تحدد الطوبولوجيا بنية الشبكة وكيفية ترابط جميع المكونات مع بعضها البعض. هناك نوعان من الطوبولوجيا: الطوبولوجيا الفيزيائية والمنطقية.

أنواع طوبولوجيا الشبكة

الطوبولوجيا الفيزيائية هي التمثيل الهندسي لجميع العقد في الشبكة. هناك ستة أنواع من طوبولوجيا الشبكة وهي طوبولوجيا الناقل، وطوبولوجيا الحلقة، وطوبولوجيا الشجرة، وطوبولوجيا النجوم، وطوبولوجيا الشبكة، والطوبولوجيا الهجينة.

1) طوبولوجيا الحافلة

• تم تصميم طوبولوجيا الحافلة بحيث يتم توصيل جميع المحطات عبر كابل واحد يُعرف باسم الكابل الأساسي.
• يتم توصيل كل عقدة إما بالكابل الأساسي عن طريق كابل إسقاط أو متصلة مباشرة بالكابل الأساسي.
• عندما تريد العقدة إرسال رسالة عبر الشبكة، فإنها تضع رسالة عبر الشبكة. جميع المحطات المتوفرة في الشبكة ستستقبل الرسالة سواء تمت معالجتها أم لا.
• تُستخدم طوبولوجيا الناقل بشكل أساسي في شبكات 802.3 (إيثرنت) و802.4 القياسية.
• يعد تكوين طوبولوجيا الناقل أبسط بكثير مقارنة بالطوبولوجيا الأخرى.
• يعتبر الكابل العمود الفقري بمثابة 'حارة واحدة' ومن خلالها يتم بث الرسالة إلى جميع المحطات.
• طريقة الوصول الأكثر شيوعًا لطوبولوجيات الحافلة هي CSMA (الناقل بمعنى الوصول المتعدد).

CSMA: إنه عنصر تحكم في الوصول إلى الوسائط يستخدم للتحكم في تدفق البيانات بحيث يتم الحفاظ على تكامل البيانات، أي لا تضيع الحزم. هناك طريقتان بديلتان لمعالجة المشكلات التي تحدث عندما تقوم عقدتان بإرسال الرسائل في وقت واحد.

قرص CSMA المضغوط:قرص CSMA المضغوط ( كشف الاصطدام ) هي طريقة وصول تستخدم للكشف عن الاصطدام. بمجرد اكتشاف الاصطدام، سيتوقف المرسل عن إرسال البيانات. ولذلك فهو يعمل على' الانتعاش بعد الاصطدام '.CA CSMA: CSMA CA (تجنب الاصطدام) هي طريقة وصول تستخدم لتجنب الاصطدام عن طريق التحقق مما إذا كانت وسائط النقل مشغولة أم لا. إذا كان مشغولاً، ينتظر المرسل حتى تصبح الوسائط خاملة. تقلل هذه التقنية بشكل فعال من احتمالية الاصطدام. ولا يعمل على 'الاسترداد بعد الاصطدام'.

مزايا طوبولوجيا الحافلة:

كابل منخفض التكلفة:في طوبولوجيا الناقل، ترتبط العقد مباشرة بالكابل دون المرور عبر لوحة الوصل. ولذلك، فإن التكلفة الأولية للتركيب منخفضة.سرعات البيانات المعتدلة:تُستخدم الكابلات الزوجية المحورية أو الملتوية بشكل أساسي في الشبكات القائمة على الناقل والتي تدعم ما يصل إلى 10 ميجابت في الثانية.التكنولوجيا المألوفة:تعتبر طوبولوجيا الناقل تقنية مألوفة نظرًا لأن تقنيات التثبيت واستكشاف الأخطاء وإصلاحها معروفة جيدًا، كما أن مكونات الأجهزة متاحة بسهولة.فشل محدود:لن يكون للفشل في عقدة واحدة أي تأثير على العقد الأخرى.

مساوئ طوبولوجيا الحافلة:

الكابلات واسعة النطاق:تعتبر طوبولوجيا الحافلة أبسط بكثير، ولكنها لا تزال تتطلب الكثير من الكابلات.استكشاف الأخطاء وإصلاحها الصعبة:يتطلب معدات اختبار متخصصة لتحديد أخطاء الكابلات. إذا حدث أي خطأ في الكابل، فسيؤدي ذلك إلى تعطيل الاتصال لجميع العقد.تدخل الإشارة:إذا أرسلت عقدتان الرسائل في وقت واحد، فإن إشارات كلا العقدتين تتصادم مع بعضها البعض.إعادة التشكيل صعبة:قد تؤدي إضافة أجهزة جديدة إلى الشبكة إلى إبطاء الشبكة.التوهين:التوهين هو فقدان الإشارة مما يؤدي إلى مشاكل في الاتصال. يتم استخدام المكررات لتجديد الإشارة.

