توپولوژی شبکه های محلی انتخاب توپولوژی شبکه چه عواملی را در انتخاب توپولوژی باید در نظر گرفت

برای پروژه دوره ام، نوع اترنت را انتخاب کردم.

اترنت خانواده ای از فناوری های انتقال داده های بسته برای شبکه های کامپیوتری است.

استانداردهای اترنت سیم‌کشی و سیگنال‌های الکتریکی را در لایه فیزیکی، فرمت فریم و پروتکل‌های کنترل دسترسی رسانه در لایه پیوند مدل OSI تعریف می‌کنند. اترنت عمدتاً توسط استانداردهای IEEE 802.3 توصیف می شود. اترنت در اواسط دهه 1990 به گسترده ترین فناوری LAN تبدیل شد و جایگزین فناوری های قدیمی مانند Arcnet و Token ring شد.

نام "اترنت" (به معنای واقعی کلمه "شبکه خارج از هوا") منعکس کننده اصل اصلی این فناوری است: هر چیزی که توسط یک گره منتقل می شود به طور همزمان توسط سایر گره ها دریافت می شود (یعنی شباهت هایی به پخش رادیویی وجود دارد). امروزه، تقریباً همیشه اتصال از طریق سوئیچ ها (سوئیچ ها) انجام می شود، به طوری که فریم های ارسال شده توسط یک گره فقط به مقصد می رسد (به استثنای ارسال به آدرس پخش) - این باعث افزایش سرعت و امنیت شبکه می شود.

استاندارد نسخه های اول (Ethernet v1.0 و Ethernet v2.0) مشخص می کند که از کابل کواکسیال به عنوان رسانه انتقال استفاده می شود، بعداً امکان استفاده از جفت پیچ خورده و کابل نوری فراهم شد.

مزایای استفاده از جفت تابیده نسبت به کابل کواکسیال:

· قابلیت کار در حالت دوبلکس.

· هزینه کم کابل جفت پیچ خورده.

· قابلیت اطمینان بیشتر شبکه ها. هنگام استفاده از یک جفت پیچ خورده، شبکه مطابق با توپولوژی "ستاره" ساخته می شود، بنابراین، قطع کابل تنها منجر به اختلال در ارتباط بین دو شیء شبکه متصل به این کابل می شود (هنگام استفاده از کابل کواکسیال، شبکه ساخته می شود. با توجه به توپولوژی "گذرگاه مشترک"، که به مقاومت های ترمینال در انتهای کابل نیاز دارد، بنابراین یک کابل شکسته منجر به نقص در بخش شبکه می شود.

· حداقل شعاع خمش مجاز کابل کاهش می یابد.

· ایمنی بالای نویز به دلیل استفاده از سیگنال دیفرانسیل.

· امکان تامین برق از طریق کابل به گره های کم مصرف، به عنوان مثال، تلفن های IP (توان استاندارد از طریق اترنت، PoE).

· ایزولاسیون گالوانیکی از نوع ترانسفورماتور. در کشورهای مستقل مشترک المنافع، جایی که، به عنوان یک قاعده، هیچ زمینی برای کامپیوترها وجود ندارد، استفاده از کابل کواکسیال اغلب منجر به خرابی کارت های شبکه در نتیجه خرابی الکتریکی می شود.

دلیل انتقال به کابل نوری نیاز به افزایش طول قطعه بدون تکرار کننده بود.

روش کنترل دسترسی (برای شبکه روی کابل کواکسیال) - دسترسی چندگانه با حس حامل و تشخیص برخورد (CSMA / CD، دسترسی چندگانه Carrier Sense با تشخیص برخورد)، سرعت داده 10 مگابیت در ثانیه، اندازه فریم از 64 تا 1518 بایت، روش های رمزگذاری داده ها شرح داده شده اند. حالت کار نیمه دوبلکس است، یعنی گره نمی تواند به طور همزمان اطلاعات را ارسال و دریافت کند. تعداد گره‌ها در یک بخش شبکه مشترک با مقدار حدی 1024 ایستگاه کاری محدود می‌شود (مشخصات لایه فیزیکی می‌تواند محدودیت‌های سخت‌گیرانه‌تری ایجاد کند، به عنوان مثال، بیش از 30 ایستگاه کاری را نمی‌توان به یک بخش کواکسیال نازک وصل کرد، و بیش از 100 ایستگاه کاری را نمی‌توان متصل کرد. به یک بخش کواکسیال ضخیم). با این حال، شبکه ای که بر روی یک بخش مشترک ساخته شده است، مدت ها قبل از رسیدن به محدودیت در تعداد گره ها، عمدتاً به دلیل عملکرد نیمه دوبلکس، بی اثر می شود.

در سال 1995 استاندارد IEEE 802.3u Fast Ethernet با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه تصویب شد و امکان کار در حالت تمام دوبلکس فراهم شد. در سال 1997، استاندارد IEEE 802.3z گیگابیتی اترنت با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه برای انتقال از طریق فیبر نوری و دو سال بعد برای انتقال از طریق جفت پیچ خورده به تصویب رسید.

سه توپولوژی شبکه محبوب را در نظر بگیرید که یکی از آنها در پروژه دوره من استفاده خواهد شد.

توپولوژی ستاره.

عکس. 1 توپولوژی ستاره

ستاره توپولوژی اصلی یک شبکه کامپیوتری است که در آن تمام کامپیوترهای موجود در شبکه به یک گره مرکزی (معمولا یک سوئیچ) متصل می شوند و یک بخش فیزیکی از شبکه را تشکیل می دهند. چنین بخش شبکه ای می تواند هم به صورت جداگانه و هم به عنوان بخشی از یک توپولوژی شبکه پیچیده (معمولاً یک درخت) عمل کند. کلیه تبادل اطلاعات منحصراً از طریق رایانه مرکزی انجام می شود که بار بسیار زیادی از این طریق بر روی آن تحمیل می شود ، بنابراین نمی توان آن را به چیزی غیر از شبکه درگیر کرد. به عنوان یک قاعده، این رایانه مرکزی است که قدرتمندترین است و تمام وظایف مدیریت مبادله بر روی آن است. در اصل، هیچ درگیری در یک شبکه با توپولوژی ستاره امکان پذیر نیست، زیرا مدیریت کاملاً متمرکز است

کرامت

· خرابی یک ایستگاه کاری بر عملکرد کل شبکه به عنوان یک کل تأثیر نمی گذارد.

· جستجوی آسان برای خطاها و خرابی ها در شبکه.

· عملکرد شبکه بالا (با توجه به طراحی صحیح).

· گزینه های مدیریت انعطاف پذیر.

· یکی از متداول ترین توپولوژی ها است زیرا نگهداری از آن آسان است. این عمدتا در شبکه هایی استفاده می شود که حامل کابل جفت پیچ خورده UTP دسته 3 یا 5 است.

ایرادات

خرابی هاب مرکزی منجر به ناکارآمدی شبکه (یا بخش شبکه) به عنوان یک کل می شود.

· برای گذاشتن یک شبکه، اغلب کابل بیشتری نسبت به اکثر توپولوژی های دیگر مورد نیاز است.

· تعداد محدود ایستگاه های کاری در شبکه (یا بخش شبکه) با تعداد پورت ها در هاب مرکزی محدود می شود.

