טופולוגיה מגדירה את מבנה הרשת של האופן שבו כל הרכיבים מחוברים זה לזה. ישנם שני סוגים של טופולוגיה: טופולוגיה פיזית וטופולוגיה לוגית.
סוגי טופולוגיית רשת
טופולוגיה פיזיקלית היא הייצוג הגיאומטרי של כל הצמתים ברשת. ישנם שישה סוגים של טופולוגיית רשת שהם טופולוגיית אוטובוס, טופולוגיית טבעת, טופולוגיית עצים, טופולוגיית כוכבים, טופולוגיית רשת וטופולוגיה היברידית.
1) טופולוגיית אוטובוסים
- טופולוגיית האוטובוס מתוכננת כך שכל התחנות מחוברות באמצעות כבל בודד המכונה כבל עמוד שדרה.
- כל צומת מחובר לכבל עמוד השדרה באמצעות כבל נפול או מחובר ישירות לכבל עמוד השדרה.
- כאשר צומת רוצה לשלוח הודעה דרך הרשת, הוא מעביר הודעה לרשת. כל התחנות הזמינות ברשת יקבלו את ההודעה בין אם היא קיבלה מענה ובין אם לא.
- טופולוגיית האוטובוס משמשת בעיקר ברשתות 802.3 (אתרנט) ו-802.4 סטנדרטיות.
- התצורה של טופולוגיית אוטובוס היא די פשוטה בהשוואה לטופולוגיות אחרות.
- כבל עמוד השדרה נחשב כ- 'נתיב יחיד' באמצעותו משודרת ההודעה לכל התחנות.
- שיטת הגישה הנפוצה ביותר של טופולוגיות האוטובוס היא CSMA (מנשא תחושת גישה מרובה).
CSMA: זוהי בקרת גישה למדיה המשמשת לשליטה בזרימת הנתונים כך שלמות הנתונים נשמרת, כלומר, החבילות אינן הולכות לאיבוד. ישנן שתי דרכים חלופיות לטיפול בבעיות המתרחשות כאשר שני צמתים שולחים את ההודעות בו זמנית.
| תקליטור CSMA: | תקליטור CSMA ( זיהוי התנגשות ) היא שיטת גישה המשמשת לזיהוי ההתנגשות. לאחר זיהוי ההתנגשות, השולח יפסיק לשדר את הנתונים. לכן, זה עובד על ' התאוששות לאחר ההתנגשות '.
| CSMA CA: | CSMA CA (מניעת התנגשות) היא שיטת גישה המשמשת כדי למנוע את ההתנגשות על ידי בדיקה אם אמצעי השידור תפוס או לא. אם תפוס, השולח ממתין עד שהמדיה הופכת לבטלה. טכניקה זו מפחיתה למעשה את אפשרות ההתנגשות. זה לא עובד על 'התאוששות לאחר ההתנגשות'.
היתרונות של טופולוגיית אוטובוס:
| כבל בעלות נמוכה: | בטופולוגיית האוטובוס, צמתים מחוברים ישירות לכבל מבלי לעבור דרך רכזת. לכן, העלות הראשונית של ההתקנה נמוכה.
| מהירויות נתונים מתונות: | כבלים קואקסיאליים או זוג מעוות משמשים בעיקר ברשתות מבוססות אוטובוס התומכות בעד 10 Mbps.
| טכנולוגיה מוכרת: | טופולוגיית האוטובוסים היא טכנולוגיה מוכרת שכן טכניקות ההתקנה ופתרון הבעיות ידועות היטב, ורכיבי החומרה זמינים בקלות.
| כשל מוגבל: | כשל בצומת אחד לא ישפיע על צמתים אחרים.
חסרונות של טופולוגיית אוטובוס:
| כבלים נרחבים: | טופולוגיית אוטובוס היא די פשוטה יותר, אבל עדיין היא דורשת הרבה כבלים.
| פתרון תקלות קשה: | זה דורש ציוד בדיקה מיוחד כדי לקבוע את תקלות הכבלים. אם מתרחשת תקלה כלשהי בכבל, היא תשבש את התקשורת עבור כל הצמתים.
| הפרעות אות: | אם שני צמתים שולחים את ההודעות בו זמנית, האותות של שני הצמתים מתנגשים זה בזה.
| קשה להגדיר מחדש: | הוספת מכשירים חדשים לרשת תאט את הרשת.
| הנחתה: | הנחתה היא אובדן אות מוביל לבעיות תקשורת. חוזרים משמשים לחידוש האות.