2) طوبولوجيا الحلقة

• تشبه طوبولوجيا الحلقة طوبولوجيا الناقل، ولكن ذات نهايات متصلة.
• ستتم إعادة إرسال العقدة التي تتلقى الرسالة من الكمبيوتر السابق إلى العقدة التالية.
• تتدفق البيانات في اتجاه واحد، أي أنها أحادية الاتجاه.
• تتدفق البيانات في حلقة واحدة بشكل مستمر تعرف باسم حلقة لا نهاية لها.
• ليس لها نهايات منتهية، أي أن كل عقدة متصلة بعقدة أخرى وليس لها نقطة انتهاء.
• تتدفق البيانات الموجودة في طوبولوجيا الحلقة في اتجاه عقارب الساعة.
• طريقة الوصول الأكثر شيوعًا لطوبولوجيا الحلقة هي وفاة رمزي .
  وفاة رمزي:إنها طريقة للوصول إلى الشبكة يتم من خلالها تمرير الرمز المميز من عقدة إلى عقدة أخرى.
الرمز المميز:إنه إطار يدور حول الشبكة.

عمل تمرير الرمز

• يتحرك الرمز المميز حول الشبكة، ويتم تمريره من كمبيوتر إلى كمبيوتر حتى يصل إلى الوجهة.
• يقوم المرسل بتعديل الرمز المميز عن طريق وضع العنوان مع البيانات.
• يتم تمرير البيانات من جهاز إلى جهاز آخر حتى يتطابق عنوان الوجهة. بمجرد استلام الرمز المميز بواسطة الجهاز الوجهة، فإنه يرسل الإقرار إلى المرسل.
• في طوبولوجيا الحلقة، يتم استخدام الرمز المميز كحامل.

مزايا طوبولوجيا الحلقة:

إدارة الشبكة:يمكن إزالة الأجهزة المعيبة من الشبكة دون تعطل الشبكة.توفر المنتج:تتوفر العديد من أدوات الأجهزة والبرامج لتشغيل الشبكة ومراقبتها.يكلف:الكابلات المزدوجة الملتوية غير مكلفة ومتوفرة بسهولة. ولذلك، فإن تكلفة التثبيت منخفضة جدا.موثوق:إنها شبكة أكثر موثوقية لأن نظام الاتصال لا يعتمد على كمبيوتر مضيف واحد.

مساوئ طوبولوجيا الحلقة:

استكشاف الأخطاء وإصلاحها الصعبة:يتطلب معدات اختبار متخصصة لتحديد أخطاء الكابلات. إذا حدث أي خطأ في الكابل، فسيؤدي ذلك إلى تعطيل الاتصال لجميع العقد.فشل:يؤدي الانهيار في محطة واحدة إلى فشل الشبكة بشكل عام.إعادة التشكيل صعبة:قد تؤدي إضافة أجهزة جديدة إلى الشبكة إلى إبطاء الشبكة.تأخير:يتناسب تأخير الاتصال بشكل مباشر مع عدد العقد. تؤدي إضافة أجهزة جديدة إلى زيادة تأخير الاتصال.

3) طوبولوجيا النجوم

• طوبولوجيا النجمة هي ترتيب للشبكة حيث يتم توصيل كل عقدة بالمحور المركزي أو المحول أو الكمبيوتر المركزي.
• يُعرف الكمبيوتر المركزي باسم أ الخادم ، وتعرف الأجهزة الطرفية المتصلة بالخادم باسم عملاء .
• يتم استخدام الكابل المحوري أو كابلات RJ-45 لتوصيل أجهزة الكمبيوتر.
• تُستخدم المحاور أو المحولات بشكل أساسي كأجهزة اتصال في أ طوبولوجيا النجم المادي .
• طوبولوجيا النجمة هي الطوبولوجيا الأكثر شيوعًا في تنفيذ الشبكة.