توپولوژی حلقه

برنج. 2 توپولوژی حلقه

توپولوژی حلقه ای (توپولوژی شبکه بسته) نوعی توپولوژی شبکه است که در آن همه رایانه ها به یک کانال ارتباطی متصل هستند که روی خود بسته است. در یک حلقه، سیگنال ها تنها در یک جهت منتقل می شوند. سیگنال در توپولوژی حلقه را می توان تقویت کرد.

مزایای:

· عدم امکان برخورد اطلاعات ارسالی.

· امکان انتقال همزمان اطلاعات توسط چندین کامپیوتر به صورت همزمان.

· امکان سیگنال میانی.

ایرادات:

· هزینه بالا و پیچیدگی خدمات.

· در صورت خرابی کابل یا کامپیوتر، شبکه از کار می افتد.

· رینگ 2.5 برابر کندتر از لاستیک است.

توپولوژی اتوبوس

توپولوژی گذرگاه توپولوژی است که در آن تمام دستگاه‌ها در یک شبکه محلی به یک رسانه انتقال داده شبکه خطی متصل می‌شوند. این محیط خطی اغلب به عنوان کانال، اتوبوس یا ردیابی نامیده می شود. هر دستگاه، مانند یک ایستگاه کاری یا سرور، به طور مستقل با استفاده از یک کانکتور مخصوص به کابل گذرگاه مشترک متصل می شود. کابل باس باید دارای یک مقاومت پایانی یا ترمیناتور در انتهای آن باشد که سیگنال الکتریکی را جذب کرده و از انعکاس و حرکت آن در جهت مخالف در طول گذرگاه جلوگیری کند. هنگامی که یک منبع سیگنال ها را به یک محیط شبکه منتقل می کند، آنها در هر دو جهت از منبع حرکت می کنند. این سیگنال ها برای همه دستگاه های LAN در دسترس هستند. همانطور که قبلاً از فصل های قبلی می دانیم، هر دستگاه داده های عبوری را بررسی می کند. اگر آدرس MAC یا IP مقصد موجود در بسته داده با آدرس مربوطه این دستگاه مطابقت نداشته باشد، داده ها نادیده گرفته می شوند. اگر آدرس MAC یا IP مقصد موجود در بسته داده با آدرس مربوطه دستگاه مطابقت داشته باشد، داده ها توسط این دستگاه کپی شده و به پیوند داده و لایه های شبکه مدل مرجع OSI منتقل می شوند. یک ترمیناتور در هر انتهای کابل نصب شده است. هنگامی که سیگنال به انتهای اتوبوس می رسد، توسط ترمیناتور جذب می شود. این امر از بازتاب و دریافت مجدد سیگنال توسط ایستگاه های متصل به اتوبوس جلوگیری می کند. برای اطمینان از اینکه تنها یک ایستگاه در یک زمان ارسال می کند، در شبکه های اتوبوس از مکانیزم تشخیص برخورد استفاده می شود، در غیر این صورت اگر چندین ایستگاه همزمان بخواهند ارسال کنند، برخورد رخ می دهد. در صورت برخورد، داده های هر دستگاه با یکدیگر تعامل دارند (یعنی پالس های ولتاژ هر یک از دستگاه ها به طور همزمان در گذرگاه مشترک وجود خواهد داشت) و در نتیجه داده های هر دو دستگاه آسیب می بینند. ناحیه ای از شبکه که بسته در آن تولید شده و درگیری رخ داده است، دامنه برخورد نامیده می شود. در توپولوژی اتوبوس، اگر دستگاهی تشخیص دهد که برخوردی در حال رخ دادن است، آداپتور شبکه با حالت ارسال مجدد تاخیری پاسخ می‌دهد. از آنجایی که میزان تاخیر قبل از ارسال مجدد توسط یک الگوریتم تعیین می شود، برای هر دستگاه در شبکه متفاوت خواهد بود و در نتیجه احتمال وقوع مجدد برخورد کاهش می یابد.

توپولوژی گذرگاه توپولوژی است که در آن تمام دستگاه‌ها در یک شبکه محلی به یک رسانه انتقال داده شبکه خطی متصل می‌شوند. این محیط خطی اغلب به عنوان کانال، اتوبوس یا ردیابی نامیده می شود. هر دستگاه (به عنوان مثال، یک ایستگاه کاری یا سرور) به طور مستقل با استفاده از یک کانکتور مخصوص به یک کابل گذرگاه مشترک متصل می شود. کابل باس باید دارای یک مقاومت پایانی یا ترمیناتور در انتهای آن باشد که سیگنال الکتریکی را جذب کرده و از انعکاس و حرکت آن در جهت مخالف در طول گذرگاه جلوگیری کند.

کرامت

· زمان راه اندازی شبکه کوتاه.

· ارزان بودن (نیاز به کابل کوتاهتر و دستگاههای شبکه کمتری دارد).

· آسان برای راه اندازی.

· خرابی یک ایستگاه کاری بر عملکرد کل شبکه تأثیر نمی گذارد.

ایرادات

· خطاهای شبکه، مانند خرابی کابل یا خرابی ترمیناتور، عملکرد کل شبکه را به طور کامل مسدود می کند.

· مشکل در شناسایی نقص.

· با اضافه شدن ایستگاه های کاری جدید، عملکرد کلی شبکه کاهش می یابد.

بخش ها: انفورماتیک

اهداف درس:

آموزشی:

• بررسی توپولوژی های اصلی شبکه با دانش آموزان، مزایا و معایب آنها.
• مفهوم دسترسی به رسانه انتقال را تکرار کنید.
• آموزش قوانین اساسی انتخاب شبکه کامپیوتری

در حال توسعه:

• رشد خلاقیت دانش آموزان را تقویت کند.
• به شکل گیری عملیات ذهنی (تجزیه و تحلیل، سنتز، مقایسه، تعمیم) کمک می کند.
• توسعه علاقه به موضوع را ترویج دهید.

آموزشی : پرورش فرهنگ ارتباطی

مدت زمان درس 90 دقیقه است.

طرح درس:

1. لحظه سازمانی - 3 دقیقه.
2. تکرار مطالب قبلاً مطالعه شده - 10 دقیقه.
3. راه حل جدول کلمات متقاطع (کار جلویی) - 12 دقیقه.
4. پاسخ به سوالات تستی (کار مستقل) - 20 دقیقه.
5. کار عملی "برآورد هزینه ساخت شبکه" (کار به صورت جفت) - 45 دقیقه.
6. جمع بندی نتایج درس

در طول کلاس ها

1. امروز آخرین درس پایانی مبانی شبکه های کامپیوتری را داریم. برای مدت طولانی، روش‌ها و تکنیک‌های اتصال و پیکربندی تجهیزات شبکه و همچنین انواع توپولوژی‌های شبکه را مطالعه کردیم. دانش و مهارت های به دست آمده را در اجرای پروژه "شبکه کامپیوتری مدرسه" به کار گرفتند. وقت آن است که حساب کنید.

- بیایید با هم به یاد بیاوریم که توپولوژی های شبکه چیست؟

2. برای تکرار مفاهیم اساسی موضوع مورد مطالعه توسط ما، به ارائه می پردازیم(پیوست 1).