2) טופולוגיית הטבעת
- טופולוגיית הטבעת היא כמו טופולוגיית אוטובוס, אבל עם קצוות מחוברים.
- הצומת שמקבל את ההודעה מהמחשב הקודם ישדר מחדש לצומת הבא.
- הנתונים זורמים בכיוון אחד, כלומר, הם חד-כיווניים.
- הנתונים זורמים בלולאה אחת המכונה ברציפות לולאה אינסופית.
- אין לו קצוות מסתיימים, כלומר, כל צומת מחובר לצומת אחר ואין לו נקודת סיום.
- הנתונים בטופולוגיית טבעת זורמים בכיוון השעון.
- שיטת הגישה הנפוצה ביותר של טופולוגיית הטבעת היא העברת אסימון .
| העברת אסימון: | זוהי שיטת גישה לרשת שבה אסימון מועבר מצומת אחד לצומת אחר.
| אֲסִימוֹן: | זוהי מסגרת שמסתובבת ברחבי הרשת.
עבודה של העברת אסימון
- אסימון נע ברחבי הרשת, והוא מועבר ממחשב למחשב עד שהוא מגיע ליעד.
- השולח משנה את האסימון על ידי הכנסת הכתובת יחד עם הנתונים.
- הנתונים מועברים ממכשיר אחד למכשיר אחר עד שכתובת היעד תואמת. ברגע שהאסימון מתקבל על ידי מכשיר היעד, הוא שולח את האישור לשולח.
- בטופולוגיה של טבעת, אסימון משמש כנשא.
יתרונות טופולוגיית הטבעת:
| ניהול רשת: | ניתן להסיר מכשירים פגומים מהרשת מבלי להפיל את הרשת.
| זמינות המוצר: | כלי חומרה ותוכנה רבים לתפעול וניטור הרשת זמינים.
| עֲלוּת: | זוג כבלים מעוות הוא זול וזמין בקלות. לכן, עלות ההתקנה נמוכה מאוד.
| אָמִין: | זוהי רשת אמינה יותר מכיוון שמערכת התקשורת אינה תלויה במחשב המארח היחיד.
החסרונות של טופולוגיית הטבעת:
| פתרון תקלות קשה: | זה דורש ציוד בדיקה מיוחד כדי לקבוע את תקלות הכבלים. אם מתרחשת תקלה כלשהי בכבל, היא תשבש את התקשורת עבור כל הצמתים.
| כישלון: | התקלה בתחנה אחת מובילה לכשל של הרשת הכוללת.
| קשה להגדיר מחדש: | הוספת מכשירים חדשים לרשת תאט את הרשת.
| לְעַכֵּב: | עיכוב תקשורת עומד ביחס ישר למספר הצמתים. הוספת מכשירים חדשים מגבירה את עיכוב התקשורת.
3) טופולוגיית כוכבים
- טופולוגיית כוכבים היא סידור של הרשת שבו כל צומת מחובר לרכזת המרכזית, למתג או למחשב מרכזי.
- המחשב המרכזי מכונה א שרת , וההתקנים ההיקפיים המחוברים לשרת ידועים בשם לקוחות .
- כבל קואקסיאלי או כבלי RJ-45 משמשים לחיבור המחשבים.
- רכזות או מתגים משמשים בעיקר כהתקני חיבור ב טופולוגיית כוכבים פיזיים .
- טופולוגיית כוכבים היא הטופולוגיה הפופולרית ביותר בהטמעת רשת.
