الشبكة حسب الطوبولوجيا هي طريقة للتنظيم المكاني والتفاعل بين أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الشبكة الأخرى. يعتمد تصنيف الشبكات حسب الطوبولوجيا على الهيكل المادي لاتصال العقد ويحدد ميزات عملها.
النوع الأول من الطوبولوجيا المستخدم على نطاق واسع في الشبكات هو الحافلة. في هذه الحالة ، يتم توصيل جميع العقد بخط مركزي واحد – الحافلة. هذه الشبكة سهلة التركيب وغير مكلفة ، ولكن لها عيوبها ، على سبيل المثال ، الحساسية للفشل وعدم القدرة على تجاوز الأجزاء التالفة.
طوبولوجيا شائعة أخرى هي الحلقة. في شبكة ذات طوبولوجيا حلقة ، يتم توصيل كل عقدة بعقدتين متجاورتين ، مما يشكل طريقا حلقيا مغلقا. يتم تبادل المعلومات عن طريق إرسال إشارة في دائرة. هذه الشبكة موثوقة وتسمح لك بتمرير كمية كبيرة من المعلومات ، ولكن عيبها الرئيسي هو عدم القدرة على العمل إذا توقفت عدة عقد عن العمل.
طوبولوجيا الشجرة هي شبكة منظمة بشكل هرمي يتم فيها دمج العقد في شجرة. يوجد في كل مستوى عقدة مركزية ترتبط بها العقد الأخرى. يوفر هذا الهيكل التسامح مع الخطأ وقابلية التوسع ، ولكن الوجود المتزامن لعدد كبير من العقد يمكن أن يؤدي إلى زيادة زمن الانتقال أثناء نقل البيانات.
- تصنيف الشبكات حسب الطوبولوجيا
- المفهوم والميزات
- أنواع طبولوجيا الشبكة
- 1. طوبولوجيا على شكل نجمة
- 2. الإطارات
- 3. الحلبة
- تطبيق واختيار الطوبولوجيا
- تطبيق طوبولوجيا "ستار"
- تطبيق طوبولوجيا "الحلقة"
- تطبيق طوبولوجيا "الشجرة"
- تطبيق طوبولوجيا الشبكة القائمة على التبديل (شبكة)
- تطبيق الطوبولوجيا "الخطية"
تصنيف الشبكات حسب الطوبولوجيا
شبكة الكمبيوتر هي نظام مترابط يتم فيه دمج أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى في بنية تحتية واحدة للشبكة. أحد الجوانب المهمة في تصميم الشبكة هو طوبولوجيتها-الهيكل المادي الذي يحدد كيفية توصيل الأجهزة.
اعتمادا على طريقة الاتصال ، يمكن تقسيم الشبكات إلى عدة أنواع رئيسية:
- ناقل-في هذا التصنيف ، يتم توصيل جميع الأجهزة بحافلة واحدة ، يتم توصيلها بها عبر مقسمات (أو أجهزة إرسال واستقبال). وكقاعدة عامة ، يتم استخدام طوبولوجيا تشبه الحافلة في شبكات صغيرة من عدة أجهزة كمبيوتر ، لأنها محدودة في عرض النطاق الترددي والموثوقية.
- حلقة-في هذا الهيكل ، يتم توصيل كل جهاز بأقرب جيران ، ويتم نقل كل حركة المرور في اتجاه ثابت حول الحلقة. مثال على مثل هذا الهيكل هو حلقة الرمز المميز ، لكنها قديمة بالفعل ولا تستخدم حاليا في الشبكات.
- نجمة-في هذا الهيكل ، يتم توصيل كل جهاز بمفتاح مركزي أو جهاز توجيه. الطوبولوجيا على شكل نجمة هي الأكثر شيوعا وملاءمة للشبكات الكبيرة ، لأنها توفر موثوقية ومرونة عالية.
- شجرة-في هذا الهيكل ، تحتوي الأجهزة على هيكل هرمي ، حيث تكون بعض الأجهزة أصلية والبعض الآخر عبارة عن أجهزة تابعة. يتم استخدام الشجرة عندما يكون من الضروري الجمع بين العديد من شبكات النجوم في نظام واحد.
- شبكة متصلة بالكامل (شبكة) — في هذا الهيكل ، تحتوي جميع الأجهزة على اتصال فردي بكل جهاز آخر على الشبكة. هذا يضمن أقصى قدر من الموثوقية ، ولكنه يتطلب عددا كبيرا من الكابلات والمنافذ.
يعتمد اختيار الهيكل على الاحتياجات والمتطلبات المحددة للشبكة ، بما في ذلك حجمها وحملها وموثوقيتها وتكلفتها. هناك أيضا طبولوجيا هجينة تجمع بين أنواع مختلفة لتحقيق أفضل النتائج.
