبادل اطلاعات به تجهیزات، این جدول تکمیل می شود. پل برای انتقال داده با آدرس فیزیکی کارت شبکه کار می کند و همچنین در لایه ی پیوند داده فعالیت می کند.

کارت شبکه: امکان اتصال به شبکه را از طریق کابل شبکه یا از طریق بی سیم فراهم می سازد.

نقاط دسترسی یا اکسس پوینت: این تجهیز امکان اتصال بی سیم به شبکه را فراهم می کند. البته باید کامپیوتر یا تجهیز دارای کارت شبکه بی سیم باشد. در شبکه های بزرگ به طور معمول WAPها از طریق کابل شبکه به سوئیچ مرکزی یا WLAN متصل هستند و به کاربران امکان سرویس گرفتن از تمامی سرورهای شبکه را به صورت بی سیم می دهند. WLAN امکان مدیریت تمامی WAPها را در یک جا فراهم می سازد که برای شبکه های بزرگ بسیار مفید است و کار مدیر شبکه ها را آسان می کند.

مسیریاب یا روتر: برای اتصال شبکه های مختلف استفاده می شود. بدون مسیریاب ها اینترنتی وجود ندارد. مسیریاب در لایه ی سوم OSI یا همان لایه ی شبکه کار می کند، یعنی از طریق آدرس مقصد، تشخیص می دهد که این بسته باید به کجا ارسال شود. مسیریاب برای این که بتواند یک بسته را درست به مقصد ارسال کند باید با مسیریاب ها دیگر در ارتباط باشد که در اصطلاح می گویند همسایه باشند. این مسیریاب های همسایه با یکدیگر اطلاعات IP شبکه ای را که به آن متصل هستند برای یکدیگر می فرستند. هر کدام از این اطلاعات که از همسایه دریافت می شود وارد جدول مسیریاب می شود و برای مسیریابی مورد استفاده قرار می گیرد. مسیریاب های همسایه باید از یک پروتکل یکسان استفاده کنند.

مسیریاب ها را می توان به دو گروه عمده سخت افزاری و نرم افزاری تقسیم کرد:

  • مسیریاب های سخت افزاری: سخت افزارهایی که نرم افزارهای خاص تولید شده را اجرا می کنند. این نرم افزارها، قابلیت مسیریابی را برای مسیریاب ها فراهم می آورند تا آنان مهم ترین و شاید ساده ترین وظیفه خود را که ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است به خوبی انجام دهند. اکثر شرکت ها ترجیح می دهند که از مسیریاب های سخت افزاری استفاده کنند چرا که آنها در مقایسه با مسیریاب های نرم افزاری، دارای سرعت و اعتمادپذیری بیشتری هستند.
  • مسیریاب های نرم افزاری: این مسیریاب ها عملکردی مشابه با مسیریاب های سخت افزاری دارند و مسئولیت اصلی آنان نیز ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است. یک مسیریاب نرم افزاری می تواند یک سرویس دهنده NT و یا یک سرویس دهنده لینوکس باشد. تمامی سیستم عامل های شبکه ای مطرح، دارای قابلیت مسیریاب های از قبل تعبیه شده هستند.

در اکثر موارد از مسیریاب ها به عنوان دیواره آتش (فایروال) و یا gateway اینترنت، استفاده می شود. در این رابطه لازم است به یکی از مهم ترین تفاوت های موجود بین مسیریاب های نرم افزاری و سخت افزاری، اشاره گردد:

در اکثر موارد نمی توان یک مسیریاب نرم افزاری را جایگزین یک مسیریاب سخت افزاری کرد چرا که مسیریاب های سخت افزاری دارای سخت افزار لازم و از قبل تعبیه شده ای هستند که به آنان امکان اتصال به یک لینک خاص WAN را خواهد داد. یک مسیریاب نرم افزاری (نظیر سرویس دهنده ویندوز) دارای تعدادی کارت شبکه است که هر یک از آنان به یک شبکه LAN متصل شده و سایر اتصالات به شبکه های WAN از طریق مسیریاب های سخت افزاری، انجام خواهد شد. تکرار کننده : این وسیله در واقع نوع خاصی هاب است که فقط دو درگاه دارد. کار آن تقویت سیگنال های بین دو شبکه یا قطعات یک شبکه است که فاصله زیادی از هم دارند. مثل هاب دارای دو نوع غیر فعال (غیر اکتیو) و فعال (اکتیو) است. نوع اول علاوه بر سیگنال هر چیز دیگری حتی نویز را تقویت می کند. اما تکرار کننده نوع اکتیو سیگنال را قبل از ارسال بررسی و پس از حذف سیگنال های اضافی مثل نویز، آن را تقویت می کند.

