۷ نوع توپولوژی شبکه (به علاوه تعاریف و ویژگی های کلیدی)

یک مدیر شبکه مسئول حفظ و بهبود عملکرد شبکه کامپیوتری یک سازمان است. آنها طرح یا توپولوژی هر شبکه را توسعه، پیاده سازی و مدیریت می کنند تا عملکرد آن را افزایش دهند. اگر به عنوان مدیر شبکه کار می کنید یا در این زمینه شغلی را دنبال می کنید، ممکن است علاقه مند به یادگیری انواع توپولوژی شبکه باشید.

در این مقاله از ایوسی، ما توضیح می دهیم که توپولوژی شبکه چیست، هفت نوع پیکربندی را فهرست می کنیم و ویژگی های کلیدی توپولوژی شبکه را مورد بحث قرار می دهیم تا به شما در انتخاب راه اندازی مناسب برای شرایط مختلف کمک کند.

مطالب مرتبط: هر آنچه باید درباره شبکه های کامپیوتری بدانید

توپولوژی شبکه چیست؟

توپولوژی شبکه به نحوه اتصال کامپیوترها، دستگاه ها یا گره های مختلف به یکدیگر در یک شبکه ارتباطی اشاره دارد. ترتیب فیزیکی آنها را توصیف می کند و جریان منطقی اطلاعات را در سراسر شبکه توضیح می دهد. یک توپولوژی شبکه کامپیوتری می تواند از یک توپولوژی فیزیکی و چندین توپولوژی منطقی تشکیل شود.

یک توپولوژی فیزیکی توضیح می دهد که چگونه کامپیوترها، دستگاه ها یا گره ها با یکدیگر در یک شبکه بر اساس موقعیت مکانی خود متصل می شوند. این شامل ارزیابی طرح فیزیکی کابل های شبکه و ایستگاه های کاری است. برعکس، یک توپولوژی منطقی توضیح می دهد که چگونه داده ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر بر اساس پروتکل های شبکه جریان می یابد. نحوه برقراری ارتباط داخلی دستگاه ها با یکدیگر را ارزیابی می کند. بنابراین، توپولوژی شبکه شکل مجازی، طرح و ساختار یک شبکه را از نظر فیزیکی و منطقی تعریف می کند.

مطالب مرتبط: توضیح ۱۱ نوع شبکه های کامپیوتری: LAN، VPN و موارد دیگر

۷ نوع توپولوژی شبکه

هفت نوع توپولوژی شبکه اصلی وجود دارد. اینکه کدام یک را برای استفاده انتخاب می کنید ممکن است به اندازه و نیازهای خاص سازمان بستگی داشته باشد. در اینجا یک مرور کلی از هر یک از این هفت نوع توپولوژی شبکه برای کمک به شما برای شروع آورده شده است:

۱. توپولوژی شبکه نقطه به نقطه

توپولوژی شبکه نقطه به نقطه ساده ترین روش است. این نوع توپولوژی شبکه شامل اتصال دو گره یا دستگاه با استفاده از یک پیوند مشترک است. این دو دستگاه می توانند دو کامپیوتر، سرور، روتر یا سوئیچ باشند که با یک کابل به یکدیگر متصل شده اند. توپولوژی شبکه نقطه به نقطه در شبکه های کامپیوتری، معماری کامپیوتر و سیستم های مخابراتی رایج است. برخی از مزایای استفاده از توپولوژی شبکه نقطه به نقطه عبارتند از:

• پهنای باند و سرعت بالا

• زمان تاخیر کم

• نگهداری آسان

مطالب مرتبط: شبکه همتا به همتا (P2P) چیست؟

۲. توپولوژی شبکه اتوبوس (BUS)

توپولوژی شبکه گذرگاهی یک روش اساسی است که بسیاری از مدیران شبکه از آن برای اتصال همه دستگاه ها یا گره ها به یک کابل اصلی با خطوط دراپ و ضربه های مختلف استفاده می کنند. خطوط دراپ کابل هایی هستند که به کابل اصلی متصل می شوند که به عنوان گذرگاه نیز شناخته می شود، در حالی که شیرها اتصال دهنده های جداگانه هستند. این یک کانال برای ارتباط در سراسر شبکه ایجاد می کند. هنگامی که شخصی از رایانه خود برای ارسال پیام از طریق این نوع شبکه استفاده می کند، همه رایانه های متصل از این عمل آگاه هستند.

