شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

شبکه چیست ؟

شبکه چیست ؟ شبکه  یا Network بخشی جدایی ناپذیر از زندگی امروزه ماست. ما تقریبا تمام نیازهای اطلاعاتی و مدیریتی زندگی مدرن خودمان را توسط شبکه های رایانه ای به شکل های متفاوت برطرف می کنیم. از شبکه بزرگ اینترنت گرفته تا شبکه های سازمانی، ما درگیریهای بسیار زیادی را به صورت آگاهانه و یا ناآگاهانه با شبکه(network) داریم و خواهیم داشت. در این مقاله به دنبال این هستیم که ببینم اصلا شبکه چیست، چه انواعی دارد و در آن از چه تکنولوژی هایی استفاده شده است.

در این مقاله سعی شده است که بن مایه های اصلی فناوری شبکه(network) توضیح داده شده، در مقاله های آینده، حتما هر کدام از این موارد به صورت بسیار جامع تر و کامل تر توضیح خواهیم داد.

شبکه چیست؟

شبکه(network) مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل و متصل به یکدیگر هستند که با یکدیگر ارتباط داشته و به تبادل داده می پردازند.

در اینجا از واژه «مستقل» استفاده شده است. این به معنای آن است که هر کدام از واحد های کنترلی و پردازشی باید به صورت کاملا مجزا از دیگر واحدها عمل کند و بر کارکرد دیگر تاثیر نداشته باشد.

واژه های «متصل و  در ارتباط بودن» اشاره به این موضوع دارد که باید رایانه ها به نوعی (سیم، بیسیم و یا شیوه ها دیگر) به یکدیگر متصل شده باشند و در عین حال ارتباط داده ای برقرار باشد.

در بین کارشناسان درباره این که چه تعداد رایانه ای را می توان شبکه(network) نامید، اختلافاتی است. برخی از آن ها وجود دو و برخی وجد سه رایانه را برای تشکیل یک شبکه رایانه ای کامل می دانند.

در برخی از تعاریف شبکه(network) رایانه را «شبکه ای از گره های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده باشند» تعریف کرده است. علت استفاده از واژه های «گره» و «پردازشگر دیتا» در این تعریف این است که در برخی از شبکه ها مانند شبکه اینترنت اشیا و یا شبکه های هوش مصنوعی ما به جای استفاده از رایانه هایی که توسط انسان کنترل شوند از پردازشگرها و حسگرهای خودکار استفاده می کنیم. در این گونه شبکه ها که در مقاله های دیگر و در ادامه همین مقاله به آن خواهیم پرداخت، ما به ساختارهای جدیدی از شبکه درگیر هستیم که به شکل بسیار موثرتر و هوشمندانه نیازهای ما را بر طرف می کند.

شبکه ها در واقع با اهداف مختلفی ایجاد می شوند، شبکه اینترنت، شبکه های سازمانی، شبکه های اینترنت اشیا و حسگرها و دیگر شبکه ها هر کدام  برای جوابگویی به نیازهایی به وجود آمده اند، و هر کدام نیز استانداردهای خاص خود را دارند با این حال تمامی شبکه با توجه به اهداف و پاسخگویی به نیازهای زیر تشکیل شده اند:

  • تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه(network) می توان به سرعت زیادی اطلاعات را تبادل کرد. از شبکه ها می توان برای مواردی مانند ایمیل، پیام رسانی، گفتگو، ارسال فیلم و تصویر، ایجاد ویدئو کنفرانس ها و انتقال فایل ها داده استفاده کرد.
  • اشتراک گذاری سخت افزارها: در شبکه های رایانه ای این امکان وجود دارد که از یک سخت افزار به صورت مشترک در میان تمامی کاربران استفاده کرد. این کار سبب کاهش نیاز به استفاده از سخت افزارها و در نتیجه هزینه های سازمان ها می شود. همچنین اکنون امکاناتی نظیر پردازش های ابری به وجود آمده است که امکان استفاده از تجهیزات سخت افزاری مجازی را به کاربران می دهد.
  • اشتراک گذاری پرونده ها و داده ها: یکی از محاسن شبکه(network) آن است که می توان با کمک آن داده ها و پرونده ها و پایگاه های اطلاعاتی را به اشتراک گذاشت. این کار سبب کاهش فضای ذخیره سازی، تسریع کارها و بهتر شدن هماهنگی ها می شود. اکنون سیستم های پردازش ابرای امکانات فوق العاده ای را برای ذخیره سازی فایل های بسیار بزرگ را در اختیار ما قرار داده اند.
  • اشتراک گذاری نرم افزارها: یکی از نیازهای سازمان ها استفاده از نرم افزارهای مشابه است. برای همین شبکه ها به گونه ای طراحی شده اند که همه کاربران بتوانند تنها به راحتی به انواع نرم افزارها دسترسی داشته باشند. اکنون بسیاری از شبکه های نرم افزاری، نرم افزارهای خود را تحت سرویس های ابری ارائه می کنند. پیشنهاد می کنیم که مقاله پردازش ابری را به صورت کامل مطالعه کنید تا با قابلیت های این نرم افزارها آشنا شوید.

انواع شبکه ها

شبکه های رایانه ای را می تواند بر اساس تکنولوژی های سیم کشی، نوع اتصال، فناوری های بیسیم ، اندازه، لایه شبکه، معماری کاربری، همبندی یا توپولوژی و نوع قراردادها و استانداردهایی که در آن به کار رفته است، تقسیم بندی کرد.  در ادامه به بررسی اجمالی هر کدام از این موارد می پردازیم.

تقسیم بندی شبکه ها بر اساس نوع اتصال

شبکه ها را می توان بر اساس نوع اتصال دستگاه ها با همدیگر، تقسیم بندی کرد. در این جا ما با انواع شبکه های زیر روبرو هستیم.

  • شبکه های  فیبر نوری ؛
  • شبکه های اترنت؛
  • شبکه های محلی بی سیم؛
  • شبکه های HomePNA،
  • ارتباط خط نیرو یا G.hn؛

در فناوری اترنت با استفاده از سیم کشی های مسی و یا دیگر انواع دستگاه ها با همدیگر متصل می شوند.در این نوع از اتصال ها بهره گیری از هاب ها، سوئیچ ها، پل ها و یا مسیرها جزو روشهای مرسوم قلمداد می شوند.

فناوری بی سیم، به جای کابل ها از امواج مغناطیسی یا نوری بهره می برند. در این شیوه هیچ ارتباط فیزیکی بین دستگاه ها وجود ندارد و دستگاه ها صرفا با استفاده از فرستادن و دریافت امواج نوری و یا مغناطیسی با همدیگر ارتباط برقرار می کنند.

فناوری دیگری به نام ITU-Y G.hn نیز وجود دارد که در آن از سیم کشی برق در منازل استفاده می کند در این شیوه از کابل های هم محور، خطوط تلفن و خطوط برق می توان استفاده و شبکه محلی با سرعتی  تا یک گیگابیت بر ثانیه را ایجاد کرد.

تقسیم بندی شبکه بر اساس تکنولوژی سیم کشی

نوع کابل به کار رفته در یک شبکه می تواند به عنوان یک معیار برای تقسیم بندی کردن آن شبکه به کار گرفته شود. در زیر به انواع این تقسیم بندی ها می پردازیم.

