توپولوژی شبکه چیست و چند مدل دارد؟

حتما برای شما هم این سوال پیش اومده که توپولوژی شبکه چیست و چند مدل توپولوژی وجود داره. اگر هنوز هم در اهمیت شبکه و تاثیری که در فناوری داشته شک دارید، کافیه بگم که اینترنت هم یک شبکه‌ست. همین شبکه‌ی جهانی که هر روز از اون استفاده می‌کنید! اما اجرا و پیاده کردن شبکه‌ای منسجم و موفق، نیازمند یه معماری منسجم هم هست که با توجه به نیاز اون شبکه، این معماری مشخص میشه. نت‌ رانی‌های عزیز! من در این مقاله قصد دارم شما رو با توپولوژی شبکه آشنا کنم و انواع اون رو همراه با مزایا و معایب هرکدوم توضیح بدم. با من همراه باشید.

توپولوژی شبکه چیست؟

برای اینکه بتونیم یک شبکه رو تنظیم کنیم -چه شبکه‌ی خانگی و چه شبکه‌ی بزرگ سازمانی- نیاز به نقشه و طرح داریم که با توجه به اون نقشه، شبکه رو پیاده‌سازی کنیم. ما عناصر مختلف یک شبکه رو با توجه به توپولوژی اون شبکه (یعنی نقشه‌ی اون) به هم وصل می‌کنیم.

به هرکدوم از دستگاه‌ها در شبکه، گره یا Node گفته میشه. رایج‌ترین گره‌ها، کامپیوترها و دستگاه‌های جانبی هستند. چگونگی اتصال گره‌های مختلف در یک شبکه به همدیگه و همچنین نحوه‌ی ارتباط اون‌ها، توسط توپولوژی شبکه تعیین میشه. توپولوژی شبکه، عامل تعیین‌کننده‌ی نوع رسانه‌ای هست که برای شبکه استفاده میشه (مثل کابل شبکه یا وایرلس).

توپولوژی شبکه اهمیت و کاربردهای بسیاری داره که به برخی از اون‌ها در ادامه‌ی مطلب اشاره میشه. توپولوژی شبکه، نقش مهمی در عملکرد شبکه‌ها ایفا کرده و به افراد در درک مفاهیم شبکه کمک می‌کنه. همچنین، هزینه‌های عملیاتی و تعمیر و نگهداری مانند هزینه‌های کابل‌کشی رو کاهش میده و استفاده‌ی موثر از منابع و اجزای شبکه رو فراهم می‌کنه. توپولوژی شبکه، کاربران رو به یک مرکز داده متصل می‌کنه و به‌عنوان رابط بین دستگاه‌ها عمل می‌کنه.

با Network topology شما می‌تونید تمام دستگاه‌های موجود در شبکه‌ی خودتون رو مشاهده و اتصال فیزیکی بین اون‌ها رو بررسی کنید.

انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی فیزیکی و منطقی

دو نوع اصلی توپولوژی شبکه وجود داره: توپولوژی فیزیکی و منطقی؛ که در ادامه هر دو رو توضیح میدم.

شبکه کابل‌کشی که برای اتصال دستگاه‌ها و تجهیزات شبکه استفاده میشه، مربوط به توپولوژی فیزیکی شبکه است. توپولوژی فیزیکی به نحوه قرار دادن کابل شبکه، برای اتصال از رایانه‌ها به شبکه و در واقع قرار دادن اجزای مختلف شبکه اشاره می‌کنه و نحوه‌ی انتقال اطلاعات بین گره‌های مختلف را توضیح میده. نوع توپولوژی فیزیکی که برای شبکه انتخاب می‌کنید، به عوامل مختلفی مانند نقشه‌ی ساختمان، تکنیک‌های عیب‌یابی، هزینه‌ی نصب، نوع کابل استفاده‌شده، محل قرار دادن دستگاه و … بستگی داره.

با این‌که اصطلاح توپولوژی شبکه اغلب برای شکل فیزیکی یا چیدمان شبکه استفاده می‌شه، اما هر شبکه یک توپولوژی منطقی هم داره که ممکنه مشابه با توپولوژی فیزیکی اون باشه. ممکن هم هست تفاوت داشته باشه.

