جميع طبولوجيا LAN. الهياكل الأساسية للشبكات المحلية. أنواع الشبكات المحلية وأجهزتها. حول طوبولوجيا النجوم

البنية الشبكات المحلية.

تكوين وتكوين معدات الشبكة حسب طوبولوجيا الشبكة.

1. مفهوم طوبولوجيا الشبكة

يسمى المخطط العام لتوصيل أجهزة الكمبيوتر بالشبكات المحلية طوبولوجيا الشبكة

البنيةهو التكوين المادي للشبكة ، إلى جانب خصائصها المنطقية. الطبولوجيا مصطلح قياسي يستخدم لوصف التخطيط الأساسي للشبكة. من خلال فهم كيفية استخدام الطبولوجيا المختلفة ، سيكون من الممكن تحديد إمكانيات أنواع مختلفةالشبكات.

هناك نوعان رئيسيان من الطوبولوجيا:

• بدني
• منطقي

الطوبولوجيا المنطقيةيصف قواعد تفاعل محطات الشبكة أثناء نقل البيانات.

الطوبولوجيا الفيزيائيةيحدد كيفية اتصال ناقلات البيانات.

يشير مصطلح "طوبولوجيا الشبكة" إلى الترتيب المادي لأجهزة الكمبيوتر والكابلات ومكونات الشبكة الأخرى. يمكن أن تتخذ طوبولوجيا الوصلات المادية أشكالًا "هندسية" مختلفة ، في حين أن الموقع الهندسي للكابل ليس ضروريًا ، ولكن فقط وجود اتصال بين العقد (مغلق / مفتوح ، وجود مركز ، إلخ. .).

تحدد طوبولوجيا الشبكة خصائصها.

يؤثر اختيار طوبولوجيا معينة على:

• تكوين معدات الشبكة اللازمة
• خصائص معدات الشبكة
• خيارات توسيع الشبكة
• طريقة إدارة الشبكة

يمكن أن يكون تكوين الشبكة إما لامركزيًا (عندما "يعمل" الكبل حول كل محطة في الشبكة) ، أو مركزيًا (عندما تكون كل محطة متصلة فعليًا ببعض الأجهزة المركزية التي توزع الإطارات والحزم بين المحطات). مثال على التكوين المركزي هو نجم به محطات عمل تقع في نهايات أشعةها. التكوين اللامركزي مشابه لسلسلة من المتسلقين ، حيث يكون لكل فرد موقعه الخاص في الحزمة ، وكلها متصلة بحبل واحد. تحدد الخصائص المنطقية لطوبولوجيا الشبكة المسار الذي تسلكه الحزمة عند إرسالها عبر الشبكة.

عند اختيار الهيكل ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يوفر موثوقية و كفاءة العملشبكات وإدارة تدفق بيانات شبكة مريحة. من المستحسن أيضًا أن تكون الشبكة غير مكلفة من حيث تكلفة الإنشاء والصيانة ، ولكن في الوقت نفسه ، هناك فرص لمزيد من التوسع ، ويفضل الانتقال إلى تقنيات الاتصال عالية السرعة. هذه ليست مهمة سهلة! لحلها ، عليك أن تعرف ما هي بنى الشبكات.

وفقًا لطوبولوجيا الاتصالات ، هناك:

• شبكات مع طوبولوجيا "الحافلة المشتركة" ؛
• الشبكات ذات الطوبولوجيا "النجمية" ؛
• شبكات ذات طوبولوجيا "حلقية" ؛
• الشبكات مع طوبولوجيا الأشجار.
• شبكات ذات طوبولوجيا مختلطة

2. طبولوجيا الشبكة الأساسية

هناك ثلاث طوبولوجيا أساسية تُبنى عليها معظم الشبكات.

• حافلة
• نجمة
• جرس

"الناقل" هو طوبولوجيا يتم من خلالها توصيل أجهزة الكمبيوتر عبر كبل واحد.

"النجمة" هي طوبولوجيا تتصل فيها أجهزة الكمبيوتر بمقاطع كبل تنشأ من نقطة واحدة أو محور.

يُطلق على الهيكل اسم "الحلقة" إذا كان الكبل الذي تتصل به أجهزة الكمبيوتر مغلقًا في حلقة.

على الرغم من أن الهياكل الأساسية نفسها ليست معقدة ، إلا أنه في الواقع ، غالبًا ما تكون هناك مجموعات معقدة للغاية تجمع بين خصائص العديد من الطوبولوجيا.

2.1 طوبولوجيا شبكة الحافلات

في هذا الهيكل ، يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض بواسطة كابل واحد. يتم توصيل كل كمبيوتر بكابل مشترك ، يتم تثبيت نهاياته. تمر الإشارة عبر الشبكة عبر جميع أجهزة الكمبيوتر ، مما ينعكس من النهايات الطرفية.

نوع مخطط طوبولوجيا الشبكة "ناقل"

يتم إنشاء طبولوجيا "الناقل" بواسطة بنية خطية من الاتصالات بين العقد. يمكن تنفيذ مثل هذا الهيكل في الأجهزة ، على سبيل المثال ، عن طريق تثبيت محولي شبكة على أجهزة الكمبيوتر المركزية. من أجل منع انعكاس الإشارة ، يجب تثبيت أطراف ماصة للإشارة في نهايات الكبل.

في شبكة الحافلات ، توجه أجهزة الكمبيوتر البيانات إلى كمبيوتر معين عن طريق تمريرها عبر كابل في شكل إشارات كهربائية - عناوين أجهزة MAC. لفهم عملية اتصال أجهزة الكمبيوتر في الحافلة ، عليك أن تفهم المفاهيم التالية:

• نقل الإشارة
• انعكاس إشارة
• المنهي

1. انتقال الإشارة

يتم إرسال البيانات في شكل إشارات كهربائية إلى جميع أجهزة الكمبيوتر على الشبكة ؛ ومع ذلك ، لا يتم تلقي المعلومات إلا من قبل الشخص الذي يتوافق عنوانه مع عنوان المستلم المشفر في هذه الإشارات. علاوة على ذلك ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد فقط الإرسال في كل مرة. نظرًا لأن البيانات تنتقل إلى الشبكة بواسطة كمبيوتر واحد فقط ، فإن أدائها يعتمد على عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالناقل. وكلما زاد عددهم أي كلما زاد عدد أجهزة الكمبيوتر التي تنتظر نقل البيانات ، كانت الشبكة أبطأ. ومع ذلك ، هناك علاقة مباشرة بين الإنتاجيةالشبكة وعدد أجهزة الكمبيوتر فيها مستحيل. فبالإضافة إلى عدد أجهزة الكمبيوتر ، هناك العديد من العوامل التي تؤثر على أداء الشبكة ، بما في ذلك:

• صفات المعداتأجهزة الكمبيوتر على الشبكة
• معدل تكرار نقل أجهزة الكمبيوتر للبيانات
• نوع تطبيقات الشبكة قيد التشغيل
• نوع كابل الشبكة
• المسافة بين أجهزة الكمبيوتر على الشبكة

الحافلة هي طبولوجيا سلبية. هذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر "تستمع" فقط إلى البيانات المنقولة عبر الشبكة ، لكن لا تنقلها من المرسل إلى المتلقي. لذلك ، إذا فشل أحد أجهزة الكمبيوتر ، فلن يؤثر ذلك على عمل الأجهزة الأخرى. في الطبولوجيا النشطة ، تقوم أجهزة الكمبيوتر بإعادة توليد الإشارات ونقلها عبر الشبكة.

2. انعكاس إشارة

تنتشر البيانات أو الإشارات الكهربائية عبر الشبكة - من أحد طرفي الكبل إلى الطرف الآخر. إذا لم يتم اتخاذ أي إجراء خاص ، فسوف تنعكس الإشارة عندما تصل إلى نهاية الكبل وتمنع أجهزة الكمبيوتر الأخرى من الإرسال. لذلك ، بعد وصول البيانات إلى الوجهة ، يجب إطفاء الإشارات الكهربائية.

3. المنهي

لمنع انعكاس الإشارات الكهربائية ، يتم تثبيت المقابس (النهايات ، النهايات) في كل طرف من طرفي الكبل لامتصاص هذه الإشارات. يجب توصيل جميع أطراف كبل الشبكة بشيء ما ، مثل جهاز كمبيوتر أو موصل برميل - لزيادة طول الكابل. يجب توصيل الطرف النهائي بأي طرف حر (غير متصل بأي شيء) للكابل لمنع انعكاس الإشارات الكهربائية.

تركيب المنهي

يمكن أن يحدث خرق لسلامة الشبكة في حالة حدوث انقطاع في كبل الشبكة عند تعطله فعليًا أو فصل أحد طرفيه. من الممكن أيضًا عدم وجود أجهزة إنهاء في طرف واحد أو أكثر من الكبل ، مما يؤدي إلى انعكاس الإشارات الكهربائية في الكابل وانتهاء الشبكة. الشبكة معطلة. في حد ذاتها ، تظل أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة تعمل بكامل طاقتها ، ولكن طالما أن المقطع مكسور ، فلن يتمكنوا من التواصل مع بعضهم البعض.

طوبولوجيا الشبكة هذه لها مزايا وعيوب.

د مزاياطبولوجيا الحافلات:

• وقت إعداد الشبكة القصير
• منخفضة التكلفة (تتطلب أقل من أجهزة الكابلات والشبكات)
• سهولة الإعداد
• لا يؤثر فشل محطة العمل على عمل الشبكة

عيوبطبولوجيا الحافلات:

• يصعب توسيع مثل هذه الشبكات (زيادة عدد أجهزة الكمبيوتر في الشبكة وعدد المقاطع - قطع الكبل الفردية التي تربطها).
• نظرًا لأن الحافلة مشتركة ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد فقط الإرسال في كل مرة.
• "الناقل" هو طوبولوجيا سلبية - أجهزة الكمبيوتر فقط "تستمع" إلى الكبل ولا يمكنها استرداد الإشارات التي تم إضعافها أثناء الإرسال عبر الشبكة.
• موثوقية شبكة ذات هيكل ناقل ليست عالية. عندما تصل إشارة كهربائية إلى نهاية الكبل ، تنعكس (ما لم يتم اتخاذ تدابير خاصة) ، مما يؤدي إلى تعطيل تشغيل جزء الشبكة بالكامل.

