انواع توپولوژی شبکه های کامپیوتری به همراه مزایا و معایب

امروزه با گسترش سیستم های کامپیوتری و اینترنت، حرف اول و اصلی نظام ارتباطی ادارات و شرکت ها را شبکه می زند. احتمالا با خودتان فکر کنید که شبکه به چه معناست؟ در واقع شبکه در سازمان ها به افراد درون سازمان کمک می کند تا بدون نیاز به برقراری فیزیکی، باهم در ارتباط باشند. افراد در سازمان ها، از طریق شبکه اطلاعات را انتقال می دهند و طراحی شبکه بر عهده مدیر سازمان می باشد. به عبارتی مدیر سازمان باید نوع توپولوژی شبکه را انتخاب کرده و در این انتخاب تمامی فاکتور ها را مد نظر داشته باشد. ما در این مقاله سعی داریم شما را با معنی توپولوژی شبکه، انواع توپولوژی شبکه، معایب و مزایای آن به طور مفصل آشنا کنیم.

توپولوژی شبکه به چه معناست؟

یک شبکه در سازمان از قسمت ها و بخش های متفاوتی تشکیل شده است. بخش هایی همچون: سیستم های کامپیوتری، کلید ها، روتر ها، سوئیچ ها و سایر موارد، جز قسمت های یک شبکه می باشند. در سازمان برای اینکه نحوه ارتباط بین افراد را تعیین کرده و تجهیزات مختلف را به هم متصل کنند، نقشه ای را فراهم می کنند. این نقشه که برای ارتباط و اتصال می باشد را توپولوژی شبکه می نامند. یا به عبارت دیگر می توان گفت، به نحوه قرار گیری و اتصال کامپیوتر ها در درون شبکه و بر قراری ارتباط آن ها با یکدیگر را به طور هندسی نمایش می دهند که این نمایش را توپولوژی شبکه می نامند.

در توپولوژی شبکه دو مسئله اهمیت بسیار زیادی دارد. یکی برقراری ارتباط و اتصال فیزیکی تجهیزات شبکه و دیگری، نحوه انتقال اطلاعات کامپیوتر ها می باشند. این دو مسئله که اهمیت فراوانی دارند باید در توپولوژی شبکه تعیین و مشخص شوند. به عنوان مثال: در یک سازمان از یک فرد می خواهند که فقط و فقط به چند کاربر و سیستم مخصوص اجازه برداشت یا انتقال اطلاعات را از شبکه بدهد. همچنین امکان دارد که به فرد مورد نظر بگویند به چند کاربر اجازه انتقال، برداشت یا هر گونه دسترسی را به شبکه نداشته باشند. در این صورت فرد مورد نظر باید از بین تمامی شبکه ها نوع مخصوص آن را یافته و با توجه به هدف مورد نظر از آن استفاده نماید.

انواع مختلف توپولوژی شبکه

همان طور که تا این لحظه متوجه شدید، توپولوژی شبکه یک نوع نیست بلکه بر اساس نیاز افراد دارای اشکال مختلفی می باشد. در ادامه مقاله ما انواع توپولوژی ها را برای شما ارائه خواهیم داد. انواع مختلف آن ها شامل موارد زیر می باشند.

• توپولوژی خطی
• توپولوژی ستاره ای
• توپولوژی ترکیبی
• توپولوژی حلقوی
• توپولوژی مش
• توپولوژی درختی
• توپولوژی بی سیم

هر کدام از این توپولوژی ها دارای معایب و مزایی هستند. معایب و مزایای این توپولوژی ها را مطالعه کرده و بررسی نمایید. سپس طبق نیاز خود هر کدام را که به هدف شما نزدیک تر و مفید تر بود انتخاب کرده و در سازمان و سیستم ها به کار گیرید. 

توپولوژی خطی

در توپولوژی خطی، یک کابل شبکه تمامی سیستم ها و کامپیوتر ها را به هم متصل می کند. به همین دلیل است که به آن توپولوژی خطی می گویند؛ زیرا، مانند یک خط تمامی سیستم ها را به یکدیگر وصل می کند. این کابل که تمامی سیستم ها را به هم وصل می نماید، یک سیستم ارتباطی قوی می باشد که به آن کابل شبکه کواکسیال می گویند. این نوع از توپولوژی به دلیل انتقال داده ها در یک جهت و در یک مسیر، به ساده ترین نوع توپولوژی معروف است. همین ساده ترین نوع بودن آن سبب شده تا توپولوژی خطی را با نام دیگری نیز بشناسند که آن نام، توپولوژی ستون فقرات می باشد.