با این حال، فقط گیرنده پیام می تواند آن را با تأیید آدرس آن که به قاب داده ضمیمه شده است، بپذیرد. بقیه کامپیوترهای موجود در توپولوژی شبکه اتوبوس به طور خودکار پیام را رد می کنند. هنگامی که پیام به مقصد می رسد، یک پایان دهنده این داده ها را از خط ارتباطی حذف می کند تا از اختلال در جریان داده و جهش سیگنال جلوگیری کند. این راه‌اندازی اغلب گزینه‌ای عالی برای شبکه‌های کوچک است زیرا هر رایانه در شبکه به طور مستقل کار می‌کند و در عین حال به قابلیت‌های کامل شبکه دسترسی دارد. استفاده از توپولوژی شبکه اتوبوس مزایای زیر را ارائه می دهد:

• نصب و اجرای آسان

• حداقل کابل کشی

• کارایی هزینه

۳. توپولوژی شبکه حلقه

توپولوژی شبکه حلقه شامل دو پیوند نقطه به نقطه اولیه است که یک دستگاه را به دو دستگاه دیگر واقع در هر طرف آن متصل می کند. این حلقه‌ای از دستگاه‌ها را ایجاد می‌کند که داده‌ها می‌توانند از آن‌ها عبور کنند تا زمانی که به دستگاه مورد نظر خود برسند. در این پیکربندی، نحوه انتقال پیام ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر دایره ای و یک طرفه است. هر دستگاه یا رایانه موجود در حلقه برای مدت زمان مشخصی به پیام دسترسی دارد تا به انتقال کمک کند. هنگامی که پیام به مقصد می رسد، گیرنده داده ها را حذف می کند. برخی از مزایای استفاده از توپولوژی شبکه حلقه عبارتند از:

• نصب آسان

• حداقل کابل کشی مورد نیاز

• کاهش برخورد داده ها

مطالب مرتبط: TCP در مقابل UDP: تعاریف و تفاوت ها

۴. توپولوژی شبکه ستاره

توپولوژی شبکه ستاره رایج ترین پیکربندی است. در این طرح، هر دستگاه یا گره به یک هاب شبکه مرکزی متصل می شود. دستگاه ها از این هاب مرکزی برای ارتباط غیر مستقیم با یکدیگر استفاده می کنند. اگر دستگاهی بخواهد پیامی ارسال یا دریافت کند، ابتدا باید با هاب تماس بگیرد تا به عنوان میان افزار بین دستگاه ها عمل کند. هنگامی که هاب متوجه شد که دستگاه می خواهد چه نوع پیامی را ارسال کند، آن را از طریق پخش یا unicast به گیرنده های تعیین شده ارسال می کند.

برای ایجاد توپولوژی شبکه ستاره ای، مدیران شبکه هر دستگاه را با استفاده از یک پورت ورودی-خروجی و یک کابل به هاب متصل می کنند. دلیل اصلی محبوبیت توپولوژی شبکه ستاره ای این است که با جلوگیری از عبور داده ها از هر دستگاه، امنیت شبکه را بهبود می بخشد. برخی از مزایای دیگر استفاده از توپولوژی شبکه ستاره عبارتند از:

• کنترل متمرکز

• مقیاس پذیری و پیکربندی مجدد آسان

• کارایی هزینه

۵. توپولوژی شبکه مش

توپولوژی شبکه مش شامل ایجاد یک پیوند نقطه به نقطه اختصاصی بین هر دستگاه در یک شبکه است. این اجازه می دهد تا داده ها به طور مستقیم بین دو دستگاه بدون جریان از طریق دستگاه های دیگر در همان شبکه منتقل شوند. دو نوع اصلی توپولوژی شبکه مش وجود دارد. اولی یک توپولوژی شبکه کامل مش است. در این پیکربندی، هر گره به هر گره دیگری در شبکه متصل می شود.