أدت المشكلات الكامنة في طوبولوجيا الحافلات إلى حقيقة أن هذه الشبكات لم يتم استخدامها عمليًا الآن.

يُعرف طوبولوجيا شبكة الناقل باسم الهيكل المنطقي لشبكة Ethernet بسرعة 10 ميجابت / ثانية.

2.2 طوبولوجيا الشبكة النجمية الأساسية

في الهيكل النجمي ، يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر بمكون مركزي يسمى المحور. كل كمبيوتر متصل بالشبكة بكابل توصيل منفصل. تنتقل الإشارات من الكمبيوتر المرسل عبر المحور إلى أي شخص آخر.

يوجد دائمًا في "النجمة" مركز تمر من خلاله أي إشارة في الشبكة. يتم تنفيذ وظائف الارتباط المركزي بواسطة خاص أجهزة الشبكة، ويمكن أن يسير نقل الإشارة فيها بطرق مختلفة: في بعض الحالات ، يرسل الجهاز البيانات إلى جميع العقد ، باستثناء عقدة الإرسال ، وفي حالات أخرى ، يحلل الجهاز العقدة المخصصة للبيانات ويرسلها إليها فقط .

نشأت هذه الطوبولوجيا عند الفجر علوم الكمبيوترعندما تم توصيل أجهزة الكمبيوتر بجهاز كمبيوتر مركزي رئيسي.

مخطط طوبولوجيا شبكة النجوم

مزاياتصنيف "نجمة":

• لا يؤثر فشل محطة عمل واحدة على تشغيل الشبكة بالكامل
• قابلية تطوير شبكة جيدة
• من السهل استكشاف الأخطاء وإصلاحها وفواصل الشبكة
• أداء شبكة عالي (بافتراض التصميم المناسب)
• خيارات إدارة مرنة

عيوبتصنيف "نجمة":

• سيؤدي فشل المحور المركزي إلى عدم تشغيل الشبكة (أو جزء الشبكة) ككل
• غالبًا ما تتطلب الشبكات كبلات أكثر من معظم الهياكل الأخرى
• يقتصر العدد المحدود من محطات العمل في الشبكة (أو جزء الشبكة) على عدد المنافذ في المحور المركزي.

أحد أكثر الهياكل شيوعًا لأنه يسهل صيانته. يتم استخدامه بشكل أساسي في الشبكات حيث يكون الناقل عبارة عن كبل زوج مجدول. فئة UTP 3 أو 5. (فئات الكبلات المزدوجة المجدولة ، المرقمة من 1 إلى 7 وتحدد نطاق التردد الفعال الذي يجب تمريره. عادةً ما يحتوي كبل الفئة الأعلى على المزيد من أزواج الأسلاك وكل زوج يحتوي على عدد دورات أكبر لكل وحدة طول.)

تنعكس طوبولوجيا النجم في تقنية سريعةإيثرنت 6.

2.3 طوبولوجيا الشبكة الحلقية الأساسية

باستخدام طوبولوجيا الحلقة ، يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر بكابل مغلق في حلقة. لذلك ، لا يمكن أن يكون للكابل ببساطة نهاية مجانية يجب توصيل طرف الفصل بها. تنتقل الإشارات حول الحلقة في اتجاه واحد وتمر عبر كل جهاز كمبيوتر. على عكس طوبولوجيا "الناقل" المنفعلة ، يعمل كل كمبيوتر هنا كمكرر (مكرر) ، حيث يضخم الإشارات وينقلها إلى الكمبيوتر التالي. لذلك ، في حالة فشل أحد أجهزة الكمبيوتر ، تتوقف الشبكة بالكامل عن العمل.

مخطط شبكة الحلقة

يعتمد عمل "حلقة" الهيكل المغلق على نقل الرمز المميز.

الرمز المميز عبارة عن حزمة بيانات تسمح لجهاز الكمبيوتر بإرسال البيانات إلى الشبكة.

يتم إرسال الرمز المميز بالتسلسل من جهاز كمبيوتر إلى آخر حتى يتم تلقيه من قبل الشخص الذي "يريد" نقل البيانات. يقوم الكمبيوتر الذي يريد بدء الإرسال "بالتقاط" الرمز المميز وتعديله ووضع عنوان المستلم في البيانات وإرساله حول الحلقة إلى المستلم.

تمر البيانات عبر كل جهاز كمبيوتر حتى تصل إلى العنوان الذي يتطابق عنوانه مع عنوان المستلم المحدد في البيانات. بعد ذلك ، يرسل الكمبيوتر المستقبل رسالة إلى جهاز الإرسال ، حيث يؤكد حقيقة استلام البيانات. بعد تلقي التأكيد ، يُنشئ الكمبيوتر المرسل رمزًا جديدًا ويعيده إلى الشبكة.

للوهلة الأولى ، يبدو أن نقل العلامة يستغرق الكثير من الوقت ، ولكن في الواقع تتحرك العلامة بسرعة الضوء تقريبًا. في حلقة يبلغ قطرها 200 متر ، يمكن للعلامة أن تدور بتردد 10000 دورة في الثانية.

مزاياطوبولوجيا الحلقة:

• سهولة التركيب
• الغياب شبه الكامل للمعدات الإضافية
• إمكانية التشغيل المستقر دون حدوث انخفاض كبير في معدل نقل البيانات أثناء الحمل الثقيل للشبكة ، حيث إن استخدام العلامة يلغي إمكانية حدوث تصادمات.

عيوبطوبولوجيا الحلقة:

• فشل محطة عمل واحدة ، ومشاكل أخرى (انقطاع الكابل) ، تؤثر على أداء الشبكة بالكامل
• تعقيد التكوين والتخصيص
• صعوبة في استكشاف الأخطاء وإصلاحها

الأكثر استخداما في شبكات الألياف البصرية. تستخدم في معايير FDDI8 ، Token ring9.

3. طبولوجيا الشبكة المحتملة الأخرى

شبكات الكمبيوتر الحقيقية تتوسع وتتطور باستمرار. لذلك ، تكون هذه الشبكة دائمًا تقريبًا مختلطة ، أي الهيكل الخاص به هو مزيج من العديد من الهياكل الأساسية. من السهل تخيل طبولوجيا هجينة هي مزيج من نجم وحافلة ، أو حلقة ونجم.

3.1 طوبولوجيا شبكة الشجرة

يمكن اعتبار "الشجرة" الطوبولوجيا على أنها اتحاد لعدة "نجوم". هذه الطوبولوجيا هي الأكثر شيوعًا اليوم عند بناء الشبكات المحلية.

مخطط طوبولوجيا شبكة الشجرة

في طوبولوجيا الشجرة ، يوجد جذر للشجرة تنمو منه الفروع والأوراق.

يمكن أن تكون الشجرة نشطة أو صحيحة وسلبية. مع الشجرة النشطة ، توجد أجهزة الكمبيوتر المركزية في مراكز الجمع بين عدة خطوط اتصال ، ومع شجرة سلبية - مركزات (محاور).

الشكل 6 - رسم تخطيطي لطوبولوجيا الشبكة لنوع "الشجرة النشطة"

الشكل 7 - مخطط طوبولوجيا نوع الشبكة "شجرة سلبية"

3.2 طبولوجيا الشبكة المدمجة

غالبًا ما يتم استخدام الطوبولوجيا المدمجة ، من بينها الأكثر شيوعًا الإطارات النجمية والحلقة النجمية.

تستخدم طوبولوجيا الحافلة النجمية مزيجًا من الحافلة والنجمة السلبية.

مخطط الهيكل المدمج لشبكة "Star-bus"

يتم توصيل كل من أجهزة الكمبيوتر الفردية وقطاعات الناقل بالكامل بالمحور. في الواقع ، الهيكل المادي هو ناقل ، والذي يشمل جميع أجهزة الكمبيوتر على الشبكة. في هذا الهيكل ، يمكن أيضًا استخدام العديد من المحاور ، مترابطة وتشكيل ما يسمى ناقل العمود الفقري. أجهزة الكمبيوتر الفردية أو أجزاء الناقل متصلة بكل من المحاور. والنتيجة هي شجرة الإطارات النجمية. وبالتالي ، يمكن للمستخدم الجمع بين مزايا هيكل الحافلات والنجوم ، بالإضافة إلى تغيير عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة بسهولة. من وجهة نظر توزيع المعلومات ، فإن هذا الهيكل يعادل الحافلة الكلاسيكية.

في حالة طوبولوجيا الحلقة النجمية (الحلقة النجمية) ، لا يتم دمج أجهزة الكمبيوتر نفسها في حلقة ، ولكن محاور خاصة ، والتي بدورها تتصل أجهزة الكمبيوتر باستخدام خطوط اتصال مزدوجة على شكل نجمة.

مخطط الهيكل المدمج لشبكة "الحلقة النجمية"

في الواقع ، يتم تضمين جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة في حلقة مغلقة ، حيث تشكل خطوط الاتصال داخل المحاور حلقة مغلقة (كما هو موضح في الشكل 9). هذا الهيكل يجعل من الممكن الجمع بين مزايا طبولوجيا النجوم والحلقة. على سبيل المثال ، تسمح لك لوحات الوصل بجمع كل نقاط الاتصال لكابلات الشبكة في مكان واحد. إذا تحدثنا عن انتشار المعلومات ، فإن هذه الطوبولوجيا تعادل الحلقة الكلاسيكية.

3.3 طوبولوجيا الشبكة "الشبكة"

أخيرًا ، يجب أن نذكر الهيكل الشبكي ، أو الشبكة (الشبكة) ، حيث يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى أو العديد منها مباشرة ببعضها البعض (الشكل 10).