این نوع توپولوژی بیشتر برای اتصالات اصلی شبکه اینترنت و سیستم ها اترنت مورد استفاده سازمان ها قرار می گیرد. نحوه انتقال داده از این نوع توپولوژی بسیار سریع و آسان می باشد. در واقع در این نوع توپولوژی، ابتدا سیستم مبدا اطلاعات و داده های مورد نظر را در یک جهت ارسال و انتقال می دهد. سپس این داده به واسطه کابل، به تمامی سیستم ها رسیده و توسط کاربران آن سیستم ها، دیده می شوند.

مزایای توپولوژی خطی

این نوع از شبکه را اگر برای سازمان انتخاب کرده اید، باید تمامی مزایای آن را نیز بدانید. مزایای توپولوژی خطی عبارت است از:

• توسعه پذیری قابل قبول و مناسب
• هزینه کم پیاده سازی و اجرای آن به دلیل کم بودن میزان مصرفی کابل در این نوع از شبکه.
• این نوع از توپولوژی در سازمان های کوچگ مورد استفاده قرار می یگیرد.
• پیاده سازی این نوع از شبکه نسبت به سایز شبکه ها راحت تر و سریع تر می باشد.

معایب توپولوژی خطی

همانند تمامی شبکه ها این نوع از توپولوژی نیز دارای معیابی است که شامل موارد زیر می باشد:

• سخت بودن تشخیص خطا و یافتن مکان آن خطا
• محدود بودن طول کابل مورد استفاده
• کم بودن سرعت انتقال داده های این توپولوژی در مقایسه با سایر توپولوژی ها
• در صورتی که مشکلی برای کابل اصلی پیش بیاید یا کابل اصلی خراب شود، عملکرد شبکه متوقف یا متفاوت خواهد شد.
• در صورت وجود گره یا ترافیک در شبکه، عملکرد کل شبکه پایین خواهد آمد.

توپولوژی ستاره ای

توپولوژی ستاره ای نوع دیگر توپولوژی شبکه می باشد که در این نوع توپولوژی، ارتباط مستقیمی بین سیستم ها وجود ندارد. در واقع در این نوع از توپولوژی، هر سیستم به طور جداگانه از طریق یک کابل مخصوص به خود، به سیستم مرکزی متصل می شوند. در این هنگام هر سیستم اطلاعات را به سیستم مرکزی ارسال می کنند. سپس، سیستم مرکزی برای سیستم مقصد، دیتای مورد نظر را می فرستد. توپولوژی ستاره ای در مقایسه با توپولوژی خطی دارای یک برتری است. در توپولوژی خطی اگر کابل قطع می شد، سایر سیستم ها برای ادامه عملکرد ناتوان بودند. اما اگر در توپولوژی ستاره ای کابلی قطع شود، برای سایرین مشکلی پیش نخواهد آمد. کابل فیبر نوری برای اتصال هر سیستم به سیستم مرکزی مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای توپولوژی ستاره ای

توپولوژی ستاره ای نسبت به سایر توپولوزی ها دارای ویژگی ها و مزایایی می باشد. این مزایا عبارتند از:

• قابلیت ارتقا دادن سیستم مرکزی در این نوع توپولوژی وجود دارد.
• توسعه دادن این شبکه نسبت به سایر شبکه ها ساده تر می باشد.
• قابلیت تنظیم کردن و اصلاح را دارد.
• یافتن عیب در این نوع شبکه آسان است.
• اگر گره ای یا مشکلی به وجود بیاید، سایر گره ها با مشکل نخواهند شد.

معایب توپولوژی ستاره ای

به یاد داشته باشید که همیشه در کنار مزایا و خوبی هایی که توپولوژی، معایبی نیز وجود دارند. معایب توپولوژی ستاره ای شامل موارد زیر می باشد:

• سیستم مرکزی به محل نگهداری دقیق و منابع پیشرفته تری نیاز دارد.
• نگهداری و نصب سیستم مرکزی دارای هزینه نسبتا زیادی می باشد.