عمده ترین کاربرد وضعیت پل اتصال دو شبکه LAN از طریق یک ارتباط بی سیم است. با رعایت بعد مسافت تا حد زیادی از مشکلات کابل کشی کاسته خواهد شد و البته آدرس MAC می تواند یک ارتباط مطمئن تر را ایجاد کند.

هاب و سوئیچ: در شبکه داخلی استفاده می شوند و وظیفه ارسال اطلاعات را به تجهیزات داخل شبکه محلی یا همان تجهیزات داخلی دارند. هر دو در لایه ی دوم OSI کار می کنند و به جای آدرس IP از آدرس MAC استفاده می کنند. اگر یک تجهیز بخواهید از یک سرور سرویس بگیرد، مسیر حرکت اطلاعات از تجهیز به هاب و سوئیچ داخلی فرستاده می شود و از آن جا به مسیریاب و سپس به سرور فرستاده می شود. امروزه دیگر کسی از هاب در شبکه استفاده نمی کند و به جای آن سوئیچ به کار می رود زیرا هاب ها ترافیک یک طرفه، میزان تداخل ترافیکی بالا و همچنین پهنای باند کمتری نسبت به سوئیچ ها دارند. سوئیچ ها این مشکلات را ندارند و حتی بعضی از آنها می توانند مانند یک مسیریاب هم عمل کنند که به آنها در اصطلاح سوئیچ لایه ی سوم می گویند.

سوئیچ ها بر اساس کاربردشان به متقارن  و نامتقارن تقسیم می شوند. نوع متقارن عمل سوئیچ را بین قطعاتی که دارای پهنای باند یکسان هستند، انجام می دهد. ولی در نوع نامتقارن این عملکرد بین قطعاتی با پهنای باند متفاوت انجام می شود.

در برخی موارد لازم است که یک شبکه بزرگ محلی به قطعات کوچک تر و قابل مدیریت تقسیم شود. هدف از انجام این کار کاهش ترافیک و افزایش حوزه جغرافیایی یک شبکه است. از تجهیزات شبکه ای متفاوتی به منظور اتصال قطعات متفاوت یک شبکه به یکدیگر استفاده می شود. پل، سوئیچ، مسیریاب و gateway نمونه هایی در این زمینه هستند. سوئیچ و پل در لایه ی انتقال اطلاعات مدل مرجع OSI کار می کنند. وظیفه پل، اتخاذ تصمیم هوشمندانه در خصوص ارسال یک سیگنال به قطعه بعدی شبکه است. پس از آن که پل یک فریم را دریافت کرد، آدرس MAC مقصد فریم در جدول پل بررسی و مشخص می شود که آیا ضرورتی به کدگذای فریم وجود دارد و یا باید فریم به سمت یک قطعه دیگر هدایت شود.

نوع آرایش یا هم بندی اجزای شبکه بر مدیریت و قابلیت توسعه شبکه نیز تاثیر می گذارد. برای طراحی بهترین شبکه از جهت پاسخ گویی به نیازمندی ها، درک انواع آرایش شبکه اهمیت فراوانی دارد. انواع هم بندی شبکه بر چهار نوع توپولوژی استوار شده است که عبارتند از:

توپولوژی BUS

ساده ترین توپولوژی مورد استفاده شبکه ها در اتصال تجهیزات است. در این آرایش تمام تجهیزات به صورت ردیفی به یک کابل متصل می شوند. به این کابل در این آرایش، بستر اصلی یا قطعه می گویند. در این آرایش، هر تجهیز آدرس یا نشانی تجهیز مقصد را به پیام خود می افزاید و این اطلاعات را به صورت یک سیگنال الکتریکی روی کابل ارسال می کند. این سیگنال را کابل به تمام تجهیزات شبکه ارسال می کند. تجهیزاتی که نشانی آنها با نشانی ضمیمه شده به پیام انطباق داشته باشد، پیام را دریافت می کنند. در کابل های ارتباط دهنده تجهیزات شبکه، هر سیگنال الکتریکی پس از رسیدن به انتهای کابل، منعکس می شود و دوباره در مسیر مخالف در کابل به حرکت درمی آید. برای جلوگیری از انعکاس سیگنال در انتهای کابل ها، از یک پایان دهنده استفاده می شود. فراموش کردن این قطعه کوچک گاهی به از کار افتادن کل شبکه می انجامد. در این آرایش شبکه، در صورت از کار افتادن هر یک از تجهیزات آسیبی به کارکرد کلی شبکه وارد نخواهد شد. در برابر این مزیت اشکال این توپولوژی در آن است که هر یک از تجهیزات باید برای ارسال پیام منتظر فرصت باشد. به عبارت دیگر در این توپولوژی در هر لحظه فقط یک تجهیز می تواند پیام ارسال کند. اشکال دیگر این توپولوژی در آن است که تعداد تجهیزات واقع در شبکه تاثیر معکوس و شدیدی بر کارایی شبکه می گذارد. در صورتی که تعداد کاربران زیاد باشد، سرعت شبکه به مقدار قابل توجهی کند می شود. علت این امر آن است که در هر لحظه یک تجهیز باید برای ارسال پیام مدت زمان زیادی به انتظار بنشیند. عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود آن است که در صورت آسیب دیدگی کابل شبکه، ارتباط در کل شکبه قطع می شود.

