تعریف شبکه و مزایا و معایب شبکه ستاره ای

شبكه (Network) چيست ؟

به مجموعه ای از اتصالات بين دو يا چند كامپيوتر و زبانی (Protocol) كه اين كامپيوترها به كمك آن با يكديگر صحبت می كنند شبكه می گويند. وقتی كه ما دو يا چند كامپيوتر را به يكديگر متصل كنيم به گونه ای كه اين دو بتوانند با هم تبادل اطلاعات كنند در واقع يك شبكه ساخته ايم.

به دلیل استفاده از منابع مشترك ( اطلاعات ، نرم افزارها و سخت افزارها) ، به روز بودن اطلاعات ، جلوگيری از افزونگی اطلاعات و تبادل سريعتر و دقيقتر اطلاعات شبکه ایجاد می شود.

انواع شبکه

به طور مرسوم شبکه­ ها را براساس وسعت و توپولوژی دسته بندی می کنند.

انواع شبکه از جنبه وسعت

1- شبکه محلی یا  Local Area Network, LAN

2- شبکه گسترده یا Wide Area Network, WAN

شبکه محلی نوعی از شبکه است که از لحاظ محیط ، محدود می باشد. برای نمونه سایت آموزشی یک دانشگاه یک نمونه از شبکه محلی است. شبکه اترنت یا Ethernet یک نمونه آشنا از شبکه محلی است که در ادامه نصب و برپائی آن تشریح خواهد شد.
در شبکه گسترده، کامپیوترهای موجود در این نوع شبکه محدود به منطقه خاصی نیستند. شبکه­ های بانکی که در کل کشور پراکنده اند یا اینترنت نمونه­ های آشنائی از شبکه گسترده می باشند.

انواع شبکه از جنبه توپولوژی

1. شبکه خطی یا Bus

2. شبکه ستاره­ای یا Star

3. شبکه حلقه­ای یا Ring

4. شبکه سرند یا Mesh

توپولوژی باس یا Bus Topology

 در این نوع از اتصال فیزیکی شبکه از کابلهای هم محور یا Coaxial استفاده میشود. کابلهای coaxial  همان سیم آنتن تلویزیون که در شبکه باس بکار میرود دو نوع کلی دارد : Thin و Thick که نوع دوم دیگر استفاده نمیشود. برای اتصال این کابل به کارت شبکه از کانکتور های BNC و T connector  استفاده میشود حداکثر طول کابل در شبکه Thin net برابر ۱۸۵ متر و در شبکه  Thick net  برابر ۵۰۰ متر است. در صورتی که طول کابل بیشتر از مقدار تعریف شده باشد، به علت مقاومت موجود در کابل، جریان ایجاد شده در آن رفته رفته ضعیف شده به گونه ای که کامپیوتر مقصد قادر به تشخیص جریان نخواهد بود که به این پدیده Attenuation میگویند. در این شبکه وقتی کامپیوتری شروع به ارسال Data میکند، جریان وارد کابل شده و در هر دو جهت پیش میرود تا به انتهای کابل برسد در این فاصله جریان به تمام کامپیوترها میرسد ولی تنها کامپیوتر مقصد از آن استفاده میکند. وقتی جریان به انتهای کابل برسد برگشت پیدا میکند (Bouncing) و با جریان داخل سیم تداخل پیدا میکند (collision رخ میدهد). برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی در انتهای کابل از Terminator استفاده میکنیم که در واقع مقاومتی است که در Thin net معادل ۵۰ اهم و در Thick net  برابر ۷۵ اهم میباشد. حد اکثر تعداد کامپیوترها در شبکه Bus برابر ۳۰ عدد میباشد. مشکل اصلی این پیکربندی این است که اگر یک مشکل کوچک در یکی از کانکتورها، ترمیناتور یا کابل شبکه وجود بیاید کل شبکه بهم میریزد شبکه (done) میشود.

شبکه ستاره­ ای یا  Star

در این نوع topology از یک وسیله مرکزی برای کابل کشی استفاده میشود که هاب یا تمرکز دهنده (concentrator) نامیده میشود در یک شبکه star هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل مجزا به هاب وصل می شوند .اغلب LAN های ایترنتی امروزی از این topology استفاده می کنند. اولین مزیت star topology این است که به دلیل اینکه هر کامپیوتر با کابل جداگانه ای با هاب متصل میشود، اول اینکه تحمل خطا در چنین شبکه های بالاتر است و دیگر این که اگر یک کابل یا کانکتور دچار مشکل شود فقط ان سیستمی که با ان کابل یا کانکتور دچار مشکل بوده تحد تاثیر قرار میگیرد و دیگر اسیبی به کل شبکه نمیرساند ، بر خلاف bus. عیب این Topology در نیاز به سخت افزار اظافی یعنی هاب میباشد و اگر هاب دچار مشکل شود کل شبکه done میشود که البته چنین مشکلی به ندرت پیش می آید.