  • زوج های به هم تابید: در این حالت از کابل های مسی استفاده می کنیم که بافت آن ها به صورت تابیده به هم هستند. در اینجا در میان دو کابل از یک پوشش عایق استفاده شده است. از کابل های تابیده شده برای انتقال دادن صدا و داده ها استفاده می شود. با این کار می تواند دامنه ارتباطی از 2 میلیون تا 100 میلیون بیت بر ثانیه را ایجاد کرد. با این حال ممکن است مشکلاتی مانند نویز و یا داغ شدن کابل ها ایجاد شود. عایق هایی که در این نوع از کابل ها به کار می رود هم باید نسبت به رسانایی جریان الکتریکی مقاوم باشند و هم تا حد زیادی از ایجاد نویز در کابل های مجاور هم جلوگیری کنند. در این نوع از کابلها، مس، نقره، آلومینیوم و سایر عناصری که رسانایی خوبی دارند به کار گرفته می شوند.
  • کابل های هم محور: کابل های هم محور هم به طور گسترده ای در سیستم های تلویزیونی، اداری، و دیگر موارد برای شبکه های محلی استفاده می شوند.  این کابل ها از رسانای داخلی قوی و یک پوشش منعطف استفاده می کنند.  این کابل ها نسبت به زوج های به هم تابیده نازک تر  می باشند و سرعت انتقال داده ها در آن ها بیشتر است. دامنه انتقال داده در این کابل ها بین 200 تا 500 میلیون بیت در هر ثانیه است.
  • فیبر نوری: همانطور که از نام این فیبرهای پیداست، در اینجا به جای انتقال الکترون ها از فوتون های نور استفاده می شود. ناگفته پیداست که به خاطر حذف جریان الکتریکی و جایگزین کردن آن با نور سرعت فوق العاده بالاتری در اختیار ما قرار می گیرد. اکنون می توان با استفاده از فیبرهای نوری مسافت های داده ها را با سرعت خارق العاده به دور ترین فاصله ها فرستاد. یکی از خوبی های انتقال داده با استفاده از فناوری فیبر نوری این است که این کابل ها دارای هیچ نویزی نیستند. پهنای باند در کابل های فیبر نوری بسیار بالاست و می توان از یک فیبر نوری برای ارتباطات بیش از چندین دستگاه به همدیگر استفاده کرد. امکان انتقال چند تریلیون بیت بر ثانیه در کابل های فیبر نوری وجود دارد.

تقسیم بندی شبکه بر اساس فناوری های بی سیم

فناوری های بیسیم اکنون جای خود را به سرعت میان کاربران و متخصصان شبکه باز کرده اند. نیاز کمتر به سیم کشی، راحتی پیاده سازی و انعطاف پذیری فیزیکی بالا از جمله مهمترین مواردی است که کارشناسان و کاربران به سمت استفاده از این نوع فناوری می کشد. برای ارتباطات شبکه ای چند فناوری بی سیم ابداع شده است که در ادامه به معرفی و بررسی آنها می پردازیم.

  • ریزموج های زمینی (مایکروویو): در این فناوری از ریزموج های زمینی فرستنده و گیرنده استفاده می کنند. تجهیزات این فناوری بیشتر به دیش های ماهواره ای شبیه است. دامنه امواجی که در این سیستم به کار گرفته می شود از نوع موج کوتاه است و فرکانس نوسانات آن نیز به چند گیگاهرتز در ثانیه می رسد. این کار سبب می شود که تمام ارتباطات به صورت خطی و محدود باشند. با استفاده از این روش می تواند تا حدود 45 کیلومتر پوشش شبکه(network) ایجاد کرد. اغلب آنتن ها بر بالای کوه و یا ساختمان های بلند و گاها برج های آنتن نصب می شوند.
  • ماهواره ها: این شیوه بیشتر در ارتباط بسیار بلند برد استفاده می شوند. در ماهواره ها از امواجی استفاده می شود که با برخورد به انواع لایه های جوی منحرف نمی شوند. ماهواره معمولا در ارتفاع 30 هزار کیلومتری از سطح زمین و بیشتر اوقات در بالای خط استوا قرار گرفته اندو ماهواره ها این امکان را در اختیار ما قرار می دهند که بتوانیم اطلاعات را با قدرت و در حجم زیاد به اقصا نقاط دنیا ارسال کنیم. اما استفاده از آن ارزان نیست.
  • تلفن های همراه و سیستم های PCS: تلفن های همراه هم نمونه رایج دیگری است که در آن از چندین فناوری رادیویی و ارسال امواج استفاده شده است. در این سیستم ابتدا تقسیم بندیهای جغرافیایی صورت می گیرد و هر منطقه دارای آنتن فرستنده کم قدرت مخصوص خود به همراه رله های امواج است. این سیستم برای ارسال، صدا، داده و سیگنال های تلویزیونی بسیار مناسب است.
  • شبکه های محلی بی سیم: در این شبکه ها از فناوری فرکانس های رادیویی اما به صورت سلول های دیجیتالی استفاده می شود. در این بخش از طیف های گسترده ای از فناوری ها استفاده می شود.  به خاطر گوناگونی فناوری های به کارگرفته شده در اینجا ما این موضوع را زیاد مورد بررسی قرار نمی دهیم اما در جای خود به آن خواهیم پرداخت.
  • ارتباطات مادون قرمز. این شکل از ارتباطات بیشتر در فواصل نزدیک به کار گرفته می شوند. در این نوع ارتباط فرستنده و گیرنده بای به صورت همتا به همتا و رو در روی هم باشند. هرگونه جسم فیزیکی که در برابر رد نور قرار گیرد می تواند ارتباط را نقض و مختل کند.