من المهم أن نفهم أن طوبولوجيا الشبكة المادية لا تتوافق دائما مع هيكلها المنطقي. يحدد الهيكل المنطقي كيفية نقل البيانات عبر الشبكة ، بينما يحدد الهيكل المادي الموضع المادي للكابلات والأجهزة.
المفهوم والميزات
تحدد طوبولوجيا الشبكة في تكنولوجيا المعلومات طريقة تنظيم الاتصالات بين الأجهزة في الشبكة. يعتمد تصنيف الشبكات حسب الهيكل على الموقع الفعلي للأجهزة وطريقة توصيلها.
ميزات تصنيف الشبكة حسب الطوبولوجيا:
- الهيكل المادي للشبكة: يحدد التصنيف الشكل النموذجي للشبكة ووضع الأجهزة.
- اتصال الجهاز: يشير التصنيف إلى طريقة توصيل الأجهزة في الشبكة ، مثل استخدام كبلات الشبكة أو التقنيات اللاسلكية أو اتصالات الطلب الهاتفي.
- توزيع البيانات: يحدد التصنيف طرق نقل البيانات بين الأجهزة في الشبكة ، بما في ذلك تبادل البيانات التسلسلي أو المتوازي أو متعدد النقاط.
- استقرار الشبكة: يمكن أن يؤثر اختيار طوبولوجيا معينة على موثوقية واستقرار الشبكة في حالة حدوث أعطال أو انقطاع.
اعتمادا على الاحتياجات والخصائص المحددة للمؤسسة ، يتم اختيار أنواع معينة من الشبكات حسب الهيكل. على سبيل المثال:
- نجمة: كل جهاز متصل بنقطة مركزية (مفتاح أو جهاز توجيه).
- الحافلة (الحافلة): جميع الأجهزة متصلة عبر خط اتصال واحد.
- حلقة (حلقة): تشكل الأجهزة بنية حلقة حيث يتم توصيل كل جهاز بجهازين متجاورين.
- شبكة (شبكة): كل جهاز متصل بأجهزة أخرى.
يعتمد اختيار طوبولوجيا شبكة معينة على العديد من العوامل ، بما في ذلك عدد الأجهزة ومتطلبات النطاق الترددي ومستوى الأمان والحاجة إلى التسامح مع الخطأ.
أنواع طبولوجيا الشبكة
هناك عدة أنواع أساسية من طبولوجيا الشبكة. كل نوع له خصائصه الخاصة وهو مناسب لأغراض معينة.
1. طوبولوجيا على شكل نجمة
تعد الطوبولوجيا على شكل نجمة واحدة من أكثر الطوبولوجيا شيوعا وأسهل في التنفيذ. الميزة الرئيسية لهذا الهيكل هي أن جميع عقد الشبكة متصلة بنقطة مركزية واحدة ، والتي تسمى التبديل أو المحور.
مزايا الطوبولوجيا على شكل نجمة:
- سهلة التركيب وتوصيل الأجهزة الجديدة;
- موثوقية عالية للشبكة ، لأن فشل عقدة واحدة لا يؤدي إلى إيقاف تشغيل الشبكة بالكامل;
- راحة مراقبة الشبكة وإدارتها.
عيوب الطوبولوجيا على شكل نجمة:
- عرض النطاق الترددي المنخفض لعقدة الاتصال;
- اعتماد تشغيل الشبكة على العقدة المركزية. إذا فشلت ، فقد تتوقف الشبكة بالكامل;
- ارتفاع تكاليف البنية التحتية للشبكة.
2. الإطارات
طوبولوجيا الحافلة عبارة عن طوبولوجيا شبكة بسيطة يتم فيها توصيل جميع الأجهزة بخط اتصال واحد. يتم تثبيت عقدة خاصة ، والتي تسمى المحور أو المحور.
مزايا طوبولوجيا الحافلات:
- سهلة التركيب وتوصيل الأجهزة الجديدة;
- تكلفة منخفضة;
- موثوقية عالية للشبكة.
عيوب طوبولوجيا الحافلة:
- عرض النطاق الترددي المنخفض;
- اعتماد تشغيل الشبكة على خط الاتصال المركزي. إذا فشلت ، فقد تتوقف الشبكة بالكامل;
- القضايا الأمنية. يتم نقل جميع المعلومات إلى جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة;
- صعوبة الكشف عن المشاكل وإصلاحها على خط الاتصال.
3. الحلبة
طوبولوجيا الحلقة هي طوبولوجيا شبكة يتم فيها توصيل جميع الأجهزة في مسار حلقة مغلقة. ينقل كل جهاز البيانات إلى الجهاز التالي حتى تصل البيانات إلى الوجهة. تستخدم الأجهزة التي تسمى المفاتيح أو أجهزة إعادة الإرسال لتنفيذ طوبولوجيا الحلقة.
مزايا طوبولوجيا الحلقة:
- إنتاجية عالية;
- موثوقية الشبكة. لا يؤدي فشل جهاز واحد إلى توقف الشبكة بالكامل;
- من السهل إضافة أو إزالة الأجهزة على الشبكة.