3. اکنون،وقتی مطالب گذرانده شده را تکرار کردیم، بیایید به سوالات متقاطع پاسخ دهیم

(معمای جدول متقاطع از قبل روی تخته آویزان شده است یا با استفاده از یک پروژکتور چندگانه روی صفحه نمایش داده می شود)

1. روشی برای اتصال کامپیوترها و تجهیزات شبکه با استفاده از زیرساخت کابلی ( توپولوژی فیزیکی)
2. تحریف سیگنال های ناشی از انتقال همزمان دو یا چند کامپیوتر ( برخورد)
3. یک بلوک کوچک از داده ها که به طور مداوم از رایانه به رایانه در شبکه هایی با توپولوژی حلقه منتقل می شود ( نشانگر)
4. رایج ترین توپولوژی در شبکه های مدرن ( درخت)
5. یک مقاومت ویژه در انتهای کابل کواکسیال برای جلوگیری از انعکاس سیگنال قرار داده شده است. نابود کننده)
6. توپولوژی شبکه ای که در آن هر یک از دستگاه ها به دو دستگاه دیگر متصل است و از یکی داده ها را دریافت می کند و به دیگری انتقال می دهد. حلقه)

4. حالا هر یک از شما باید به طور مستقل روی سوالات آزمون کار کنید. "توپولوژی های شبکه و روش های دسترسی به رسانه انتقال داده"

(آزمون از قبل برای هر دانش آموز آماده شده است)

I. با انتخاب توپولوژی شبکه چه چیزی تعیین می شود؟ تمام پاسخ های مورد نظر خود را انتخاب کنید.

1. هزینه شبکه
2. قابلیت اطمینان شبکه
3. عملکرد شبکه
4. مقیاس پذیری شبکه
5. قابلیت مدیریت شبکه

II. نحوه تعامل کامپیوترها و ماهیت انتشار سیگنال در شبکه به شرح زیر است:

1. توپولوژی فیزیکی
2. توپولوژی منطقی
3. پروتکل شبکه

III. به توپولوژی های اساسی که شبکه ها بر روی آنها ساخته شده اند توجه کنید (سه پاسخ را انتخاب کنید).

1. درخت
2. ستاره
3. مش
4. ترکیبی
5. حلقه

IV. عیب اصلی توپولوژی اتوبوس چیست؟

1. هزینه بالای شبکه
2. قابلیت اطمینان شبکه پایین
3. مصرف کابل بالا

5. عیب اصلی توپولوژی حلقه چیست؟

1. هزینه بالای شبکه
2. قابلیت اطمینان شبکه پایین
3. مصرف کابل بالا
4. ایمنی کم نویز شبکه

Vi. مزیت اصلی توپولوژی ستاره چیست؟

1. هزینه شبکه کم
2. مصرف کابل کم
3. ایمنی خوب شبکه در برابر نویز
4. قابلیت اطمینان و مدیریت بالای شبکه

vii. عیب اصلی دسترسی چندگانه Carrier Sense با تشخیص برخورد (CSMA / CD) چیست؟

1. تعداد زیادی برخورد
2. تاخیرهای زمانی

هشتم. عیب اصلی دسترسی چندگانه Carrier Sense با جلوگیری از برخورد (CSMA / CA) چیست؟

1. هزینه بالای تجهیزات
2. تعداد زیادی برخورد
3. تاخیرهای زمانی

IX مزیت اصلی روش دسترسی رمز عبور چیست؟

1. بدون برخورد
2. سادگی اجرای فنی
3. نرخ انتقال بالا

X. رایج ترین توپولوژی در شبکه های امروزی چیست؟

1. درخت
2. ستاره
3. مش
4. حلقه

کلید آزمون

سوالات
پاسخ ها

5. در پایان درس تعمیم ما، باید کار عملی "برآورد هزینه ساخت شبکه" را تکمیل کنید. برای انجام این نوع کار، باید جفت شوید. در پایان کار عملی به چندین پروژه ارائه شده گوش داده و سودآورترین پروژه را از نظر اقتصادی مشخص خواهیم کرد.

(برای هر جفت دانش آموز، نقشه تکنولوژی برای انجام محاسبات پروژه تهیه می شود)

هدف کار: در این کار باید تخمین بزنید که هزینه های ساخت شبکه در هنگام استفاده از توپولوژی باس و ستاره چقدر می تواند باشد.

وظیفه

شما مدیر سیستم یک شرکت کوچک هستید که چندین اتاق مجاور در یک طبقه یک ساختمان را اشغال می کند. رایانه های موجود در دفتر این شرکت هنوز به طور مستقل کار می کنند، اما بیشتر و بیشتر نیاز به اتصال رایانه ها در یک شبکه برای به اشتراک گذاری داده ها و منابع وجود دارد.

رئیس شرکت وظیفه ای را برای شما تعیین کرد: تجزیه و تحلیل گزینه های احتمالی برای ترکیب رایانه ها در یک شبکه و برآورد هزینه های ایجاد این شبکه.

هنگام برنامه ریزی شبکه باید در نظر داشت که دفتر این شرکت هشت اتاق به ابعاد 4*4 متر را اشغال می کند. طرح دفتر در نمودار نشان داده شده است:

من. برآورد هزینه ایجاد شبکه با استفاده از توپولوژی باس

• کابل کواکسیال - 6 روبل در متر؛
• چین خوردگی کانکتور BNC - 12 روبل / قطعه؛
• ترمیناتور BNC با زمین - 18 روبل / قطعه؛
• ترمیناتور BNC بدون زمین - 15 روبل / قطعه؛
• کانکتور BNC T - معمولاً با یک آداپتور شبکه عرضه می شود.
• دستگاه چین دار برای کابل RG-58 - 400 روبل؛
• ابزاری برای جدا کردن کابل کواکسیال - 250 روبل.

جمع: ____________________________________________________

2. هزینه تجهیزات شبکه مورد استفاده برای اتصال کامپیوترها به توپولوژی گذرگاه را برآورد کنید (با فرض اینکه رایانه ها قبلاً به آداپتورهای شبکه ترکیبی 10Base-2 / 10Base-T مجهز شده اند).

در این صورت آیا برای اتصال کامپیوترها به شبکه به تجهیزات دیگری نیاز خواهید داشت؟

هزینه نهایی راه اندازی شبکه در دفتر شرکت چقدر خواهد بود؟ _________________________________________________________________

II. برآورد هزینه ساخت شبکه با استفاده از توپولوژی ستاره.

چه تعداد (تقریبا) کابل جفت پیچ خورده برای اتصال کامپیوترها به یک شبکه مورد نیاز است، اگر همه رایانه ها در دیواره های بیرونی قرار داشته باشند، می توان به راحتی سوراخ هایی را در پارتیشن های داخلی برای مسیریابی کابل ایجاد کرد و مرکز ستاره برنامه ریزی شده است. اتاق مدیر باشد؟ _________________________________________________________________________________

• کابل جفت پیچ خورده دسته 5e - 6 روبل در متر؛
• اتصال RJ-45 - 5 روبل / قطعه؛
• دستگاه چین دار برای کابل جفت پیچ خورده - 600 روبل.

جمع: ____________________________________________________________________________

3. هزینه تجهیزات شبکه مورد استفاده برای اتصال کامپیوترها در یک شبکه ستاره را برآورد کنید (با فرض اینکه رایانه ها قبلاً به آداپتورهای شبکه ترکیبی 10Base-2 / 10Base-T مجهز شده اند).

