click - توپولوژی شبکه

توپولوژی شبکه Fri 22 Aug 2008 8:11 AM

- طراحی نقشه شبکه

به آرایش فیزیکی رایانه ها و سایر اجزای شبکه، توپولوژی گفته می شود. آرایش فیزیکی را علاوه بر توپولوژی بصورت اصطلاحاتی مانند طرح، نمودار و نقشه فیزیکی نیز بکار می برند.

توپولوژی شبکه، تشریح کننده نحوه اتصال کامپیوترها و خطوط ارتباطی (کابلها) در یک شبکه به همدیگر است.

میزان توانایی یک شبکه به نوع توپولوژی آن بستگی دارد. علاوه بر معیارهای اصلی در طراحی یک شبکه مانند امنیت موجود در شبکه و مقرون به صرفه بودن، جهت انتخاب نوع توپولوژی یک شبکه باید به عوامل زیر توجه داشت:

نوع تجهیزات مورد نیاز شبکه
روش مدیریت شبکه
میزان رشد شبکه در آینده نزدیک
توانایی تجهیزات

در صورتی که بتوانیم درک مفیدی از توپولوژی های شبکه داشته باشیم، می توانیم با توانایها و کاربرد شبکه ها بیشتر مأنوس شویم. شبکه ها از طریق روشهای مختلفی مانند کابل به یکدیگر متصل می شوند. تفاوت اجزاء و تجهیزات شبکه مانند کابلها و کارت شبکه، سبب پیدایش اشکال متفاوتی از شبکه ها گردیده است و هر یک از توپولوژیهای شبکه، نیاز به روش ارتباطی متفاوتی دارند.

2- توپولوژیهای استاندارد

انواع متداول توپولوژیها در شبکه های کامپیوتری عبارتند از:

ستاره ای (Star)
حلقوی (Ring)
خطی (Bus)
توری (Mesh)
درختی (Tree)
ترکیبی (Hibrid)

در اینجا به توضیح سه توپولوژی زیر که پایه تمام طرحهای شبکه های کامپیوتری میباشد، می پردازیم:

خطی (Bus)
ستاره ای (Star)
حلقوی (Ring)

این سه توپولوژی دارای طرح ساده ای می باشند، در صورتی که در عمل، اغلب از ترکیب این توپولوژیها استفاده می گردد که پیچیده تر می باشد.

1-2 توپولوژی خطی (Bus)

یکی از ساده ترین و متداول ترین روشهای ایجاد شبکه، توپولوژی خطی می باشد که بیشتر در شبکه های محلی (LAN) مورد استفاده قرار می گیرد.

در این روش، خطوط انتقال بین کلیه کامپیوترها مشترک می باشد و یک کابل اصلی (Segment)، کلیه کامپیوترهای شبکه را به یکدیگر متصل می نماید. (ازجمله قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی (Ethemet) است.)

از جمله مزایای این شبکه، سادگی، کم هزینه بودن و توسعه و رشد آسان این شبکه می باشد. از مهمترین معایب این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که بعنوان پل ارتباطی میان کلیه کامپیوترهای شبکه است، قطع شود، کل شبکه از کار می افتد.

این شبکه نسبت به شبکه های دیگر، دارای سرعت کمتری می باشد و عیب یابی و رفع عیب این شبکه ها مشکل است. حداکثر تعداد کامپیوترها در شبکه Bus برابر با 30 کامپیوتر می باشد.

برقراری ارتباط در توپولوژی خطی:

داده ها در داخل بسته هایی به نام Packet قرار می گیرند. در توپولوژی خطی، با مشخص کردن آدرس گیرنده برای داده ها و قرار دادن داده ها بر روی خطوط ارتباطی (کابل) به صورت سیگنالهای الکتریکی، ارتباط میان ماشین گیرنده و فرستنده برقرار می گردد، که این برقراری ارتباط توسعه مراحل زیر صورت میگیرد:

ارسال سیگنال
برخورد یا تصادم سیگنال (Collision)
ترمیناتور (Terminator)

ارسال سیگنال:

داده های شبکه خطی به صورت سیگنالهای الکتریکی، به همه رایانه های موجود در شبکه فرستاده می شوند. اما دریافت داده های ارسالی توسط رایانه ای امکان پذیر است که آدرس آن با آدرس مقصد در سیگنال ارسالی یکسان باشد.

در هر زمان تنها یک کامپیوتر می تواند داده های خود را به روی خط انتقال ارسال دارد.

