انواع توپولوژی شبکه

[Ehsan M]

سه نوع توپولوژی رايج در شبکه های LAN استفاده می گردد :
BUS
STAR
RING

تقسيم بندی بر اساس توپولوژی . الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپيوترها ، توپولوژی ناميده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پياده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب يک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محيط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپيوترها به يکديگر ، مستقيما" بر نوع محيط انتقال و روش های استفاده از خط تاثير می گذارد. با توجه به تاثير مستقيم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزينه های مربوط به آن ، می بايست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی يک شبکه همت گماشت . عوامل مختلفی جهت انتخاب يک توپولوژی بهينه مطرح می شود. مهمترين اين عوامل بشرح ذيل است :
هزينه . هر نوع محيط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهايت می بايست عمليات نصب شبکه در يک ساختمان پياده سازی گردد. عمليات فوق فرآيندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است . در حالت ايده آل کابل کشی و ايجاد کانال های مربوطه می بايست قبل از تصرف و بکارگيری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بايست هزينه نصب شبکه بهينه گردد.
انعطاف پذيری . يکی از مزايای شبکه های LAN ، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزيع گره ها در يک محيط است . بدين ترتيب توان محاسباتی سيستم و منابع موجود در اختيار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت . در ادارات همه چيز تغيير خواهد کرد.( لوازم اداری، اتاقها و ... ) . توپولوژی انتخابی می بايست بسادگی امکان تغيير پيکربندی در شبکه را فراهم نمايد. مثلا" ايستگاهی را از نقطه ای به نقطه ديگر انتقال و يا قادر به ايجاد يک ايستگاه جديد در شبکه باشيم .


• توپولوژی توری Mesh :
در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه متصل می شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند.
از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای مثال ، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری ، ایستگاه شماره یک نیازمند به نود ونه می باشد. تعداد کابل های مورد نیاز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2 محاسبه می شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می باشد.


Hybrid Topology(توپولوژی )

در این نوع توپولوژی که در حقیقت ترکیبی از توپولوژی های قبلی می باشد مسئله مدیریت شبکه به مراتب بیشتر است مثلا یک نمونه شبکه ترکیبی از توپولوژی های Star , Busبه صورت زیر می باشد.
یک شبکه ترکیبی دیگر از چندBus مجزا تشکیل شده است.

توپولوژی RING :
نوعی شبکه محلی که وسایل(گره ها) در آن در یک حلقه بسته به یکدیگر متصل میشوند پیام ها در این نوع شبکه در یک جهت از گره ای به گره دیگر انتقال می یابند وقتی گر ه ای پیام را در یافت میکند ابتدا نشانی مقصد آن را بررسی میکند اگر نشانی پیام با نشانی گره یکسان باشد گره پیام را می پذیرد در غیر اینصورت سیگنال را از نو تولید و پیام را برای گره بعدی ارسال می کند.این تولید مجدد سیگنال به شبکه های حلقوی امکان می دهد که فواصل بزرگتری را نسبت به شبکه های ستاره ای و خطی پوشش دهند این حلقه را میتوان به گونه ای طراحی نمود تا گره های خراب یا ناقص نیز نادیده انگاشته شوند.اما افزودن گره های جدید به دلیل بسته بودن حلقه دشوار است



مزايای توپولوژی RING
- کم بودن طول کابل . طول کابلی که در اين مدل بکار گرفته می شود ، قابل مقايسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ويژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات ( کانکتور) در شبکه شده و ضريب اعتماد به شبکه را افزايش خواهد داد.
- نياز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود.بدليل استفاده از يک کابل جهت اتصال هر گره به گره همسايه اش ، اختصاص محل هائی خاص بمنظور کابل کشی ضرورتی نخواهد داشت .
- مناسب جهت فيبر نوری . استفاده از فيبر نوری باعث بالا رفتن نرخ سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است. چون در توپولوژی فوق ترافيک داده ها در يک جهت است ، می توان از فيبر نوری بمنظور محيط انتقال استفاده کرد.در صورت تمايل می توان در هر بخش ازشبکه از يک نوع کابل بعنوان محيط انتقال استفاده کرد . مثلا" در محيط های ادرای از مدل های مسی و در محيط کارخانه از فيبر نوری استفاده کرد.


