ساختار اولیه شبکه

یکی از معیارهای سنجش کشورهای پیشرفته، توانایی آنها در انتقال و مخابره اطلاعات است. هر چه سرعت مخابره اطلاعات بیشتر باشد، آن کشور از صنعت، فناوری و دانش بالاتری برخوردار است. در دنیایی که زمان حرف اول را می‌زند، جنگ بر سر به دست آوردن ثانیه‌هاست.

اما به راستی شبکه چیست؟ چقدر با مفاهیم اولیه شبکه آشنایی دارید؟ در پس اتصال دو تا کامپیوتر به یکدیگر چه می‌گذرد؟

سال‌ها قبل طراحی سیستم‌های شبکه‌ای بسیار پیچیده بود. هر شرکتی برای خود معماری و پروتکل خاصی داشت و همین امر موجب می‌شد تا دستگاه‌های ساخت دو کارخانه به راحتی نتوانند به یکدیگر اتصال پیدا کنند. اما سر انجام سازمان استاندارد جهانی، مدل OSI را انتخاب کرد و همه کارخانه‌ها ملزم به رعایت آن شدند تا طبق یک پروتکل واحد طراحی سخت افزاری صورت بگیرد.

اولین دلیل را بگذارید خواندن سایت تبیان بنامیم! در واقع منظور این است که استفاده از سایت‌ها، نرم افزار های تحت وب، سیستم‌های اطلاع رسانی همه در بستر اینترت یا بهتر شبکه صورت می‌گیرند.

دومین دلیل می‌تواند نیاز روز افزون به سیستم‌های اتوماسیون اداری و مالی باشد. مانند شبکه‌های بانکی، شبکه‌های داخل سازمانی و... .

سومین دلیل نیز بالا بردن امنیت و به اشتراک گذاشتن منابع سخت افزاری و نرم افزاری نامید. مانند به اشتراک گذاشتن پردازنده و یا دیسک سخت میان چندین کامپیوتر.

صدها دلیل دیگر نیز میتوان برای نیاز بشر به شبکه عنوان کرد. دلایل بالا تنها عنوان‌های اصلی و کلی نیازها هستند. مهم این است که بدون شبکه خیلی از کارهای روزمره ما لنگ می‌ماند.

اگر بخواهیم به صورت کلی به شبکه نگاه کنیم، می‌توانیم آن را به سه قسمت اصلی تقسیم کنیم.

Network edge یا لبه شبکه : همان طور که از اسمش مشخص است، انتهایی ترین سیستم متصل به شبکه، لبه را تشکیل می‌دهد که در اصطلاح به آن End System می‌گویند.

Network coreیا هسته شبکه: این بخش شامل مجموعه‌ای از مسیریاب‌ها (Router) ، سوییچ‌ها و لینک‌ها است که میان اجزای مختلف سیستم ارتباط و هماهنگی به وجود می‌آورد.

Access یا دسترسی: این بخش انعطاف بیشتری دارد. در واقع مجموعه بخش‌هایی که به کاربران اجازه اتصال به شبکه را می‌دهد بخش دسترسی را تشکیا می‌دهند. به عنوان مثال کاری که مودم انجام می‌دهد زیر مجموعه بخش دسترسی است.

بسته به نوع شبکه و کاربردی که از آن انتظار داریم، سه روش کلی در شیوه انتقال اطلاعات وجود دارد.

Simplex یا یک طرفه: به این معنا که یک طرف فقط می‌تواند نقش گیرنده را ایفا کند و طرف دیگر فقط نقش فرستنده.

Half-Dublex یا نیمه دو طرفه: به این معنا که در زمان مشخص، از مسیر انتقال تنها یکی از دو طرف می‌توانند اطلاعات را منتقل کنند.

Full-Dublex یا تمام دو طرفه: به این معنا که در زمان مشخص، از مسیر انتقال هر دو طرف می‌توانند هم زمان هم اطلاعات بفرسند و هم دریافت کنند در واقع هر دو طرف هم نقش گیرنده را دارند و هم فرستنده.

گفتیم شبکه از سه قسمت کلی تشکیل شده است و اجزای آنها شامل End systemها، روترها، سوییچ‌ها و لینک‌هاست. حالا سوال اساسی این است که این بخش‌ها به چه شکلی باید به یکدیگر متصل شوند؟ آیا ارتباط نقطه به نقطه همه جا کاربرد دارد؟ بهره وری سیستم به این فاکتورها مربوط است؟

توپولوژی شبکه به طور ساده به معنای شکل هندسی اتصال لینک‌ها به دستگاه‌هاست. شش توپولوژی اصلی و کلاسیک وجود دارد که همه آنها را تعریف خواهیم کرد.

1- توپولوژی مش: همه شما به مفهوم گراف آشنایی دارید. توپولوژی توری یک گراف کامل است. تمام دستگاه‌ها به صورت نقطه به نقطه با بکدیگر در ارتباط هستند.

2- توپولوژی ستاره: یک کنترل کننده مرکزی در مرکز ستاره وجود دارد و دستگاه‌ها به کنترل کننده متصل هستند. اگر دو سیستم بخواهند با یکدیگر تبادل اطلاعات کنند، باید از طریق کنترل کننده اقدام کنند.

3- توپولوژی درخت: مانند ستاره است با این تفاوت که درهر شاخه متصل به کنترل یک دستگاه وجود ندارد بلکه چندین دستگاه حضور دارد که همه آنها خود به یک هاب فرعی متصل هستند. در واقع سیستم کنترل کننده مرکزی محل اتصال هاب‌های فرعی است.

4- توپولوژی باس: تمامی دستگاه‌ها به یک کابل بلند متصل هستند. حداقل سیم بندی در آن صورت میگیرد و بسیار ساده است. در کنار این دو ویژگی معایبی هم دارد مانند دشوار بودن تشخیص خرابی و توسعه شبکه.

5- توپولوژی حلقه: تمامی دستگاه‌ها به صورت دایره‌ای به یکدیگر متصل هستند. هر سیستم تنها می‌تواند با سیستم مجاور خود تبادل اطلاعات کند.

6- توپولوژی ترکیبی: ادغام تمامی روش‌ها بالا با یکدیگر!

فاطمه مجدآبادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

Data communication by William Stalling

Data communication and networking by Behrouz A.Forouzan