تعريف طوبولوجيا الشبكات
طوبولوجيا الشبكات هي مخطط الاتصال والموقع الفعلي لأجهزة الشبكة بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر فيما يتعلق ببعضها البعض.
يسمح لك هيكل شبكة الكمبيوتر برؤية الشبكة بالكامل أو بالأحرى هيكلها ، وكذلك تحليل اتصال جميع الأجهزة المضمنة في الشبكة. تميز نظرية تقنيات الإنترنت عدة أنواع من طوبولوجيا الشبكة: طوبولوجيا المادية والمعلوماتية والمنطقية والتحكم في التبادل.
عليك أن تفهم أنه نظريًا يمكن أن يكون عدد الطرق لتوصيل الأجهزة على الشبكة عددًا لا نهائيًا. وكلما زاد عدد الأجهزة التي تنضم إلى الشبكة زادت طرق الاتصال. لكن هذا لا يعني أنه من المستحيل تصنيف أنواع التوصيلات المادية وبالتالي إبراز الأنواع الرئيسية لطوبولوجيا الشبكة.
| ◉ إقرأ أيضا: هذه هي شبكات الجيل الرابع و كيف غيرت العالم |
من الأنواع المختلفة من الهياكل التي بنتها شبكات الشركات اليوم وفي الماضي هناك ستة أنواع أساسية من الطوبولوجيا وهي:
- الطوبولوجيا الخطية
- طوبولوجيا الحلقة
- الشبكة النجمية
- طوبولوجيا الشجرة
- الطوبولوجيا الشّبكية
- الطوبولوجيا الهجينة
الآن دعونا نلقي نظرة على هذه الهياكل الستة واحدة تلو الأخرى:
طرق ربط طوبولوجيا الشبكات
(1)-الطوبولوجيا الخطّية-Bus topology
هيكل الناقل هو نوع من الشبكات حيث يتصل كل جهاز بكابل واحد يمتد من أحد طرفي الشبكة إلى الطرف الآخر. غالبًا ما يشار إلى هذا النوع من طوبولوجيا الشبكات باسم طوبولوجيا الخط. في الطوبولوجيا الخطية يمكن إرسال البيانات في اتجاه واحد فقط. عندما يكون لطبولوجيا الناقل نقطتي نهاية فإنها تسمى طوبولوجيا ناقل الخط.
تستخدم الشبكات الأصغر مع هذا النوع من الهيكل كبلًا متحد المحور أو كبل RJ45 لتوصيل الأجهزة معًا. ومع ذلك فإن مخطط الطوبولوجيا الخطّية قديم ومن غير المرجح أن تجد شركة تستخدمه اليوم.
| ◉ إقرأ أيضا: 7 من اجهزة توصيل شبكات الحاسب تستخدم في تصميم الشبكات |
الفوائد:
غالبًا ما تستخدم الطبولوجيا الخطية في الشبكات الصغيرة. أحد الأسباب الرئيسية هو أنها تحافظ على بساطة التخطيط. جميع الأجهزة متصلة بكابل واحد لذلك لا تحتاج إلى إدارة الإعداد الطوبولوجي المعقد.
ساعد الموقع أيضًا في جعل طوبولوجيا الخط الاقتصادية فعالة من حيث التكلفة لأنه يمكن تشغيلها بكابل واحد. إذا كنت بحاجة إلى إضافة المزيد من الأجهزة فيمكنك ببساطة توصيل الكابل بكابل مختلف .
السلبيات:
مع ذلك فإن استخدام كبل واحد يعني أن هياكل الناقل لديها نقطة فشل واحدة. إذا فشل الكبل فستتلف الشبكة بالكامل. سيكلف فشل الكبل المؤسسات وقتًا طويلاً أثناء محاولتها استئناف الخدمة. بالإضافة إلى ذلك ستؤدي حركة مرور الشبكة المرتفعة إلى تدهور أداء الشبكة لأن جميع البيانات تنتقل عبر كابل واحد.