در این صورت آیا برای اتصال کامپیوترها به شبکه به تجهیزات دیگری نیاز خواهید داشت؟ _________________________________________________________________

• سوئیچ اترنت سریع 16x10 / 100Base-TX - 1500 روبل؛
• سوئیچ اترنت گیگابیتی 16x10 / 100 / 1000Base-T - 10000 روبل.

جمع: _____________________________________________________

هزینه نهایی راه اندازی شبکه در دفتر شرکت با استفاده از سوئیچ اترنت سریع چقدر خواهد بود؟ ________________________________________________________________

هزینه شبکه هنگام استفاده از سوئیچ اترنت گیگابیتی چقدر است؟ _________________________________________________

6. جمع بندی نتایج درس. انعکاس

بنابراین، بیش از یک هفته کار سخت عقب مانده است. بیایید ببینیم چگونه با این کار کنار آمدید.

(نظرات دانش آموزان و ارزیابی دانش آموزان)

و در آخر از شما می خواهم که درس ما را با خود رتبه بندی کنید.

با تشکر از همه شما برای فعالیت فعال شما.

توپولوژی حلقه- این یک توپولوژی است که در آن هر کامپیوتر فقط با دو خط ارتباطی دیگر متصل است: از یکی فقط اطلاعات را دریافت می کند و به دیگری فقط ارسال می کند. در هر خط ارتباطی، مانند یک ستاره، فقط یک فرستنده و یک گیرنده کار می کند. این امر نیاز به پایانه های خارجی را از بین می برد.
هر کامپیوتر سیگنال را دوباره ارسال می کند (از سر می گیرد) یعنی به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند، بنابراین تضعیف سیگنال در کل حلقه مهم نیست، فقط تضعیف بین کامپیوترهای همسایه در حلقه مهم است. هیچ مرکز مشخصی در این مورد وجود ندارد، همه رایانه ها می توانند یکسان باشند. با این حال، اغلب یک مشترک ویژه در حلقه اختصاص داده می شود که تبادل را مدیریت می کند یا تبادل را کنترل می کند. واضح است که وجود چنین مشترک کنترلی قابلیت اطمینان شبکه را کاهش می دهد، زیرا خرابی آن بلافاصله کل تبادل را فلج می کند.
اتصال مشترکین جدید به "حلقه" معمولاً کاملاً بدون درد است، اگرچه نیاز به خاموش شدن اجباری کل شبکه برای مدت زمان اتصال دارد. همانطور که در مورد توپولوژی "باس"، حداکثر تعداد مشترکین در حلقه می تواند بسیار زیاد باشد (1000 یا بیشتر). جفت پیچ خورده یا فیبر نوری به عنوان حامل در شبکه استفاده می شود. پیام ها در یک دایره در گردش هستند.
یک ایستگاه کاری تنها پس از دریافت حق انتقال (توکن) می تواند اطلاعات را به ایستگاه کاری دیگر منتقل کند، بنابراین برخوردها حذف می شوند. اطلاعات در اطراف حلقه از یک ایستگاه کاری به ایستگاه دیگر منتقل می شود، بنابراین، اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد، اگر اقدامات خاصی انجام نشود، کل شبکه از کار می افتد.
توپولوژی حلقه معمولاً مقاوم‌ترین در برابر تراکم است، عملیات قابل اعتمادی را با بیشترین جریان اطلاعات منتقل شده از طریق شبکه ارائه می‌کند، زیرا، به عنوان یک قاعده، هیچ درگیری وجود ندارد (برخلاف اتوبوس)، و همچنین هیچ مشترک مرکزی وجود ندارد. بر خلاف ستاره)...

توپولوژی (طرح، پیکربندی، ساختار) یک شبکه کامپیوتری معمولاً به عنوان موقعیت فیزیکی رایانه های موجود در شبکه نسبت به یکدیگر و نحوه اتصال آنها توسط خطوط ارتباطی درک می شود. توجه به این نکته ضروری است که مفهوم توپولوژی در درجه اول به شبکه های محلی اشاره دارد که در آن ساختار اتصالات به راحتی قابل ردیابی است. در شبکه های جهانی، ساختار ارتباطات معمولاً از دید کاربران پنهان است و اهمیت چندانی ندارد، زیرا هر جلسه ارتباطی را می توان به روش خاص خود ایجاد کرد.

توپولوژی الزامات تجهیزات، نوع کابل مورد استفاده، ممکن و راحت ترین روش های کنترل تبادل، قابلیت اطمینان عملیات و امکان گسترش شبکه را تعیین می کند. و اگرچه یک کاربر شبکه اغلب مجبور نیست توپولوژی را انتخاب کند، اما احتمالاً همه باید در مورد ویژگی های توپولوژی های اصلی، مزایا و معایب آنها بدانند.

سه توپولوژی شبکه اصلی وجود دارد:

لاستیک(گذرگاه)، که در آن تمام کامپیوترها به صورت موازی به یک خط ارتباطی متصل می شوند و اطلاعات هر کامپیوتر به طور همزمان به تمام کامپیوترهای دیگر منتقل می شود (شکل 6.1).

ستاره(ستاره)، که در آن کامپیوترهای جانبی باقیمانده به یک کامپیوتر مرکزی متصل هستند و هر یک از آنها از خط ارتباطی جداگانه خود استفاده می کنند (شکل 6.2).

حلقه(حلقه)، که در آن هر کامپیوتر همیشه اطلاعات را فقط به یک کامپیوتر منتقل می کند، کامپیوتر بعدی در زنجیره، و اطلاعات را فقط از کامپیوتر قبلی در زنجیره دریافت می کند، و این زنجیره در یک "حلقه" بسته می شود (شکل 6.3).

برنج. 6.1 - توپولوژی شبکه اتوبوس

برنج. 6.2 - توپولوژی شبکه ستاره

برنج. 6.3 - توپولوژی شبکه حلقه

در عمل، ترکیبی از توپولوژی های پایه اغلب استفاده می شود، اما اکثر شبکه ها بر روی این سه متمرکز هستند. اجازه دهید اکنون به طور خلاصه ویژگی های توپولوژی شبکه های فهرست شده را در نظر بگیریم.

توپولوژی لاستیک

توپولوژی "bus" (یا همانطور که به آن "گذرگاه مشترک" نیز گفته می شود) با ساختار خود هویت تجهیزات شبکه رایانه ها و همچنین برابری همه مشترکین را در نظر می گیرد. با چنین اتصالی، کامپیوترها فقط می توانند به نوبه خود ارسال کنند، زیرا تنها یک خط ارتباطی وجود دارد. در غیر این صورت، اطلاعات ارسال شده در نتیجه همپوشانی (تعارض، برخورد) تحریف می شود. بنابراین، اتوبوس حالت تبادل نیمه دوبلکس (در هر دو جهت، اما به نوبه خود، و نه به طور همزمان) را اجرا می کند. در توپولوژی اتوبوس، هیچ مشترک مرکزی وجود ندارد که از طریق آن تمام اطلاعات منتقل شود، که قابلیت اطمینان آن را افزایش می دهد (در نهایت، اگر هر مرکزی از کار بیفتد، کل سیستم کنترل شده توسط این مرکز از کار می افتد). افزودن مشترکین جدید به اتوبوس نسبتاً ساده است و معمولاً حتی زمانی که شبکه در حال اجرا است امکان پذیر است. در بیشتر موارد، استفاده از باس در مقایسه با توپولوژی های دیگر به حداقل کابل اتصال نیاز دارد. درست است، باید در نظر گرفت که دو کابل برای هر کامپیوتر مناسب است (به جز دو کابل شدید)، که همیشه راحت نیست.