تقسیم بندی شبکه بر اساس اندازه

اندازه شبکه ها وابستگی زیادی به اندازه سازمان ها دارند. بسته به نوع سازمان ها هم از سرورها و تجهیزات شبکه گوناگونی می توان استفاده کرد. همچنین نوع نرم افزارهایی که در یک شبکه(network) به کار گرفته می شود می تواند ساختار و اندازه شبکه را تعریف کند. به صورت کلی ما چند نمونه شبکه ای که در زیر فهرست شده است را در اختیار داریم. هر کدام از آن ها را به صورت کامل در جای خودشان توضیح خواهیم داد.

  • شبکه های شخصی (اغلب با سه رایانه و بیشتر برای کارهای مطالعاتی و یا مدیریتی)؛
  • شبکه های محلی LAN ، تشکیل شده از تعدادی از رایانه ها بدون نیاز به ارتباطا خارجی (به استثنای اینترنت) این شبکه ها  به صورت درونی هستند و کاربران می توانند بدون نیاز به شبکه های خارجی به راحتی به همدیگر در ارتباط باشند. مشکل این شبکه ها آن است که با از کار افتادن سرورها تمام شبکه(network) از دسترس خارج می شوند؛
  • شبکه های دانشگاه های(تحقیقاتی) CAN این نوع از شبکه، بیشتر در محیطهای دانشگاهی به کار گرفته می شوند، کاربران در این نوع از شبکه ها می توانند با داشتن یک اکانت از طریق خود شبکه و یا شبکه اینترنت وارد سطح های بالاتر دسترسی شوند.
  • شبکه های کلانشهری (یا بین شهری) MAN : همانطور که از نام این نوع شبکه ها پیداست در این نوع شبکه ها ارتباطات به صورت گسترده ای مقدور است. از این نوع شبکه ها به صورت گسترده برای اینترنت اشیا و موارد کنترل ترافیک و موارد مشابه استفاده می شود. محدودی اصلی ای شبکه ها نظارت دائمی است.
  • شبکه های گسترده (WAN): این شبکه به صورت جامعه می تواند در چندین ناحیه جغرافیایی گسترده باشد. این گستردگی جغرافیایی می تواند بین چند شهر و یا کشور باشد. بهترین نمونه از شبکه های گسترده « اینترنت» است. شبکه های گسترده اکنون جای خود را با اینترنت عوض کرده اند. کاهش چشمگیر هزینه ها و همچنین پایداری ارتباطات از جمله دلایل جایگزینی شبکه های WAN با اینترنت است.

تقسیم بندی شبکه بر اساس معماری آن

معماری شبکه(network) بر اساس دو فاکتور طراحی می شود. فاکتور ابتدایی نیاز کاربران و نیاز دوم سطح دسترسی آن است. نیاز کاربران مشخص می کند که هر کاربری باید به چه اطلاعات و اشخاص و تجهیزاتی دسترسی داشته باشد و سطح دسترسی هم مشخص می کند که هر سرور و یا تجهیزاتی باید برای کاربران در دسترس باشد و یا آنکه دسترسی آن محدود باشد. بیشتر شبکه ها دارای تجهیزات نرم افزاری و سخت افزاری هستند که این دو مورد را مدیریت می کنند.

معماری های کنونی به صورت «دریافت کننده،  ارسال کننده، Client Server» یا «همتا به همتا، Peer to Peer» هستند.