دومی یک توپولوژی شبکه مش جزئی است. در این طرح، برخی از گره ها ممکن است به هر گره در شبکه متصل نباشند. پیوندهای بین گره ها در هر دو نوع توپولوژی شبکه مش معمولاً پیوندهای ساده هستند، به این معنی که داده ها فقط در یک جهت حرکت می کنند. با این حال، برخی از مدیران شبکه ممکن است دو پیوند سیمپلکس را با پیوندهای دوطرفه جایگزین کنند تا به داده ها اجازه دهند بین دو گره در هر دو جهت به طور همزمان جریان پیدا کنند. برخی از مزایای استفاده از توپولوژی شبکه مش عبارتند از:

• ارتباط سریع

• حریم خصوصی بیشتر و امنیت بهتر

• کاهش تراکم کانال ها

۶. توپولوژی شبکه درختی

توپولوژی شبکه درختی، شبکه های ستاره ای را با یکپارچه سازی شبکه های اتوبوس برای ایجاد یک سلسله مراتب والد-فرزند به هم متصل می کند. در این پیکربندی، هر گره به طور مستقیم یا غیرمستقیم به کابل گذرگاه اولیه متصل است. به منظور انجام این کار، مدیران شبکه شبکه را به بخش‌هایی تقسیم می‌کنند که نگهداری آن‌ها را آسان‌تر می‌کند. هر بخش از یک هاب اولیه تشکیل شده است که تمام هاب های فرعی را به هم متصل می کند. برخی از مزایای استفاده از توپولوژی شبکه درختی عبارتند از:

• پوشش شبکه راه دور گسترده

• از دست دادن اطلاعات محدود

• افزایش تعداد گره های مستقیم و غیر مستقیم

۷. توپولوژی شبکه ترکیبی

توپولوژی شبکه ترکیبی حداقل دو توپولوژی شبکه دیگر را ترکیب می کند. این نوع پیکربندی محبوب است زیرا به مدیران شبکه اجازه می دهد تا توپولوژی های شبکه ایجاد کنند که عملی هستند و نیازهای منحصر به فرد هر سازمان را برآورده می کنند. به عنوان مثال، یک مدیر شبکه ممکن است از توپولوژی شبکه اتوبوس برای قرار دادن توپولوژی شبکه ستاره و توپولوژی شبکه حلقه با استفاده از خطوط دراپ و ضربه ها برای اتصال به آنها استفاده کند.

این امر، انتخاب بهترین ویژگی های هر نوع توپولوژی شبکه را برای مدیران شبکه آسان می کند. همچنین به آن‌ها اجازه می‌دهد توپولوژی‌های شبکه را برای بخش‌های مختلف یک سازمان سفارشی کنند تا جریان داده‌ها را بهبود بخشند و در صورت نیاز امنیت را افزایش دهند. برخی از مزایای استفاده از توپولوژی شبکه ترکیبی عبارتند از:

• افزایش حجم گره ها

• انعطاف پذیری بهبود یافته

• افزایش قابلیت اطمینان

موارد مرتبط: افزونگی شبکه: تعریف، انواع و نحوه پیاده سازی

ویژگی های کلیدی توپولوژی شبکه

انتخاب توپولوژی شبکه مناسب می تواند کارایی داده ها را بهبود بخشد، هزینه های عملیاتی را کاهش دهد و تخصیص منابع را بهینه کند. درک اینکه هنگام مقایسه انواع توپولوژی شبکه روی چه ویژگی هایی تمرکز کنید، می تواند به شما در تصمیم گیری آگاهانه کمک کند. در اینجا برخی از ویژگی های کلیدی توپولوژی شبکه وجود دارد که ممکن است بسته به پیکربندی انتخابی شما متفاوت باشد:

• گره ها: در شبکه، گره ها به نقاط اتصال، نقاط توزیع مجدد و نقاط پایانی ارتباط اطلاق می شود.

• کابل ها: توپولوژی شبکه فیزیکی از چندین نوع کابل و تجهیزات شامل کابل های کواکسیال، کابل های جفت تابیده و کابل های فیبر نوری تشکیل شده است.

• هاب و سوئیچ: هاب و سوئیچ چندین دستگاه را در یک شبکه متصل می کنند، پیام ها را دریافت می کنند و آنها را به گره ها یا دستگاه های صحیح منتقل می کنند.

• روتر: روتر با شناسایی آدرس های IP صحیح میزبان های مبدا و مقصد، اطلاعات را بین شبکه های IP مختلف تجزیه و تحلیل، دریافت و ارسال می کند.