الشكل 10 - مخطط طوبولوجيا الشبكة للشبكة

مثل هذا الهيكل موثوق للغاية - في حالة مقاطعة أي قناة ، لا يتوقف نقل البيانات ، نظرًا لأن العديد من مسارات توصيل المعلومات ممكنة. تُستخدم طبولوجيا الشبكة (غالبًا ليست كاملة ، ولكنها جزئية) حيث يكون مطلوبًا لضمان أقصى قدر من التسامح مع أخطاء الشبكة ، على سبيل المثال ، عند الجمع بين عدة أقسام لشبكة مؤسسة كبيرة أو عند الاتصال بالإنترنت ، على الرغم من أنك بالطبع لديك لدفع ثمن ذلك: يزداد استهلاك الكابلات بشكل كبير ، وتصبح معدات الشبكة وتكوينها أكثر تعقيدًا.

في الوقت الحاضر ، تستخدم الغالبية العظمى من الشبكات الحديثة طوبولوجيا نجمية أو طوبولوجيا هجينة ، وهي مزيج من عدة "نجوم" (على سبيل المثال ، طوبولوجيا شجرة) ، وطريقة الوصول إلى الوسائط CSMA / CD (Carrier Sense Multi Access) كشف الاصطدام).

شظية شبكة الكمبيوتر

يتضمن جزء من شبكة الكمبيوتر الأنواع الرئيسية لمعدات الاتصال المستخدمة اليوم لتشكيل الشبكات المحلية وربطها من خلال روابط عالمية مع بعضها البعض. لبناء اتصالات محلية بين أجهزة الكمبيوتر المستخدمة أنواع مختلفةأنظمة الكابلات ومحولات الشبكة ومحاور إعادة الإرسال والجسور والمفاتيح وأجهزة التوجيه. لتوصيل الشبكات المحلية بالاتصالات العالمية ، يتم استخدام مخرجات خاصة (منافذ WAN) للجسور وأجهزة التوجيه ، بالإضافة إلى معدات نقل البيانات عبر خطوط طويلة - أجهزة المودم (عند العمل عبر الخطوط التناظرية) أو أجهزة للاتصال القنوات الرقمية(TA - محولات المحطة الطرفية شبكات ISDN، وأجهزة خدمة القنوات المؤجرة الرقمية مثل CSU / DSU ، وما إلى ذلك).

تحت الطوبولوجياعادةً ما يُفهم (تخطيط ، تكوين ، هيكل) شبكة الكمبيوتر على أنه الموقع المادي لأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة ، واحد بالنسبة إلى واحد والطريقة التي يتم بها توصيلها بواسطة خطوط الاتصال. من المهم ملاحظة أن مفهوم الطوبولوجيا يشير أولاً وقبل كل شيء إلى الشبكات المحلية ، حيث يمكن تتبع بنية الاتصالات بسهولة. في شبكات WAN ، عادةً ما تكون بنية الارتباط مخفية عن المستخدمين وليست مهمة جدًا ، لأن كل جلسة اتصال يمكن أن تتبع مسارها الخاص.
يحدد الهيكل متطلبات المعدات ، ونوع الكبل المستخدم ، والطرق الممكنة والأكثر ملاءمة لإدارة التبادل ، وموثوقية التشغيل ، وإمكانية توسيع الشبكة.

هناك ثلاث طبولوجيا رئيسية للشبكة:

1. طوبولوجيا شبكة الحافلات(ناقل) ، حيث يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر بالتوازي مع خط اتصال واحد ويتم نقل المعلومات من كل كمبيوتر في نفس الوقت إلى جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى (الشكل 1) ؛

2. نجم طوبولوجيا الشبكة(نجمة) ، حيث يتم توصيل أجهزة كمبيوتر طرفية أخرى بجهاز كمبيوتر مركزي واحد ، ويستخدم كل منها خط اتصال منفصل خاص به (الشكل 2) ؛

3. حلقة طوبولوجيا الشبكة(حلقة) ، حيث يقوم كل كمبيوتر دائمًا بنقل المعلومات إلى كمبيوتر واحد فقط ، والكمبيوتر التالي في السلسلة ، ولا يتلقى المعلومات إلا من الكمبيوتر السابق في السلسلة ، ويتم إغلاق هذه السلسلة في "حلقة" (الشكل 3) .

أرز. 1. طوبولوجيا الشبكة "ناقل"

أرز. 2. طوبولوجيا الشبكة "نجمة"

أرز. 3. "حلقة" طوبولوجيا الشبكة

في الممارسة العملية ، غالبًا ما يتم استخدام مجموعات من الهيكل الأساسي ، لكن معظم الشبكات تركز على هذه الثلاثة. دعونا الآن نفكر بإيجاز في ميزات هيكل الشبكة المدرجة.

طوبولوجيا الحافلة(أو ، كما يطلق عليه أيضًا ، "الناقل المشترك") ، من خلال هيكله ذاته ، يسمح بهوية معدات شبكة أجهزة الكمبيوتر ، فضلاً عن المساواة بين جميع المشتركين. مع مثل هذا الاتصال ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر أن ترسل بدورها فقط ، لأنه لا يوجد سوى خط اتصال واحد. خلاف ذلك ، سيتم تشويه المعلومات المرسلة نتيجة التداخل (التعارض ، الاصطدام). وبالتالي ، فإن الناقل يطبق وضع التبادل أحادي الاتجاه (في كلا الاتجاهين ، ولكن في المقابل ، وليس في وقت واحد).
في طوبولوجيا "الناقل" ، لا يوجد مشترك مركزي يتم من خلاله نقل جميع المعلومات ، مما يزيد من موثوقيتها (بعد كل شيء ، إذا فشل أي مركز ، يتوقف النظام الذي يتحكم فيه هذا المركز بالكامل عن العمل). تعد إضافة مشتركين جدد إلى الحافلة أمرًا بسيطًا للغاية وعادة ما يكون ممكنًا حتى أثناء تشغيل الشبكة. في معظم الحالات ، عند استخدام ناقل ، يلزم وجود حد أدنى من كبل التوصيل مقارنةً بالطبولوجيا الأخرى. صحيح ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أن كبلين مناسبين لكل جهاز كمبيوتر (باستثناء الكابلين المتطرفين) ، وهذا ليس مناسبًا دائمًا.
نظرًا لأن حل التعارضات المحتملة في هذه الحالة يقع على معدات الشبكة لكل مشترك فردي ، فإن معدات محول الشبكة مع طوبولوجيا الناقل أكثر صعوبة من طوبولوجيا أخرى. ومع ذلك ، نظرًا للاستخدام الواسع النطاق للشبكات ذات الهيكل الناقل (Ethernet ، Arcnet) ، فإن تكلفة معدات الشبكة ليست عالية جدًا.
لا يخضع الناقل لأعطال رهيبة لأجهزة الكمبيوتر الفردية ، لأن جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى على الشبكة يمكنها الاستمرار في الاتصال بشكل طبيعي. قد يبدو أن الحافلة ليست رهيبة وأن الكابل مقطوع ، لأننا في هذه الحالة مهووسون بحافلتين كاملتا الوظائف. ومع ذلك ، نظرًا لخصائص انتشار الإشارات الكهربائية على طول خطوط الاتصال الطويلة ، فمن الضروري توفير إدراج أجهزة خاصة في نهايات الناقلات - المبينة في الشكل. 1 في شكل مستطيلات. بدون تمكين أجهزة الإنهاء ، تنعكس الإشارة من نهاية الخط ويتم تشويهها بحيث يصبح الاتصال عبر الشبكة مستحيلاً. لذلك إذا انكسر الكبل أو تعرض للتلف ، فإن خط الاتصال غير منسق ، ويتوقف التبادل حتى بين أجهزة الكمبيوتر التي تظل متصلة ببعضها البعض. يؤدي قصر الدائرة في أي نقطة في كابل الناقل إلى تعطيل الشبكة بالكامل. من الصعب جدًا تحديد موقع أي فشل في معدات الشبكة في الناقل ، لأن جميع المحولات متصلة بالتوازي ، وليس من السهل فهم أيها فشل.
عند المرور عبر خط اتصال لشبكة ذات هيكل ناقل ، يتم تخفيف إشارات المعلومات ولا يتم استئنافها بأي شكل من الأشكال ، مما يفرض قيودًا صارمة على الطول الإجمالي لخطوط الاتصال ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لكل مشترك تلقي إشارات من مستويات مختلفة من الشبكة حسب المسافة إلى مشترك النقل. هذا يضع متطلبات إضافية للعقد المستقبلة لمعدات الشبكة. لزيادة طول شبكة ذات هيكل ناقل ، غالبًا ما يتم استخدام عدة أجزاء (كل منها عبارة عن ناقل) ، متصلة ببعضها البعض باستخدام أجهزة تحديث إشارة خاصة - مكررات.
ومع ذلك ، لا يمكن أن تستمر هذه الزيادة في طول الشبكة إلى أجل غير مسمى ، لأن هناك أيضًا قيودًا مرتبطة بالسرعة المحدودة لانتشار الإشارة على طول خطوط الاتصال.

