پاسخ : نگاهی به انواع شبکه
توپولوژی خطی یا باس در شبکه ای که از توپولوژی باس استفاده می شود، همه کامپیوترها پشت سر همدیگر و در یک خط، توسط کابل شبکه به یکدیگر متصل شده اند. سیستم های اترنت قدیمی برای توپولوژی باس از کابل های کواکسیال استفاده می کردند که امروزه دیگر به ندرت به چشم می خورند. کابل کشی یک شبکه باس به دو صورت می تواند باشد: ضخیم و نازک
در شبکه های اترنت ضخیم، کامپیوترها توسط یک کابل مجزای کوچکتر بنام AUI (کابل گیرنده/فرستنده) به یک کابل یکسره کواکسیال بزرگتر متصل می شوند. شبکه های اترنت نازک از تکه های جدا از هم کابل نازکتری استفاده می کنند که در آن هر قطعه کابل، کامپیوتری را کامپیوتر کنار خود متصل می کند.
توجه کنید که فرستنده-گیرنده (transceiver)جزئی جدایی ناپذیر از رابط شبکه است که مسئول فرستادن و دریافت اطلاعات روی رسانه شبکه می باشد. اترنت نوع ضخیم تنها نوع از انواع شبکه های اترنتی است که از فرستنده -گیرنده ای استفاده می کند که از آداپتور رابط شبکه مجزا است.
فرستنده-گیرنده با استفاده از وسیله ای بنام انشعاب ومپایر به کابل کواکسیال و از طرف دیگر توسط یک کابل AUI به آداپتور رابط شبکه کامپیوتر متصل می شود. در همه انواع دیگر استانداردهای لایه فیزیکی اترنت، گیرنده-فرستنده داخل کارت شبکه قرار دارد و نیازی به کابل های AUI مجزا نمی باشد.
مشکل اصلی توپولوژی باس اینست که یک مشکل کوچک در یک کانکتور، ترمیناتور یا کابل شبکه ، کل شبکه را تحت تاثیر قرار می دهد. سیگنال هایی که نمی توانند از یک نقطه بخصوص بگذرند نمی توانند به کامپیوترهایی که بعد از آن نقطه وجود دارند برسند. علاوه بر این وقتی مشکلی در نقطه ای از شبکه به وجود آید، کل شبکه به دو سگمنت یا قطعه تقسیم می شود و هر یک از آن بخش ها بدون ترمینانتور خواهند شد و در نتیجه هیچ یک از دو بخش شبکه قادر به برقراری ارتباط و تبادل داده ها نمی باشند. به همین دلیل امروزه از شبکه های باس به ندرت استفاده میشود.
توپولوژی ستاره ای
در این توپولوژی از یک وسیله مرکزی برای کابل کشی استفاده می شود که هاب یا تمرکزدهنده (conectrator) نامیده می شود. در یک شبکه ستاره ای هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل مجزا به هاب متصل می شوند. اغلب LAN های اترنتی امروزی و بسیاری از LANهایی که از پروتکل های دیگری استفاده می کنند، از توپولوژی ستاره ای بهره می برند.
LANهای ستاره ای می توانند از چندین نوع کابل متفاوت، که شامل کابل های فیبر نوری و زوج مارپیچ می شوند، استفاده کنند.
کابل های زوج مارپیچ بدون شیلد UTP که در اغلب LANهای اترنتی استفاده می شود، معمولا بصورت توپولوژی ستاره ای نصب می شوند. از نظر عملکرد، یک شبکه ستاره ای همانند یک شبکه باس از یک رسانه شبکه مشترک استفاده می کند. در واقع اگر چه هر کامپیوتر با کابل خود به هاب وصل می شود، اما هاب هر سیگنال را که دریافت می کند روی تمام پورت های خود پخش می کند و بدین صورت سیگنالی که یک کامپیوتر می فرستد، توسط تمام کامپیوترهای دیگر موجود روی LAN دریافت می شود.
اولین مزیت و ویژگی توپولوژی ستاره ای اینست که به دلیل اینکه هر کامپیوتر با کابل جداگانه ای به هاب متصل می شود، تحمل خطا در چنین شبکه هایی بالاتر است و اگر یک کابل یا کانکتور دچار مشکل شود، فقط کامپیوتری که با آن کابل یا کانکتور به هاب متصل است تحت تاثیر قرار می گیرد. عیب این توپولوژی در نیاز به سخت افزار اضافی، یعنی هاب، می باشد و اگر هاب دچار اشکال شود، کل شبکه مختل می شود. بنابراین چنین مشکلی به ندرت بوجود می آید چون هاب ها دستگاههای ساده ای هستند و معمولا در محفظه های محافظت شده ای نگهداری می شوند.