معايب توپولوژی RING
- اشکال در يک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در يک گره ، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانيکه گره معيوب از شبکه خارج نگردد ، هيچگونه ترافيک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت .
- اشکال زدائی مشکل است . بروز اشکال در يک گره می تواند روی تمام گرههای ديگر تاثير گذار باشد. بمنظور عيب يابی می بايست چندين گره بررسی تا گره مورد نظر پيدا گردد.
- تغيير در ساختار شبکه مشکل است . در زمان گسترش و يا اصلاح حوزه جغرافيائی تحت پوشش شبکه ، بدليل ماهيت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد .
- توپولوژی بر روی نوع دستيابی تاثير می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئوليت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دريافت داشته است . قبل از اينکه يک گره بتواند داده خود را ارسال نمايد ، می بايست به اين اطمينان برسد که محيط انتقال برای استفاده قابل دستيابی است .


توپولوژی BUS :
در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل به نام BUS متصل میشود. در این توپولوژی رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. توپولوژی BUS از متداولترین توپولوژیهاست که در شبکه های محلی مورد استفاده قرار میگیرد. سادگی ، کم هزینه بودن و توسعه آسان این شبکه از نقاط قوت توپولوژی BUS میباشد. ضعف عمده این شبکه این است که اگر کابل اصلی Back bone که پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه است ، قطع شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

مزايای توپولوژی BUS
- کم بودن طول کابل . بدليل استفاده از يک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپيوترها ، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود.موضوع فوق باعث پايين آمدن هزينه نصب و ايجاد تسهيلات لازم در جهت پشتيبانی شبکه خواهد بود.
- ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای يک ساختار ساده است . در مدل فوق صرفا" از يک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.
- توسعه آسان . يک کامپيوتر جديد را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ايستگاههای بيشتر در يک سگمنت ، می توان از تقويت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.


معايب توپولوژی BUS
- مشکل بودن عيب يابی . با اينکه سادگی موجود در تويولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می دهند، ولی در صورت بروز خطاء کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هائی که از توپولوژی فوق استفاده می نمايند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزيت نبوده و در صورت بروز خطاء می بايست نقاط زيادی بمنظور تشخيص خطاء بازديد و بررسی گردند.
- ايزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتيکه يک کامپيوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد ، می بايست کامپيوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عيب نمود. در موارد خاص می توان يک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتيکه اشکال در محيط انتقال باشد ، تمام يک سگمنت می بايست از شبکه خارج گردد.
- ماهيت تکرارکننده ها . در موارديکه برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده می گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغييراتی نيز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگيری کابل بيشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است .

توپولوژی ستاره ای :

شبکه های متوسط و بزرگ اغلب از توپولوژی ستاره ای استفاده میکنند. در این پیکر بندی از کابل و سخت افزار بیشتری استفاده میشود اما مدیریت آن آسانتر و احتمال خرابی آن کمتر است. کابل مورد استفاده توپولوژی ستاره ای اترنت کابل زوج بهم تابیده بدون حفاظ است. در پیکر بندی ستاره ای هر کامپیوتر به یک هاب متصل میشود. یک سر کابل به کارت شبکه یک کامپیوتر متصل میشود و سر دیگر آن به هاب که نقطه اتصال مرکزی کابل کشی شبکه را نزد هم میکند متصل میشود. هاب ها به اندازه های مختلف عرضه میشوند و مدلهای پیشرفته آنها میتواند خطا های موجود در سیگنالها را تقویت کند. آماده سازی توپولوژی ستاره ای آسان است و و عیب یابی در آن اسانتر از شبکه باس است چرا که یک کابل آسیب دیده تنها به روی یک کامپیوتر تاثیر میگذارد و از طرف دیگر کابل زوج بهم تابیده معمولاً گرانتر از کواکسیال است. توپولوژی ستاره ای به کابل بسیار زیاد و یک هاب نیاز دارد. تمامی اینها منجر به بالا رفتن هزینه شبکه میشود با این مزیت که این روش بسیار مفید است.