از آنجایی که حل تضادهای احتمالی در این مورد بر روی تجهیزات شبکه هر یک از مشترکین قرار می گیرد، تجهیزات آداپتور شبکه در توپولوژی گذرگاه نسبت به توپولوژی های دیگر پیچیده تر است. با این حال، با توجه به استفاده گسترده از شبکه های با توپولوژی "باس" (اترنت، Arcnet)، هزینه تجهیزات شبکه خیلی زیاد نیست.

اتوبوس از خرابی رایانه های فردی نمی ترسد، زیرا همه رایانه های دیگر در شبکه می توانند به طور عادی به تبادل خود ادامه دهند. ممکن است به نظر برسد که اتوبوس از قطع کابل هم ترسی ندارد، زیرا در این صورت دو اتوبوس کاملاً کاربردی خواهیم داشت. با این حال، به دلیل ویژگی‌های انتشار سیگنال‌های الکتریکی در امتداد خطوط ارتباطی طولانی، لازم است دستگاه‌های تطبیق ویژه در انتهای گذرگاه - پایانه‌های نشان‌داده‌شده در شکل 1 در نظر گرفته شود. 6.1 به شکل مستطیل. بدون روشن شدن پایانه‌ها، سیگنال از انتهای خط منعکس می‌شود و تحریف می‌شود تا ارتباط از طریق شبکه غیرممکن شود. بنابراین اگر کابل پاره شود یا آسیب ببیند، خط ارتباطی مختل می شود و حتی تبادل بین آن دسته از رایانه هایی که به یکدیگر متصل هستند متوقف می شود. اتصال کوتاه در هر نقطه از کابل اتوبوس، کل شبکه را از بین می برد. محلی سازی هر گونه خرابی تجهیزات شبکه در گذرگاه بسیار دشوار است، زیرا همه آداپتورها به صورت موازی متصل هستند و درک اینکه کدام یک از کار افتاده است چندان آسان نیست.

برنج. 6.4 - اتصال بخش های شبکه اتوبوس با استفاده از یک تکرار کننده

هنگام عبور از خط ارتباطی یک شبکه با توپولوژی "باس"، سیگنال های اطلاعاتی ضعیف می شوند و به هیچ وجه بازیابی نمی شوند، که محدودیت های شدیدی را بر طول کل خطوط ارتباطی اعمال می کند، علاوه بر این، هر مشترک می تواند سیگنال های سطوح مختلف را دریافت کند. از شبکه، بسته به فاصله تا مشترک فرستنده. این الزامات اضافی را بر گره های دریافت کننده تجهیزات شبکه تحمیل می کند. برای افزایش طول یک شبکه با توپولوژی باس، اغلب از چندین بخش (که هر کدام یک گذرگاه است) استفاده می شود که با استفاده از بازگرداننده های سیگنال خاص - تکرار کننده ها به هم متصل می شوند. , یا تکرار کننده ها (شکل 6.4 اتصال دو بخش را نشان می دهد). با این حال، چنین افزایشی در طول شبکه نمی تواند به طور نامحدود ادامه یابد، زیرا محدودیت هایی نیز در ارتباط با سرعت محدود انتشار سیگنال ها بر روی خطوط ارتباطی وجود دارد.

توپولوژی "ستاره"

"ستاره" توپولوژی با یک مرکز اختصاصی صریح است که همه مشترکین دیگر به آن متصل هستند. تمام تبادل اطلاعات منحصراً از طریق رایانه مرکزی انجام می شود، که بنابراین بار بسیار سنگینی را تحمل می کند، بنابراین نمی توان آن را در چیزی غیر از شبکه درگیر کرد. واضح است که تجهیزات شبکه مشترک مرکزی باید به طور قابل توجهی پیچیده تر از تجهیزات مشترکین جانبی باشد. در این صورت نیازی به صحبت از برابری مشترکین نیست. به عنوان یک قاعده، این رایانه مرکزی است که قدرتمندترین است و تمام وظایف مدیریت مبادله بر روی آن است. در اصل، هیچ درگیری در یک شبکه با توپولوژی ستاره امکان پذیر نیست، زیرا مدیریت کاملا متمرکز است، چیزی برای تضاد وجود ندارد.

اگر از پایداری ستاره در برابر خرابی رایانه صحبت کنیم، خرابی یک رایانه جانبی به هیچ وجه بر عملکرد بقیه شبکه تأثیر نمی گذارد، اما هر گونه خرابی رایانه مرکزی باعث می شود شبکه کاملاً غیرفعال شود. بنابراین، باید اقدامات ویژه ای برای بهبود قابلیت اطمینان رایانه مرکزی و تجهیزات شبکه آن انجام شود. قطع شدن هر کابل یا اتصال کوتاه در آن در توپولوژی ستاره، ارتباط تنها با یک کامپیوتر را مختل می کند و همه کامپیوترهای دیگر می توانند به طور عادی به کار خود ادامه دهند.

بر خلاف اتوبوس، در یک ستاره در هر خط ارتباطی تنها دو مشترک وجود دارد: یکی مرکزی و یکی از آنهایی که محیطی هستند. اغلب برای اتصال آنها از دو خط ارتباطی استفاده می شود که هر کدام اطلاعات را تنها در یک جهت منتقل می کنند. بنابراین، تنها یک گیرنده و یک فرستنده در هر لینک وجود دارد. همه اینها تجهیزات شبکه را در مقایسه با باس بسیار ساده می کند و نیاز به پایانه های خارجی اضافی را از بین می برد. مشکل تضعیف سیگنال در خط ارتباطی نیز در "ستاره" راحتتر از "اتوبوس" حل می شود، زیرا هر گیرنده همیشه سیگنالی در همان سطح دریافت می کند.

یک نقطه ضعف جدی توپولوژی ستاره محدودیت شدید تعداد مشترکین است. به طور معمول، یک مشترک مرکزی نمی تواند بیش از 8-16 مشترک جانبی را سرویس دهد. اگر در این حدود، اتصال مشترکین جدید بسیار ساده باشد، اگر از آنها فراتر رود، به سادگی غیرممکن است. درست است، گاهی اوقات ستاره امکان افزایش را فراهم می کند، یعنی به جای یکی از مشترکین محیطی، یک مشترک مرکزی دیگر را متصل می کند (در نتیجه توپولوژی چندین ستاره به هم پیوسته به دست می آید).

ستاره نشان داده شده در شکل 6.2 ستاره فعال یا واقعی نامیده می شود. همچنین یک توپولوژی به نام ستاره غیرفعال وجود دارد که فقط شبیه یک ستاره است (شکل 6.5). در حال حاضر بسیار رایج تر از یک ستاره فعال است. کافی است بگوییم که در محبوب ترین شبکه اترنت امروزی استفاده می شود.