در بسیاری از موارد، توپولوژی منطقی مثل توپولوژی فیزیکی عمل می‌کنه اما این موضوع همیشه درست نیست. برای مثال، برخی از شبکه‌ها به‌صورت فیزیکی به عنوان توپولوژی Star (ستاره‌ای)، اما به‌صورت منطقی به‌عنوان توپولوژی Bus یا Ring عمل می‌کنن.

خیلی از افراد به توپولوژی منطقی، توپولوژی سیگنال هم می‌گن. توپولوژی منطقی، نحوه‌ی انتقال اطلاعات از شبکه یا رایانه به یکدیگه رو توضیح می‌ده و به مسیر داده‌ها در شبکه اشاره داره. شیوه‌ای که داده‌ها از طریق یک شبکه، بدون در نظر گرفتن اتصال فیزیکی دستگاه‌ها عبور می‌کنن، به توپولوژی منطقی باز می‌گرده. توپولوژی منطقی اغلب با روش‌های کنترل دسترسی و پروتکل‌ها ارتباط داره.

خب … الان که با تفاوت توپولوژی منطقی و فیزیکی آشنا شدیم، وقتشه که مدل‌های مختلف و در واقع چیدمان‌های مختلف توپولوژی رو با هم مرور کنیم.

مدل‌های مختلف توپولوژی چیست؟

توپولوژی شبکه ۶ طرح اصلی داره:

• توپولوژی خطی یا Bus Topology
• توپولوژی حلقه‌ای یا Ring Topology
• توپولوژی ستاره‌ای یا Star Topology
• توپولوژی مش Mesh Topology
• توپولوژی درختی Tree Topology
• توپولوژی ترکیبی Hybrid Topology

توپولوژی خطی یا BUS TOPOLOGY چیست؟

ویژگی‌های توپولوژی خطی:

• این نوع توپولوژی اطلاعات رو فقط در یک جهت انتقال میده.
• هر دستگاه به یک کابل متصله.

مزیت‌های توپولوژی خطی چیست؟

• توپولوژی خطی یک نوع توپولوژی مقرون به‌صرفه به‌شمار میره.
• در مقایسه با توپولوژی‌های دیگه از کابل کم‌تری استفاده میشه.
• در شبکه‌های کوچیک به‌راحتی می‌شه از اون‌ها استفاده کرد.
• به‌راحتی قابل پیاده‌سازیه.

معایب توپولوژی خطی چیست؟

• اگر کابلی دچار مشکل شده یا قطع بشه، کل شبکه هم قطع می‌شه.
• اگر یکی از سیستم‌ها کار نرم‌افزاری سنگینی انجام بده و یا از ترافیک اینترنت به مقدار زیادی استفاده کنه، سرعت بقیه‌ی سیستم‌ها کم می‌شه.
• کابل‌ها طول محدودی دارن و نمی‌شه از اون‌ها برای سیستم‌های دارای فاصله زیاد استفاده کرد.
• توپولوژی خطی نسبت به توپولوژی حلقه‌ای سرعت کم‌تری در فرایند انتقال داده داره.

توپولوژی حلقه‌ای یا RING TOPOLOGY چیست؟

ویژگی‌های توپولوژی حلقه‌ای چیست؟

• در این توپولوژی از تعدادی repeaters یا تکرارکننده استفاده میشه چون وقتی که در توپولوژی‌های بزرگ‌تر، داده‌ای بخواد از کامپیوتر شماره‌ یک به کامپیوتر شماره‌ ١٠٠ انتقال داده بشه، باید از تمام ٩٩ کامپیوتر عبور کنه. Repeatersها باعث حفظ شدن داده در این انتقالات و مانع از آسیب دیدن داده میشن.
• در این توپولوژی، اتصال به‌صورت یک‌طرفه‌ست اما میشه با استفاده از دو سیم بین هر دو کامپیوتر، اون رو به اتصال دوطرفه تبدیل کرد که به اون توپولوژی حلقه‌ای دوطرفه هم میگن.
• داده‌ها به شیوه‌ای متوالی منتقل میشن که منظورم بایت به بایت هست. داده‌های ارسال شده باید از طریق هر کامپیوتر از شبکه عبور کنن تا به کامپیوتر مقصد برسن.