با توجه به اینکه تعداد استانداردی برای تعداد رایانه های شبکه وجود ندارد، هرچقدر تعداد رایانه های موجود در شبکه بیشتر باشد، رایانه ها باید مدت زمان بیشتری را جهت قرار دادن داده های خود بر روی خط انتقال منتظر بمانند و در نتیجه سرعت شبکه کاهش می یابد.

البته کاهش سرعت شبکه، تنها به تعداد کامپیوترهای شبکه بستگی ندارد، برخی از عوامل مؤثر در این امر عبارتند از:

نوع برنامه های کاربردی که در شبکه اجرا می شوند.
فاصله میان رایانه های شبکه.
نوع کابلهای به کار برده شده در شبکه.
میزان تواناییهای سخت افزاری شبکه
تعداد دفعات انتقال داده ها توسط کامپیوترهای شبکه.

در توپولوژی خطی تنها کامپیوتر مقصد به سیگنالهای ارسالی (داده ها) پاسخ می دهدو کامپیوترهای دیگر تنها داده را عبور می دهند و اگر یکی از کامپیوترها از کار بیافتد، سایر کامپیوترها به کار خود ادامه می دهند و خللی بر روند کار سیستم وارد نمی گردد توپولوژی Bus یک توپولوژی غیر فعال است.

در توپولوژی فعال، رایانه ها سیگنالها را مجددا تولید می کنند و داده را در طول شبکه حرکت می دهند.

برخورد یا تصادم سیگنال:

بدلیل اینکه داده ها (سیگنال الکتریکی) در طول کابل حرکت کرده به کلیه کامپیوترهای شبکه ارسال میگردند به حرکت در طول کابل ادامه داده و پس از رسیدن به انتهای کابل، مجددا به ابتدای کابل برگشته و با سیگنالهای ارسالی از سایر رایانه ها برخورد می نمایند که به آن Collision گفته می شود. ایجاد برخورد، مانع از ارسال داده توسط سایر رایانه ها می شود. بنابراین باید از برگشت سیگنال از انتهای کابل جلوگیری نمود.

ترمیناتور:

به منظور جلوگیری از برگشت سیگنال ارسالی بر روی کابل، از قطعه ای به نام ترمیناتور که به دو انتهای کابل اصلی وصل می شود استفاده می گردد و به وسیله آن سیگنالهای ازادی که توسط مقصد دریافت نگردیده اند، جذب می شود.

جذب سیگنالها، کابل را خالی نموده و سایر رایانه ها می توانند داده های (سیگنالهای) خود را به روی خط ارسال نمایند.

قطع ارتباط شبکه:

در صورتی که به هر دلیلی کابل اصلی به عنوان پل ارتباطی و اتصال دهنده کامپیوترهای شبکه قطع گردد، بدلیل عدم وجود ترمیناتور و بدلیل برخورد سیگنالهای ارسالی، فعالیت شبکه مختل گردیده و نهایتا کل شبکه از کار می افتد. در این حالت رایانه های شبکه قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر نمی باشند ولی می توانند به صورت رایانه های مستقل به فعالیت خود ادامه دهند.

گسترش LAN:

در توپولوژی Bus (خطی) که از متداولترین توپولوژیهای مورد استفاده در شبکه های LAN است، کابلها به دو صورت توسعه می یابند:

1- استفاده از قطعه ای به نام اتصال دهنده بارل (barrel connector) که دو قطعه کابل را با یکدیگر متصل می نماید و کابلی با طول بیشتر ایجاد می نمایند. این اتصال دهنده ها به دلیل تضعیف سیگنالها، کمتر مورد استفاده قرار میگیرند و در صورت استفاده تعداد زیادی از این اتصال دهنده ها، دریافت صحیح سیگنالها دچار اشکال می شود.

2- استفاده از دستگاه تکرار کننده (Repeater)جهت اتصال دو کابل به یکدیگر: تکرار کننده از پورت ورودی خود داده ها (سیگنالها) را پذیرفته و آنها را تقویت می نماید و به پورت خارجی خود ارسال می کند. در این حالت سیگنال تقویت شده می تواند به مسیرهای دورتر ارسال شود و به درستی دریافت گردد و این روش نسبت به روش بارل مزیت دارد.

توسط این دستگاه می توان جریانهای ضعیف را دریافت نموده و دوباره همانند لحظه ای که از NIC (کارت شبکه) مبدأ خارج شده اند ایجاد نماییم. یعنی با استفاده از یک Repeater می توانیم طول مجاز کابل را دو برابر نمائیم.

نوشته شده توسط مجتبی موسوی | لینک ثابت |