اقرأ في هذا المقال
- ما هي الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب
- أساسيات الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب
- فئات الطوبولوجيا الفيزيائية
- خصائص الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب
- أنواع الطوبولوجيا الفيزيائية
- أسباب استخدام الطوبولوجيا الفيزيائية
تُعد الطوبولوجيا هي الطريقة التي يتم بها تنظيم الشبكة، وأي بنية مرتبطة ببعضها البعض في شبكة المنطقة المحلية “LAN” تسمى الهيكل المادي، كما تسمى الطريقة التي يتم بها وضع الشبكة فعلياً بالطوبولوجيا الفيزيائية، حيث إنّه بمثابة خريطة للأجهزة المختلفة للاتصال ببعضها البعض.
ما هي الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب
الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب: هو الهيكل المترابط لشبكة محلية “LAN”، وهو الطريقة المستخدمة لربط الأجهزة المادية على الشبكة بالكابلات ونوع الكابلات المستخدمة، كما تشكل جميعها الهيكل المادي، حيث يتناقض هذا مع الهيكل المنطقي والذي يصف أداء إشارة الوسائط للشبكة وكيفية تبادلها لبيانات التقسيم.
- “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.
أساسيات الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب
لا يتم دائماً تعيين طوبولوجيا الشبكة المنطقية لطوبولوجيا فيزيائية معينة، فعلى سبيل المثال “Ethernet” الزوجي الملتوي هو طوبولوجيا ناقل منطقية يتم تعيينها لخطة طوبولوجيا نجمية فعلية، وفي حين أنّ حلقة الرموز المميزة لشركة “IBM” هي طوبولوجيا حلقة منطقية يتم تنفيذها فعلياً كطوبولوجيا نجمية.
يتضمن الطريقة المستخدمة لتوصيل شبكة الأجهزة المادية بالكابلات ونوع الكابلات المستخدمة في توصيل الأجهزة، كما أنّ الهيكل المنطقي ينقل المعلومات من جهاز إلى آخر ويختلف كلاهما عن بعضهما البعض.
فئات الطوبولوجيا الفيزيائية
- طوبولوجيا الناقل الخطي: هو كابل واحد تتصل به جميع عقد الشبكة مباشرة، كما يحتوي الكابل على أطراف إنهاء في كل طرف لمنع فقدان الإشارة.
- طوبولوجيا النجوم: هي طوبولوجيا بنقطة وصول واحدة أو مفتاح في وسط الهيكل وجميع العقد الأخرى متصلة مباشرة بهذه النقطة.
- طوبولوجيا النجم الممتد: هو مزيج من كل من طبولوجيا النجم والحافلة الخطية، كما يحتوي هذا الهيكل على نقاط وصول متعددة متصلة بالحافلة الخطية، بينما ترتبط العقد بنقاط الوصول الخاصة بها.
خصائص الطوبولوجيا الفيزيائية في شبكات الحاسوب
- يتم توجيه الشبكة من خلال كابلات الشبكة، وإذا لم يتم مشاركة العقد فلن يتم إنشاء المسارات بشكل جيد.
- يتم إنشاء مجموعات البيانات مع مراقبة الجودة وتكامل البيانات بشكل أفضل في الهيكل، كما يتم التحقق من صحة مجموعات البيانات واكتشاف الأخطاء بسهولة في الهيكل، وهذا يساعد على إدارة البيانات بشكل جيد، كما يُعد تكامل مجموعات البيانات مهماً لإدارة البيانات.
- يمكن العثور على العلاقات بين الهياكل بسهولة ويتم مشاركة الميزات مع كل نوع من أنواع الهياكل، كما يتم تحرير مجموعة بيانات واحدة ويتم تحديث الميزات بمجموعات البيانات الأخرى وتتم مزامنة جميع مجموعات البيانات مع بعضها البعض ممّا يساعد في الميزات الأخرى.
- يتم الاحتفاظ بالأنظمة والأجهزة بالقرب من بعضها البعض بمساعدة الهيكل، حيث ترتبط الكابلات والميزات ببعضها البعض، كما يساعد ربط الأنظمة في إدارة الشبكة وهذا يدير الأنظمة في الهيكل بأكمله والأنظمة متصلة ببعضها البعض بشكل مستمر.
أنواع الطوبولوجيا الفيزيائية
1- طوبولوجيا (P2P)
تسمى الشبكة التي تربط مباشرة بين جهازي كمبيوتر طبولوجيا من نقطة إلى نقطة، وهذا هو أسهل وأبسط طوبولوجيا بين الجميع، وليس هناك حاجة لنظام تشغيل وهو أسرع اتصال وليست هناك حاجة إلى الخوادم والفنيين المتخصصين، ولكن يمكن استخدامه فقط للشبكات الصغيرة ولا يوفر الهيكل أي أمان.
- “P2P” هي اختصار لـ “Peer to Peer”.
2- طوبولوجيا الناقلات
يتم استخدام كابل واحد لربط جميع العقد في هذا الهيكل، ويعمل أحد أجهزة الكمبيوتر كخادم وإذا كان الاتصال خطياً فإنّه يسمى طوبولوجيا الناقل الخطي، وتهتم أجهزة الكمبيوتر الموجودة في الحافلة بالبيانات المراد إرسالها فقط ولا تهتم بالبيانات المتحركة، والعيب الرئيسي هو أنّه في حالة فشل الكابل الرئيسي فإنّ الهيكل بأكمله يتأثر، والكابلات صغيرة وبالتالي فهي تربط فقط شبكة صغيرة.