تقسیم بندی شبکه(network) بر اساس توپولوژی آن

شبکه های رایانه ای می توانند بر اساس نوع توپولوژی خودشان تقسیم بندی شوند. به این ترتیب شاهده تقسیم بندی های زیر خواهیم بود

  • شبکه باس (Bus)؛
  • شبکه ستاره ای (Star)؛
  • شبکه حلقه ای (Ring)؛
  • شبکه توری (Mesh)؛
  • شبکه ستاره – باس (Star-Bus)؛
  • شبکه درختی (Tree)؛
  • شبکه سلسله مراتبی (Hierarchical).
  • شبکه ترکیبی.

توپولوژی شبکه(network) را می توان بر اساس هندسه و چینش دستگاه هی درون یک شبکه شکل داد. در واقع توپولوژی شبکه منطقی ترین ساختار ممکن برای ارتباطات پردازش گرها با یکدیگر است. دقت کنید، گرچه ساختار هندسی و نحوه ارتباط دهی شبکه براساس آن مهم است، اما در توپولوژی شبکه مهمترین نکته ایجاد رابطه منطقی برای تراکنش داده ها است. این رابطه منطقی می تواند از یک الگوی هندسی مشخص پیروی کرده و یا نکند.

با استفاده از یک هاب ما می توانیم توپولوژی ستاره ای شکل و بدون آن نیز می توانیم توپولوژی باس را ایجاد کنیم.

اکنون با مفاهیم اولیه شبکه(network) آشناس شده ایم بهتر است که با برخی آن ها به صورت عمیق تری آشنا شویم.

آشنایی با انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی خطی یا ساده

یکی از مهمترین انواع توپولوژی شبکه حالت ساده یا Bus (اتوبوسی) است. در این حالت هر کدام از رابط های شبکه(network) به صورت پی در پی و در کنار همدیگر قرار می گیرند.  در این نوع از توپولوژی شبکه ما شاهده دو زیر مجموعه  Thin net یا نت نازک و Thick net یا نت ضخیم هستیم.  در این نوع از شبکه از کابلها کواکسیال یا هم محور برای کابل کشی استفاده می کند.

استفاده از این نوع توپولوژی شبکه محاسن خود را دارد.

  • اول آن که مقدار کابل کشی در این نوع از شبکه ها بسیار پایین است و در نتیجه هزینه اجرای آن کم است.
  • دوم، اجرای آن بسیار ساده و سبک است و نیاز به مهارت زیادی ندارد.

اما این توپولوژی ضعف هایی هم دارد:

  • با قطع کابل اصلی، ارتباط تمام رایانه ها با همدیگر قطع می شود.
  • از آنجایی که ارتباطا در این شبکه ها تنها از طریق یک کابل صورت می گیرد، سرعت ارتباطات در آن بسیار پایین است.
  • در این شبکه رفع ایراد و خطایابی آن بسیار سخت است.
  • اگر بخواهید در شبکه تغییراتی را ایجاد کنیم، این کار به سختی میسر می شود و لازم است که توپولوژی های دیگری را جایگزین این مورد کنیم و این خود به معنای صرف هزینه های اضافه توسعه است.

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی ستاره ای یا Star Topology

یکی دیگر از انواع توپولوژی شبکه، توپولوژی ستاره ای است. در این سیستم در مرکز شبکه از یک سوئیچ مرکزی یا « هاب Hub» استفاده می شود. تمام پردازشگر ها شبکه و دستگاه ها به این هاب متصل می شود. با انجام این کار امکان جدا کردن دستگاه ها و پردازشگرها از شبکه به وجود می آید و بسته به قدرت هاب هم می توان تعداد قابل توجهی از دستگاه ها را به شبکه اضافه کرد.

مزایای تکنولوژی شبکه به شرح زیر است:

  • در صورت قطع شدن یک کابل بقیه دستگاه ها همچنان به همدیگر متصل می مانند و مشکلی برای بقیه پردازشگرهای شبکه ایجاد نمی شود؛
  • توسعه و اضافه کردن پردازشگرها و دستگاه های جدید به راحتی ممکن است و نیاز به فناوری پیچیده ای نیست.
  • بسته به سرعت هاب مرکزی، این امکان وجود دارد که سرعت شبکه را بسیار بیشتر از حالت خطی افزایش داد.
  • عیب یابی در این نوع از توپولوژی به راحتی انجام می شود. زیرا تنها باید سوئیچ های متصل شده به هاب را بررسی کرد.
  • می توان بر حسب نیاز از انواع کابل های برای ارتباط پردازشگرها به هاب استفاده کرد.