برنج. 6.5 - توپولوژی ستاره غیرفعال

در مرکز شبکه ای با این توپولوژی، کامپیوتری قرار نمی گیرد، بلکه یک هاب یا هاب است که همان عملکرد تکرار کننده را انجام می دهد. سیگنال های دریافتی را بازیابی می کند و آنها را به خطوط ارتباطی دیگر ارسال می کند. اگرچه طرح کابل‌کشی شبیه به یک ستاره واقعی یا فعال است، اما در واقع ما با توپولوژی گذرگاه سر و کار داریم، زیرا اطلاعات هر رایانه به طور همزمان به همه رایانه‌های دیگر منتقل می‌شود و هیچ سایت مرکزی وجود ندارد. به طور طبیعی، یک ستاره غیرفعال گرانتر از یک اتوبوس معمولی است، زیرا در این مورد یک هاب نیز مورد نیاز است. با این حال، تعدادی از ویژگی های اضافی مرتبط با مزایای یک ستاره را فراهم می کند. به همین دلیل است که در سال‌های اخیر ستاره غیرفعال به طور فزاینده‌ای جایگزین اتوبوس واقعی می‌شود، که یک توپولوژی بی‌امید در نظر گرفته می‌شود.

همچنین می توان یک نوع توپولوژی متوسط ​​را بین یک ستاره فعال و یک ستاره غیرفعال تشخیص داد. در این حالت، متمرکز کننده نه تنها سیگنال های رسیده به آن را مجددا ارسال می کند، بلکه تبادل را نیز کنترل می کند، اما خود در تبادل شرکت نمی کند.

مزیت بزرگ ستاره (اعم از فعال و غیرفعال) این است که تمام نقاط اتصال در یک مکان جمع آوری می شوند. این امر نظارت بر عملکرد شبکه را آسان می کند، خطاهای شبکه را با قطع اتصال برخی مشترکین از مرکز به سادگی بومی سازی می کند (که برای مثال در مورد اتوبوس غیرممکن است) و همچنین دسترسی افراد غیر مجاز به نقاط اتصال حیاتی را محدود می کند. برای شبکه در مورد ستاره، هر مشترک جانبی را می توان با یک کابل (که از طریق آن در هر دو جهت انتقال وجود دارد) یا دو کابل (هر کدام در یک جهت انتقال می دهند) نزدیک شد و حالت دوم رایج تر است.

یک عیب رایج برای همه توپولوژی های ستاره این است که مصرف کابل به طور قابل توجهی بیشتر از توپولوژی های دیگر است. به عنوان مثال، اگر رایانه ها در یک خط قرار داشته باشند (مانند شکل 6.1)، انتخاب توپولوژی ستاره چندین برابر بیشتر از یک توپولوژی اتوبوس نیاز دارد. این می تواند به طور قابل توجهی بر هزینه کل شبکه به عنوان یک کل تأثیر بگذارد.

توپولوژی "حلقه"

"حلقه" توپولوژی است که در آن هر کامپیوتر فقط با دو خط ارتباطی دیگر متصل است: از یکی فقط اطلاعات را دریافت می کند و به دیگری فقط ارسال می کند. در هر خط ارتباطی، مانند یک ستاره، فقط یک فرستنده و یک گیرنده کار می کند. این امر نیاز به پایانه های خارجی را از بین می برد. یکی از ویژگی های مهم حلقه این است که هر کامپیوتر سیگنالی را که به آن می آید را مجددا ارسال می کند (بازیابی می کند) یعنی به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند، بنابراین تضعیف سیگنال در کل حلقه مهم نیست، فقط تضعیف بین کامپیوترهای همسایه در حلقه مهم است. مهم است. هیچ مرکز مشخصی در این مورد وجود ندارد، همه رایانه ها می توانند یکسان باشند. با این حال، اغلب یک مشترک ویژه در حلقه اختصاص داده می شود که تبادل را مدیریت می کند یا تبادل را کنترل می کند. واضح است که وجود چنین مشترک کنترلی قابلیت اطمینان شبکه را کاهش می دهد، زیرا شکست آن بلافاصله کل تبادل را فلج می کند.

به بیان دقیق، رایانه های موجود در یک حلقه از نظر حقوق کاملاً برابر نیستند (برخلاف، برای مثال، توپولوژی اتوبوس). برخی از آنها لزوماً اطلاعاتی را از رایانه ای که در حال حاضر زودتر ارسال می کند دریافت می کنند، در حالی که برخی دیگر - دیرتر. بر روی این ویژگی توپولوژی است که روش های کنترل تبادل از طریق شبکه، به ویژه برای "حلقه" طراحی شده است. در این روش ها، حق انتقال بعدی (یا به قول خودشان گرفتن شبکه) به صورت متوالی به رایانه بعدی در دایره منتقل می شود.

اتصال مشترکین جدید به "حلقه" معمولاً کاملاً بدون درد است، اگرچه نیاز به خاموش شدن اجباری کل شبکه برای مدت زمان اتصال دارد. همانطور که در مورد توپولوژی اتوبوس، حداکثر تعداد مشترکین در یک حلقه می تواند بسیار زیاد باشد (تا هزار یا بیشتر). توپولوژی حلقه معمولاً مقاوم ترین در برابر تراکم است ، عملکرد قابل اعتماد را با بیشترین جریان اطلاعات منتقل شده از طریق شبکه تضمین می کند ، زیرا به طور معمول هیچ درگیری در آن وجود ندارد (برخلاف اتوبوس) و همچنین مرکزی وجود ندارد. مشترک (بر خلاف یک ستاره) ...

از آنجایی که سیگنال موجود در حلقه از تمام رایانه های موجود در شبکه عبور می کند، خرابی حداقل یکی از آنها (یا تجهیزات شبکه آن) باعث اختلال در عملکرد کل شبکه می شود. به همین ترتیب، هر گونه اتصال باز یا کوتاه در هر یک از کابل های موجود در حلقه، کل شبکه را غیرممکن می کند. رینگ در برابر آسیب کابل بیشترین آسیب را دارد، بنابراین، در این توپولوژی، معمولاً برای تخمگذار دو (یا چند) خط ارتباطی موازی، که یکی از آنها ذخیره است، ارائه می شود.

در عین حال، مزیت اصلی حلقه این است که ارسال مجدد سیگنال ها توسط هر مشترک می تواند اندازه کل شبکه را به طور قابل توجهی افزایش دهد (گاهی تا چند ده کیلومتر). حلقه از این نظر به طور قابل توجهی برتر از هر توپولوژی دیگر است.

عیب حلقه (در مقایسه با ستاره) این است که باید دو کابل به هر کامپیوتر موجود در شبکه متصل شود.

گاهی اوقات یک توپولوژی حلقه بر اساس دو خط ارتباطی دایره ای انجام می شود که اطلاعات را در جهت مخالف حمل می کند. هدف از چنین راه حلی افزایش (در حالت ایده آل، دو برابر) سرعت انتقال اطلاعات است. علاوه بر این، اگر یکی از کابل ها آسیب ببیند، شبکه می تواند با کابل دیگری کار کند (البته حداکثر سرعت کاهش می یابد).

توپولوژی های دیگر

علاوه بر سه توپولوژی پایه و پایه در نظر گرفته شده، توپولوژی شبکه "درخت" اغلب استفاده می شود که می توان آن را ترکیبی از چندین ستاره در نظر گرفت. همانطور که در مورد یک ستاره، یک درخت می تواند فعال یا درست (شکل 6.6) و غیرفعال (شکل 6.7) باشد. با یک درخت فعال، کامپیوترهای مرکزی در مراکز ترکیب چندین خط ارتباطی و با یک درخت غیرفعال، هاب ها (هاب) قرار دارند.