عيوب طوبولوجيا الحلقة:
- تكلفة تركيب الشبكة ودعمها أعلى من تكلفة الطوبولوجيا الأخرى;
- صعوبة الكشف واستكشاف الأخطاء وإصلاحها على الطريق;
- اعتماد تشغيل الشبكة على عقدتين متجاورتين. إذا فشلت إحدى العقد ، فقد تتوقف الشبكة بالكامل;
- في حالة مواجهة البيانات على المسار ، تحدث تصادمات تؤدي إلى إبطاء الشبكة.
كل نوع من هذه الأنواع من الطوبولوجيا له خصائصه الخاصة ويتم تطبيقه اعتمادا على شروط ومتطلبات محددة.
تطبيق واختيار الطوبولوجيا
عند اختيار طوبولوجيا الشبكة ، يجب أن تأخذ في الاعتبار خصوصيات منظمة معينة واحتياجاتها. الطوبولوجيا المختلفة لها مزاياها وعيوبها ، ويجب أن يستند الاختيار إلى متطلبات وقيود محددة.
تطبيق طوبولوجيا "ستار"
- طوبولوجيا زفيزدا هي واحدة من الأكثر شيوعا في شبكات الشركات.
- يسمح بإدارة الشبكة المركزية ويوفر درجة عالية من الموثوقية.
- هذه الطوبولوجيا مناسبة بشكل خاص للشبكات التي تحتوي على عدد كبير من أجهزة الكمبيوتر ، حيث تتضمن عادة مفتاحا قادرا على التعامل مع عدد كبير من الاتصالات.
- لذلك ، غالبا ما يستخدم زفيزدا في شبكات المكاتب والمؤسسات الصغيرة.
تطبيق طوبولوجيا "الحلقة"
- يسمح طوبولوجيا "الحلقة" بإنتاجية عالية ويقلل من التأخير في نقل البيانات.
- وهي مناسبة تماما للشبكات حيث نقل البيانات بسرعة مهم ، على سبيل المثال ، في الشبكات المحلية (لان).
- ومع ذلك ، فإن مثل هذا الهيكل له عيوبه ، على سبيل المثال ، تعقيد الإدارة والتعرض للفشل ، لأنه يعتمد على التشغيل المستمر لجميع العقد في الحلقة.
تطبيق طوبولوجيا "الشجرة"
- توفر طوبولوجيا "الشجرة" بنية شبكة هرمية تسمح لك بتوسيع نطاق الشبكة وإدارتها بكفاءة في وجود عدد كبير من العقد.
- غالبا ما تستخدم هذه الطوبولوجيا في المؤسسات الكبيرة حيث تحتاج الشبكة إلى تقسيمها إلى عدة أقسام أو أقسام.
- ومع ذلك ، قد يكون تنفيذ مثل هذا الهيكل أكثر صعوبة ويتطلب موارد إضافية للحفاظ على التشغيل المستقر.
تطبيق الشبكة القائمة على التبديل (شبكة)
- طوبولوجيا يفترض طوبولوجيا الشبكة اتصالا مباشرا لكل عقدة بكل عقدة أخرى في الشبكة.
- يتيح لك ذلك توفير درجة عالية من التسامح مع الأخطاء والقضاء على نقاط الفشل في الشبكة.
- يستخدم هذا الهيكل على نطاق واسع في الشبكات الحرجة حيث يمكن أن يكون لأي فشل عواقب وخيمة ، على سبيل المثال ، في البنوك أو شركات الطاقة.
- ومع ذلك ، فإن" الشبكة " تتطلب المزيد من الكابلات والمفاتيح ، والتي قد تكون باهظة الثمن ويصعب تنفيذها.
تطبيق"الخطي"
- الطوبولوجيا الطوبولوجيا "الخطية" هي واحدة من أبسط الطرق وأكثرها اقتصادا في التنفيذ.
- انها مناسبة للشبكات الصغيرة مع عدد قليل من العقد.
- ومع ذلك ، فإن مثل هذا الهيكل له عيب كبير — أي انقطاع في الاتصال مع عقدة واحدة يؤدي إلى تعطيل الشبكة بالكامل.
- لذلك ، عادة ما يتم استخدام الطوبولوجيا" الخطية " في الحالات التي لا يكون فيها التسامح العالي مع الخطأ مطلوبا أو تتوفر طرق اتصال بديلة.
بشكل عام ، يجب أن يأخذ اختيار طوبولوجيا الشبكة في الاعتبار العديد من العوامل ، مثل حجم المنظمة ، ونوع البيانات المرسلة ، ومتطلبات الأمان والتوافر ، وكذلك الميزانية. كل طوبولوجيا لها مزاياها وعيوبها ، ومن المهم العثور على أفضل مزيج لحالة معينة.