با این حال این نوع از توپولوژی شبکه هم معایب خود را دارد، در زیر به معایب آن اشاره شده است.

  • در این نوع توپولوژی استفاده از کابل بسیار بیشتر است. در واقع هر پردازشگری تنها می تواند با کابل خود به شبکه متصل شود.
  • در صورتی که سوئیچ یا هاب مرکزی به هر علتی از کار بیفتد کل شبکه از دسترس خارج می شوند. به همین خاطر باید از روش های نظیر پشتیبان گیری(Back Up) بر روی این شبکه ها استفاده  کرد. با این حال امکان استفاده از سیستم های ذخیره ساز مرکزی وجود دارد. ولی در زمان قطع شبکه نمی توان از آن استفاده کرد. به همین علت در هر کدام از پردازشگرها باید اطلاعات محلی زیادی انباشته شود.

 

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی حلقه ای یا Ring Topology

یکی دیگر از انواع توپولوژی شبکه آن است که ما همه کامپیوترها و شبکه ها را به صورت یک حلقه به همدیگر متصل کنیم. در این حلقه رایانه ها و یا پردازشگر ها در جهت چرخش عقربه های ساعت در کنار همدیگر قرار می گیرند.

برای آنکه رایانه ها بتوانند به یکدیگر ارتباط برقرار کنند باید از توکن Token استفاده کنیم. این توکن در واقع نام رایانه ای است که باید پیام ما را دریافت کند. بعد از نام توکن بسته های اطلاعاتی قرار می گیرد.  در زمانی که قصد ارسال پیام بر روی حلقه را داریم باید نام رایانه و اطلاعات را برای آن ارسال کنیم. هر رایانه ای که در حلقه قرار گرفته باشد به بررسی توکن ها می پردازد. در صورتی که نام او و توکن یکسان باشد می تواند به محتوای پیام ما دسترسی داشته باشد.  بعد از باز شدن پیام توسط رایانه هدف یک پیام تایید یا Acknowledge بر روی شبکه ارسال می شود. با ارسال پیام، رایانه ارسال کنند مطمئن می شود که پیام به رایانه هدف رسیده است.

این توپولوژی مزایایی خود را دارد:

  • مزیت اول توپولوژی حلقه ای آن است که در آن از مقدار کابل بسیار کمی استفاده می شود.
  • با کم شدن مقدار کابل می تواند از کابل های قوی نظیر فیبر نوری استفاده کرد.

اما توپولوژی حلقه ای معایب خود را دارد:

  • در این توپولوژی اگر حلقه اصلی به هر صورت مختل و یا قطع شود، تمام ارتباطات شبکه قطع خواهد شد.
  • یکی از مشکلات توپولوژی حلقه، رعایت صف ارسال و یا دریافت اطلاعات است. از آنجا که توپولوژی در اینجا به گونه ای است که از توکن در آن استفاده می شود. هر رایانه باید منتظر بماند تا توکن خودش را دریافت کرده و در عین حال نوبت خودش برای ارسال پیام هم برسد. این کار به نظر ساده می آید ولی در شبکه های شلوغ زمان انتظار به طور فزاینده ای افزایش پیدا می کند.
  • رفع عیب هم در توپولوژی حلقه ای بسیار مشکل است. برای رفع هر عیب باید کل مسیر بررسی شود.

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی ترکیبی یا Hybrid topology

توپولوژی ترکیبی همانطور که از نامش پیداست از چندین روش توپولوژی استفاده می کند. در این روش تمامی اجزای شبکه به طرق مختلف و غالبا به وسیله سوئیچ به همدیگر وصل می شوند.

از جمله مزایای این روش آن است که :

  • هر بخش از شبکه می تواند از توپولوژی متناسب با خود استفاده کند.
  • تمامی اجزای شبکه را می توان در بخش های کوچکتر و قابل کنترل تر تقسیم بندی کرد.
  • ارتباطات قسمت های مختلف شبکه را می توان در زمان های خاضی مانند تعطیلی ادارات و یا غیره قطع کرد.

