طوبولوجيا الحلقة هي بنية شبكة يتم فيها توصيل الأجهزة في بنية حلقية وإرسال المعلومات إلى بعضها البعض بناءً على العقدة المجاورة للعقدة الحلقية الخاصة بها. بالمقارنة مع طوبولوجيا الحافلة، فإن طوبولوجيا الحلقة تتسم بالكفاءة العالية ويمكنها التعامل مع الأحمال الثقيلة. نظرًا لأن الحزم قد تنتقل في اتجاه واحد فقط، يُشار إلى معظم طبولوجيا الحلقات على أنها شبكات دائرية أحادية الاتجاه. بشكل عام، ثنائي الاتجاه وأحادي الاتجاه هما نوعان من طوبولوجيا الحلقة. على أساس الأجهزة التي يتم ربطها معًا لتكوين شبكة، تعمل أنواع عديدة من إعدادات طوبولوجيا الحلقة بشكل مختلف.

يمكن استخدام هذه الهيكلية في الشبكات المحلية (LAN) أو الشبكات الواسعة (WAN). اعتمادًا على بطاقة الشبكة المستخدمة في كل كمبيوتر، يتم استخدام كبل شبكة RJ-45 أو كبل متحد المحور لتوصيل أجهزة الكمبيوتر في هيكل حلقي. تشمل مزايا طوبولوجيا الحلقة أنها لا تحتاج إلى محور مركزي لكي تعمل. يعد التثبيت واستكشاف الأخطاء وإصلاحها باستخدام هذا النوع من الشبكات أمرًا سهلاً للغاية أيضًا مقارنة بالشبكات الأخرى.

mvc جافا

هناك عيب في بنية الحلقة، وهو أنه إذا فشلت عقدة واحدة في إرسال البيانات، فستعاني الشبكة بأكملها. لذلك، تستخدم بعض إعدادات طبولوجيا الحلقة بنية ثنائية الحلقة لحل هذه المشكلة. في البنية ذات الحلقة المزدوجة، يتم نقل المعلومات في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة. توجد طريقة احتياطية للإرسال في حالة فشل عملية إرسال واحدة؛ تُعرف هذه الأنظمة باسم الهياكل الحلقية الزائدة عن الحاجة.

كيف تعمل طوبولوجيا الحلقة؟

فيما يلي بعض الخطوات التي تساعدك على فهم كيفية نقل البيانات بين العقد في الشبكة الحلقية.

• يتم توزيع الرموز الفارغة بحرية على الحلبة. تتراوح سرعة الحلقة من 16 ميجابت في الثانية إلى 100 ميجابت في الثانية.
• لتخزين إطارات البيانات ونقلها، يحتوي الرمز المميز الفارغ على عناصر نائبة ويحتفظ أيضًا بعناوين المرسل أو المتلقي.
• عندما يتعين على العقدة المرسلة إرسال رسالة، فإنها تحصل على رمز مميز وتملأه بالبيانات، وتحصل على عنوان MAC الخاص بالعقدة المتلقية والمعرف الخاص بها في الرمز المميز. في الحلقة، يتم إرسال رمز مميز مملوء إلى العقدة التالية.
• يتم استلام الرمز المميز بواسطة العقدة التالية ويحدد ما إذا كان مخصصًا للإرسال. بعد ذلك، يتم نسخ البيانات إلى العقدة من الإطار وتعيين الرمز المميز إلى الصفر ونقله إلى العقدة التالية.
• حتى تصل البيانات إلى الوجهة الصحيحة، يتم تكرار الخطوة أعلاه.
• عندما يتلقى المرسل الرمز المميز، سيقوم بتهيئة الرسالة إذا وجد أن المتلقي قد قرأ البيانات.
• يفيد في نقل البيانات؛ سيتم استهلاك الرمز المميز وإعادة تدويره بواسطة أي من العقد.
• في حالة فقدان الاتصال، وكانت العقدة في وضع الخمول، وتدعم الشبكة حلقة مزدوجة، يتم تسليم البيانات في الاتجاه المعاكس للوجهة.

كيف يتم تشكيل طوبولوجيا الحلقة؟

في الهيكل الحلقي، يتصل كل جهاز بجهازين آخرين، وترتبط العديد من هذه الهياكل معًا لتشكل مسارًا دائريًا يُعرف بالشبكة الحلقية. للوصول إلى وجهة البيانات، تستخدم البنية الداخلية إجراءً واحدًا لواحد؛ يتم نقل البيانات من جهاز إلى آخر، وتتكرر العملية حتى تصل البيانات إلى الهدف. تقوم العقدة بإرسال البيانات إلى العقدة الوجهة بمساعدة الرموز المميزة. لذلك، يطلق عليها اسم طوبولوجيا Token Ring. تُعرف أيضًا باسم Active Topology لأنها تتطلب أن تكون جميع العقد نشطة حتى يستمر الإرسال.

قد تكون هناك تعديلات على فقدان البيانات؛ عندما يكون هناك الكثير من العقد، سيتعين على الرموز المميزة القفز عبر الكثير منها للوصول إلى العقدة المستهدفة. تتم إضافة أجهزة إعادة الإرسال بشكل منتظم لتقليل فقدان البيانات وتحسين قوة الإشارة.

