اقرأ في هذا المقال
- ما هو الشبكة النجمية
- أساسيات الشبكة النجمية
- كيف عمل الشبكة النجمية
- خصائص الشبكة النجمية
- مزايا الشبكة النجمية
- عيوب الشبكة النجمية
في الشبكة النجمية يكون لكل جهاز على الشبكة كابل خاص به يتصل بمحول أو محور، كما يرسل المحور كل حزمة بيانات إلى كل جهاز، بينما يرسل المحول فقط حزمة بيانات إلى الجهاز الوجهة والشبكة عبارة عن عدد من أجهزة الكمبيوتر المرتبطة ببعضها البعض للسماح بمشاركة الموارد، وعادةً ما يوفر الخادم خدمات مثل تخزين الملفات والبريد الإلكتروني.
ما هو الشبكة النجمية
الشبكة النجمية: هي هيكل لشبكة المنطقة المحلية “LAN“، حيث يتم توصيل جميع العقد بشكل فردي بنقطة اتصال مركزية مثل لوحة الوصل أو المحول، والنجم يأخذ كابلاً أكثر من على سبيل المثال الناقل ولكن الفائدة هي أنه في حالة فشل الكابل وسيتم إسقاط عقدة واحدة فقط.
- “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.
أساسيات الشبكة النجمية
لنفترض أنّ جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة في الأرضية متصلة بلوحة وصل أو مفتاح مشترك، يحتفظ المفتاح بجدول “CAM” في هذه الحالة وجدول “CAM” هو ذاكرة “Content Addressable”، حيث يتم تخزين عناوين الأجهزة لجميع الأجهزة المتصلة داخل ذاكرة في المحول.
على سبيل المثال إذا أراد الكمبيوتر “A” إرسال حزمة بيانات إلى الكمبيوتر “B” فسيقوم الكمبيوتر “A” بإعادة توجيه الرسالة إلى المحول، كما سيقوم المحول بفحص عنوان الكمبيوتر الوجهة وإعادة توجيه الرسالة إلى نفس العنوان، وفي حالة المحور لا يحتوي المحور على ذاكرة خاصة به، لذلك عندما يرسل الكمبيوتر “A” رسالة إلى الكمبيوتر “B”، ثم يعلن المحور بجميع المنافذ المتصلة ولقد حصلت على حزمة لهذا العنوان.
كما يُطلق على هذا الإجراء اسم بروتوكول تحليل العنوان “ARP” وباستخدام بروتوكول الشبكة هذا ويستطيع المحور العثور على عنوان الجهاز المقصود ومن ثم ينقل الحزمة إلى الجهاز الوجهة، وفي الهيكل النجمي توجد عقد مختلفة تسمى المضيفات وهناك نقطة اتصال مركزية تسمى الخادم أو المحور، وكل مضيف أو كمبيوتر متصل بشكل فردي بالمحور المركزي.
كما يمكن أيضاً أن نطلق على الخادم اسم المضيفات الجذر والطرفية مثل الأوراق وفي هذا الهيكل إذا أرادت العقد التواصل مع عقدة مركزية، فإنّها تمرر الرسالة إلى الخادم المركزي ويقوم الخادم المركزي بإعادة توجيه رسائلها إلى العقد المختلفة، وبالتالي فإنّهم يشكلون طوبولوجيا مثل تمثيل النجم.
- “CAM” هي اختصار لـ “Computer-Aided Manufacturing”.
- “ARP” هي اختصار لـ “Address Resolution Protocol”.
كيف عمل الشبكة النجمية
إذا أراد جهاز كمبيوتر في مكتب ما إرسال اتصال إلى كمبيوتر آخر في مكتب بعيد فإنّه يرسل البيانات مع عنوان المستلم إلى “Hub / Switch” المتصل به، كما يقوم “Hub / Switch” بنقل البيانات إلى الوجهة النهائية من خلال أجهزة التوجيه وموارد الشبكة الأخرى، وبرنامج إدارة الشبكة الذي يتتبع تسليم البيانات.
1. المحور
عندما يحصل “Hub” على حزمة بيانات ليتم نقلها إلى عقدة، فإنّه يرسل الحزمة فقط إلى جميع العقد المتصلة بـ “Hub” وتستهلك عقدة المستلم البيانات فقط ويزيد نموذج البث هذا الحمل في الشبكة، حيث يتم نقل البيانات إلى جميع العقد وينتج عن ذلك تصادم، والنطاق الترددي محدود في العقد التي يخدمها “Hub” ولا توجد وحدات إدارة ووظائف أخرى في “Hub” وحركة مرور الشبكة كثيفة بسبب نموذج البث الذي تعتمده.
2. المفاتيح
تحصل المحولات على طلب من العقدة الخاصة بها لنقل البيانات إلى عقدة أخرى في الشبكة، ويحتوي هذا الطلب على إطار بيانات مع عنوان المستلم، كما يتم نقل البيانات من خلال أجهزة التوجيه أو موارد الشبكة الأخرى إلى هذا المحول حيث يتم توصيل عقدة المستلم، كما يحتفظ كل محول بجدول ذاكرة قابلة للعنونة للمحتوى “CAM” يحتوي على عنوان “MAC” للعقد المتصلة به وأرقام المنافذ.