برنج. 6.6 - توپولوژی درختی فعال

برنج. 6.7 - توپولوژی درخت منفعل. K - متمرکز کننده ها

توپولوژی های ترکیبی نیز اغلب مورد استفاده قرار می گیرند، که در میان آنها گسترده ترین آنها ستاره باس (شکل 6.8) و حلقه ستاره (شکل 6.9) هستند.

برنج. 6.8 - نمونه ای از توپولوژی ستاره-باس

توپولوژی ستاره-باس از ترکیب یک اتوبوس و یک ستاره غیرفعال استفاده می کند. در این حالت، هم کامپیوترهای منفرد و هم کل بخش های اتوبوس به هاب متصل می شوند، یعنی در واقع توپولوژی فیزیکی "گذرگاه" شامل تمام رایانه های موجود در شبکه پیاده سازی می شود. در این توپولوژی می توان از چندین هاب نیز استفاده کرد که به یکدیگر متصل شده و به اصطلاح گذرگاه ستون فقرات را تشکیل می دهند. در این حالت، کامپیوترها یا بخش های اتوبوس جداگانه به هر یک از هاب ها متصل می شوند. بنابراین، کاربر می تواند به طور انعطاف پذیری مزایای توپولوژی های اتوبوس و ستاره را ترکیب کند و همچنین به راحتی تعداد رایانه های متصل به شبکه را تغییر دهد.

برنج. 6.9 - نمونه ای از توپولوژی حلقه ستاره

در مورد توپولوژی حلقه ستاره، نه خود کامپیوترها در یک حلقه متحد می شوند، بلکه هاب های خاصی (در شکل 6.9 به شکل مستطیل نشان داده شده است)، که کامپیوترها با استفاده از خطوط ارتباطی دوگانه ستاره شکل به آنها متصل می شوند. در واقع تمام کامپیوترهای موجود در شبکه روشن هستند. vیک حلقه بسته، زیرا تمام خطوط ارتباطی درون هاب ها یک حلقه بسته را تشکیل می دهند (همانطور که در شکل 6.9 نشان داده شده است). این توپولوژی به شما امکان می دهد مزایای توپولوژی ستاره و حلقه را با هم ترکیب کنید. به عنوان مثال، هاب ها به شما این امکان را می دهند که تمام نقاط اتصال کابل ها را در یک شبکه در یک مکان جمع آوری کنید.

معرفی

1. مفهوم توپولوژی شبکه

2. توپولوژی های اصلی شبکه

2.3 توپولوژی شبکه حلقه پایه

3. سایر توپولوژی های شبکه ممکن

3.1 توپولوژی شبکه درختی

3.2 توپولوژی های شبکه ترکیبی

3.3 توپولوژی شبکه "شبکه".

4. ابهام مفهوم توپولوژی

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

معرفی

امروزه تصور فعالیت های انسانی بدون استفاده از شبکه های کامپیوتری غیرممکن است.

شبکه کامپیوتری - یک سیستم پردازش اطلاعات توزیع شده است که شامل حداقل دو رایانه است که با استفاده از وسایل ارتباطی خاص با یکدیگر تعامل دارند.

بسته به دور بودن رایانه ها و مقیاس، شبکه ها به طور معمول به محلی و جهانی تقسیم می شوند.

شبکه های محلی شبکه هایی هستند که قبل از رسیدن به ارائه دهندگان خدمات دارای زیرساخت بسته هستند. اصطلاح "LAN" می تواند هم یک شبکه اداری کوچک و هم یک شبکه بزرگ در سطح کارخانه را توصیف کند که چندین صد هکتار را پوشش می دهد. شبکه های محلی معمولاً در یک سازمان مستقر می شوند، بنابراین به آنها شبکه های شرکتی نیز می گویند.

گاهی اوقات یک شبکه کلاس متوسط ​​متمایز می شود - یک شبکه شهری یا منطقه ای، به عنوان مثال. شبکه در یک شهر، منطقه و غیره

شبکه جهانی مناطق جغرافیایی بزرگی را شامل می شود که هم شبکه های محلی و هم سایر شبکه ها و دستگاه های مخابراتی را شامل می شود. شبکه های جهانی عملاً همان قابلیت های شبکه های محلی را دارند. اما آنها دامنه خود را گسترش می دهند. مزایای استفاده از شبکه های جهانی در درجه اول به دلیل سرعت کار محدود می شود: شبکه های جهانی با سرعت کمتری نسبت به شبکه های محلی کار می کنند.

از شبکه های کامپیوتری فوق، اجازه دهید برای درک بهتر معماری شبکه ها، راه های انتقال داده ها، توجه خود را به شبکه های محلی معطوف کنیم. و برای این شما باید مفهومی مانند توپولوژی شبکه را بدانید.

1. مفهوم توپولوژی شبکه

توپولوژی پیکربندی فیزیکی یک شبکه همراه با ویژگی های منطقی آن است. توپولوژی یک اصطلاح استاندارد است که برای توصیف طرح اولیه یک شبکه استفاده می شود. با درک نحوه استفاده از توپولوژی های مختلف، می توانید تعیین کنید که انواع مختلف شبکه ها چه قابلیت هایی دارند.

دو نوع اصلی توپولوژی وجود دارد:

فیزیکی

منطقی

توپولوژی منطقی قوانین تعامل ایستگاه های شبکه را در حین انتقال داده توصیف می کند.

توپولوژی فیزیکی نحوه اتصال رسانه های ذخیره سازی را تعیین می کند.

اصطلاح "توپولوژی شبکه" موقعیت فیزیکی کامپیوترها، کابل ها و سایر اجزای یک شبکه را توصیف می کند. توپولوژی شبکه ویژگی های آن را تعیین می کند.

انتخاب یک توپولوژی خاص بر:

ترکیب تجهیزات شبکه مورد نیاز

ویژگی های تجهیزات شبکه

گزینه های گسترش شبکه

روش مدیریت شبکه

پیکربندی شبکه می تواند غیرمتمرکز باشد (زمانی که کابل در اطراف هر ایستگاه در شبکه اجرا می شود)، یا متمرکز (زمانی که هر ایستگاه به طور فیزیکی به دستگاه مرکزی متصل است که فریم ها و بسته ها را بین ایستگاه ها توزیع می کند). نمونه ای از پیکربندی متمرکز، ستاره ای با ایستگاه های کاری در انتهای پرتوهای آن است. پیکربندی غیرمتمرکز مانند زنجیره ای از کوهنوردان است که در آن هرکس موقعیت خاص خود را در بسته دارد و همه توسط یک طناب به یکدیگر متصل می شوند. ویژگی های منطقی توپولوژی شبکه مسیری را که یک بسته در طول شبکه طی می کند تعیین می کند.

هنگام انتخاب توپولوژی، باید در نظر داشت که عملکرد شبکه قابل اعتماد و کارآمد، مدیریت راحت جریان داده های شبکه را فراهم می کند. همچنین مطلوب است که شبکه به قیمت ایجاد و نگهداری ارزان باشد، اما در عین حال فرصت هایی برای گسترش بیشتر آن و ترجیحاً برای انتقال به فناوری های ارتباطی با سرعت بالاتر وجود دارد. این کار آسانی نیست! برای حل آن، باید بدانید که توپولوژی های شبکه چیست.

