مفاهیم شبکه: انواع توپولوژی یا ساختارشناسی پسیو شبکه

توپولوژی شبکه بیان کننده روش اتصال فیزیکی کامپیوتر ها در شبکه به همدیگر می باشد. انواع توپولوژی به شرح زیر می باشد:

• خطی (BUS)
• ستاره (STAR)
• حلقه ای (RING)
• درختی (TREE)
• اتصال کامل یا توری شکل (MESH)
• وایرلس ( Wlan )
  
• توپولوژی خطی ( BUS )

در یک شبکه توپولوژی باس، یا خطی همه کامپیوترها پشت سر یکدیگر و در یک خط، بوسیله کابل شبکه به هم وصل شده اند. جهت توپولوژی باس از کابل های کواکسیال استفاده می شد که امروزه دیگر به ندرت به چشم می خورند و منسوخ شده اند. مشکل اساسی توپولوژی باس این بود که یک ایراد کوچک در یک کانکتور، ترمیناتور یا کابل شبکه، کل شبکه را از کار می انداخت. به علاوه هنگامیکه مشکلی در نقطه ای از شبکه بوجود آید، کل شبکه به دو قسمت تقسیم می شود و هر یک از آن قسمت ها بدون قطعه ای به نام ترمیناتور می شوند که برای ایجاد ارتباط کامپیوتر ها با یکدیگر ضروری است بنابراین هیچ کدام از دو قسمت شبکه قادر به برقراری ارتباط و تبادل داده ها نیستند. امروزه دیگر از شبکه های باس خیلی به ندرت استفاده می گردد.

روش کار در این نوع شبکه به این صورت است که وقتی کامپیوتری شروع به فرستادن دیتا می کند، جریان الکترکی وارد کابل گشته و در هر دو جهت حرکت می نماید و به تمام کامپیوتر ها می رسد ولی تنها در کامپیوتر مقصد از آن استفاده می شود. وقتی جریان الکتریکی به انتهای کابل می رسد برگشت پیدا می نماید و با جریان داخل سیم تداخل پیدا می نماید که برای جلوگیری از این وضعیت در دو سر شبکه از قطعه ای به نام  ترمینال استفاده می گردد.

توپولوژی ستاره ای ( STAR )

در این نوع از توپولوژی شبکه پسیو از یک دستگاه مرکزی به نام هاب یا تمرکز دهنده برای کابل کشی شبکه استفاده می گردد. در یک شبکه پسیو ستاره ای هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل جداگانه به هاب متصل می گردند. یک LAN ستاره ای می تواند از چندین نوع کابل مختلف، که شامل کابل های فیبر نوری و زوج های به هم تابیده هستند twisted pairs استفاده کند. هاب سوئیچ هر سیگنالی را که دریافت می نماید روی تمام پورت های خود انتشار می دهد و بدین ترتیب سیگنالی که یک کامپیوتر ارسال می نماید، توسط تمام کامپیوترهای دیگر موجود بر روی LAN دریافت می گردد. تحمل خطا در این شبکه ها بالاتر بوده و اگر یک کابل یا کانکتور دچار مسئله گردد، فقط کامپیوتری که با آن کابل یا کانکتور به هاب اتصال دارد قطع می شود. اما اگر هاب مرکزی  دچار مشکل شود، کل شبکه با اختلال روبرو می گردد. امروزه این نوع توپولوژی همه گیر شده است و بیشتر از این توپولوژی در شبکه های LAN استفاده می شود.

توپولوژی حلقه ای ( RING )

در این نوع از شبکه ها به جای آنکه دو انتهای کابل شبکه را ببندند کامپیوترها به یکدیگر متصل می گردند تا یک حلقه را تشکیل دهند. در این نوع شبکه وقتی داده از یک کامپیوتر ارسال می گردد و در حلقه یک به یک به کامپیوتر های دیگر می رسد و هر کامپیوتری که دیتا برای اوست، آن را خوانده و در غیر اینصورت دیتا را به کامپیوتر بعدی می دهد. اگر سیگنال الکتریکی ارسالی یک سیستم بعد از رد شدن از همه کامپیوترهای دیگر به کامپیوتر مولد سیگنال برسد بدون اینکه در کامپیوتری دریافت گردد، اصطلاحا گفته می شود سیگنال مرده یا Drop شده است. در بعضی از شبکه های حلقوی از نوع ویژه ای از هاب به نام MAU که داده ها را از یک پورت دریافت می کند و به صورت تک به تک به پورت های دیگر ارسال می نماید استفاده می گردد. در شبکه های مبتنی بر MAU هنگامیکه کامپیوتری بسته داده ای را ارسال می نماید MAU آن را دریافت و یکی یکی به کامپیوتر های شبکه ارسال می نماید تا کامپیوتر مقصد بسته اطلاعاتی، آن را دریافت نماید.

توپولوژی درختی ( TREE )

امکان دارد فکر کرده باشید که شبکه ای که از توپولوژی ستاره ای استفاده می نماید محدود به تعداد پورت های هاب خود می شود. اما وقتی که قرار باشد شبکه گسترش پیدا نماید، بعد از اشغال ظرفیت تمامی پورت های هاب، ممکن است که یک هاب و یا حتی در بعضی موارد دو یا سه هاب دیگر به شبکه اضافه گردد. برای این کار هاب دوم باید با یک کابل استاندارد و پورت ویژه ای که به این جهت روی هاب ها تعبیه گردیده که پورت uplink نامیده می شود، به هاب دوم متصل گردد.

توپولوژی توری شکل ( MESH )

در شبکه های مش یا توری هر سیستم یک اتصال مستقیم و اختصاصی به هر یک از سیستم های دیگر شبکه دارد. مزیت شبکه مش، تحمل خطای بالای آن است. چون هیچ مشکل واحدی نخواهد بود که روی بیش از یک سیستم تاثیر بگذارد از این توپولوژی در شبکه های تجاری بزرگ استفاده می گردد چون شبکه می تواند در مقابل هر یک از اختلالات ممکنه که شامل مشکلات احتمالی در مسیریاب یا روتر شبکه، هاب و کابل ها و تجهیزات شبکه دیگر در حتی الامکان مصون بشوند.

توپولوژی ( WLAN )

در این توپولوژی برای ارتباط بین سیستم ها به جای آن که از کابل اشتفاده شود از تکنولوژی بیسیم (Wireless) استفاده می گردد. هر کامپیوتر دارای یک کارت شبکه بیسیم بوده و با کامپیوتر دیگر وقتی در محدوده آن باشد می تواند اطلاعات را تبادل نماید (ad-hoc). در نوع دیگری از پیکربندی یا config شبکه این توپولوژی با استفاده از دستگاهی به نام Access Point ایجاد می گردد که با استفاده از این دستگاه می توان تبادل اطلاعات را مدیریت کرد. با استفاده از Access Point می توان یک شبکه LAN را با یک شبکه WLAN متصل کرد.

مزایای این نوع توپولوژی استفاده از آن در مکان هایی که امکان کابل کشی وجود ندارد و برقرار کردن ارتباط در حال حرکت، گسترش شبکه بدون نیاز به کابل کشی و مقرون به صرفه بودن نسبت به شبکه های کابلی که هزینه راه اندازی بیشتری دارد می باشد.