عندما يصل إطار البيانات إلى مفتاح تحويل تتم مطابقة عنوان المستلم مع عناوين “Mac” في جدول “CAM” وإذا تم العثور على التطابق يتم إرسال البيانات إلى تلك العقدة باستخدام رقم المنفذ، وخلاف ذلك يتم بث البيانات مرة واحدة إلى كل عقدتها وتستهلك عقدة المستلم البيانات ويتم تحديث عنوان “MAC” الخاص بها في الجدول لمزيد من الاستخدام.
- “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.
3. الوسائل Media
تُعد الكابلات المحورية المشتركة والأزواج الملتوية والألياف الضوئية هي الوسائط الشائعة في هذه الشبكة، كما يتم استخدام الكابلات النحاسية الملتوية أو غير المحمية في الشبكة النجمية ويتم توصيل جانب واحد من هذا الكابل ببطاقة الشبكة الخاصة بالأجهزة، والطرف الآخر متصل بمنفذ في “Hub / Switch“.
4. البروتوكولات
“Ethernet” هو البروتوكول المستخدم في شبكة “Star”، ويستخدم طرق الوصول المضاعف لاستشعار الموجة الحاملة “CSMA” وطرق الوصول لاكتشاف الناقل “CD”، ومن أجل تجنب الاصطدام يتم فحص حركة المرور في الخط قبل إرسال أي جيب بيانات وفي حالة انشغال الرابط، وستنتظر العقدة وتعيد إرسال جيب البيانات.
- “CSMA” هي اختصار لـ “carrier sense multiple access”.
خصائص الشبكة النجمية
أولاً: موثوقية عالية
لا يظهر فشل إحدى العقدة تأثيراً على العقد الأخرى ويعمل الجزء الآخر من الشبكة بشكل مثالي، لذلك هذا الهيكل يظهر موثوقية عالية.
ثانياً: سهل الوصول إلى المستخدم
- يمكن إضافة إضافة العقد وإزالتها إلى الشبكة دون التأثير على بقية الشبكة.
- لذلك يبدو أنّ استبدال العقد أمر بسيط ويمكن التحكم فيه بسهولة.
ثالثاً: الهيكل الموسع
- يمكن تمديد طول هيكل الشبكة النجمية عن طريق إضافة عدة نجوم إلى الخادم.
- في حين يجب أنّ تتمتع الشبكة بالقدرة على توفير الطاقة لجميع الأنشطة في الشبكة.
رابعاً: كفاءة محسّنة
- نظراً لأنّ كل جهاز متصل بالخادم أو المحور باستخدام الكابل، فإن احتمال تضارب البيانات يكون أقل بكثير.
- يتوافق هذا أيضاً مع أنّ الأداء أعلى عند مقارنته بطبولوجيا الشبكات الأخرى.
خامساً: آمن للاستفادة منه
- عند حدوث أي فشل في “NIC “أو قطع كابل، فإنّه يظهر تأثيراً على عقدة واحدة فقط.
- لذا فإنّ طريقة فصل جميع الأجهزة هي تعطيل النواة المركزية.
- ونظراً لأنّ المكون المركزي لا يمكن الوصول إليه بسهولة للجميع، فهو هيكل الشبكة الأكثر أماناً.
ملاحظة:“NIC” هي اختصار لـ “Network Interface Card”.
مزايا الشبكة النجمية
- إنّه موثوق للغاية، حيث إذا توقف أحد الكابلات أو الأجهزة فسيستمر تشغيل جميع الكابلات الأخرى.
- إنّه عالي الأداء، حيث لا يمكن حدوث تضارب في البيانات.
عيوب الشبكة النجمية
- يُعد التثبيت مكلفاً لأنّ هذا النوع من الشبكات يستخدم معظم الكابلات أي كابل الشبكة غالي الثمن.
- مطلوب أجهزة إضافية أي محاور أو مفاتيح ممّا يزيد من التكلفة.
- إذا فشل الموزع أو المحول، فلن يكون لجميع الأجهزة المتصلة به اتصال بالشبكة.
- تكلفة أعلى، من استخدام المحول أو جهاز التوجيه في الهيكل يؤدي إلى تكلفة عالية.
- زيادة الصيانة، حيث يحتاج تركيب المحور إلى صيانة متكررة لأنّ هذا هو الجزء المركزي من النظام.
- غير متحرك، حتى لو كانت هناك اتصالات طوبولوجيا لاسلكية يتم استخدام التوصيلات السلكية في الغالب، كما يتوافق هذا مع أنّ طول الكابل الثابت يقيد حركات الأفراد لذلك هذا يقلل من الإنتاجية.
- الحد الأدنى من معدلات نقل البيانات، وعندما تتم إدارة أحمال ضخمة بواسطة هذا الهيكل فإنّ اتصال الشبكة السلكية يعمل بشكل جيد، والاتصال اللاسلكي لديه حركة أبطأ ممّا يدل على مخاطر الاختناقات.
- المزيد من التعرض للضرر، حيث تخلق الأسلاك والكابلات المستخدمة في الهيكل النجمي كشفاً عن أضرار محتملة عالية.