مزايا طوبولوجيا النجوم

استكشاف الأخطاء وإصلاحها بكفاءة:يعد استكشاف الأخطاء وإصلاحها فعالاً للغاية في طوبولوجيا النجمة مقارنةً بطوبولوجيا الحافلة. في طوبولوجيا الحافلة، يتعين على المدير فحص الكيلومترات من الكابلات. في الهيكل النجمي، تكون جميع المحطات متصلة بالشبكة المركزية. ولذلك، يتعين على مسؤول الشبكة الانتقال إلى المحطة الواحدة لاستكشاف المشكلة وإصلاحها.التحكم بالشبكة:يمكن تنفيذ ميزات التحكم المعقدة في الشبكة بسهولة في الهيكل النجمي. يتم استيعاب أي تغييرات يتم إجراؤها في طوبولوجيا النجمة تلقائيًا.فشل محدود:وبما أن كل محطة متصلة بالمحور المركزي بواسطة كابل خاص بها، فإن فشل كابل واحد لن يؤثر على الشبكة بأكملها.التكنولوجيا المألوفة:تعتبر طوبولوجيا النجوم تقنية مألوفة نظرًا لأن أدواتها فعالة من حيث التكلفة.قابلة للتوسيع بسهولة:إنه قابل للتوسيع بسهولة حيث يمكن إضافة محطات جديدة إلى المنافذ المفتوحة على المحور.فعاله من حيث التكلفه:تعد شبكات الطوبولوجيا النجمية فعالة من حيث التكلفة لأنها تستخدم كابلات محورية غير مكلفة.سرعات عالية للبيانات:وهو يدعم عرض النطاق الترددي الذي يبلغ حوالي 100 ميجابت في الثانية. تعد Ethernet 100BaseT واحدة من أكثر شبكات Star Topology شهرة.

عيوب طوبولوجيا النجوم

نقطة الفشل المركزية:إذا تعطل المحور المركزي أو المحول، فلن تتمكن جميع العقد المتصلة من التواصل مع بعضها البعض.كابل:في بعض الأحيان، يصبح توجيه الكابل صعبًا عند الحاجة إلى قدر كبير من التوجيه.

4) طوبولوجيا الشجرة

• تجمع طوبولوجيا الشجرة بين خصائص طوبولوجيا الحافلة وطوبولوجيا النجمة.
• طوبولوجيا الشجرة هي نوع من البنية التي ترتبط فيها كافة أجهزة الكمبيوتر مع بعضها البعض بطريقة هرمية.
• تُعرف العقدة العليا في طوبولوجيا الشجرة بالعقدة الجذرية، وجميع العقد الأخرى هي أحفاد العقدة الجذرية.
• يوجد مسار واحد فقط بين العقدتين لنقل البيانات. وهكذا، فإنه يشكل التسلسل الهرمي بين الوالدين والطفل.

مزايا طوبولوجيا الشجرة

دعم نقل النطاق العريض:تُستخدم طوبولوجيا الشجرة بشكل أساسي لتوفير نقل واسع النطاق، أي يتم إرسال الإشارات عبر مسافات طويلة دون تخفيفها.قابلة للتوسيع بسهولة:يمكننا إضافة الجهاز الجديد إلى الشبكة الحالية. لذلك، يمكننا القول أن طوبولوجيا الشجرة قابلة للتوسيع بسهولة.يمكن التحكم فيها بسهولة:في طوبولوجيا الشجرة، يتم تقسيم الشبكة بأكملها إلى أجزاء تعرف بالشبكات النجمية والتي يمكن إدارتها وصيانتها بسهولة.اكتشاف الخطأ:يعد اكتشاف الأخطاء وتصحيح الأخطاء أمرًا سهلاً للغاية في طوبولوجيا الشجرة.فشل محدود:لا يؤثر الانهيار في محطة واحدة على الشبكة بأكملها.الأسلاك من نقطة إلى نقطة:لديها أسلاك من نقطة إلى نقطة للقطاعات الفردية.

مساوئ طوبولوجيا الشجرة

استكشاف الأخطاء وإصلاحها الصعبة:في حالة حدوث أي خطأ في العقدة، يصبح من الصعب استكشاف المشكلة وإصلاحها.التكلفة العالية:الأجهزة اللازمة لنقل النطاق العريض مكلفة للغاية.فشل:تعتمد طوبولوجيا الشجرة بشكل أساسي على كابل الناقل الرئيسي وسيؤدي الفشل في كابل الناقل الرئيسي إلى إتلاف الشبكة بأكملها.إعادة التشكيل صعبة:إذا تمت إضافة أجهزة جديدة، يصبح من الصعب إعادة تكوينها.