3- طوبولوجيا الحلقة
جميع الأجهزة متصلة على شكل حلقة وبالتالي فإن الجهاز له جار على كلا الجانبين، وجميع الأجهزة متصلة ببعضها البعض على شكل حلقة، كما يتم استخدام رمز مميز لتمرير المعلومات وتنتقل الرسائل في نفس اتجاه الحلقة، وفي حالة فشل جهاز الكمبيوتر تتأثر الشبكة بالكامل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها صعب في هذا الهيكل، ونظراً لأنّ الحلقات تدور دائماً فإن استهلاك الطاقة أكبر.
4- طوبولوجيا النجوم
جميع أجهزة الكمبيوتر متصلة ببعضها البعض بنقطة مشتركة تسمى طوبولوجيا النجوم، والنقطة المشتركة تسمى العقدة المركزية “central node”، وأجهزة الكمبيوتر الأخرى متصلة جيداً بهذا وطوبولوجيا النجوم سهلة التركيب وأقل تكلفة ويُعد استكشاف الأخطاء وإصلاحها أمراً سهلاً.
وفي حالة فشل جهاز الكمبيوتر يعمل الآخرون دون أي مقاطعة. يمكننا إضافة أو حذف أو إزالة العقد الأخرى بسهولة، ولكن في حالة فشل العقدة المركزية تتأثر أجهزة الكمبيوتر الأخرى، والتثبيت مكلف والسرعة تعتمد على سرعة العقدة المركزية، كما يجب أن يكون المستخدم حذر في فحص العقد، حيث يمكن أن يحدث الإنهاء بسهولة.
5- شبكة طوبولوجيا
لكل شبكة تصميم فريد يتصل فيه النظام ببعضه البعض، كما يتم إنشاء اتصال من نقطة إلى نقطة مع كل نظام، حيث تعمل البنية الشبكية المتصلة جزئياً على توصيل جميع الأجهزة ويتم توصيل جهازين أو ثلاثة أجهزة دائماً ببعض الأجهزة.
وفي الهيكل الشبكي الكامل تتصل جميع الأجهزة ببعضها البعض، ويتم توسيع الشبكة كلما دعت الحاجة والتنفيذ معقد ولكن لا توجد مشكلة مرورية في هذا الهيكل، والهيكل قوي ومتصل ببعضه البعض وهناك حاجة إلى مساحة أكبر لتوصيل الكابلات والأمان والخصوصية جيدان في هذا الهيكل.
6- طوبولوجيا الأشجار
توجد عقدة جذر في هذا الهيكل وترتبط جميع العقد الأخرى من خلال عقدة الجذر، وترتبط الطوبولوجيا بطريقة هرمية وتسمى الطوبولوجيا الهرمية، وعندما ترتبط طوبولوجيا النجمة بطوبولوجيا الحافلة فإنّها تسمى طوبولوجيا الحافلة النجمية.
وهذه الشبكة شائعة لأنّها تستخدم كلاً من طوبولوجيا النجم والحافلة، والعيب الرئيسي هو أنّه عند فشل عقدة واحدة تتأثر كل الشبكة، كما يمكن العثور على خطأ في الشبكة بسهولة في هذا الهيكل وهناك العديد من الكابلات في هذه الشبكة وإذا تمت إضافة المزيد من العقد فإنّ الصيانة تكون صعبة.
7- الطوبولوجيا الهجينة
أكثر من طبولوجيا مترابطة في هذا الهيكل ولا يتم تمييز أي طوبولوجيا قياسية هنا، حيث أنّ جميع الهياكل الأخرى متصلة ببعضها البعض، وعندما يتم توصيل طبولوجيا يتم تشكيل الهيكل الهجين وهذا الهيكل مرن ويمكن توسيعه حسب الحاجة وتصميم الهيكل معقد والطوبولوجيا هي الأكثر تكلفة.
أسباب استخدام الطوبولوجيا الفيزيائية
- تعمل الشبكة بشكل جيد مع الهيكل المادي، كما يمكن العثور بسهولة على نوع الوسائط التي سيتم استخدامها في الهيكل، حيث يتم تحديد جميع أنواع الكابلات والوسائط وتكون الوظائف أفضل مع الهيكل لأنّه يربط الشبكة، كما يساعد هذا الهيكل النظام على العمل بشكل جيد حيث أنّ الشبكة متصلة ببعضها البعض.
- يتم تقليل تكاليف التشغيل والصيانة عند استخدام الهيكل، وبمساعدة طوبولوجيا مختلفة يتم تقليل التكاليف، حيث يمكن اختيار الهيكل بناءً على الحاجة والأداء ويساعد هذا الهيكل في الحفاظ عليه بشكل جيد ويمكن للمستخدمين الحفاظ عليه بشكل جيد مع الهيكل.
- يتم استخدام الموارد والمكونات بشكل جيد واستخدامها مع الهيكل.
- يكون الأداء أفضل عند استخدام الهيكل وهذا يحافظ على الأنظمة والشبكة جيداً عند توصيلها.