و معایب توپولوژی ترکیبی هم شامل موارد زیر می شود:

  • به خاطر استفاده کردن از مدل های مختلف شبکه، هماهنگ کردن آن ها با هم مشکل است.
  • ممکن است به خاطر تفاوت در نوع توپولوژی های شبکه، ارتباطات به کندی صورت بگیرد.
  • برای ورود اطلاعات به بخشهای دیگر باید از سیستم مسیردهی پیچیده استفاده کرد.
  • غالبا سرعت تبادل اطلاعات بر روی این شبکه ها کم است.
  • ممکن است افراد نتوانند به صورت کامل با دیگر بخش های شبکه در تماس قرار بگیرند.

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی مش یا Mesh Topology

توپولوژی  مش به نوع پیچیده ترین نوع شبکه بندی شبکه است. در این نوع از شبکه بندی، تمامی رایانه ها  به صورت کامل با همدیگر در ارتباط هستند. در واقع ارتباطات سر به سر در میان تمام رایانه ها و پردازشگرهای مجاور و یا غیر مجاور در شبکه وجود دارد. این نوع ارتباطات در زمانی به وجود می آید که تمام پردازشگرها اطلاعات نظیر و مشابهی را به همدیگر ارسال کنند. شبکه اینترنتی به نوعی جزو شبکه های با تکنولوژی مش حساب می شود. در این شبکه امکان ارتباط تمامی سرورها با هم وجود دارد. شبکه های اینترنت اشیا نیز به نوعی از توپولوژی مش استفاده می کنند.

مزایای توپولوژی مش به شرح زیر است:

  • در این توپولوژی ارتباط سریع و بی واسطه بین تمام رایانه های درگیر وجود دارد.
  • تمام رایانه ها می توانند از مسیرهای گوناگون به همدیگر متصل شوند.
  • انتقال داده های بزرگ بدون آنکه از سرعت کل شبکه بکاهد امکان پذیر است.

با این حال توپولوژی مش نیز معایب خود را داراست که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • باید امنیت زیادی در شبکه ایجاد شود. توزیع بد افزارها و ویروس ها به سرعت میسر است.
  • به خاطر وجود ارتباطات زیاد کابل کشی های متعددی باید انجام شود.
  • آدرس دهی ها گاهی بسیار پیچیده تر از هر نوع شبکه می شود. ممکن است که برخی از مسیرها از چند آدرس برخوردار شوند.
  • هیچ الزامی به محرمانه بودن ارتباطات نیست. هر پردازشگری این امکان را دارد که اطلاعات دیگر پردازشگرها را شنود کند.
  • هر رایانه باید به صورت مستقل دارای یک سوئیچ یک به چند باشد تا بتواند تمام کانال های ورودی به خود را مدیریت کند. در عین حال نیاز به داشتن سیستم های امنیتی و ذخیره سازی مجزا هم هستیم. همه این ها سبب گرانتر شدن این شبکه می شود.

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی درختی Tree Topology

یکی دیگر از انواع توپولوژی شبکه نوع درختی است. همانطور که از نام آن پیداست در این نوع از توپولوژی از یک ساختار تقسیم دخت وار استفاده شده است. در این نوع از ساختار ما از چندین هاب برای اتصال ایستگاه ها به همدیگر استفاده می کنیم. هاب ها در این ساختار نقش بسیار مهمی را بازی می کنند.

این نوع از ساختار به نوعی یک ساختار چند لایه هم به حساب می آید. در واقع هر هاب می تواند یک لایه یا زیرلایه شبکه را مشخص کند.

از جمله مزایای توپولوژی درختی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • در این ساختار امکان توسعه نسبتا زیاد لایه ها و زیرلایه ها با استفاده از هاب ها وجود دارد.
  • توسعه شبکه ها بسیار ساده صورت می گیرد.
  • این امکان وجود دارد که بعد از نصب هر هاب ساختار متفاوتی را ایجاد کرد. در واقع شکلی ترکیبی به ساختار درختی داد.
  • هر دسته از رایانه ها و یا پردازشگرها به صورت جداگانه اداره می شوند و به همین خاطر وارد شدن و یا خارج کردن آن ها به شبکه سبب اخلال در کل کار شبکه نخواهد شد.

