NetworK and Topologies

مفاهیم شبکه > توپولوژی

شبکۀ کامپیوتری ، مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل است که به نحوی با یکدیگر اطلاعات و داده مبادله می نمایند . در شبکه هر ماشین میتواند حتی بدون حضور در شبکه کار کرده و از شبکه فقط برای تبادل داده ها استفاده نماید. کامپیوترها در شبکه می توانند با یکدیگر داده رد و بدل نمایند بدون آنکه نوع کانال اهمیت داشته باشد .

اجزای یک شبکه ، کامپیوترها می باشند و  اجزای اینترنت نیز همین شبکه ها هستند که به یکدیگر متصل شده اند .

کاربردهای شبکه های کامپیوتری

           اشتراک منابع

منابعی همانند سخت افزار ها (مانند پرینتر و اسکنر) ، نرم افزار و داده های مورد نیاز میتوانند در سطح شبکه به اشتراک گذاشته شوند، بگونه ای که کاربران بتوانند براحتی از این منابع استفاده نمایند .

به عنوان مثال یک چاپگر در یک شبکه میتواند در اختیار کل کاربران یا یک نرم افزار گران قیمت بر روی یک  File Server  نصب شود و کاربران به صورت مشترک از آن استفاده نمایند .

پرارزشترین کاربرد شبکه به اشتراک گذاشتن داده ها می باشد .

 حذف محدودیت های جغرافیایی در تبادل داده ها

اینترنت ، فواصل جغرافیایی را بی معنا کرده است .با استفاده از شبکه های کامپیوتری میتوانید در کسری از ثانیه به منابع اطلاعاتی موجود در فواصل هزاران کیلومتری خود دسترسی داشته باشید و یا با کاربران حاضر در شبکه ، مبادلۀ پیام و اطلاعات نمایید.

         کاهش  هزینه ها

 بکارگیری شبکه های کامپیوتری باعث صرفه جویی در وقت و هزینه می باشد. در شبکه های کوچک و سازمانی به اشتراک گذاشتن سخت افزار و نرم افزار مطمئناً هزینه های سازمان را کاهش خواهد داد. استفاده از پست الکترونیکی گذشته از سرعت بسیار زیاد ، عملاً رایگان است. یا جابجایی پول و اعتبار و خرید و فروش الکترونیکی هزینه ای در حد صفر دارد . استفادۀ مجاز از نتایج تحقیقات دیگران هزینۀ تکرار آن تجارب را حذف خواهد کرد .

  بالا رفتن قابلیت اعتماد سیستم ها

 شبکه های کامپیوتری بگونه ای طراحی میشوند که قطع یکی از کانالها منجر به از دست رفتن کل شبکه نشود. ذخیره سازی فایلها و بانکهای اطلاعاتی موجود در شبکۀ یک سازمان ( مثلاً بانک ) ، بر روی چند ماشین مستقل (بعنوان سیستم های پشتیبان) ، باعث می شود که در صورت خرابی یکی از آنها (بدون آنکه وقفه ای در کار کل سیستم ایجاد شود یا داده ای خراب شود) دیگری جایگزین گردد.

کاربرد سیستم های پشتیبان مبتنی بر شبکه یا توزیع داده ها بر روی ماشین های مختلف در شبکه ،قابلیت اعتماد سیستم هایی همانند کنترل خطوط هوایی ، سیستم های بانکی ، سیستم های نظامی و امنیتی و کنترل رآکتورهای هسته ای را چندین برابر می نمایند

 

  افزایش کارآیی سیستم

توزیع وظائف سازمانی یک مجموعه ، همانند بانک ، به ماشین های متفاوت در شبکه، کارآیی سیستم را از لحاظ سرعت دسترسی به اطلاعات ، سرعت پردازش و ذخیره و بازیابی اطلاعات افزایش خواهد داد.