توپولوژی حلقوی

در توپولوژی حلقوی سیستم ها به صورت یک دایره به یکدیگر متصل می شوند. همانند دایره، هر سیستم به سیستم قبلی و سیستم بعدی خود متصل است و اولین سیستم به آخرین سیستم متصل می شود. در این نوع توپولوژی اولین سیستم که روشن شود یک سیگنال را ایجاد کرده و پس از آن، سیگنال را برای سایر سیستم ها ارسال می کند. در این هنگام اگر یک سیستم بخواهد اطلاعات جدیدی را منتقل نماید، باید منتظر شود تا سیگنال سیستم ابتدایی به او برسد تا اطلاعات خود را در کنار اطلاعات سیستم اول به سایر سیستم ها منتقل کند. در این نوع توپولوژی نوع انتقال داده ها به صورت متوالی می باشد. همچنین برای این که صحت داده ها تایید شده و امنیت آن تضمین شود، تعداد زیادی تکرار کننده مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای توپولوژی حلقوی

این نوع توپولوژی که نوعی از انواع توپولوژی ها می باشد، همانند سایر توپولوژی ها دارای مزیت هایی می باشد که عبارت است از :

• ساده بودن نصب و راه اندازی توپولوژی حلقوی.
• به دلیل کم بودن طول کابل مورد نیاز در توپولوژی حلقوی، هزینه کم تری را در بر خواهد داشت.
• وجود ترافیک شبکه، در سرعت انتقال اطلاعات تغییری ایجاد نمی کند.
• کم بودن طول کابل مورد نظر در این نوع توپولوژی، می تواند دلیل خوبی برای جایگزین کردن آن با فیبر نوری باشد.
• مدیریت و توسعه دادن توپولوژی حلقوی بسیار آسان و راحت می باشد.

معایب توپولوژی حلقوی

معایب توپولوژی حلقوی شامل موارد زیر می باشد:

• اگر گره ای حذف یا اضافه شود، تا مدتی تمامی شبکه نمی توانند کار خود را ادامه دهند.
• اگر مشکلی برای شبکه به وجود بیاید، عیب یابی در آن سخت و دشوار خواهد شد. زیرا باید تمامی سیستم هایی که در شبکه وجود دارند بررسی شده و سپس عیب آن یافت شود.
• در صورت بروز یک مشکل در سیستم، عملکرد کل سیستم مختل می شود.
• سرعت انتقال داده ها و اطلاعات در این نوع توپولوژی کم می باشد. زیرا یک سیستم باید صبر کند تا یک داده برای تمامی داده ها ارسال شود سپس داده جدید را منتقل کنند.

توپولوژی مش

در توپولوژی مش، هر سیستم به طور جداگانه و مستقل از سایر سیستم ها، با تمامی سیستم ها در ارتباط می باشد. شبکه توپولوژی مش دارای دو نوع کلی و جزئی می باشد. در نوع جزئی بیش از یک گره اتصال وجود دارد که اطلاعات و داده ها از طریق آن ها انتقال پیدا می کنند. اما در نوع کلی آن هر سیستم به طور مستقیم با سایر سیستم ها در اترباط می باشد و اطلاعات و داده ها را منتقل می کند. توپولوژی مش که یک نوع از انواع مختلف توپولوژی شبکه می باشد، برای منتقل کردن داده ها و اطلاعات چندین راه و مسیر را پیش رو دارد. 

مزایای توپولوژی مش

اگر خودتان یا فردی از نزدیکانتان از توپولوژی مش در سازمان استفاده می کنید، باید از مزایای استفاده از آن آگاه باشی. مزایا استفاده از توپولوژی مش عبارت است از :

• بسیار قوی و قدرتمند می باشد.
• آسان بودن تشخیص گسل در آن
• برقرار بودن دائمی اتصال در آن
• در صورت قطعی یک کابل، کل سیستم مختل و خراب نخواهد شد.
• امنیت و اطمینان زیادی دارد.

معایب توپولوژی مش

معایب و مشکلاتی که این نوع از توپولوژی ایجاد می کند شامل مواردی است که در ادامه ارائه خواهد شد:.