از معایب توپولوژی درختی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • توسعه شبکه می تواند به توسعه بیش از حد آدرس ها منجر شود. این یعنی آدرس دهی پیچیده و سخت تر می شود.
  • برای ارسال و دریافت اطلاعات راه های زیادی وجود ندارد و الزاما ارسال پیام به هاب های مشترک و سطح بالاتر وجود دارد و در نتیجه این هاب ها ممکن است دائما اشغال باشند و سرعت ارتباطات کم شود.
  • هاب هایی که در یک سطح هستند نمی توانند به صورت مستقیم به هم ارتباط داشته باشند.
  • امنیت در کل شبکه به سختی ایجاد می شود.
  • امکان دسترسی به سخت افزارهایی که از هاب های دیگر استفاده می کنند سخت است.

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی بی سیم یا Wireless topology

آخرین نوع از انواع توپولوژی شبکه، حالت بی سیم است. در این حالت از هیچ کابلی برای ارتباط رایانه ها و پردازشگرها با همدیگر استفاده نمی شود. اما به جای آن از امواج رادیویی برای ارتباطات بهره می بریم.

این نوع از توپولوژی در سال های اخیر به خصوص با توسعه فناوری هایی نظیر بلوتوث، وای فای و ارتباطات رادیویی موج کوتاه بسیار مورد توجه گرفته است. در زیر به بررسی مزایایی توپولوژی بیسیم می پردازیم.

  • اولین مزیت در این سیستم آن است که هزینه سیم کشی در آن حذف می شود. اما ممکن است تاسیسات ارتباطات رادیوی با قیمت معادل آن در شبکه به کار گرفته شود.
  • دومین مزین در این سیستم ها آن است که ارتباطات بسیار سریع انجام می شود. حجم و سرعت ارتباطات در این شبکه ها بسیار بالاست و به راحتی می توان برای ارتباطات پرحجم از آن استفاده کرد.
  • توسعه شبکه در این نوع از توپولوژی به راحتی صورت می گیرد.
  • فناوری های جدید به سرعت از این نوع از توپولوژی پشتیبانی می کنند.
  • اجرای آن بسیار آسان و سریع است.

اما این توپولوژی معایب خود را هم دارد که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • در این نوع از شبکه ها به خاطر وجود امواج رادیویی تمامی دستگاه ها می توانند به اطلاعات هم دسترسی داشته باشند و نسبت به شنود آن ها اقدام کنند.
  • امکان ایجاد نویز در ارتباطات رادیویی در شبکه های شلوغ و یا در محیط های که امواج رادیویی مشابهی وجود داشته باشد وجود دارد.
  • توسعه این شبکه ها باید به صورت ترکیبی از کابل و امواج رادیویی باشد. به خاطر آنکه در اینجا از امواج با برد کوتاه استفاده می شود. در شبکه های بزرگ باید از فرستنده های متعدد و یا قوی استفاده کرد.
  • امکان توزیع سریع نرم افزارهای مخرب و یا ویروس های تحت شبکه در این سیستم ها بیشتر است.

شبکه ، شبکه چیست ، network، تعریف شبکه های کامپیوتری، انواع توپولوژی شبکه

در این مقاله ما سعی کردیم که نگاهی به انواع فناوری های شبکه داشته باشیم، و به تعریف شبکه های کامپیوتری و انواع توپولوژی های شبکه بپردازیم. اما هنوز پاسخ به این که شبکه چیست در سر جای خود باقی مانده است و هنوز راه بسیار زیادی را باید طی کنیم که به یک جواب کامل درباره آن برسیم. به همین خاطر در مقاله هایی که در ادامه همین وبلاگ برای شما منتشر می کنیم به بررسی بیشتر مفاهیم شبکه، فناوری های به کار گرفته در آن و همچنین دیگر موارد وابسته به آن می پردازیم.

    پاسخی بگذارید

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