5) طوبولوجيا الشبكة

• تقنية الشبكة هي ترتيب للشبكة حيث تكون أجهزة الكمبيوتر مترابطة مع بعضها البعض من خلال اتصالات متكررة مختلفة.
• هناك مسارات متعددة من كمبيوتر إلى كمبيوتر آخر.
• ولا يحتوي على المحول أو المحور أو أي كمبيوتر مركزي يعمل كنقطة اتصال مركزية.
• الإنترنت هو مثال على طوبولوجيا الشبكة.
• تُستخدم طوبولوجيا الشبكة بشكل أساسي في تطبيقات WAN حيث يمثل فشل الاتصال مصدر قلق بالغ.
• تُستخدم طوبولوجيا الشبكة بشكل أساسي في الشبكات اللاسلكية.
• يمكن تشكيل طوبولوجيا الشبكة باستخدام الصيغة:
  عدد الكابلات = (n*(n-1))/2;

حيث n هو عدد العقد التي تمثل الشبكة.

تنقسم طوبولوجيا الشبكة إلى فئتين:

• طوبولوجيا شبكة متصلة بالكامل
• طوبولوجيا شبكية متصلة جزئيًا

طوبولوجيا الشبكة الكاملة:في الهيكل الشبكي الكامل، يتم توصيل كل كمبيوتر بجميع أجهزة الكمبيوتر المتوفرة في الشبكة.طوبولوجيا الشبكة الجزئية:في الهيكل الشبكي الجزئي، لا تتصل جميع أجهزة الكمبيوتر، باستثناء بعض أجهزة الكمبيوتر، بأجهزة الكمبيوتر التي تتواصل معها بشكل متكرر.

مزايا طوبولوجيا الشبكة:

موثوق: تعتبر الشبكات الهيكلية المتداخلة موثوقة للغاية كما لو أن أي عطل في الارتباط لن يؤثر على الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر المتصلة.

مجموعة بايت إلى سلسلة Java

التواصل السريع: الاتصال سريع جدًا بين العقد.

إعادة تشكيل أسهل: لن تؤدي إضافة أجهزة جديدة إلى تعطيل الاتصال بين الأجهزة الأخرى.

عيوب طوبولوجيا الشبكة

يكلف:تحتوي البنية الشبكية على عدد كبير من الأجهزة المتصلة مثل جهاز التوجيه ووسائط إرسال أكثر من الهياكل الأخرى.إدارة:تعتبر الشبكات الهيكلية الشبكية كبيرة جدًا ومن الصعب جدًا صيانتها وإدارتها. إذا لم تتم مراقبة الشبكة بعناية، فلن يتم اكتشاف فشل رابط الاتصال.كفاءة:في هذه الهيكلية، تكون الاتصالات المتكررة عالية مما يقلل من كفاءة الشبكة.

6) الطوبولوجيا الهجينة

• يُعرف الجمع بين طبولوجيا مختلفة مختلفة باسم طوبولوجيا هجينة .
• الهيكل الهجين هو اتصال بين الروابط والعقد المختلفة لنقل البيانات.
• عندما يتم دمج طبولوجيا مختلفة أو أكثر معًا، يُطلق على ذلك اسم الطوبولوجيا الهجينة وإذا كانت الطبولوجيا المتشابهة مرتبطة ببعضها البعض فلن يؤدي ذلك إلى طبولوجيا هجينة. على سبيل المثال، إذا كانت هناك طوبولوجيا حلقية في أحد فروع بنك ICICI وطوبولوجيا ناقلة في فرع آخر من بنك ICICI، فإن ربط هذين الهيكلين سيؤدي إلى طوبولوجيا هجينة.

مزايا الطوبولوجيا الهجينة

موثوق:إذا حدث خطأ في أي جزء من الشبكة فلن يؤثر على عمل بقية الشبكة.القابلة للتطوير:يمكن توسيع حجم الشبكة بسهولة عن طريق إضافة أجهزة جديدة دون التأثير على وظائف الشبكة الحالية.مرن:هذه الطوبولوجيا مرنة للغاية حيث يمكن تصميمها وفقًا لمتطلبات المنظمة.فعال:تعتبر الطوبولوجيا الهجينة فعالة للغاية حيث يمكن تصميمها بطريقة تزيد من قوة الشبكة إلى الحد الأقصى وتقليل ضعف الشبكة.

عيوب الطوبولوجيا الهجينة

تصميم معقد:العيب الرئيسي للطوبولوجيا الهجينة هو تصميم الشبكة الهجينة. من الصعب جدًا تصميم بنية الشبكة الهجينة.مركز مكلف:تعد المحاور المستخدمة في الهيكل الهجين باهظة الثمن نظرًا لأن هذه المحاور تختلف عن المحاور المعتادة المستخدمة في الهياكل الأخرى.البنية التحتية المكلفة:تكلفة البنية التحتية مرتفعة جدًا نظرًا لأن الشبكة الهجينة تتطلب الكثير من الكابلات وأجهزة الشبكة وما إلى ذلك.