יתרונות טופולוגיית הכוכבים
| פתרון תקלות יעיל: | פתרון בעיות הוא די יעיל בטופולוגיית כוכבים בהשוואה לטופולוגיית אוטובוס. בטופולוגיית אוטובוס, המנהל צריך לבדוק את הקילומטרים של הכבלים. בטופולוגיית כוכבים, כל התחנות מחוברות לרשת הריכוזית. לכן, מנהל הרשת צריך ללכת לתחנה היחידה כדי לפתור את הבעיה.
| בקרת רשת: | ניתן ליישם בקלות תכונות בקרת רשת מורכבות בטופולוגיית הכוכבים. כל שינוי שנעשה בטופולוגיית הכוכבים יתבצע באופן אוטומטי.
| כשל מוגבל: | מכיוון שכל תחנה מחוברת לרכזת המרכזית עם כבל משלה, לכן כשל בכבל אחד לא ישפיע על כל הרשת.
| טכנולוגיה מוכרת: | טופולוגיית כוכבים היא טכנולוגיה מוכרת שכן הכלים שלה חסכוניים.
| ניתן להרחבה בקלות: | זה ניתן להרחבה בקלות מכיוון שניתן להוסיף תחנות חדשות ליציאות הפתוחות ברכזת.
| עלות תועלת: | רשתות טופולוגיה של כוכבים הן חסכוניות מכיוון שהן משתמשות בכבל קואקסיאלי זול.
| מהירויות נתונים גבוהות: | הוא תומך ברוחב פס של כ-100Mbps. Ethernet 100BaseT היא אחת מרשתות הטופולוגיה הפופולריות ביותר של Star.
החסרונות של טופולוגיית הכוכבים
| נקודת כשל מרכזית: | אם הרכזת או המתג המרכזיים יורדים, אז כל הצמתים המחוברים לא יוכלו לתקשר זה עם זה.
| כֶּבֶל: | לפעמים ניתוב כבלים הופך לקשה כאשר נדרשת כמות משמעותית של ניתוב.
4) טופולוגיית עצים
- טופולוגיית עצים משלבת את המאפיינים של טופולוגיית אוטובוס וטופולוגיית כוכבים.
- טופולוגיית עץ היא סוג של מבנה שבו כל המחשבים מחוברים זה לזה בצורה היררכית.
- הצומת העליון ביותר בטופולוגיית העצים ידוע כצומת שורש, וכל שאר הצמתים הם צאצאיו של צומת השורש.
- קיים רק נתיב אחד בין שני צמתים להעברת הנתונים. לפיכך, הוא יוצר היררכיה של הורה-ילד.
היתרונות של טופולוגיית עצים
| תמיכה בשידור בפס רחב: | טופולוגיית עצים משמשת בעיקר כדי לספק שידור בפס רחב, כלומר, אותות נשלחים למרחקים ארוכים מבלי להיות מוחלשים.
| ניתן להרחבה בקלות: | נוכל להוסיף את המכשיר החדש לרשת הקיימת. לכן, אנו יכולים לומר שטופולוגיית עצים ניתנת להרחבה בקלות.
| ניתן לניהול בקלות: | בטופולוגיית עצים, כל הרשת מחולקת למקטעים המכונים רשתות כוכבים הניתנות לניהול ולתחזוקה בקלות.
| איתור שגיאות: | זיהוי שגיאות ותיקון שגיאות קל מאוד בטופולוגיית עץ.
| כשל מוגבל: | התקלה בתחנה אחת אינה משפיעה על כל הרשת.
| חיווט מנקודה לנקודה: | יש לו חיווט נקודה לנקודה עבור מקטעים בודדים.
חסרונות של טופולוגיית עצים
| פתרון תקלות קשה: | אם מתרחשת תקלה כלשהי בצומת, אז זה הופך להיות קשה לפתור את הבעיה.
| עלות גבוהה: | התקנים הנדרשים לשידור בפס רחב הם יקרים מאוד.
| כישלון: | טופולוגיית עץ מסתמכת בעיקר על כבל אוטובוס ראשי וכשל בכבל אוטובוס ראשי יפגע ברשת הכוללת.
| קשה להגדיר מחדש: | אם מוסיפים מכשירים חדשים, זה הופך להיות קשה להגדיר מחדש.
5) טופולוגיית רשת
- טכנולוגיית Mesh היא סידור של הרשת שבו מחשבים מחוברים זה לזה באמצעות חיבורים מיותרים שונים.
- ישנם מספר נתיבים ממחשב אחד למחשב אחר.
- הוא אינו מכיל את המתג, הרכזת או כל מחשב מרכזי המשמש כנקודת תקשורת מרכזית.