 نمونه هایی از خدمات معمول در شبکه

دسترسی به بانکهای اطلاعاتی راه دور Remote Access

پست الکترونیکی E-Mail

خدمات انتقال فایل File Transfer

جستجوی اطلاعات مورد نیاز Information Seek

تبلیغات Advertisement

تجارت الکترونیکی E-Commerce

بانکداری الکترونیکی E-Banking

سرگرمی و محاوره

مجلات و روزنامه های الکترونیکی

محاورۀ مستقیم و چهره به چهره از راه دور Face to Face Conversation

کنفرانس از راه دور Teleconference

یافتن اشخاص مورد نظر در جهان People Finding

آموزش از راه دور

اخبار مربوط به هنر ، ورزش ، سیاست ، تجارت ، بهداشت و …

خرید و فروش روزمره با استفاده از کارت اعتباری ، شرکت در حراج

  سخت افزار شبکه

می توان از دو دیدگاه  سخت افزار شبکه های کامپیوتری را دسته بندی نمود :

    الف : تکنولوژی انتقال در شبکه های کامپیوتری

بدین معنا که شبکه از چه نوع کانالی بعنوان واسط انتقال استفاده میکند .

     ب:  مقیاس شبکه و ناحیۀ تحت پوشش آن

 بدین معنا که شبکه چه مسافت جغرافیایی را پوشش میدهد و حداکثر چند ایستگاه میتواند در شبکه وجود داشته باشد ( مقصود از ایستگاه ، یک ماشین همانند کامپیوتر یا چاپگر یا هر دستگاهی که بتواند به شبکه متصل شود، می باشد)

 الف-  دسته بندی شبکه ها از دیدگاه تکنولوژی انتقال

از دیدگاه تکنولوژی انتقال دو نوع شبکه قابل تعریف است:

           شبکه های پخش فراگیر یا Broadcast

شبکه های نقطه به نقطه یا  Point to Point

در شبکه های پخش فراگیر ، انتقال اطلاعات از طریق یک کانال فیزیکی که بین تمام ایستگاه های شبکه مشترک است ، انجام میشود . همۀ ایستگاه ها موظفند بطور دایم به خط گوش بدهند . با توجه به اینکه تمام ایستگاه ها فقط یک کانال در اختیار دارند ، لذا فقط سهم کوچکی از پهنای باند کانال در اختیار یک ایستگاه قرار میگیرد . اگر داده ها در اثر بروز تصادم یا نویز ، دچار خرابی شوند وضع به مراتب بدتر خواهد شد . شبکه های ماهوارهایی ، شبکه های رادیویی ، شبکۀ محلی BUS و شبکۀ محلی نوع حلقه ، همگی شبکه های نوع ”پخش فراگیر “ محسوب میشوند .

در شبکه های نقطه به نقطه بین دو ماشین در شبکه ، یک کانال فیزیکی و مستقیم وجود دارد و هیچ ماشین دیگری به آن کانال متصل نخواهد بود . بعبارت ساده تر به یک کانال فیزیکی فقط و فقط دو ماشین متصل است . در شکل ذیل نمونه ای از یک شبکۀ نقطه به نقطه به تصویر کشیده شده است . در این مثال بین A ، B و  A ،   F ارتباط مستقیم و اختصاصی وجود دارد ولی بین A ،D   کانال اختصاصی دیده نمیشود . در این ساختار ماشین A قادر است از طریق ماشینهای واسطۀ   B و C داده های خود را به D برساند .

.

 

 

 

بر خلاف شبکه های با کانال مشترک که مسیر ارتباطی بین ایستگاه ها یکتا است ، در شبکه های نقطه به نقطه مسیرهای گوناگونی بین دو ماشین برقرار خواهد بود لذا بحث انتخاب بهترین مسیر از بین این مسیرها مطرح خواهد شد .