هذا ما يجعل الطبولوجيا الخطية مناسبة فقط للشبكات الصغيرة. السبب الرئيسي هو أنه كلما زاد عدد العقد لديك انخفض معدل الباود لديك. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن الهياكل الخطية محدودة بمعنى أنها نصف ثنائية الاتجاه مما يعني أنه لا يمكن نقل البيانات في اتجاهين متعاكسين في نفس الوقت.
| ◉ إقرأ أيضا: ما هي شبكات الجيل الخامس وكيف ستغير المستقبل من حولنا |
(2)-طوبولوجيا الحلَقة-Ring topology
في الشبكة الحلقية تتصل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض في شكل حلقة. سيكون لكل جهاز على الشبكة جيران وليس أكثر أو لا أقل. تم استخدام طوبولوجيا الحلقة بشكل شائع في الماضي ولكن سيكون من الصعب عليك العثور على مؤسسة لا تزال تستخدمها اليوم.
العقدة الأولى متصلة بالعقدة الأخيرة لربط الحلقة معًا. نتيجة لوضعها في هذا التنسيق يجب أن تمر الحزم عبر جميع العقد في طريقها إلى وجهتها.
ضمن هذا الهيكل يتم تحديد عقدة واحدة لتكوين الشبكة ومراقبة الأجهزة الأخرى. طبولوجيا الحلقة هي نصف مزدوج ولكن يمكن أيضًا عمل ازدواج كامل. لجعل طبولوجيا الحلقة مزدوجة الاتجاه بالكامل تحتاج إلى وصلتين بين عقد الشبكة لتكوين هيكل حلقة مزدوجة.
إذا تكونت طبولوجيا الحلقة لتكون ثنائية الاتجاه فسيشار إليها على أنها طبولوجيا ثنائية الحلقات. توفر طبولوجيا الحلقة المزدوجة لكل عقدة اتصالين واحد في كل اتجاه. وبالتالي يمكن نقل البيانات في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة.
| ◉ إقرأ أيضا: هذا هو الفرق بين الجيل الرابع والخامس 4G/5G |
الفوائد:
يكون خطر تصادم الحزم منخفضًا جدًا في طبولوجيا الحلقة بسبب استخدام البروتوكولات التي تسمح بنقل البيانات فقط لمحطة واحدة في كل مرة. يضاف إلى ذلك حقيقة أن البيانات يمكن أن تتحرك عبر العقد بسرعات عالية يمكن توسيعها عن طريق إضافة المزيد من العقد.
قدمت طبولوجيا الحلقة المزدوجة طبقة إضافية من الحماية لأنها كانت أكثر مرونة في مواجهة الأعطال. على سبيل المثال إذا فشلت حلقة داخل عقدة فيمكن أن ترتفع حلقة أخرى وتدعمها. كانت طبولوجيا الحلقة أيضًا منخفضة التكلفة للتثبيت.
السلبيات:
أحد أسباب استبدال طبولوجيا الحلقة هو أنها معرضة بشدة للفشل. يمكن أن يؤدي فشل عقدة واحدة إلى تدمير الشبكة بالكامل. هذا يعني أنه يجب إدارة الشبكات ذات الهيكل الدائري باستمرار لضمان أن جميع العقد في حالة جيدة. ومع ذلك حتى لو كانت العقد في حالة جيدة فلا يزال من الممكن تعطيل شبكتك دون اتصال بسبب انقطاع خط الطاقة.
طوبولوجيا الحلقة لديها أيضًا زيادة في مشكلات قابلية التوسع. على سبيل المثال: يتم استخدام النطاق الترددي بواسطة جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة. علاوة على ذلك كلما زاد عدد الأجهزة التي تمت إضافتها إلى الشبكة زاد زمن انتقال الشبكة. هذا يعني أنه يجب التحكم بعناية في عدد الأجهزة المضافة إلى هيكل الشبكة للتأكد من أن موارد الشبكة لا تتجاوزها.
كان إجراء تغييرات على الهيكل الدائري أمرًا صعبًا أيضًا لأنه كان عليك إغلاق الشبكة لإجراء تغييرات على العقد الحالية أو إضافة عقد جديدة. هذا أبعد ما يكون عن المثالية لأنك تحتاج إلى التفكير في وقت التوقف عن العمل في كل مرة تريد فيها إجراء تغييرات على الهيكل الخاص بك!