مزايای توپولوژی STAR
- سادگی سرويس شبکه . توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در يک نقطه مرکزی است . ويژگی فوق تغيير در ساختار و سرويس شبکه را آسان می نمايد.
- در هر اتصال يکدستگاه . نقاط اتصالی در شبکه ذاتا" مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR اشکال در يک اتصال ، باعث خروج آن خط از شبکه و سرويس و اشکال زدائی خط مزبور است . عمليات فوق تاثيری در عملکرد ساير کامپيوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .
- کنترل مرکزی و عيب يابی . با توجه به اين مسئله که نقطه مرکزی مستقيما" به هر ايستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ايرادات در شبکه بسادگی تشخيص و مهار خواهند گرديد.
- روش های ساده دستيابی . هر اتصال در شبکه شامل يک نقطه مرکزی و يک گره جانبی است . در چنين حالتی دستيابی به محيط انتقال حهت ارسال و دريافت اطلاعات دارای الگوريتمی ساده خواهد بود.


معايب توپولوژی STAR
- زياد بودن طول کابل . بدليل اتصال مستقيم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زيادی کابل مصرف می شود. با توجه به اينکه هزينه کابل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتيبنی آنها بطور قابل توجهی هزينه ها را افزايش خواهد داد.
- مشکل بودن توسعه . اضافه نمودن يک گره جديد به شبکه مستلزم يک اتصال از نقطه مرکزی به گره جديد است . با اينکه در زمان کابل کشی پيش بينی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظير زمانيکه طول زيادی از کابل مورد نياز بوده و يا اتصال مجموعه ای از گره های غير قابل پيش بينی اوليه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.
- وابستگی به نقطه مرکزی . در صورتيکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غيرقابل استفاده خواهد بود.




منبع:http://aysan82.blogfa.com/

[hyper neo]

انواع توپولوژی

Bus توپولوژی
Ring توپولوژی
Star توپولوژی
Hybrid توپولوژی
Mesh توپولوژی

• BUS Topology(توپولوژی خطی)

نوعی پیکربندی برای یک شبکه محلی که در آن تمام گره ها به یک خط ارتباطی اصلی (گذرگاه متصل میشوند.هر گره در یک شبکه خطی بر فعالیت خط نظارت دارد. پیامها توسط تمامی گره ها آشکار میشوند اما تنها گره یا گره های مورد نظر آنها رامی پذیرند گره ای که به درستی عمل نمی کند ارتباطش متوقف میشود اما وقفه ای در عملیات به وجود نمی آورد برای اجتناب از تصادفاتی که ممکن است در نتیجه اقدام همزمان دو یا بیشتر از دو گره برای استفاده از خط پیش آید شبکه های خطی عموما برای تنظیم ترافیک بر آشکار سازی (Collision detection)تصادف (Token Passing)یا ارسال نشانه تکیه دارند

• Ring Topology(توپولوژی حلقوی)

نوعی شبکه محلی که وسایل(گره ها) در آن در یک حلقه بسته به یکدیگر متصل میشوند پیام ها در این نوع شبکه در یک جهت از گره ای به گره دیگر انتقال می یابند وقتی گر ه ای پیام را در یافت میکند ابتدا نشانی مقصد آن را بررسی میکند اگر نشانی پیام با نشانی گره یکسان باشد گره پیام را می پذیرد در غیر اینصورت سیگنال را از نو تولید و پیام را برای گره بعدی ارسال می کند.این تولید مجدد سیگنال به شبکه های حلقوی امکان می دهد که فواصل بزرگتری را نسبت به شبکه های ستاره ای و خطی پوشش دهند این حلقه را میتوان به گونه ای طراحی نمود تا گره های خراب یا ناقص نیز نادیده انگاشته شوند.اما افزودن گره های جدید به دلیل بسته بودن حلقه دشوار است

• Star Topology( توپولوژی ستاره ای )

یک شبکه محلی که در آن هر وسیله (گره) به صورت پیکربندی ستاره ای شکل به یک کامپیوتر مرکزی متصل میشود این شبکه عموما از یک کامپیوتر مرکزی(هاب) که پایانه هایی احاطه شده است تشکیل میشود

• Hybrid Topology

شبکه ای که با همبندی های مختلفی چون حلقوی و ستاره ای ساخته میشود

• Mesh Topology

یک شبکه ارتباطی که در آن دویا بیش از دو مسیر برای هر گره وجود دارد