مزایای توپولوژی حلقه‌ای چیست؟

• یک توپولوژی ارزون به حساب میاد.
• سرعت انتقال داده‌ها در شبکه، با استفاده‌‌ی زیاد از اینترنت یا انتقال بالای داده‌ها بین کامپیوترها کم نمیشه.

معایب استفاده از توپولوژی حلقه‌ای چیست؟

• به‌علت وصل شدن متوالی کامپیوترها به هم، عیب‌یابی در توپولوژی حلقه سخت‌تر از بقیه‌ی توپولوژی‌هاست.
• افزودن یا حذف یک کامپیوتر، فعالیت کل شبکه رو مختل می‌کنه.

توپولوژی ستاره‌ای یا STAR TOPOLOGY چیست؟

ویژگی‌های توپولوژی ستاره‌ای چیست؟

• هر دستگاه دارای اتصال جداگانه به HUB هست.
• HUB در مرکز به عنوان یک REPEATER عمل می‌کنه.
• این نوع توپولوژی رو میشه با فیبرنوری یا کابل Coaxial راه‌اندازی و استفاده کرد.

مزیت‌های توپولوژی ستاره‌ای چیست؟

• اون مواقعی که دستگاه‌ها در شبکه تعدادشون کمه، سرعت بالایی در انتقال داده‌ی شبکه وجود داره.
• HUB (دستگاه مرکزی) رو میشه به راحتی ارتقا داد.
• این توپولوژی شبکه، به‌راحتی عیب‌یابی میشه.
• به‌راحتی راه‌اندازی و پیاده‌سازی میشه.
• اگر یکی از دستگاه‌ها دچار مشکل بشه، دستگاه‌های دیگه می‌تونن بدون هیچ مشکل خاصی به کار خودشون ادامه بدن.

معایب توپولوژی ستاره‌ای چیست؟

• هزینه‌ی نصب و پیاده سازی توپولوژی ستاره‌ای بالاست.
• برای استفاده قیمت بالایی دارن که شاید مقرون‌‎به‌صرفه نباشه.
• اگر HUB از کار بیفته و یا دچار مشکل بشه، تمام شبکه دچار مشکل شده و کار نمی‌کنه.
• عملکرد و سرعت عمل شبکه، بستگی به ظرفیت HUB مورد استفاده داره.

توپولوژی شبکه مش MESH TOPOLOGY چیست؟

دو روش برای انتقال داده روی توپولوژی مش وجود داره:

• مسیریابی
• سیلابی

توپولوژی MESH: مسیریابی

در این روش، دستگاه‌ها یک منطق مسیریابی دارند. در این توپولوژی، برای انتقال داده بین کامپیوترها از کوتاه‌ترین فاصله‌ی ممکن استفاده میشه.

توپولوژی MESH : سیلابی

در این مدل، داده‌های مشابه به همه‌ی دستگاه‌ها و کامپیوتر‌ها منتقل میشن.

انواع توپولوژی مش چیست؟

• توپولوژی جزئی مش: در این توپولوژی بعضی از سیستم‌ها به همون شکل به‌عنوان توپولوژی مش، هم‌بندی میشن اما بعضی از دستگاه‌ها فقط به دو یا سه دستگاه وصل میشن.
• توپولوژی کامل مش: کامپیوتر یا دستگاه‌ها به همدیگه متصل میشن.

ویژگی‌های توپولوژی مش چیست؟

• اتصال کامل تمام دستگاه‌ها به هم.
• نسبت به باقی توپولوژی‌ها قدرتمند‌تره.
• این نوع توپولوژی به هیچ عنوان انعطاف‌پذیر نیست.

مزیت‌های توپولوژی مش:

• بار داده‌ی انتقال‌داده‌شده از هر دستگاه به دستگاه دیگه، بر کابل و اتصال همون دو دستگاه تاثیر میذاره.
• از جمله توپولوژی‌های قدرتمند به‌شمار میره.
• مشکل به‌راحتی تشخیص داده میشه.
• امنیت و حریم خصوصی دستگاه‌ها رو فراهم می‌کنه.