(3)-طوبولوجيا الشبكة النجمية – Star topology
الهيكل النجمي هو طوبولوجيا يتم فيها توصيل كل عقدة في الشبكة بمحول أساسي واحد. كل جهاز على الشبكة متصل مباشرة بالمحول ومتصل بشكل غير مباشر بأي عقدة أخرى. العلاقة بين هذه العناصر هي أن جهاز الشبكة المركزية هو خادم ويتم التعامل مع الأجهزة الأخرى كعملاء. العقدة المركزية مسؤولة عن إدارة نقل البيانات عبر الشبكة وتعمل كمرحل. في الهيكل النجمي يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر باستخدام كبل متحد المحور أو زوج مجدول أو كبل ألياف بصرية.
الفوائد:
تُستخدم طبولوجيا النجوم بشكل شائع لأنه يمكنك إدارة الشبكة بالكامل من موقع واحد. مفتاح مركزي. نتيجة لذلك إذا فشلت عقدة ليست عقدة مركزية فستظل الشبكة عاملة. يمنح هذا الهيكل النجمي مستوى من الحماية ضد الأعطال التي لا توجد دائمًا مع إعدادات الهيكل الأخرى. وبالمثل يمكنك إضافة أجهزة كمبيوتر جديدة دون الحاجة إلى فصل الشبكة كما تفعل مع مخطط الحلقة.
من حيث الهيكل المادي تتطلب البنية النجمية كابلات أقل من الأنواع الأخرى من طوبولوجيا الشبكات. هذا يجعل من السهل إعدادها وإدارتها على المدى الطويل. تسهل بساطة التصميم العام على المسؤولين استكشاف أخطاء الأداء وإصلاحها.
السلبيات:
على الرغم من أن الهياكل النجمية يمكن أن تكون آمنة نسبيًا من الفشل إذا فشل المحول المركزي فستفشل الشبكة بأكملها وبالتالي يحتاج المسؤول إلى مراقبة سلامة الموقع المركزي بعناية للتأكد من أنه لا يفشل. يرتبط أداء الشبكة أيضًا بتكوين وأداء الموقع المركزي. من السهل إدارة طبولوجيا النجوم في معظم الحالات لكنها بعيدة عن أن تكون رخيصة في الإعداد والاستخدام.
(4)-طوبولوجيا الشّجرة – Tree Topology
كما يوحي الاسم طوبولوجيا الشجرة هي بنية شبكة على شكل شجرة لها العديد من الفروع. طوبولوجيا الشجرة لها عقدة جذر مرتبطة بتسلسل هرمي آخر للعقد. التسلسل الهرمي للأب والطفل حيث توجد علاقة واحدة فقط بين عقدتين مرتبطتين. نموذجياً يجب أن تحتوي طوبولوجيا الشجرة على ثلاثة مستويات من التسلسل الهرمي ليتم تصنيفها بهذه الطريقة. يستخدم هذا الشكل من الطوبولوجيا في شبكات واسعة النطاق لتحمل العديد من الأجهزة المتحللة.
الفوائد:
السبب الرئيسي لاستخدام طبولوجيا الأشجار لتوسيع طبولوجيا الخط والنجوم. في هذا التنسيق الهرمي من السهل إضافة المزيد من العقد إلى الشبكة مع نمو حجم مؤسستك. هذا التنسيق مفيد أيضًا لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها واستكشاف الأخطاء وإصلاحها لأنه يمكنك التحقق بشكل منهجي من مشاكل الأداء في جميع أنحاء الشجرة.
السلبيات:
أهم عيوب طوبولوجيا الشجرة هي عقدة الجذر. إذا فشلت العقدة الجذرية ، تنقسم كل أشجارها الفرعية. سيظل هناك اتصال جزئي على الشبكة بين الأجهزة الأخرى مثل أصل الجهاز المعيب.
الحفاظ على الشبكة ليس بالأمر السهل أيضًا لأنه كلما زاد عدد العقد التي تضيفها زادت صعوبة إدارة الشبكة. عيب آخر لطوبولوجيا الشجرة هو عدد الكابلات المطلوبة. الكابلات مطلوبة لتوصيل كل جهاز عبر التسلسل الهرمي مما يجعل التخطيط أكثر تعقيدًا من الهيكل الأبسط.
(5)-الطوبولوجيا الشّبكية – Mesh topology
الهيكل الشبكي هو اتصال من نقطة إلى نقطة حيث تكون العقد مترابطة. في هذا الشكل من طوبولوجيا الشبكات يتم نقل البيانات بطريقتين:
- التوجيه.