طوبولوجيا "نجمة"هي طوبولوجيا ذات مركز محدد بوضوح يرتبط به جميع المشتركين الآخرين. يتم تبادل المعلومات بالكامل حصريًا من خلال الكمبيوتر المركزي ، والذي يتحمل بهذه الطريقة عبئًا كبيرًا جدًا ، وبالتالي لا يمكنه فعل أي شيء آخر غير الشبكة. من الواضح أن معدات الشبكة الخاصة بالمشترك المركزي يجب أن تكون أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ من معدات المشتركين المحيطيين. في هذه الحالة ، ليست هناك حاجة للحديث عن المساواة بين المشتركين. كقاعدة عامة ، يعد الكمبيوتر المركزي هو الأقوى ، ويتم تعيين جميع وظائف إدارة التبادل عليه. من حيث المبدأ ، لا توجد تعارضات في شبكة مع طوبولوجيا نجمية ممكنة ، نظرًا لأن الإدارة مركزية تمامًا ، فلا يوجد سبب للصراع.
إذا تحدثنا عن مقاومة النجم لفشل الكمبيوتر ، فإن فشل الكمبيوتر المحيطي لا يؤثر على عمل الجزء المتبقي من الشبكة ، ولكن أي فشل في الكمبيوتر المركزي يجعل الشبكة غير قابلة للتشغيل تمامًا. لذلك ، يجب اتخاذ تدابير خاصة لتحسين موثوقية الكمبيوتر المركزي ومعدات شبكته. يؤدي انقطاع أي كابل أو دائرة قصر فيه مع طوبولوجيا نجمية إلى تعطيل التبادل مع كمبيوتر واحد فقط ، ويمكن لجميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى الاستمرار في العمل بشكل طبيعي.
عند الانحدار من الحافلة ، يوجد مشتركان فقط في كل خط اتصال في النجمة: المشترك المركزي والآخر المحيطي. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام خطي اتصال لربطهما ، ينقل كل منهما المعلومات في اتجاه واحد فقط. وبالتالي ، لا يوجد سوى جهاز استقبال وجهاز إرسال واحد على كل وصلة. كل هذا يبسط بشكل كبير إعداد الشبكة بالمقارنة مع الناقل ويوفر من الحاجة إلى استخدام أجهزة إنهاء خارجية إضافية. يتم أيضًا حل مشكلة توهين الإشارات في خط الاتصال في "النجمة" أسهل مما يتم حلها في "الحافلة" ، لأن كل مستقبل يتلقى دائمًا إشارة من نفس المستوى. العيب الخطير لطوبولوجيا النجوم هو التقييد الصارم لعدد المشتركين. عادةً ، لا يمكن للمشترك المركزي أن يخدم أكثر من 8-16 مشتركًا طرفيًا. إذا كان اتصال المشتركين الجدد ضمن هذه الحدود بسيطًا جدًا ، فعندئذٍ إذا تم تجاوزهم ، فهذا مستحيل ببساطة. صحيح ، في بعض الأحيان يوفر النجم إمكانية البناء ، أي توصيل مشترك مركزي آخر بدلاً من أحد المشتركين المحيطين (نتيجة لذلك ، تظهر طوبولوجيا للعديد من النجوم المترابطة).
النجمة الموضحة في الشكل. 2 يسمى النجم النشط أو الحقيقي. هناك أيضًا طوبولوجيا تسمى النجم السلبي ، والتي تبدو فقط كنجم (الشكل 4). في هذا الوقت ، هو أكثر شيوعًا من النجم النشط. يكفي أن نقول إنه يتم استخدامه في أكثر شبكات Ethernet شيوعًا اليوم.

أرز. 4. طوبولوجيا "نجمة سلبية"

لا يحتوي مركز الشبكة مع هذا الهيكل على جهاز كمبيوتر ، ولكن يحتوي على لوحة وصل أو لوحة وصل تؤدي نفس وظيفة المكرر. يستأنف الإشارات الواردة ويعيد توجيهها إلى الروابط الأخرى. على الرغم من أن مخطط الكابلات يشبه النجم الحقيقي أو النشط ، إلا أننا نتعامل بالفعل مع طوبولوجيا ناقل ، لأن المعلومات من كل كمبيوتر تنتقل في نفس الوقت إلى جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى ، ولا يوجد مشترك مركزي. وبطبيعة الحال ، فإن النجم السلبي أغلى من الحافلة التقليدية ، لأنه في هذه الحالة ، يلزم أيضًا وجود محور. ومع ذلك ، فإنه يوفر عددًا من الميزات الإضافية المتعلقة بفوائد النجم. هذا هو السبب في أن النجم السلبي في الآونة الأخيرة يحل بشكل متزايد محل النجم الحقيقي ، والذي يعتبر طوبولوجيا غير واعدة.
من الممكن أيضًا تمييز نوع وسيط من الطوبولوجيا بين نجم نشط وسلبي. في هذه الحالة ، لا يقوم المحور بترحيل الإشارات فحسب ، بل يتحكم أيضًا في التبادل ، ولكنه لا يشارك في التبادل نفسه.
كبير ميزة نجمة(كل من النشط والخامل) يكمن في حقيقة أن جميع نقاط الاتصال يتم جمعها في مكان واحد. هذا يجعل من السهل مراقبة تشغيل الشبكة ، وتحديد مواقع أخطاء الشبكة ببساطة عن طريق فصل بعض المشتركين عن المركز (وهو أمر مستحيل ، على سبيل المثال ، في حالة الحافلة) ، وكذلك تقييد وصول الأشخاص غير المصرح لهم إلى نقاط الاتصال الحيوية للشبكة . في حالة النجم ، يمكن الوصول إلى كل مشترك طرفي إما عن طريق كبل واحد (ينقل في كلا الاتجاهين) أو كبلين (كل منهما ينقل في اتجاه واحد) ، ويكون الموقف الثاني أكثر شيوعًا. العيب الشائع للطوبولوجيا النجمية بأكملها هو أكثر بكثير من الهياكل الأخرى ، تكلفة الكابل. على سبيل المثال ، إذا تم ترتيب أجهزة الكمبيوتر في سطر واحد (كما في الشكل 1) ، فعند اختيار الهيكل النجمي ، ستحتاج إلى كبلات أكثر عدة مرات من تلك الموجودة في هيكل ناقل. يمكن أن يؤثر هذا بشكل كبير على تكلفة الشبكة بالكامل.

طوبولوجيا "حلقة"- هذه هي البنية التي يتم فيها توصيل كل كمبيوتر عن طريق خطوط اتصال مع اثنين آخرين فقط: من أحدهما يتلقى المعلومات فقط ، وينقل فقط إلى الآخر. في كل خط اتصال ، كما في حالة النجم ، يعمل جهاز إرسال واحد وجهاز استقبال واحد فقط. هذا يلغي الحاجة إلى إنهاء خارجي. ميزة مهمة للحلقة هي أن كل كمبيوتر يعيد إرسال (يستأنف) الإشارة ، أي أنه يعمل كمكرر ، وبالتالي لا يهم توهين الإشارة في الحلقة بأكملها ، فقط التوهين بين أجهزة الكمبيوتر المجاورة للحلقة مهم. في هذه الحالة ، لا يوجد مركز محدد بوضوح ؛ يمكن أن تكون جميع أجهزة الكمبيوتر متشابهة. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان يتم تخصيص مشترك خاص في Sprat ، والذي يدير التبادل أو يتحكم في التبادل. من الواضح أن وجود مشترك التحكم هذا يقلل من موثوقية الشبكة ، لأن فشلها يشل التبادل بالكامل على الفور.
بالمعنى الدقيق للكلمة ، أجهزة كمبيوتر sprat ليست متساوية تمامًا (على عكس ، على سبيل المثال ، طوبولوجيا الحافلات). يتلقى بعضهم بالضرورة معلومات من الكمبيوتر الذي يرسل في هذه اللحظة ، وفي وقت سابق ، والبعض الآخر في وقت لاحق. بناءً على ميزة الهيكل هذه ، تم تصميم طرق التحكم في تبادل الشبكة ، المصممة خصيصًا لـ "الحلقة". في هذه الطرق ، ينتقل الحق في النقل التالي (أو ، كما يقولون ، لالتقاط الشبكة) بالتسلسل إلى الكمبيوتر التالي في دائرة.
عادة ما يكون توصيل المشتركين الجدد بـ "الحلقة" غير مؤلم تمامًا ، على الرغم من أنه يتطلب الإغلاق الإلزامي للشبكة بالكامل طوال مدة الاتصال. كما في حالة طوبولوجيا الحافلات ، يمكن أن يكون الحد الأقصى لعدد المشتركين في sprat كبيرًا جدًا (يصل إلى ألف أو أكثر). عادةً ما تكون طوبولوجيا الحلقة هي الأكثر مقاومة للازدحام ، فهي توفر عملية موثوقة مع أكبر تدفقات من المعلومات المنقولة عبر الشبكة ، لأنها عادةً لا تحتوي على تعارضات (على عكس الناقل) ، ولا يوجد مشترك مركزي (على عكس النجم) .
نظرًا لأن الإشارة الموجودة في sprat تمر عبر جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة ، فإن فشل أحدها على الأقل (أو تثبيت الشبكة الخاصة به) يؤدي إلى تعطيل تشغيل الشبكة بالكامل. وبالمثل ، فإن أي دائرة كهربائية مفتوحة أو قصيرة في كل من الكابلات الموجودة في الحلقة تجعل الشبكة بأكملها غير قابلة للاستخدام. تكون الحلقة أكثر عرضة لتلف الكبلات ، لذلك توفر هذه الهيكلية عادةً وضع خطي اتصال متوازيين (أو أكثر) ، أحدهما احتياطي.
في الوقت نفسه ، تتمثل الميزة الكبرى للحلقة في أن ترحيل الإشارات من قبل كل مشترك يسمح لك بزيادة حجم الشبكة بأكملها بشكل كبير (أحيانًا تصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات). الحلقة فيما يتعلق بهذا تتفوق بشكل كبير على أي طوبولوجيا أخرى.

عيبالحلقة (بالمقارنة مع النجمة) ، يمكننا أن نفترض أنه يجب توصيل كبلين بكل كمبيوتر على الشبكة.

في بعض الأحيان ، تعتمد طوبولوجيا الحلقة على رابطين دائريين يحملان المعلومات في اتجاهين متعاكسين. الغرض من هذا الحل هو زيادة سرعة نقل المعلومات (بشكل مثالي مرتين). بالإضافة إلى ذلك ، في حالة تلف أحد الكبلات ، يمكن للشبكة العمل باستخدام كبل آخر (ومع ذلك ، ستنخفض السرعة القصوى).
بالإضافة إلى الهياكل الأساسية الثلاثة التي تم أخذها في الاعتبار ، غالبًا ما يتم استخدام طوبولوجيا الشبكة. شجرة "(شجرة) ،والتي يمكن اعتبارها مزيجًا من عدة نجوم. كما في حالة النجم ، يمكن أن تكون الشجرة نشطة أو حقيقية (الشكل 5) وخاملة (الشكل 6). مع الشجرة النشطة ، توجد أجهزة الكمبيوتر المركزية في مراكز الجمع بين عدة خطوط اتصال ، ومع شجرة سلبية - مركزات (محاور).