توپولوژی ستاره ای چند سطحی
ممکن است تصور کرده باشید که شبکه ای که از توپولوژی ستاره ای استفاده می کند محدود به تعداد پورتهای هاب خود می باشد. اما در صورتی که قرار باشد شبکه گسترش پیدا کند، بعد از اشغال تمام پورتهای هاب، این امکان وجود دارد که یک هاب و یا حتی در بعضی موارد دو یا سه هاب دیگر به شبکه اضافه کنید.
برای اینکار هاب دوم باید با استفاده از یک کابل استاندارد و پورت خاصی که به این منظور روی هاب ها تعبیه شده است و پورت uplink نام دارد، به هاب دوم متصل شود. بدین صورت شبکه ای بوجود می آید که به توپولوژی ستاره ای چند سطحی معروف است. یک شبکه اترنت 10Mbps استاندارد می تواند تا چهار هاب را که به این صورت به همدیگر متصل شده اند پشتیبانی کند، اما یک شبکه Fast Ethernet معمولا فقط تا دو هاب را پشتیبانی می کند.
توپولوژی حلقه ای
از نظر انتقال سیگنال، یک شبکه حلقه ای به این دلیل که هر کامپیوتر منطقا به کامپیوتر همسایه خود متصل است، مانند شبکه باس می باشد. اما در این نوع شبکه ها به جای اینکه دو انتهای کابل شبکه بسته شود terminated به همدیگر متصل می شوند و یک حلقه تشکیل می دهند. بدین صورت این امکان بوجود می آید که سیگنالی که از یک کامپیوتر تولید شده است بعد از گذر از تمام کامپیوترهای دیگر به کامپیوتر تولید کننده برگردد.
شبکه هایی مثل شبکه های Token Ring که برای مکانیزم کنترل دستیابی به رسانه MAC (که قبلا هم توضیح داده بودیم ) از روش انتقال یک token استفاده می کنند، به شکل توپولوژی حلقه ای بسته می شوند. آنچه که در اینجا بسیار حائز اهمیت است و باید بسیار دقت کرد این است که توپولوژی حلقه ای در اغلب موارد، یک ساختار منطقی است نه فیزیکی.
به عبارت واضح تر، حلقه در سیم کشی شبکه وجود دارد نه کابل کشی آن.
نکته: کابل وسیله ای است حاوی تعدادی هادی که معمولا به شکل تعدادی سیم جدا از هم هستند. بعنوان مثال یک کابل زوج مارپیچ دارای هشت رشته سیم مجزا می باشد.
ممکن است زماینکه به یک شبکه با توپولوژی حلقه ای نگاه می کنید، از خود بپرسید که چرا بخشی از شبکه به شکل حلقه است!!!!
در واقع کابل های کامپیوترهای شبکه حلقه ای به یک هاب متصل می شوند و هما ن شکل ستاره را بوجود می آورند. شبکه حلقه ای توسط سیم کشی موجود در کابل ها به صورت منطقی پیاده سازی می شود و از نوع خاصی از هابها بنام MAU که اطلاعات را از یک پورت دریافت می کند و به نوبت به تک تک پورت های دیگر می فرستد استفاده می کند. MAU مانند هاب اطلاعات را همزمان به همه پورت ها نمی فرستد. بعنوان مثال وقتی کامپیوتری که به پورت شماره 3 یک MAU متصل است، بسته ای را می فرستد، MAU آن بسته را دریافت و فقط به پورت شماره 4 منتقل می کند.
وقتی کامپیوتر شماره 4 بسته را دریافت می کند، بدون درنگ آنرا به MAU بر می گرداند و به پورت دیگری فرستاده می شود و همین طور الی آخر تا زمانی که MAU بسته را به تک تک کامپیوترهای موجود در حلقه بفرستد.