 

ب- دسته بندی شبکه ها از دیدگاه مقیاس بزرگی

از این دیدگاه سه نوع شبکه تعریف میشود :

  • شبکه های محلی LAN
  • شبکه های بین شهری MAN
  • شبکه های گسترده  WAN

 

        1-     شبکه های محلی ( LAN )

این نوع از شبکه معمولاً در فواصل جغرافیایی محدود (حداکثر تا چند کیلومتر ) و تحت تملک سازمان های کوچک ، ادارات ، نهادها ، محیطهای آموزشی و کارخانه های کوچک نصب و راه اندازی میشود . کوچک بودن این نوع شبکه از لحاظ طول فیزیکی کانال انتقال و کم بودن تعداد ایستگاه ها ، محاسن فراوانی را برای این شبکه به ارمغان آورده است :

  • سرعت مبادلۀ اطلاعات در این نوع شبکه بسیار بالا می باشد.
  • با توجه به محدود بودن تعداد ایستگاه ها ، مدیریت شبکه آسانتر از بقیۀ شبکه ها است.
  • هزینۀ نصب و راه اندازی این نوع شبکه زیاد نیست.

 

توپولوژی

چگونگی اتصال ایستگاه ها از طریق کانال فیزیکی به یکدیگر  توپولوژی آن شبکه را تعیین می نماید.

انواع توپولوژی های رایج برای شبکه های محلی به شرح ذیل می باشد :

 الف - توپولوژی خطی ( Bus ) در این نوع توپولوژی تمام ایستگاه ها از طریق یک کانال فیزیکی مشترک به همدیگر متصل شده اند و هرگونه تبادل اطلاعات از طریق این کانال انجام خواهد شد .

 

 

ب - توپولوژی حلقه ( Ring ) در توپولوژی حلقه ، ایستگاه ها در یک ساختار بستۀ حلقوی به یکدیگر متصل میشوند . جهت جریان اطلاعات یکی از دو حالت ساعتگرد یا پادساعت گرد است و برای آنکه اطلاعات از یک ایستگاه به ایستگاه غیر مجاور آن در حلقه منتقل شود ، باید ماشین هایی که در مسیر هستند ، بسته های اطلاعاتی را دریافت و به کامپیوتر بعدی در حلقه بفرستند تا در نهایت اطلاعات به مقصد برسد . ارتباط هر ایستگاه با ایستگاه بعدی خود درحلقه یکطرفه است و اگر یک ایستگاه خواست به ماشین قبلی خود در حلقه بستهای از داده ها را بفرستد آن بسته باید یک دور کامل در حلقه گردش کند تا به ایستگاه مورد نظر برسد . در شکل ذیل این توپولوژی نشان داده شده است .

.

ج-  توپولوژی ستاره ( Star ) در توپولوژی ستاره ارتباط تمامی ماشین های شبکه از طریق یک گره مرکزی برقرار میشود . این گره میتواند یک سوئیچ بسیار سریع و هوشمند یا یک هاب معمولی یا حتی یک کامپیوتر باشد.

 

 

 

        2-     شبکه های بین شهری (MAN)

برای ایجاد شبکه در سطح یک منطقۀ وسیع در حد یک شهر یا اتصال چندین شبکۀ محلی ، از شبکۀ MAN استفاده میشود . این شبکه ، تکنولوژی و توپولوژی مشابه با شبکه های محلی دارد . بدلیل طول زیاد کانال ( حدود 100 کیلومتر )  معمولاً از فیبر نوری استفاده میشود .

 

 

        3-     شبکه های گسترده (WAN

شبکه های WAN ، در گستره جغرافیایی یک کشور یا جهان پیاده سازی میشود و شبکه های محلی و بین شهری را به هم مرتبط می نماید . آشکار است که چنین شبکه ای ، نمی تواند ساختار همگون و یکسان داشته باشد زیرا اولاً شبکه های محلی با توپولوژی متفاوت پیاده سازی شده اند ثانیاً ماشین های موجود در این شبکه ها ، از سخت افزار و نرم افزار متنوعی استفاده میکنند و بطور ذاتی با هم سازگار نیستند .

 

 

Add Feedback