أرز. 5. الطوبولوجيا "الشجرة النشطة"

أرز. 6. طوبولوجيا "شجرة سلبية". ك - المكثفات

يتم أيضًا استخدام الهيكل المدمج في كثير من الأحيان ، على سبيل المثال ، الحافلة النجمية ، الحلقة النجمية.

أهمية مفهوم الطوبولوجيا.

لا تحدد طوبولوجيا الشبكة فقط الموقع المادي لأجهزة الكمبيوتر ، ولكن الأهم من ذلك بكثير ، طبيعة الاتصالات بينها ، وخصائص انتشار الإشارات عبر الشبكة. إن طبيعة الاتصالات هي التي تحدد درجة تحمل أخطاء الشبكة ، والتعقيد المطلوب لمعدات الشبكة ، والطريقة الأنسب للتحكم في التبادل ، والأنواع الممكنة لوسائط النقل (قنوات الاتصال) ، وحجم الشبكة المسموح به (طول خطوط الاتصال وعدد المشتركين) ، والحاجة للتنسيق الكهربائي ، وأكثر من ذلك بكثير.
عندما يتم ذكر طوبولوجيا الشبكة في الأدبيات ، فقد تعني أربعة مفاهيم مختلفة جدًا تشير إلى مستويات مختلفة. هندسة الشبكات:

1. الهيكل المادي (أي تخطيط أجهزة الكمبيوتر والكابلات). في هذا المحتوى ، على سبيل المثال ، لا يختلف النجم الخامل عن النجم النشط ، ولهذا السبب يطلق عليه غالبًا ببساطة "النجم".

2. الطوبولوجيا المنطقية (أي بنية الاتصالات وطبيعة انتشار الإشارات عبر الشبكة). ربما يكون هذا هو التعريف الصحيح للطوبولوجيا.

3. طوبولوجيا التحكم في التبادل (أي مبدأ وتسلسل نقل الحق في إسعاد الشبكة بين أجهزة الكمبيوتر الفردية).

4. طوبولوجيا المعلومات (أي اتجاه تدفق المعلومات المنقولة عبر الشبكة).

على سبيل المثال ، يمكن لشبكة ذات هيكل مادي ومنطقي "ناقل" استخدام تسليم التقاط الشبكة مباشرة كطريقة تحكم (أي أن تكون حلقة في هذا المحتوى) وأن تنقل جميع المعلومات في نفس الوقت من خلال جهاز كمبيوتر واحد مخصص (كن نجمة في هذا المحتوى).

قليل من الناس على دراية بمصطلح طوبولوجيا الشبكة ، ولكن لا يزال لدى المستخدم العادي لتكنولوجيا الكمبيوتر مفهوم الشبكة المحلية. لذا فإن طوبولوجيا الشبكة هي الأدوات التي تحدد عمل المخلوقات شبكات الحاسب، مما يتيح لك العمل في وقت واحد مع المعلومات من خلال عدة أجهزة.

دعنا نلقي نظرة فاحصة على مفهوم طوبولوجيا الشبكة في هذه المقالة ، ونكتشف أيضًا سبب الحاجة إليها ، وأين وكيف يتم استخدامها بشكل صحيح ، وما أنواع هذه الأدوات الموجودة ، وما هي الخصائص الإيجابية والسلبية الممنوحة لها.

طبولوجيا الشبكة - مقدمة

لا يمكن لشبكات الكمبيوتر المحلية العمل بدون أجهزة شبكة خاصة. غالبًا ما يكون هناك أكثر من جهازي كمبيوتر مشتركين في شبكة واحدة ، غالبًا ما تكون خمسة ، عشرة ، عشرين ، هناك شبكات توحد شركات بأكملها. ترتبط ببعضها البعض من خلال خط اتصال معين. يمكن أن يكون تفاعل الأجهزة المضمنة في الشبكة مختلفًا. من الممكن دمج عدة أجهزة في كل واحد عن طريق إنشاء عدة أنواع من الشبكات:

• حلقي؛
• ممتاز؛
• إطار العجلة؛
• الهرمية؛
• اِعتِباطِيّ.

في بيئة تكنولوجيا المعلومات ، يُطلق على إنشاء مثل هذه الشبكات اسم الطبولوجيا. هذه مجموعة أدوات مادية قابلة للتطبيق لإنشاء الشبكات المحلية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا طبولوجيا منطقية.

تعمل الهياكل الفيزيائية والمنطقية بشكل مستقل ولا تتداخل. إذا كانت العناصر المادية مسؤولة عن هندسة الشبكة ، فإن العناصر المنطقية تشارك في إعادة توزيع تدفقات البيانات بين العقد المختلفة للشبكة التي تم إنشاؤها وتحديد أكثرها طريقة فعالةنقل البيانات.

لكل من الطوبولوجيا الفيزيائية والمنطقية مزايا وعيوب ، لذلك يتم استخدامها بشكل متساوٍ في العصر الحديث. فيما يلي نأخذ في الاعتبار الخصائص الرئيسية لكل نوع من أنواع طوبولوجيا الشبكة ومعرفة جوهرها الأساسي.

خصائص طوبولوجيا الحافلات: مبدأ التشغيل

إذا تم استخدام قناة أحادية خطية عند نقل البيانات الإلكترونية من جهاز كمبيوتر إلى آخر ، فهذا يعني أن هيكل ناقل الشبكة مشترك في العمل. في نهايات القناة الأحادية يتم تثبيت ما يسمى بإنهاءات خاصة. تتصل أجهزة الكمبيوتر الشخصية المشاركة في الشبكة بشبكة مشتركة من خلال موصل على شكل حرف T متصل بقناة أحادية خطية مشتركة.

تدخل البيانات الإلكترونية في النهاية ، وتصل في نفس الوقت إلى جميع عقد الشبكة ، لكنها تقبل النظر فيها المستندات الإلكترونيةيمكن أن يكون فقط الكمبيوتر الذي تم توجيه الرسالة إليه. يتم التقاط إشارة نقل البيانات الرئيسية بواسطة كل جهاز كمبيوتر مشارك في الشبكة ، وبالتالي ، فإن وسيلة نقل البيانات الإلكترونية هي مكون شائع للشبكة.

اكتسب طوبولوجيا الناقل شعبية واسعة من خلال القدرات المحسّنة لبنية Ethernet.

المزايا الرئيسية لطوبولوجيا الحافلات هي كما يلي:

• سهولة الإعدادات ، التكوين الواضح للشبكة التي يتم إنشاؤها ؛
• لا تتم مقاطعة الشبكة في حالة فشل العديد من أجهزة الكمبيوتر المضمنة فيها ، مما يعني أنها مقاومة لجميع أنواع أعطال أجهزة الكمبيوتر.

تتمثل العيوب الرئيسية في تصنيف الإطارات فيما يلي:

• طول كبل الشبكة الذي تم وضعه محدودًا ، كما أن عدد وحدات أجهزة الكمبيوتر المضمنة في الشبكة محدود ؛
• تعتمد الشبكة بأكملها على صحة القناة الأحادية ، إذا كانت تعاني ، فإن الشبكة بأكملها تعاني ، وغالبًا ما يكون من الصعب جدًا العثور على نقطة خطأ في شبكة الحافلات ، خاصةً عندما تكون جميع مكوناتها معزولة.

توصيف الطوبولوجيا النجمية: مبدأ التشغيل

عند إنشاء شبكة من نوع النجوم ، كل على حدة كمبيوتر شخصيينضم إلى ما يسمى المحور أو المكثف. يؤدي هذا إلى إنشاء اتصال متوازي لجميع وحدات الكمبيوتر المضمنة في الشبكة. هذه المكونات هي روابط الاتصال الرئيسية التي تسمح بالاتصال بين أجهزة الكمبيوتر المضمنة في الشبكة.

تستخدم هذه الشبكة أيضًا حقل معلومات مشتركًا ، أي أنه يتم إرسال المعلومات إلى جميع عقد الاتصال ، ولكن يمكن أن يستقبل موقع واحد فقط ، والتي تم إرسالها في الأصل من أجله.

المزايا الرئيسية لشبكة ستار نتورك:

• سهولة إعداد وتوصيل أجهزة الكمبيوتر الجديدة ؛
• مثل شبكة الحافلات ، فهي مقاومة لأعطال أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة ؛
• يسمح بإدارة مركزية لجميع الوحدات المتصلة.

العيوب الرئيسية لتصنيف النجوم:

• ارتفاع استهلاك كابل الشبكة أثناء التثبيت ؛
• يؤدي فشل محور أو مكثف واحد إلى فشل سلسلة نقل البيانات الإلكترونية بالكامل.

يمكن أيضًا أن تستند الشبكة النجمية إلى محور مركزي. إنه يعني أداة ذكية تقوم بتوصيل بعض وحدات الكمبيوتر المضمنة في الشبكة. يتيح مبدأ تشغيل إدخال المخرجات عدم استخدام حقل معلومات مشترك لجميع الوحدات ، ولكن تحديد نقل المعلومات من نقطة إلى أخرى ، والثالث ، والرابع ... واتضح أن كل كمبيوتر ، باستثناء بالنسبة للمحاور ، يتم توصيله أيضًا بمحور مركزي في حالة حدوث عطل داخل الشبكة ، فإن الشبكة بأكملها لا تعاني. في حالة حدوث عطل ، تنفصل نقطة الخطأ تلقائيًا عن الشبكة ، مما يتيح لك العثور عليها بسرعة والقضاء على جميع عيوب التشغيل.

يتطلب وضع مثل هذه الشبكة الكثير من كبلات الشبكة ، لكن كفاءتها تستحق ذلك.

يمكن أيضًا أن يكون التصنيف النجمي نوعًا من الأشجار ، وهو مزيج من عدة نجوم. اعتمادًا على النسج ، تكون الحالة النشطة للشبكة مميزة أو سلبية أو صحيحة. اعتمادًا على الحالة ، يتم استخدامها لإنشاء اتصال بين وحدات الكمبيوتر المضمنة في الشبكة ، إما محاور مع محاور أو أجهزة كمبيوتر مركزية.