معایب توپولوژی مش:

• نصب و راه‌اندازی این نوع شبکه نسبت به بقیه‌ی توپولوژی‌ها سخت‌تره.
• به‌دلیل اینکه همه‌ی دستگاه‌ها به‌صورت جداگانه به هم وصل میشن، کابل بیش‌تری استفاده میشه و هزینه‌ی اون بالاتر میره.

توپولوژی درخت TREE TOPOLOGY

ویژگی‌های توپولوژی درخت چیست؟

• از این نوع توپولوژی در شبکه‌های بزرگ استفاده میشه.
• اگه دستگاه‌ها به‌صورت سلسله مراتبی در یک گروه قرار بگیرن، شبکه به صورت ایدئال عمل می‌کنه.

۴ مورد از مزایای توپولوژی درخت:

• دستگاه‌های بیشتری رو نسبت به توپولوژی خطی و ستاره‌ای شامل میشه.
• گسترش تعداد دستگاه‌ها امکان‌پذیر و آسونه.
• در این توپولوژی دستگاه‌ها به‌راحتی مدیریت و نگهداری میشن.
• تشخیص خطا در کل شبکه به راحتی انجام میشه.

4 مورد از معایب استفاده از توپولوژی درختی چیست؟

• کابل‌های زیادی در این توپولوژی مورد استفاده قرار می‌گیرن.
• از توپولوژی‌های هزینه‌بر به‌حساب میاد.
• اگر دستگاه‌های بیش‌تر به اون اضافه بشن، نگهداری از این توپولوژی نیز طبیعتا سخت‌تر میشه.
• اگر دستگاه‌ مرکزی از کار بیفته یا دچار مشکل بشه، کل شبکه دچار مشکل میشه.

توپولوژی شبکه ترکیبی HYBRID TOPOLOGY چیست؟

ویژگی‌های توپولوژی ترکیبی:

• این توپولوژی از ترکیب دو یا چند توپولوژی به وجود میاد.
• این شبکه شامل مزایا و معایب توپولوژی‌های به‌کار رفته در اون میشه.

مزایای توپولوژی ترکیبی:

• به‌علت ترکیبی‌بودن روش‌ها، بسیار انعطاف‌پذیره.
• مقیاس و تعداد دستگاه‌های استفاده‌شده در این توپولوژی رو به‌راحتی میشه افزایش داد.
• تشخیص خطا در شبکه بسیار راحت‌تر هست.

معایب استفاده از توپولوژی ترکیبی:

• این توپولوژی هزینه‌‌ی زیادی براتون داره.

حرف آخر

دوستان! توی این مقاله به این موضوع پرداختم که توپولوژی شبکه چیه، چه انواعی داره و انواع مختلفش رو با هم بررسی کردیم. مزایا و معایب هرکدوم از انوع توپولوژی رو با هم مرور کردیم تا بتونیم اونا رو به‌راحتی با هم مقایسه کنیم. اگرچه امروزه بیش‌تر از توپولوژی آخر یعنی ترکیبی و توپولوژی ستاره‌ای استفاده میشه، اما بعضی وقتا ما نیاز داریم از سایر انواع توپولوژی هم استفاده کنیم و تصمیم بگیریم که کدوم‌شون برای اهداف شبکه‌ی ما مهم‌تره. بنابراین خوبه که در این زمینه اطلاعات کافی داشته باشیم تا بتونیم بهترین رو انتخاب کنیم.

امیدوارم در توضیح مفهوم توپولوژی و انواعش تونسته باشم حق مطلب رو ادا کنم. اگر هر سوال یا ابهامی درباره‌ی توپولوژی شبکه دارید، کافیه همین‌جا برای ما کامنت بذارید تا من و همکارانم در سریع‌ترین زمان به شما جواب بدیم. ممنون که با نت‌ران همراه بودید.

دانلود فایل PDF مطلب:
دانلود فایل Pdf

سوالات متداول