2. توپولوژی های اصلی شبکه

سه توپولوژی اساسی وجود دارد که اکثر شبکه ها بر اساس آنها ساخته می شوند.

ستاره

حلقه

هنگامی که کامپیوترها در طول یک کابل به هم متصل می شوند، توپولوژی "گذر" نامیده می شود. هنگامی که رایانه ها به بخش های کابلی که از یک نقطه یا هاب منشا می گیرند متصل می شوند، توپولوژی توپولوژی ستاره نامیده می شود. اگر کابلی که کامپیوترها به آن متصل هستند به صورت حلقه بسته باشد، این توپولوژی حلقه نامیده می شود.

اگرچه توپولوژی های اصلی خود پیچیده نیستند، در واقعیت اغلب ترکیبات کاملاً پیچیده ای وجود دارد که ویژگی های چندین توپولوژی را ترکیب می کند.

2.1 توپولوژی شبکه اتوبوس

در این توپولوژی همه کامپیوترها با یک کابل به یکدیگر متصل می شوند (شکل 1).

شکل 1 - طرح توپولوژی شبکه از نوع "باس".

در توپولوژی گذرگاه، کامپیوترها داده‌ها را با انتقال آن‌ها از طریق کابل به شکل سیگنال‌های الکتریکی - آدرس‌های MAC سخت‌افزاری، به یک کامپیوتر خاص نشان می‌دهند. برای درک فرآیند ارتباط بین کامپیوترها در اتوبوس، باید مفاهیم زیر را درک کنید:

انتقال سیگنال

بازتاب سیگنال

نابود کننده

1. انتقال سیگنال

داده ها به شکل سیگنال های الکتریکی به تمام رایانه های موجود در شبکه منتقل می شود. با این حال، اطلاعات فقط توسط کسی دریافت می شود که آدرس او با آدرس گیرنده رمزگذاری شده در این سیگنال ها مطابقت دارد. علاوه بر این، در یک زمان، فقط یک کامپیوتر می تواند انتقال دهد. از آنجایی که داده ها تنها توسط یک کامپیوتر به شبکه منتقل می شوند، عملکرد آن به تعداد کامپیوترهای متصل به گذرگاه بستگی دارد. هر چه بیشتر باشد، یعنی. هر چه کامپیوترهای بیشتری منتظر انتقال داده باشند، سرعت شبکه کندتر می شود. با این حال، نمی توان یک رابطه مستقیم بین پهنای باند شبکه و تعداد رایانه های موجود در آن استنباط کرد. زیرا علاوه بر تعداد کامپیوترها، عوامل زیادی بر عملکرد شبکه تاثیر می‌گذارند، از جمله:

مشخصات سخت افزاری کامپیوترهای موجود در شبکه

فرکانس انتقال داده توسط کامپیوترها

نوع برنامه های کاربردی شبکه در حال اجرا

نوع کابل شبکه

فاصله بین کامپیوترهای موجود در شبکه

اتوبوس یک توپولوژی غیرفعال است. این بدان معنی است که رایانه ها فقط به داده های ارسال شده از طریق شبکه گوش می دهند، اما آنها را از فرستنده به گیرنده منتقل نمی کنند. بنابراین، اگر یکی از کامپیوترها از کار بیفتد، تاثیری بر کار بقیه نخواهد داشت. در توپولوژی‌های فعال، رایانه‌ها سیگنال‌ها را بازسازی کرده و آنها را از طریق شبکه ارسال می‌کنند.

2. بازتاب سیگنال

داده ها یا سیگنال های الکتریکی در سراسر شبکه از یک سر کابل به سر دیگر منتقل می شوند. اگر اقدام خاصی انجام نشود، سیگنال با رسیدن به انتهای کابل منعکس می شود و از انتقال رایانه های دیگر جلوگیری می کند. بنابراین، پس از رسیدن داده ها به مقصد، سیگنال های الکتریکی باید خاموش شوند.

3. ترمیناتور

برای جلوگیری از انعکاس سیگنال های الکتریکی، دوشاخه ها (ترمیناتور، ترمیناتور) در هر انتهای کابل برای جذب این سیگنال ها تعبیه شده است (شکل 2). تمام انتهای کابل شبکه باید به چیزی مانند کامپیوتر یا کانکتور بشکه ای وصل شود تا طول کابل افزایش یابد. برای جلوگیری از انعکاس سیگنال های الکتریکی، هر انتهای آزاد - غیر متصل - کابل باید قطع شود.

شکل 2 - نصب ترمیناتور

نقض یکپارچگی شبکه در صورتی رخ می دهد که کابل شبکه در هنگام شکسته شدن فیزیکی یا قطع شدن یکی از انتهای آن قطع شود. همچنین ممکن است در یک یا چند انتهای کابل هیچ پایانه‌ای وجود نداشته باشد که منجر به انعکاس سیگنال‌های الکتریکی در کابل و خاتمه عملکرد شبکه می‌شود. شبکه "قطع می شود". به خودی خود، رایانه های موجود در شبکه کاملاً کار می کنند، اما تا زمانی که بخش خراب باشد، نمی توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

این توپولوژی شبکه دارای مزایا و معایبی است. مزایا عبارتند از:

زمان کوتاه راه اندازی شبکه

هزینه کم (کابل و دستگاه های شبکه کمتر مورد نیاز است)

سهولت سفارشی سازی

خرابی یک ایستگاه کاری بر عملکرد شبکه تأثیر نمی گذارد

معایب این توپولوژی به شرح زیر است.

گسترش چنین شبکه هایی دشوار است (برای افزایش تعداد رایانه های موجود در شبکه و تعداد بخش ها - تک تک قطعات کابلی که آنها را به هم متصل می کند).

از آنجایی که گذرگاه مشترک است، تنها یکی از رایانه ها می تواند در هر زمان ارسال کند.

«گذرگاه» یک توپولوژی غیرفعال است - رایانه‌ها فقط به کابل «گوش می‌کنند» و نمی‌توانند سیگنال‌های محو شده در طول انتقال از طریق شبکه را بازیابی کنند.

قابلیت اطمینان یک شبکه توپولوژی باس کم است. هنگامی که یک سیگنال الکتریکی به انتهای کابل می رسد، (مگر اینکه اقدامات خاصی انجام شود) منعکس می شود و عملکرد کل بخش شبکه را مختل می کند.

مشکلات ذاتی در توپولوژی اتوبوس منجر به این واقعیت شده است که این شبکه ها که ده سال پیش بسیار محبوب بودند، اکنون عملاً مورد استفاده قرار نمی گیرند.

توپولوژی شبکه باس به عنوان توپولوژی اترنت منطقی 10 مگابیت بر ثانیه شناخته می شود.

2.2 توپولوژی شبکه ستاره پایه

در توپولوژی ستاره ای، تمام کامپیوترها با استفاده از قطعات کابل به یک جزء مرکزی به نام هاب متصل می شوند (شکل 3).

سیگنال های کامپیوتر فرستنده از طریق هاب به دیگران می رسد.

این توپولوژی در آغاز محاسبات، زمانی که کامپیوترها به یک کامپیوتر اصلی مرکزی متصل شدند، پدید آمد.