إذا تم اختيار جهاز كمبيوتر مركزي ، فيمكن إنشاء شبكة موثوقة ومنتجة حقًا ، ولكن ليس بأمر رخيص. إذا كنت تستخدم لوحات الوصل مع المكثفات ، فستكلف عدة مرات ، لكن مؤشر الأداء سيكون أقل بكثير.

خصائص طوبولوجيا الحلقة: مبدأ العملية

طوبولوجيا الحلقة تشير إلى اتصال مباشر لجميع قنوات الشبكة في سلسلة واحدة لا تنفصم. هذا لا يعني أنها دائرة نموذجية. يتمثل جوهر الشبكة الحلقية في أنه لنقل البيانات الإلكترونية ، يتم استخدام إخراج وحدة كمبيوتر وإدخال وحدة أخرى. تحدث حركة المعلومات في تيار واحد. إذا كانت هناك معلومات عند الإخراج ، ولم يتم استلامها عند الإدخال ، فإنها تعود إلى الإخراج مرة أخرى بمحاولة لاحقة للوصول إلى الإدخال. أي أن المعلومات تنتقل دائمًا على طول نفس المسار من المرسل إلى المستلم والعكس صحيح.

الحلقة المنطقية تميل إلى الإغلاق. الميزة الرئيسية للشبكة الحلقية هي سهولة الإعداد. لكنها غير موثوقة ضد الأعطال غير المتوقعة. إذا كان هناك عيب في الدائرة ، فستتوقف حلقة نقل البيانات. في أغلب الأحيان في الممارسة العملية ، يقوم متخصصو تكنولوجيا المعلومات بتنفيذ مشاريع لأنواع الحلقة المعدلة.

حلول مجمعة لإنشاء شبكات الكمبيوتر المحلية

لضمان موثوقية الشبكات ، غالبًا ما يتم استخدام مجموعات من طبولوجيا الشبكة الأساسية في الممارسة العملية. الأكثر استخدامًا هي طبولوجيا نجم الحافلة أو حلقة النجوم. ما الذي ينتج عن مزيج من عدة أدوات عند وضع شبكات الكمبيوتر المحلية؟ الجواب هنا لا لبس فيه - ضمان موثوقية الشبكة ، ومقاومة الأعطال وغياب الامتثال الإلزامي لمبدأ نقل المعلومات على طول السلسلة ، مما يبسط العمل في حالة حدوث عيوب في الشبكة.

هذا يبسط مبدأ تشغيل الشبكة نفسها وعملية تركيبها.

تلخيص لما سبق

أنت الآن تعرف الأنواع الرئيسية لهيكل الشبكة. الخيارات المعروضة في هذه المقالة هي الأكثر شيوعًا والمستخدمة في تثبيت شبكات الكمبيوتر المحلية الحديثة. لكن هذا لا يعني أنه لا يتم استخدام طبولوجيا أكثر تقدمًا ، فغالبًا ما يتم تطوير هذه الهياكل لأهداف خدمة محددة ، على سبيل المثال ، للأغراض العلمية أو العسكرية. ولكن بالنسبة للتطبيق المدني النموذجي ، فإن هياكل الشبكة التي تمت مناقشتها هنا كافية تمامًا.

تم إنشاء الهياكل الموجودة منذ عقود ، لذلك من المنطقي استخدامها على نطاق واسع.

مقدمة

1. مفهوم طوبولوجيا الشبكة

2. طبولوجيا الشبكة الأساسية

2.3 طوبولوجيا الشبكة الحلقية الأساسية

3. طبولوجيا الشبكة المحتملة الأخرى

3.1 طوبولوجيا شبكة الشجرة

3.2 طبولوجيا الشبكة المدمجة

3.3 طوبولوجيا الشبكة "الشبكة"

4. تعدد المعاني لمفهوم الطوبولوجيا

خاتمة

فهرس

مقدمة

اليوم من المستحيل تخيل نشاط بشري بدون استخدام شبكات الكمبيوتر.

شبكة الكمبيوتر - عبارة عن نظام لمعالجة المعلومات الموزعة ، يتكون من جهازي كمبيوتر على الأقل يتفاعلان مع بعضهما البعض باستخدام وسائل خاصةروابط.

اعتمادًا على بُعد أجهزة الكمبيوتر والحجم ، تنقسم الشبكات بشكل مشروط إلى محلية وعالمية.

الشبكات المحلية - الشبكات التي لها بنية تحتية مغلقة قبل الوصول إلى مزودي الخدمة. يمكن لمصطلح "LAN" أن يصف كلاً من شبكة المكاتب الصغيرة وشبكة المصانع الكبيرة التي تغطي عدة مئات من الهكتارات. عادة ما يتم نشر الشبكات المحلية داخل منظمة ، لذلك يطلق عليها أيضًا شبكات الشركات.

في بعض الأحيان يتم تمييز شبكات الطبقة المتوسطة - مدينة أو شبكة إقليمية ، أي شبكة داخل المدينة ، المنطقة ، إلخ.

تغطي الشبكة العالمية مناطق جغرافية كبيرة ، بما في ذلك شبكات المنطقة المحلية وشبكات وأجهزة الاتصالات الأخرى. تتمتع الشبكات العالمية عمليا بنفس القدرات التي تتمتع بها الشبكات المحلية. لكنهم يوسعون نطاقهم. فوائد استخدام الشبكات العالمية محدودة في المقام الأول بسرعة العمل: الشبكات العالميةتعمل بسرعة أبطأ من السرعة المحلية.

من شبكات الكمبيوتر المذكورة أعلاه ، دعنا نوجه انتباهنا إلى الشبكات المحلية من أجل فهم أفضل لبنية الشبكات وطرق نقل البيانات. ولهذا عليك أن تعرف شيئًا مثل طوبولوجيا الشبكة.

1. مفهوم طوبولوجيا الشبكة

الطوبولوجيا هي التكوين المادي للشبكة ، إلى جانب خصائصها المنطقية. الطبولوجيا مصطلح قياسي يستخدم لوصف التخطيط الأساسي للشبكة. من خلال فهم كيفية استخدام الهياكل المختلفة ، سيكون من الممكن تحديد الإمكانيات التي تمتلكها أنواع الشبكات المختلفة.

هناك نوعان رئيسيان من الطوبولوجيا:

بدني

منطقي

يصف الهيكل المنطقي قواعد تفاعل محطات الشبكة أثناء نقل البيانات.

يحدد الهيكل المادي الطريقة التي يتم بها توصيل وسائط التخزين.

يشير مصطلح "طوبولوجيا الشبكة" إلى الترتيب المادي لأجهزة الكمبيوتر والكابلات ومكونات الشبكة الأخرى. تحدد طوبولوجيا الشبكة خصائصها.

يؤثر اختيار طوبولوجيا معينة على:

تكوين معدات الشبكة اللازمة

خصائص معدات الشبكة

خيارات توسيع الشبكة

طريقة إدارة الشبكة

يمكن أن يكون تكوين الشبكة إما لامركزيًا (عندما "يعمل" الكبل حول كل محطة في الشبكة) ، أو مركزيًا (عندما تكون كل محطة متصلة فعليًا ببعض الأجهزة المركزية التي توزع الإطارات والحزم بين المحطات). مثال على التكوين المركزي هو نجم به محطات عمل تقع في نهايات أشعةها. التكوين اللامركزي مشابه لسلسلة من المتسلقين ، حيث يكون لكل فرد موقعه الخاص في الحزمة ، وكلها متصلة بحبل واحد. تحدد الخصائص المنطقية لطوبولوجيا الشبكة المسار الذي تسلكه الحزمة عند إرسالها عبر الشبكة.

عند اختيار الهيكل ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يضمن تشغيل شبكة موثوقة وفعالة ، وإدارة ملائمة لتدفقات بيانات الشبكة. من المستحسن أيضًا أن تكون الشبكة غير مكلفة من حيث تكلفة الإنشاء والصيانة ، ولكن في الوقت نفسه ، هناك فرص لمزيد من التوسع ، ويفضل الانتقال إلى تقنيات الاتصال عالية السرعة. هذه ليست مهمة سهلة! لحلها ، عليك أن تعرف ما هي بنى الشبكات.

2. طبولوجيا الشبكة الأساسية

هناك ثلاث طوبولوجيا أساسية تُبنى عليها معظم الشبكات.

نجمة

جرس

إذا كانت أجهزة الكمبيوتر متصلة على طول نفس الكبل ، فإن الهيكل يسمى "ناقل". عندما تكون أجهزة الكمبيوتر متصلة بقطاعات كبلات تنشأ من نقطة مفردة أو محور ، فإن الهيكل يسمى نجمة. إذا كان الكبل الذي تتصل به أجهزة الكمبيوتر مغلقًا في حلقة ، فإن هذا الهيكل يسمى حلقة.

على الرغم من أن الهياكل الأساسية نفسها ليست معقدة ، إلا أنه في الواقع ، غالبًا ما تكون هناك مجموعات معقدة للغاية تجمع بين خصائص العديد من الطوبولوجيا.

2.1 طوبولوجيا شبكة الحافلات

في هذا الهيكل ، يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض بواسطة كابل واحد (الشكل 1).