شبکه حلقه­ ای یا  Ring

در این نوع پیکربندی هر کامپیوتر منطقاً به کامپیوترهمسایه خود متصل است مانند شبکه­های bus اما با این تفاوت که در این نوع شبکه بجای اینکه دو انتهای کابل شبکه بسته باشد به همدیگر متصل میشوند و یک حلقه را تشکیل میدهند به اینصورت که سیگنالی که از یک کامپیوتر تولید شده است بعد از گذر از تمام کامپیوترها دوبره به کامپیوتر تولید کننده بر می گردد و خودش ان را از شبکه حذف می کند. البته این پیکربندی حلقه یک ساختار منطقی است نه فیزیکی، به عبارت ساده تر حلقه در سیم کشی شبکه وجود دارد نه کابل کشی آن.

شبکه سرند یا Mesh

در اين نوع شبکه تمامي کامپيوترها با يکديگر رابطه مستقيم دارند. در این نوع شبکه از کابل زیادی استفاده می شود و با اضافه کردن یک workstation بصورت تو در تو بایستی به هر یک از workstation های شبکه متصل گردد که مهمترین عیب این نوع شبکه اضافه کردن بیش از حد تجهیزات مخصوص شبکه و کابل می باشد.

مزایا و معایب شبکه ستاره ای: STAR

شبکه های متوسط و بزرگ اغلب از توپولوژی ستاره ای استفاده میکنند. در این پیکر بندی از کابل و سخت افزار بیشتری استفاده میشود اما مدیریت آن آسانتر و احتمال خرابی آن کمتر است. کابل مورد استفاده توپولوژی ستاره ای اترنت کابل زوج بهم تابیده بدون حفاظ است. در پیکر بندی ستاره ای هر کامپیوتر به یک هاب متصل میشود. یک سر کابل به کارت شبکه یک کامپیوتر متصل میشود و سر دیگر آن به هاب که نقطه اتصال مرکزی کابل کشی شبکه را نزد هم میکند متصل میشود. هاب ها به اندازه های مختلف عرضه میشوند و مدلهای پیشرفته آنها میتواند خطا های موجود در سیگنالها را تقویت کند.آماده سازی توپولوژی ستاره ای آسان است و و عیب یابی در آن اسانتر از شبکه باس است چرا که یک کابل آسیب دیده تنها به روی یک کامپیوتر تاثیر میگذارد و از طرف دیگر کابل زوج بهم تابیده معمولاً گرانتر از کواکسیال است.توپولوژی ستاره ای به کابل بسیار زیاد و یک هاب نیاز دارد. تمامی اینها منجر به بالا رفتن هزینه شبکه میشود با این مزیت که این روش بسیار مفید است.

مزایای توپولوژی STAR

سادگی سرویس شبکه: توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در یک نقطه مرکزی است . ویژگی فوق تغییر در ساختار و سرویس شبکه را آسان می نماید.

در هر اتصال یک دستگاه: نقاط اتصالی در شبکه ذاتا" مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR  اشکال در یک اتصال ، باعث خروج آن خط از شبکه و سرویس و اشکال زدائی خط مزبور است . عملیات فوق تاثیری در عملکرد سایر کامپیوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت.

کنترل مرکزی و عیب یابی: با توجه به این مسئله که نقطه مرکزی مستقیما" به هر ایستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ایرادات در شبکه بسادگی تشخیص و مهار خواهند گردید.

روش های ساده دستیابی: هر اتصال در شبکه شامل یک نقطه مرکزی و یک گره جانبی است . در چنین حالتی دستیابی به محیط انتقال حهت ارسال و دریافت اطلاعات دارای الگوریتمی ساده خواهد بود.

معایب توپولوژی STAR

زیاد بودن طول کابل: به دلیل اتصال مستقیم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زیادی کابل مصرف می شود. با توجه به اینکه هزینه کابل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتیبانی آنها بطور قابل توجهی هزینه ها را افزایش خواهد داد.

مشکل بودن توسعه: اضافه نمودن یک گره جدید به شبکه مستلزم یک اتصال از نقطه مرکزی به گره جدید است . با اینکه در زمان کابل کشی پیش بینی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظیر زمانیکه طول زیادی از کابل مورد نیاز بوده و یا اتصال مجموعه ای از گره های غیر قابل پیش بینی اولیه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.

وابستگی به نقطه مرکزی: در صورتیکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غیرقابل استفاده خواهد بود.

منبع: واحد IT پدیده تبار