در نهایت کامپیوتری که بسته را تولید کرده است، دوباره آنرا دریافت می کند و از حلقه حذف می کند. اگر پوشش کابل یک شبکه حلقه ای را از سیم های داخل آن جدا کنید، مشاهده خواهید کرد که مداری بین MAU و هر کامپیوتر موجود درشبکه برقرار است که از MAU به کامپیوتر و از کامپیوتر به MAU کشیده شده است (یعنی حلقه منطقی)
طرح شبکه حلقه ای به صورتی است که اگر کابل یا کانکتوری دچار مشکل شود، شبکه می تواند به کار خود ادامه دهد. MAU دارای مدارهایی است که کامپیوتر خراب را از حلقه حذف می کند ولی توپولوژی منطقی شبکه را همچنان نگه می دارد. بعنوان مقایسه، شبکه حلقه ای را در نظر بگیرید که بدون MAU بصورتی ساده به شکل حلقه بسته شده است مانند یک شبکه باس که دو انتهای آن به همدیگر متصل است. در اینصورت یک قطعی در کابل یا اشکال کوچک در یک کانکتور کل شبکه را از کار می اندازد. پروتکل متداولی که از آن در توپولوژی حلقه فیزیکی می توان استقاده کرد، رابط توزیع کننده داده هادر شبکه فیبر نوری می باشد که از یک حلقه دوگانه که در واقع شامل دو حلقه فیزیکی مجزا، یکی برای انتقال اطلاعات و دیگری برای دریافت اطلاعات می باشد، استفاده می کند. بدین شکل حتی اگر در کابل شبکه قطعی بوجود آید، شبکه هنوز می تواند به کار خود ادامه دهد.
توپولوژی مش
توپولوژی مش در بحث شبکه بندی محلی، بیشتر یک مفهوم تئوری است تا عملی.در یک شبکه مش هر کامپیوتر یک اتصال مستقیم و اختصاصی به هر یک از کامپیوترهای دیگر شبکه دارد. چنین توپولوژی فقط در یک شبکه متشکل از دو کامپیوتر امکان پذیر است.مثلا در شبکه ای متشکل از سه کامپیوتر، لازم خواهد بود که هر کامپیوتر به تعداد کامپیوترهای دیگر شبکه در خود کارت شبکه داشته باشد. بنابراین در یک شبکه با تداد 5 کامپیوتر، هر کامپیوتر باید مجهز به چهار کارت شبکه باشد که در عمل امکان پذیر نیست. مزیت یک شبکه مش، تحمل خطای بالای آن می باشد، چون هیچ مشکل یگانه ای وجود ندارد که روی بیش از یک کامپیوتر تاثیر بگذارد.در ارتباطات بین دو یا چند شبکه ای کابل کشی به روش مش عملا امکان پذیر است. در چنین شبکه هایی با استفاده از مسیریابهای اضافی چندین مسیر مجزا بین دو نقطه شبکه ایجاد می شود. از چنین توپولوژی در شبکه های تجاری بزرگ بسیار استفاده می شود چون شبکه را قادر می سازد در مقابل اختلالات ممکن از قبیل مشکلات احتمالی در مسیریاب، هاب و کابل ها، در حد امکان مصون شوند.
توپولوژی بی سیم
اصطلاح توپولوژی الزاما به آرایش کابل های تشکیل دهنده یک شبکه اشاره نمی کند. اگر چه شبکه های بی سیم از رسانه هایی که به رسانه های بدون محدودیت معروف هستند استفاده می کنند، کامپیوترهای موجود در آنها نیاز به الگوی خاصی برای برقراری ارتباط با همدیگر دارند.
LAN های بی سیم دارای دو توپولوژی کلی هستند: توپولوژی مستقل و توپولوژی وابسته.
در نوع مستقل، گروهی از کامپیوترهای مجهز به آداپتورهای شبکه بی سیم وجود دارند که قادر هستند آزادانه تا زمانی که در محدوده برد تکنولوژی بی سیم خود هستند با همدیگر ارتباط برقرار کنند. این تکنولوژی برای شبکه های اداری و خانگی کوچک که فقط شامل چند کامپیوتر هستند و در آنها کابل کشی غیر ممکن است یا مقرون به صرفه نیست، مناسب است.
در یک شبکه وابسته، کامپیوترهای مجهز به تجهیزات بی سیم از طریق فرستنده- گیرنده هایی که خود با کابل های استاندارد به LAN متصل هستند با شبکه ارتباط برقرار می کنند. به این فرستنده-گیرنده ها، نقاط دستیابی شبکه یا access point می گویند. در این آرایش کامپیوترهای بی سیم مستقیما با همدیگر ارتباط برقرار نمی کنند، بلکه فقط از طریق access point ها با شبکه کابل دار ارتباط برقرار می کنند. این توپولوژی برای شبکه های بزرگ که تعداد کمی کامپیوتر بی سیم در آنها وجو.د دارد مناسب تر است.