الشكل 1 - رسم تخطيطي لنوع هيكل الشبكة "ناقل"

في شبكة ذات هيكل "ناقل" ، توجه أجهزة الكمبيوتر البيانات إلى كمبيوتر معين عن طريق إرسالها عبر كبل في شكل إشارات كهربائية - عناوين أجهزة MAC. لفهم عملية الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر في الحافلة ، تحتاج إلى فهم المفاهيم التالية:

نقل الإشارة

انعكاس إشارة

المنهي

1. انتقال الإشارة

يتم إرسال البيانات في شكل إشارات كهربائية إلى جميع أجهزة الكمبيوتر على الشبكة ؛ ومع ذلك ، لا يتم تلقي المعلومات إلا من قبل الشخص الذي يتوافق عنوانه مع عنوان المستلم المشفر في هذه الإشارات. علاوة على ذلك ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد فقط الإرسال في كل مرة. نظرًا لأن البيانات تنتقل إلى الشبكة بواسطة كمبيوتر واحد فقط ، فإن أدائها يعتمد على عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالناقل. وكلما زاد عددهم أي كلما زاد عدد أجهزة الكمبيوتر التي تنتظر نقل البيانات ، كانت الشبكة أبطأ. ومع ذلك ، من المستحيل اشتقاق علاقة مباشرة بين النطاق الترددي للشبكة وعدد أجهزة الكمبيوتر فيه. فبالإضافة إلى عدد أجهزة الكمبيوتر ، هناك العديد من العوامل التي تؤثر على أداء الشبكة ، بما في ذلك:

خصائص أجهزة الكمبيوتر على الشبكة

معدل تكرار نقل أجهزة الكمبيوتر للبيانات

نوع تطبيقات الشبكة قيد التشغيل

نوع كابل الشبكة

المسافة بين أجهزة الكمبيوتر على الشبكة

الحافلة هي طبولوجيا سلبية. هذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر "تستمع" فقط إلى البيانات المنقولة عبر الشبكة ، لكن لا تنقلها من المرسل إلى المتلقي. لذلك ، إذا فشل أحد أجهزة الكمبيوتر ، فلن يؤثر ذلك على عمل الأجهزة الأخرى. في الطبولوجيا النشطة ، تقوم أجهزة الكمبيوتر بإعادة توليد الإشارات ونقلها عبر الشبكة.

2. انعكاس إشارة

تنتشر البيانات أو الإشارات الكهربائية عبر الشبكة - من أحد طرفي الكبل إلى الطرف الآخر. إذا لم يتم اتخاذ أي إجراء خاص ، فسوف تنعكس الإشارة عندما تصل إلى نهاية الكبل وتمنع أجهزة الكمبيوتر الأخرى من الإرسال. لذلك ، بعد وصول البيانات إلى الوجهة ، يجب إطفاء الإشارات الكهربائية.

3. المنهي

لمنع انعكاس الإشارات الكهربائية ، يتم تثبيت المقابس (أجهزة الإنهاء ، النهايات) في كل طرف من طرفي الكبل الذي يمتص هذه الإشارات (الشكل 2). يجب توصيل جميع أطراف كبل الشبكة بشيء ما ، مثل جهاز كمبيوتر أو موصل برميل - لزيادة طول الكابل. يجب توصيل طرف إنهاء بأي طرف حر - غير متصل - للكابل لمنع انعكاس الإشارات الكهربائية.

الشكل 2 - تثبيت فاصل

يمكن أن يحدث خرق لسلامة الشبكة في حالة حدوث انقطاع في كبل الشبكة عند تعطله فعليًا أو فصل أحد طرفيه. من الممكن أيضًا عدم وجود أجهزة إنهاء في طرف واحد أو أكثر من الكبل ، مما يؤدي إلى انعكاس الإشارات الكهربائية في الكابل وانتهاء الشبكة. الشبكة معطلة. في حد ذاتها ، تظل أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة تعمل بكامل طاقتها ، ولكن طالما أن المقطع مكسور ، فلن يتمكنوا من التواصل مع بعضهم البعض.

طوبولوجيا الشبكة هذه لها مزايا وعيوب. تشمل المزايا ما يلي:

وقت إعداد الشبكة القصير

منخفضة التكلفة (تتطلب أقل من أجهزة الكابلات والشبكات)

سهولة الإعداد

لا يؤثر فشل محطة العمل على عمل الشبكة

عيوب مثل هذه الطوبولوجيا هي كما يلي.

يصعب توسيع مثل هذه الشبكات (زيادة عدد أجهزة الكمبيوتر في الشبكة وعدد المقاطع - قطع الكبل الفردية التي تربطها).

نظرًا لأن الحافلة مشتركة ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد فقط الإرسال في كل مرة.

"الناقل" هو طوبولوجيا سلبية - أجهزة الكمبيوتر فقط "تستمع" إلى الكبل ولا يمكنها استرداد الإشارات التي تم إضعافها أثناء الإرسال عبر الشبكة.

موثوقية شبكة ذات هيكل ناقل ليست عالية. عندما تصل إشارة كهربائية إلى نهاية الكبل ، تنعكس (ما لم يتم اتخاذ تدابير خاصة) ، مما يؤدي إلى تعطيل تشغيل جزء الشبكة بالكامل.

أدت المشكلات الكامنة في طوبولوجيا الحافلات إلى حقيقة أن هذه الشبكات ، التي كانت شائعة جدًا قبل عشر سنوات ، لم يتم استخدامها عمليًا الآن.

يُعرف طوبولوجيا شبكة الناقل باسم الهيكل المنطقي لشبكة Ethernet بسرعة 10 ميجابت / ثانية.

2.2 طوبولوجيا الشبكة النجمية الأساسية

في الهيكل النجمي ، يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر عبر مقاطع الكابلات بمكون مركزي يسمى المحور (الشكل 3).

تنتقل الإشارات من الكمبيوتر المرسل عبر المحور إلى أي شخص آخر.

نشأت هذه الهيكلية في الأيام الأولى للحوسبة ، عندما كانت أجهزة الكمبيوتر متصلة بجهاز كمبيوتر مركزي رئيسي.

يشير مصطلح "الهيكل" إلى الترتيب المادي لأجهزة الكمبيوتر والكابلات ومكونات الشبكة الأخرى.

الطبولوجيا مصطلح قياسي يستخدمه المحترفون لوصف التخطيط الأساسي للشبكة.

بالإضافة إلى مصطلح "الهيكل" ، يتم استخدام ما يلي أيضًا لوصف التخطيط المادي:

الموقع المادي

تَخطِيط؛

رسم بياني؛

تحدد طوبولوجيا الشبكة خصائصها. على وجه الخصوص ، يؤثر اختيار طوبولوجيا معينة على:

تكوين معدات الشبكة اللازمة ؛

خصائص معدات الشبكة ؛

خيارات توسيع الشبكة

طريقة إدارة الشبكة.

لمشاركة الموارد أو أداء مهام الشبكة الأخرى ، يجب توصيل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض. لهذا الغرض ، في معظم الحالات ، يتم استخدام كبل (أقل في كثير من الأحيان - شبكات لاسلكية - معدات الأشعة تحت الحمراء). ومع ذلك ، لا يكفي مجرد توصيل جهاز كمبيوتر بكابل يربط أجهزة كمبيوتر أخرى. تتطلب أنواع الكابلات المختلفة ، جنبًا إلى جنب مع بطاقات الشبكة وأنظمة تشغيل الشبكة والمكونات الأخرى ، أوضاعًا مختلفة للكمبيوتر.

تفرض كل طوبولوجيا شبكة عددًا من الشروط. على سبيل المثال ، يمكن أن يحدد ليس فقط نوع الكبل ، ولكن أيضًا طريقة وضعه.

الهياكل الأساسية

• نجمة

  جرس

عندما يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر على طول كبل واحد ، فإن الهيكل يسمى ناقل. عندما تكون أجهزة الكمبيوتر متصلة بقطاعات كبلات تنشأ من نقطة مفردة أو محور ، فإن الهيكل يسمى نجمة. إذا كان الكبل الذي تتصل به أجهزة الكمبيوتر مغلقًا في حلقة ، فإن هذا الهيكل يسمى حلقة.

إطار العجلة.

غالبًا ما يُشار إلى طبولوجيا "الحافلة" باسم "الحافلة الخطية" (linerbus). هذا الهيكل هو أحد أبسط الهياكل وأكثرها استخدامًا. يستخدم كبلًا واحدًا ، يسمى العمود الفقري أو المقطع ، يتم على طوله توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة.

في شبكة الحافلات ، توجه أجهزة الكمبيوتر البيانات إلى كمبيوتر معين عن طريق إرسالها عبر كابل في شكل إشارات كهربائية.

يتم إرسال البيانات في شكل إشارات كهربائية إلى جميع أجهزة الكمبيوتر على الشبكة ؛ ومع ذلك ، يتم تلقي المعلومات من قبل الشخص الذي يتوافق عنوانه مع عنوان المستلم المشفر في هذه الإشارات. علاوة على ذلك ، في أي وقت ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد فقط الإرسال.

نظرًا لأن البيانات تنتقل إلى الشبكة بواسطة كمبيوتر واحد فقط ، فإن أدائها يعتمد على عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالناقل. كلما زاد عددهم ، كانت الشبكة أبطأ. الحافلة هي طبولوجيا سلبية. هذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر "تستمع" فقط إلى البيانات المنقولة عبر الشبكة ، لكن لا تنقلها من المرسل إلى المستلم. لذلك ، إذا فشل أحد أجهزة الكمبيوتر ، فلن يؤثر ذلك على عمل الأجهزة الأخرى. في هذا الهيكل ، يتم توزيع البيانات عبر الشبكة ، من أحد طرفي الكبل إلى الطرف الآخر. إذا لم يتم اتخاذ أي إجراء ، فسوف تنعكس الإشارات التي تصل إلى نهاية الكابل وهذا سيمنع أجهزة الكمبيوتر الأخرى من الإرسال. لذلك ، بعد وصول البيانات إلى الوجهة ، يجب إطفاء الإشارات الكهربائية. للقيام بذلك ، يتم تثبيت أجهزة الإنهاء (تسمى أيضًا المقابس) في كل طرف من طرفي الكبل في شبكة ذات هيكل ناقل لامتصاص الإشارات الكهربائية.

المزايا: إن عدم وجود معدات نشطة إضافية (مثل أجهزة إعادة الإرسال) يجعل هذه الشبكات بسيطة وغير مكلفة.

رسم تخطيطي لطوبولوجيا خطية لشبكة محلية

ومع ذلك ، فإن عيب الهيكل الخطي هو القيود المفروضة على حجم الشبكة ووظائفها وقابليتها للتوسع.