تم إنشاء مثيل لجافا

حلقة أحادية الاتجاه: الشبكة أحادية الاتجاه هي الشبكة التي تسمح بنقل البيانات في اتجاه واحد فقط، إما في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة. بشكل عام، تستخدم معظم الشبكات الحلقية العملية لتدفق البيانات في اتجاه واحد فقط.

حلقة ثنائية الاتجاه: تُعرف أيضًا باسم الشبكة ثنائية الحلقة، ويمكن استخدامها لتحويل شبكة أحادية الاتجاه إلى شبكة ثنائية الاتجاه باستخدام رابطين بين عقدتين للشبكة. أثناء إرسال البيانات في اتجاه واحد، إذا تعطلت أي من العقد الوسيطة، فإن الحلقات المزدوجة توفر مسارات بديلة لأي عقدة للوصول إلى وجهتها.

لماذا نستخدم طوبولوجيا الحلقة؟

هناك بعض العوامل لاختيار طوبولوجيا الشبكة، وهي كما يلي:

• تخصيص الميزانية.
• تعقيد مشهد تكنولوجيا المعلومات.
• النموذج التشغيلي للمنظمة.
• مستوى أداء المستخدم النهائي المتوقع.

يعد الاقتصاد المتزايد في البيانات، والأداء الممتاز للشبكة، وعمليات الشبكة التي يسهل إدارتها، كلها عوامل في اختيار الهيكل الصحيح. بالمقارنة مع طوبولوجيا أخرى، هناك خمسة أسباب لاختيار طوبولوجيا الحلقة:

1. الهيكل الداخلي، تكون احتمالية تصادم البيانات ضئيلة لأنها تسمح بتدفق البيانات بطريقة أحادية الاتجاه.
2. لا يلزم وجود أي خادم للتحكم في الشبكة في طوبولوجيا الحلقة لإدارة نقل البيانات.
3. في هذا النوع من الشبكات، يمكن إرسال البيانات بمعدل أسرع.
4. يعتبر هذا النوع من الشبكات ميسور التكلفة مقارنة بغيره حيث أن تكلفة تشغيله اقتصادية.
5. في شبكة الهيكل الحلقي، يمكن إضافة أي عقد جديدة دون صعوبة، ويتم تبسيط إدارة الهيكل.

تطبيقات طوبولوجيا الحلقة؟

• يمكن استخدام هذه الهيكلية في الشبكات المحلية (LAN) وكذلك الشبكات الواسعة (WAN).
• في صناعة الاتصالات، يتم استخدام الطوبولوجيا الحلقية بشكل شائع في شبكات الألياف SONET (الشبكة الضوئية المتزامنة).
• تستخدم العديد من المؤسسات أيضًا الشبكة الحلقية كنظام نسخ احتياطي لشبكتها الحالية.
• إذا فُقد الاتصال بعقدة، فإنها تستفيد أيضًا من القدرة ثنائية الاتجاه لتوجيه حركة المرور في اتجاه آخر.
• نظرًا لاستخدامه من قبل عدد قليل من المؤسسات التجارية وانخفاض تكلفة التشغيل، فإنه يستخدم أيضًا في المؤسسات التعليمية.

تاريخ طوبولوجيا الحلقة

في وقت مبكر، تم استخدام طوبولوجيا الحلقة على نطاق واسع في المباني الصغيرة مثل المكاتب والمدارس. ومع ذلك، في العصر الحديث، نادرا ما يستخدم هذا النوع من التكنولوجيا. لتحقيق الاستقرار والأداء أو الدعم، تم تحويله إلى أنواع أخرى من الشبكات.

مزايا طوبولوجيا الحلقة

• فهو يقلل من فرصة تصادم الحزم حيث تتدفق جميع البيانات في اتجاه واحد في هذه الهيكلية.
• لا يلزم وجود أي خادم شبكة في الهيكل الدائري للاتصال بالشبكة بين كل محطة عمل.
• لديه القدرة على إرسال البيانات بسرعات عالية.
• في هذه الشبكة، إذا قمت بإضافة محطات عمل إضافية، فلن يؤثر ذلك على أداء الشبكة.
• فهو يوفر شبكة موثوقة وتقنية مستقبلية واستثمارًا منخفض رأس المال واتصالًا سلسًا مع مزودي خدمات متعددين.
• بالمقارنة مع طوبولوجيا الناقل، فهو يتمتع بأداء أفضل في ظل أحمال الشبكة الثقيلة.

مساوئ طوبولوجيا الحلقة

• إنها أبطأ بكثير مقارنة بالطوبولوجيا النجمية، حيث يجب أن تمر جميع البيانات الموجودة في الهيكل الحلقي عبر كل محطة عمل على الشبكة مما يجعلها أبطأ.
• إذا تعطلت إحدى محطات العمل، فستتأثر الشبكة بأكملها.
• إنها أكثر تكلفة مقارنة ببطاقات Ethernet أو لوحات الوصل أو المحولات، لأنه في هذه الشبكة، يلزم وجود الأجهزة لتوصيل كل محطة عمل بالشبكة.