توپولوژی های مختلف شبکه های کامپیوتری را شرح دهید ؟

توپولوژی شبکه تشریح کننده نحوه اتصال کامپیوترها در یک شبکه به یکدیگر است پارامترها ی اصلی در طراحی یک شبکه ، قابل اعتماد بودن و مقرون به صرفه بودن است . انواع متداول توپولوژی در شبکه های کامپیوتری عبارتند از :
▪ ستاره ای (Star)
▪ حلقوی (Ring)
▪ خطی (Bus)
▪ توری (Fully Connected or Mesh)
▪ درختی (Tree)
▪ ترکیبی (Hybrid)
● v WirelessLAN
۱) توپولوژی Star :
در این توپولوژی ، کلیه کامپیوترها به یک کنترل کننده مرکزی یا هاب (hub) متصل شده اند .(مطابق شکل). هر گاه کامپیوتری بخو اهد با کامپیوتر دیگر ی تبادل اطلاعات نماید ، کامپیوتر منبع ا بتدا باید اطلا عات را به هاب ارسال نماید ، سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود .اگر کامپیوتر شماره ۱ بخواهد اطلا عاتی را به کامپیوتر شماره ۳ بفرستد ، باید اطلا عات را ابتدا به هاب ارسال کند ، آ نگاه هاب ان اطلاعات را به کامپیوتر شماره ۳ خواهد فرستاد.
نقطه ضعف این توپولوژی آن است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته ا ست . این بدین معنا است که اگر هاب از کار بیفتد ، کل شبکه از کار خواهد افتاد .
نقاط قوت توپولوژی Star عبارتند از :
▪ نصب شبکه با توپولوژی ساده است .
▪ توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود .
▪ اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می شود .
۲) توپولوژی Ring :
این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبه همین دلیل است که این توپولوژی بنام
IBM Token ring مشهور است . در این توپولوژی کلیه کامپیوترها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه انها یک حلقه را می سازد .
مطابق شکل کامپیوتر مبدا اطلا عات را به کامپیوتر بعدی در حلقه ارسال نموده و آن کامپیوتر آدرس اطلاعات واصله را برر سی می کند ،‌اگرآدرس واصله ، با آدرس کامپیوتر دریافت کننده مطابقت کند ، آن کامپیوتر اطلاعات را برای خود کپی می کند . آنگاه اطلا عات را به کامپیوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبه همین ترتیب این روند ادامه پیدا می کند تا اطلا عات به کامپیوتر مبدا برسد . سپس کامپیوتر مبدا این اطلا عات را از روی حلقه حذف می کند.
نقاط ضعف توپولوژی فوق عبارتند از :
▪ اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ،کل شبکه متوقف می شود.
▪ به سخت افزار پیچیده نیاز دارد
▪ برای اضافه کردن یک دستگاه به شبکه باید کل شبکه رامتوقف کرد.
▪ نقاط قوت توپولوژی فوق عبارتند از:
▪ نصب شبکه با این توپولوژی ساده است .
▪ توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود .
▪ در این توپولوژی از کابل فیبر نوری می توان استفاده کرد.
۳) توپولوژی BUS :
در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام BUS متصل می شوند . در شکل این توپولوژی نشان داده شده است . در این توپولوژی ،رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است . یکی از مشهور ترین قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی ،Ethernet می باشد .
توپولوژی BUS از متداول ترین توپولوژی هایی است که در شبکه های محلی (LAN) مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی ، کم هزینه بودن و توسعه آسان این شبکه ،از نقاط قوت توپولوژی busمی باشد . نقطه ضعف عمده این شبکه ان است که اگر کابل اصلی که به عنوان پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه می باشد ،کل شبکه از کار خواهد افتاد.
۴) توپولوژی Mesh :
در این توپولوژی هر کامپیوتر ی مستقیما به کلیه کامپیوتر های شبکه متصل می شود(مطابق شکل).مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد . بنابراین ،این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت و اطمینان می باشد . اگر یک کابل ارتباطی در توپولوژی Mesh قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند.
یک نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند،مخصوصا زمانی که تعداد ایستگاه ها افزایش یابند ، به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست .
۵) توپولوژی Tree :
این توپولوژی از یک یا چند هاب فعالhub) (Active یا تکرار کننده (Repeater) برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی درختی است . زیرا کلیه ایستگا ه ها را به یکدیگر متصل می کند . وظیفه هاب دریافت اطلا عات از یک ا یستگاه و تکرارو تقویت آن اطلا عات و سپس ارسال انها به ایستگاه دیگر می باشد .
نقطه قوت این توپولوژی این است که زمانی که یک هاب از کار بیفتد ،‌تنها ایستگاه های متصل به آن هاب از کار خواهند افتاد.
۶) توپولوژی Hybrid :
این توپولوژی ترکیبی است از چند شبکه با توپولوژیهای متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام BACKBONE یکدیگر مرتبط شده اند هر شبکه توسط یک پل ارتباطی به نامBRIDGE به کابلBACKBONE متصل می شود.
۷) توپولوژی WLAN :
ساده ترین پیکر بندی WLAN شبکه نظیر به نظیر می باشد.
هر PC دارای یک کارت شبکه بدون سیم(Wireless NIC) می باشدو بنابراین می تواند با
هر PC دیگری به شرطی که در محدوده یکدیگر قرار گرفته باشند ارتباط برقرار نمایند.نوع دیگر پیکر بندی شامل استفاده از وسیله ای به نام AP است .AP استفاده کننده های WLAN
را قادر می سازد تا به شبکه محلی دانشگاه وشبکه اینتر نت دسترسی پیدا کنند.
وسعت ناحیه تحت پوشش یک AP متغییر است و به طراحی وساخت محصولات WLAN محیطی که WLANدر آن عمل میکند وقدرت ارسال بستگی دارد.یک AP بطور معمولی می تواند ناحیه ای با شعاع ۳۰۰۰ فوت را در خارج سازمان وناحیه ای با شعاع ۶۰۰فوت را درداخل سازمان تحت پوشش خود قرار بدهد.
● مزایای یک شبکه محلی بدون سیم(WLAN)
۱) از WLAN می توان در مکانهایی که امکان سیم کشی وجود ندارد استفاده کرد.
۲) WLANرا می توان بدون کابلکشی گسترش داد.
۳) WLAN به استفاده کنندگان اجازه نقل وانتقال را می دهد.
۴) WLAN برقراری ارتباط در حین حرکت roaming را پشتیبانی تموده است.
▪ فن آوری WLAN
دو نوع فن آوری برای ارسال اطلاعات در WLAN وجود دارد که عبارتند از :
۱) فن آوری مادون قرمز( ir)
۲) فن آ‌وری فرکانس رادیوئی ( RF).

منبع : انجمن علمی دانشگاه شیخ بهایی