• سخت بودن نصب و پیکر بندی شبکه
• برای راه اندازی این مدل از انواع مدل توپولوژی ها، هزینه، زمان و کابل زیادی، نیاز است.
• محدود بودن ارتباط هر سیستم با سیستم های دیگر

توپولوژی درختی

یکی دیگر از انواع توپولوژی ها، توپولوژی درختی است که از این توپولوژی برای وصل کردن سیستم های کامپیوتری به تعدادی سیستم مرکزی استفاده می شود. در این نوع توپولوژی، سه سطح وجود دارد که از طریق این سه سطح و به طور سلسه مراتبی به هم دیگر وصل می شوند. همین امر سبب شده تا این نوع توپولوژی را به نام توپولوژی سلسه مراتبی نیز بشناسند. این نوع توپولوژی برای شرکت ها و سازمان های بزرگ مفید و منسب است. به یاد داشته باشید که سیستم هایی که در سازمان استفاده می شوند در صورت وجود دو درخت باید هر دو سمت به یک اندازه و متقارن باشند. به اولین سیستم کامپیوتری در توپولوژی درختی گره می گویند و سایر سیستم ها را فرزند یا زیر مجموعه گره می نامند. 

مزایای توپولوژی درختی

هنگامی که توپولوژی درختی مورد استفاده یک سازمان قرار می گیرد، مزایایی را در بر دارد که عبارت است از:

• نحوه نگهداری و مدیریتی ساده و آسان دارد.
• قابلیت تغییر به توپولوژی دیگر از جمله توپولوژی ستاره ای را دارد.
• آسان بودن نحوه تشخیص مشکل و خطا در این نوع از توپولوژی
• آسان بودن گسترش و توسعه گره های شبکه
• توانایی متصل کردن تعداد زیادی از سیستم ها را نسبت به سایر توپولوژی ها دارد.

معایب توپولوژی درختی

معایب توپولوژی درختی عبارت است از:

• اگر حتی یک سیستم جدید به شبکه اضافه شود، شبکه به پیچیدگی زیادی دچار خواهد شد.
• در صورت وجود یک مشکل یا اختلال در گره اصلی، عملکرد کل شبکه متوقف خواهد شد.
• کابل زیادی برای راه اندازی این نوع از شبکه نیاز است.

توپولوژی ترکیبی

نام گذاری این نوع از توپولوژی با نوع آن ارتباط مستقیمی دارد. در واقع همان طو رکه از نام آن پیداست، توپولوژی ترکیبی از چند مدل مختلف همزمان و به طور یکسان استفاده می شود. به عبارت دیگر، در این نوع توپولوژی ممکن است برخی سیستم ها به صورت خطی باشد، برخی دیگر به صورت حلقوی باشند.

مزایای توپولوژی ترکیبی

توپولوژی ترکیبی در صورتی که مورد استفاده قرار بگیرد دارای مزیت هایی است که عبارتند از:

• انعظاف پذیر بودن این نوع از توپولوژی
• ساده بودن تشخیص خطا و اشتباه

معایب توپولوژی ترکیبی

این نوع توپولوژی به دلیل پیچیده بودن طراحی و راه اندازی آن و هزینه زیادی که دارد، برای افراد مشکل می باشد و به این دو دلیل، این توپولوژی را انتخاب نمی کنند.

توپولوژی بی سیم

توپولوژی شبکه بی سیم آخرین نوع از انواع توپولوژی ها می باشد که در این نوع سیستم ها بدون وجود سیم و کابل به هم دیگر وصل می شوند. در این نوع از توپولوژی، اطلاعات و داده ها از طریق باند فرکانسی مورد نظر ارسال می شوند. ساده و آسان بودن رشد و توسعه توپولوژی بی سیم جزء مزایای آن می باشد. همچنین اگر یک سازمان توانایی یا قابلیت کشیدن سیم و کابل را نداشته باشد می تواند از این نوع شبکه استفاده کند.

ما در این مقاله سعی کردیم تا تمامی انواع توپولوژی را به شما معرفی کنیم تا هر کدام که متناسب با اهدافتان بود را انتخاب کرده و به کار بگیرید. اهدافتان، نوع کسب و کار، بودجه و سایر موارد شما تعیین کننده نوع انتخاب شما می باشند.