- האינטרנט הוא דוגמה לטופולוגיית הרשת.
- טופולוגיית Mesh משמשת בעיקר עבור יישומי WAN שבהם כשלים בתקשורת הם עניין קריטי.
- טופולוגיית רשת משמשת בעיקר לרשתות אלחוטיות.
- ניתן ליצור טופולוגיית רשת באמצעות הנוסחה:
מספר כבלים = (n*(n-1))/2;
כאשר n הוא מספר הצמתים המייצג את הרשת.
טופולוגיית הרשת מחולקת לשתי קטגוריות:
- טופולוגיית רשת מחוברת לחלוטין
- טופולוגיית רשת מחוברת חלקית
| טופולוגיה של רשת מלאה: | בטופולוגיית רשת מלאה, כל מחשב מחובר לכל המחשבים הזמינים ברשת.
| טופולוגיית רשת חלקית: | בטופולוגיית רשת חלקית, לא כולם, מלבד מחשבים מסוימים, מחוברים לאותם מחשבים איתם הם מתקשרים לעתים קרובות.
היתרונות של טופולוגיית Mesh:
אָמִין: רשתות טופולוגיית הרשת אמינות מאוד כאילו כל התמוטטות קישור לא תשפיע על התקשורת בין המחשבים המחוברים.
עבור לולאה bash
תקשורת מהירה: התקשורת מהירה מאוד בין הצמתים.
הגדרה מחדש קלה יותר: הוספת מכשירים חדשים לא תשבש את התקשורת בין מכשירים אחרים.
חסרונות של טופולוגיית Mesh
| עֲלוּת: | טופולוגיית רשת מכילה מספר רב של התקנים מחוברים כגון נתב ויותר מדיות שידור מטופולוגיות אחרות.
| הַנהָלָה: | רשתות טופולוגיות Mesh הן גדולות מאוד וקשות מאוד לתחזוקה ולניהול. אם הרשת אינה מנוטרת בקפידה, כשל בקישור התקשורת אינו מזוהה.
| יְעִילוּת: | בטופולוגיה זו, חיבורים מיותרים הם גבוהים המפחיתים את היעילות של הרשת.
6) טופולוגיה היברידית
- השילוב של טופולוגיות שונות מכונה טופולוגיה היברידית .
- טופולוגיה היברידית היא חיבור בין קישורים וצמתים שונים להעברת הנתונים.
- כאשר שתי טופולוגיות שונות או יותר משולבות יחד נקרא טופולוגיה היברידית ואם טופולוגיות דומות מחוברות זו לזו לא תגרום לטופולוגיה היברידית. לדוגמה, אם קיימת טופולוגיית טבעת בסניף אחד של בנק ICICI וטופולוגיה של אוטובוס בסניף אחר של בנק ICICI, חיבור שתי הטופולוגיות הללו יביא לטופולוגיה היברידית.
יתרונות הטופולוגיה ההיברידית
| אָמִין: | אם תתרחש תקלה בחלק כלשהו של הרשת לא ישפיע על תפקוד שאר הרשת.
| ניתן להרחבה: | ניתן להרחיב בקלות את גודל הרשת על ידי הוספת מכשירים חדשים מבלי להשפיע על הפונקציונליות של הרשת הקיימת.
| גָמִישׁ: | טופולוגיה זו גמישה מאוד שכן ניתן לעצב אותה בהתאם לדרישות הארגון.
| יָעִיל: | טופולוגיה היברידית יעילה מאוד שכן ניתן לעצב אותה בצורה כזו שעוצמת הרשת תמוקסם וחולשת הרשת ממוזערת.
חסרונות של טופולוגיה היברידית
| עיצוב מורכב: | החיסרון העיקרי של הטופולוגיה ההיברידית הוא העיצוב של הרשת ההיברידית. קשה מאוד לתכנן את הארכיטקטורה של הרשת ההיברידית.
| מרכז יקר: | הרכזות המשמשות בטופולוגיה ההיברידית הן יקרות מאוד מכיוון שרכזות אלו שונות מהרכזות הרגילות המשמשות בטופולוגיות אחרות.
| תשתית יקרה: | עלות התשתית גבוהה מאוד שכן רשת היברידית דורשת הרבה כבלים, התקני רשת וכו'.