جرس

في الهيكل الدائري ، يتم توصيل كل محطة عمل بأقرب جيران. يشكل هذا الترابط شبكة محلية على شكل حلقة أو حلقة. تنتقل البيانات في دائرة في اتجاه واحد ، وتلعب كل محطة دور مكرر يستقبل ويستجيب للحزم الموجهة إليها وينقل الحزم الأخرى إلى محطة العمل التالية "لأسفل". في شبكة الحلقة الأصلية ، كل الكائنات متصلة ببعضها البعض. كان يجب إغلاق هذا الاتصال. على عكس طوبولوجيا "الناقل" المنفعلة ، يعمل كل كمبيوتر هنا كمكرر ، حيث يضخم الإشارات وينقلها إلى الكمبيوتر التالي. كانت ميزة هذا الهيكل هي وقت استجابة الشبكة المتوقع. كلما زاد عدد الأجهزة الموجودة في الحلقة ، زادت استجابة الشبكة للطلبات. عيبها الأكثر أهمية هو أنه في حالة فشل جهاز واحد على الأقل ، فإن الشبكة بأكملها ترفض العمل.

يسمى أحد مبادئ نقل البيانات حول الحلقة تمرير الرمز.هذا هو جوهرها. يتم إرسال الرمز المميز بالتسلسل من جهاز كمبيوتر إلى آخر حتى يتم تلقيه من قبل الشخص الذي يريد نقل البيانات. يقوم الكمبيوتر المرسل بتغيير الرمز المميز ، ويضع عنوان البريد الإلكتروني في البيانات ، ويرسله حول الحلقة.

يمكن تحسين هذا الهيكل عن طريق توصيل جميع أجهزة الشبكة من خلال مكثف(مَركَزجهاز يربط أجهزة أخرى). بصريًا ، "لم تعد الحلقة المصححة حلقة فعلية بعد الآن ، ولكن في مثل هذه الشبكة ، لا تزال البيانات تنتقل في دائرة.

في الشكل ، تشير الخطوط الصلبة إلى الوصلات المادية ، وتشير الخطوط المنقطة إلى اتجاه نقل البيانات. وبالتالي ، فإن مثل هذه الشبكة لها طوبولوجيا حلقة منطقية ، بينما هي فيزيائيًا نجمة.

نجمة

في الهيكل النجمي ، يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر عبر مقاطع الكابلات بمكون مركزي يحتوي على محور. تنتقل الإشارات من الكمبيوتر المرسل عبر المحور إلى أي شخص آخر. في الشبكات النجمية ، تتمركز إدارة تكوين الكابلات والشبكات. ولكن هناك أيضًا عيبًا: نظرًا لأن جميع أجهزة الكمبيوتر متصلة بنقطة مركزية ، يزداد استهلاك الكبلات بشكل كبير بالنسبة للشبكات الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا فشل المكون المركزي ، فسيتم تعطيل تشغيل الشبكة بالكامل.

الميزة: في حالة فشل أحد أجهزة الكمبيوتر أو فشل توصيل الكبل بجهاز كمبيوتر واحد ، فلن يتمكن هذا الكمبيوتر فقط من استقبال الإشارات ونقلها. لن تتأثر أجهزة الكمبيوتر الأخرى على الشبكة. السرعة الإجمالية للشبكة محدودة فقط من خلال عرض النطاق الترددي للمحور.

طوبولوجيا النجوم هي المهيمنة في شبكات LAN الحالية. هذه الشبكات مرنة للغاية وقابلة للتوسيع بسهولة وغير مكلفة نسبيًا مقارنة بالشبكات الأكثر تعقيدًا ، حيث يتم إصلاح طرق الوصول إلى الأجهزة إلى الشبكة بشكل صارم. وهكذا ، حلت "النجوم" محل الطوبولوجيا القديمة والحلقة التي نادرًا ما تستخدم. علاوة على ذلك ، فقد أصبحوا رابطًا انتقاليًا للنوع الأخير من الطوبولوجيا - نجوم مبدلةه.

المفتاح هو جهاز شبكة نشط متعدد المنافذ. يقوم المحول "بتذكر" عناوين الأجهزة (أو MAC-MediaAccessControl) للأجهزة المتصلة به ويقوم بإنشاء مسارات مؤقتة من المرسل إلى المستلم ، والتي يتم نقل البيانات على طولها. في الهيكل النموذجي لشبكة LAN المحولة ، توجد اتصالات متعددة بالمحول. كل منفذ والجهاز المتصل به له عرض النطاق الترددي الخاص به (معدل البيانات).

يمكن للمفاتيح تحسين أداء الشبكات بشكل كبير. أولاً ، تزيد من عرض النطاق الترددي الإجمالي المتاح على شبكة معينة. على سبيل المثال ، في مفتاح مكون من 8 أسلاك ، قد يكون هناك 8 اتصالات منفصلة تدعم سرعات تصل إلى 10 ميجابت في الثانية لكل منها. وفقًا لذلك ، يبلغ معدل نقل هذا الجهاز 80 ميجابت في الثانية. بادئ ذي بدء ، تعمل المفاتيح على زيادة أداء الشبكة عن طريق تقليل عدد الأجهزة التي يمكنها ملء النطاق الترددي الكامل لجزء واحد. يحتوي أحد هذه الأجزاء على جهازين فقط: جهاز شبكة محطة العمل ومنفذ تبديل. وبالتالي ، يمكن لجهازين فقط "التنافس" للحصول على عرض نطاق ترددي يبلغ 10 ميجابت في الثانية ، وليس ثمانية (عند استخدام محور عادي من 8 منافذ ، والذي لا يوفر مثل هذا التقسيم لعرض النطاق الترددي إلى شرائح).

في الختام ، يجب القول أن هناك فرقًا بين طوبولوجيا الروابط المادية (الهيكل المادي للشبكة) وطوبولوجيا الروابط المنطقية (الهيكل المنطقي للشبكة)

إعدادات اتصالات فيزيائيةيتم تحديده من خلال التوصيلات الكهربائية لأجهزة الكمبيوتر ويمكن تمثيله على شكل رسم بياني تكون عقده عبارة عن أجهزة كمبيوتر ومعدات اتصال ، وتتوافق الحواف مع مقاطع الكابلات التي تربط أزواج من العقد.

اتصالات منطقيةتمثل مسارات تدفق المعلومات عبر الشبكة ، ويتم تشكيلها من خلال التكوين المناسب لمعدات الاتصال.

في بعض الحالات ، تتطابق الهياكل المادية والمنطقية ، وأحيانًا لا تتطابق.

الشبكة الموضحة في الشكل هي مثال على عدم تطابق الهيكل المادي والمنطقي. ماديًا ، يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر بواسطة هيكل ناقل مشترك. لا يتم الوصول إلى الناقل وفقًا لخوارزمية الوصول العشوائي ، ولكن عن طريق تمرير رمز (رمز مميز) بترتيب رنين: من الكمبيوتر A إلى الكمبيوتر B ، ومن الكمبيوتر B إلى الكمبيوتر C ، وما إلى ذلك. هنا ، ترتيب نقل الرمز لم يعد يتكرر اتصالات فيزيائية، ولكن يتم تحديده من خلال التكوين المنطقي لمحولات الشبكة. لا شيء يمنعك من تكوين محولات الشبكة وبرامج التشغيل الخاصة بها بحيث تشكل أجهزة الكمبيوتر حلقة بترتيب مختلف ، على سبيل المثال ، B ، A ، C ... لا يتغير الهيكل المادي.

شبكة لاسلكية.

قد تكون عبارة "لاسلكي" مضللة لأنها تعني الغياب التام للأسلاك في الشبكة. في الواقع ، تتفاعل المكونات اللاسلكية عادةً مع شبكة تستخدم الكبل كوسيط إرسال. تسمى هذه الشبكة ذات المكونات المختلطة بالشبكة الهجينة.

اعتمادًا على التكنولوجيا ، يمكن تقسيم الشبكات اللاسلكية إلى ثلاثة أنواع:

شبكات الكمبيوتر المحلية ؛

شبكات المنطقة المحلية الممتدة ؛

شبكات المحمول (أجهزة الكمبيوتر المحمولة).

طرق التحويل:

الأشعة تحت الحمراء؛

• الإرسال الراديوي في نطاق ضيق (إرسال أحادي التردد) ؛

  الإرسال اللاسلكي في الطيف المتناثر.

بالإضافة إلى طرق إرسال واستقبال البيانات ، يمكن استخدام شبكات الهاتف المحمول واتصال حزم الراديو والشبكات الخلوية وأنظمة نقل بيانات الميكروويف.

حاليًا ، شبكة المكتب ليست مجرد اتصال بين أجهزة الكمبيوتر. من الصعب تخيل مكتب حديث بدون قواعد بيانات تخزن كلاً من البيانات المالية للشركة ومعلومات الموظفين. في الشبكات الكبيرة ، كقاعدة عامة ، لأغراض أمان قواعد البيانات ، ولزيادة سرعة الوصول إليها ، تُستخدم خوادم منفصلة لتخزين قواعد البيانات. أيضًا ، من الصعب الآن تخيل مكتب حديث دون الوصول إلى الإنترنت. متغير الدائرة شبكة لاسلكيةيظهر المكتب في الشكل

لذلك دعونا نستنتج: يجب التخطيط بعناية للشبكة المستقبلية. للقيام بذلك ، أجب عن الأسئلة التالية:

ما الذي تحتاجه شبكة؟

كم عدد المستخدمين على شبكتك؟

ما مدى سرعة توسيع الشبكة؟

هل تتطلب هذه الشبكة الوصول إلى الإنترنت؟

هل الإدارة المركزية لمستخدمي الشبكة ضرورية؟

بعد ذلك ، ارسم مخطط شبكة تقريبي على الورق. يجب ألا تنسى تكلفة الشبكة.

كما حددت أنت وأنا ، تعد الطوبولوجيا عاملاً حاسمًا في تحسين الأداء العام للشبكة. يمكن تطبيق الطوبولوجيا الأساسية في أي مجموعة. من المهم أن نفهم أن نقاط القوة والضعف في كل طوبولوجيا تؤثر على أداء الشبكة المطلوب وتعتمد على التقنيات الحالية. يجب تحقيق توازن بين الموقع الفعلي للشبكة (على سبيل المثال ، في العديد من المباني) ، وإمكانيات استخدام الكبل وطرق وضعه وحتى نوعه.