- الإغراق.
في التوجيه تستخدم العقد منطق التوجيه لتحديد أقصر مسافة إلى وجهة الحزمة. في المقابل عند غمرها يتم إرسال البيانات إلى جميع العقد في الشبكة. لا يتطلب أي شكل من أشكال منطق التوجيه للعمل.
| ◉ إقرأ أيضا: 10 من مزايا الشبكات والإنترنت يجب عليك معرفتها |
هناك نوعان من طوبولوجيا الشبكات: طوبولوجيا الشبكة الجزئية وطوبولوجيا الشبكة الكاملة. في الهيكل الشبكي الجزئي تكون معظم العقد مترابطة ولكن هناك القليل منها مرتبط بعقدتين أو ثلاث عقد أخرى فقط. في طوبولوجيا الشبكة الكاملة تكون كل عقدة مترابطة.
الفوائد:
تُستخدم طبولوجيا الشبكة بشكل أساسي لأنها موثوقة. إن الترابط بين العقد يجعلها شديدة المرونة في مواجهة حالات الفشل. لا يوجد عطل واحد في الكمبيوتر يمكنه كسر الشبكة بالكامل. يعد عدم وجود نقطة فشل واحدة أحد الأسباب التي تجعل هذا الاختيار طوبولوجيا شائعًا. هذا الإعداد أيضًا غير قابل للعبث.
السلبيات:
إن الطوبولوجيا الشبكية بعيدة كل البعد عن الكمال. إنها تتطلب قدرًا كبيرًا من التكوين بمجرد نشرها. يعتبر مخطط الهيكل أكثر تعقيدًا من العديد من الهياكل الأخرى وينعكس هذا في الوقت الذي يستغرقه الإعداد. ستحتاج إلى استيعاب مجموعة متنوعة من الأسلاك الجديدة والتي قد تكون باهظة الثمن.
(6)-الطوبولوجيا الهجينة – Hybrid topology
عندما تتكون الطوبولوجيا من طبولوجيا مختلفة أو أكثر فإنها تسمى طوبولوجيا هجينة. توجد الهياكل الهجينة بشكل شائع في المؤسسات الكبيرة حيث تمتلك الإدارات الفردية هياكل شبكات تختلف عن الهياكل الأخرى في المؤسسة.
سيؤدي وضع هذه الهياكل معًا إلى تكوين طوبولوجيا هجينة. نتيجة لذلك تعتمد القدرات ونقاط الضعف على أنواع الطوبولوجيا المرتبطة.
الفوائد:
هناك العديد من الأسباب لاستخدام الطوبولوجيا الهجينة لكن لديهم جميعًا شيء واحد مشترك وهو المرونة. هناك العديد من قيود التصميم التي لا تستطيع الهياكل الهجينة استيعابها ويمكنك تضمين طبولوجيا متعددة في تثبيت هجين واحد. نتيجة لذلك تكون الهياكل الهجينة قابلة للتطوير بدرجة كبيرة. قابلية التوسع في التركيبات الهجينة تجعلها مناسبة تمامًا للشبكات الكبيرة.
السلبيات:
لسوء الحظ يمكن أن تكون الهياكل الهجينة معقدة للغاية اعتمادًا على الهيكل الذي تختار استخدامه. يجب إدارة كل طوبولوجيا هي جزء من الهيكل الهجين الخاص بك وفقًا لمتطلباته الفريدة. هذا يجعل من الصعب على المسؤولين محاولة إدارة طبولوجيا متعددة بدلاً من طبولوجيا واحدة فقط. بالإضافة إلى ذلك قد يكون تكوين الهيكل الهجين مكلفًا للغاية.
| ◉ إقرأ أيضا: ما أنواع الألياف البصرية التي تستخدم في نقل البيانات |
إذا أعجبك هذا المحتوى، فلا تَقْرَأْ وتَرْحَل تَـعْلِيقَـاتُكَ تَـشْجِيعٌ لَـنَـا لِنَسْتَمِرَّ فِــي الْبَحْثِ وَالْعَطَـاء. وإِذَا كنت تعتقد أنه قد يكون مفيداً لأشخاص آخرين، فشَارِكْهَ على الشبكات الاجتماعية.