توپولوژی BUS

توپولوژی BUS

توپولوژی ستاره

در این آرایش تمام تجهیزات شبکه به یک قطعه مرکزی به نام Hub متصل می شوند. در این آرایش اطلاعات قبل از رسیدن به مقصد خود از هاب عبور می کند. در این نوع از شبکه ها در صورت از کار افتادن یک تجهیز یا بر اثر قطع شدن یک کابل، شبکه از کار خواهد افتاد. از طرف دیگر در این نوع هم بندی، حجم زیادی از کابل کشی مورد نیاز خواهد بود، ضمن آن که بر اثر از کار افتادن هاب، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

توپولوژی ستاره

توپولوژی ستاره

توپولوژی حلقوی

در این توپولوژی همانند آرایش باس، تمام تجهیزات را یک کابل به هم متصل می کند. اما در این نوع، دو انتهای کابل به هم متصل و یک حلقه تشکیل می شود. به این ترتیب در این آرایش نیازی به استفاده از قطعه پایان دهنده نخواهد بود. در این نوع از شبکه نیز سیگنال های مخابراتی در طول کابل حرکت می کنند و از تمام تجهیزات رد می شوند تا به تجهیز مقصد برسند. یعنی تمام تجهیزات سیگنال را پس از دریافت و تقویت، آن را به تجهیز بعدی ارسال می کنند. به همین جهت به این توپولوژی، توپولوژی فعال گفته می شود. در این توپولوژی در صورت از کار افتادن هر یک از تجهیزات، کل شبکه از کار خواهد افتاد، زیرا همان طور که گفته شد هر تجهیز وظیفه دارد تا سیگنال ارتباطی (که به آن نشانه گفته می شود) را دریافت، تقویت و دوباره ارسال کند و این حالت را نباید با دریافت خود پیام اشتباه بگیرد. این حالت چیزی شبیه عمل رله در فرستنده های تلویزیونی است.

MAU سخت افزاری است که در شبکه های Ring استفاده می شود و یک شبکه حلقه را به شبکه ای با توپولوژی ستاره مانند آنچه هاب برای شبکه باس انجام می دهد، تبدیل می کند.

توپولوژی ترکیبی

از این توپولوژی در شبکه های بزرگ استفاده می شود. خود توپولوژی هیرید دارای دو نوع است. نوع اول توپولوژی خطی ستاره ای نام دارد که در این آرایش چندین شبکه ستاره ای به صورت خطی به هم ارتباط داده می شوند. در این وضعیت اختلال در کارکرد یک تجهیز، تاثیری در بقیه شبکه ایجاد نمی کند. ضمن آن که در صورت از کار افتادن هاب فقط بخشی از شبکه از کار می افتد. در صورت آسیب دیدگی کابل اتصال دهنده هاب ها، فقط ارتباط تجهیزاتی که در گروه های متفاوت هستند قطع خواهد شد و ارتباط داخلی شبکه پایدار می ماند. نوع دوم نیز توپولوژی ستاره ای حلقوی نام دارد. در این توپولوژی هاب های چند شبکه از نوع حلقه ای در یک الگوی ستاره ای به یک هاب مرکزی متصل می شوند.

توپولوژی ستاره

آرایش ترکیبی Hybrid

مطالب مرتبط

آموزش های مرتبط :


اوووپس! نمی توانیم فرم شما را بیابیم.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
احساس رایگان برای کمک!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

به این مطلب امتیاز دهید
2