تجهیزات شبکه و دستگاه ها و توپولوژی ها

انواع تپولوژی

1.   تپولوژی Bus: به این تپولوژی خطی هم گفته می شود و نحوه حرکت سیگنال در این تپولوژی به این صورت است که یک سیستم فرستنده و سایر سیستم ها گیرنده هستند.

مثلاً اگر سیستم 2 برای 4 اطلاعات بفرستد برای 1 و 3 هم ارسال می شود. ولی چون مربوط به آنها نیست از آن استفاده نمی کنند، به این حالت Physical Broad cast می گویند یعنی یکی ارسال کننده و بقیه دریافت کننده هستند.

معایب تپولوژی Bus

1-1)      ترافیک بالا: چون وقتی یک سیستم ارسال کنند است، خط در اختیار اوست و دیگران نمی توانند ارسال کننده باشند. از سرعت کم می شود و این به معنای بالا رفتن ترافیک است.سیستم ها در این تپولوژی Half Duplex هستند. یعنی هر سیستم یا می تواند در حالت ارسال کننده (Send) باشد، یا در حالت دیافت کننده (Receive) باشد.

1-2)      Low Security: چون همه دریافت کننده اطلاعات هستند، پس امنیت پایین است. هر چند می توان کاری کرد که امنیت اطلاعات از این جهت با روش هایی افزایش پیدا کند.

سوال: آیا در تپولوژی Bus دو سیستم می توانند ارسال کننده باشند؟ چرا؟

خیر، زیرا تصادم Collision رخ می دهد. یعنی دو سیگنال اگر همزمان روی یک خط قرار گیرند همدیگر را خراب می کنند.

نکته: حداکثر سرعت در شبکه با تپولوژی  Bus، Mb/s 10 است.

Terminator: جهت جلوگیری از انعکاس امواج سیگنال و جذب سیگنال های سرگردان از مقاومت های 50 اهمی در دو سر Back Bone استفاده می شود.

سوال: اگر یک کامپیوتر خاموش باشد، برای جریان سیگنال مشکلی پیش می آید؟

در صورت خاموش بودن کامپیوتر برای شبکه مشکلی بوجود نمی آید، زیرا هر کامپیوتر از طریق T.Connector به شبکه Bus وصل می شود، و اگر کابل Bus قطع شود، شبکه قطع خواهد شد.

Attenuation: سگنال در مسیر حرکت کم کم افت می کند که به این مسئله Attenuation می گویند.

در تپولوژی Bus سیگنال تا 185 متر هنوز قابل قبول است. ( در تئوری ) در مسیر های طولانی تر برای تقویت سیگنال باید سر راه آن Repeater ( تکرار کننده ) قرار دهیم.

2.   تپولوژی  STAR : به Hubهایی که در تپولوژی Star استفاده می شود Shared Bus Hub گفته می شود. در Shared Bus Hub تمامی پورت ها مانند تپولوژی Bus به یک خط مشترک وصل هستند،فرض کنید سیستمی که به پورت 1 وصل است می خواهد به سیستم 4 اطلاعات بفرستد، Hub اطلاعات را از پورت 1 گرفته به همه پورت های فعال خود به جز پورت 1 که ارسال کننده است می فرستد، آنگاه پورت 4 اطلاعات را که مربوط به خودش است برمی دارد.

سوال: این فرایند مانند تپولوژی Bus است، پس فرق Star با Bus در چیست؟

از نظر منطقی در حرکت سیگنال تفاوتی بین Bus  و Star که توسط Shares Bus Hub بسته شده نیست، ولی مزیت Star نسبت به Bus عبارت است از سرعت بالاتر Mb/s 10، Mb/s100، Mb/s1000(1Gig)، Mb/s10000(10G) آن است.

مزیت دیگر به دلیل اینکه همه ارتباطات به صورت متمرکز از طریق Hub انجام می شود. مانیتورینگ به صورت متمرکز و ساده تر انجام می شود. اصطلاحاً به آن Generalize Monitoring Management گویند.

اگر کابل قطع شود شبکه قطع نمی شود و فقط ارتباط سیستمی که به همان کابل متصل شده قطع می شود. عیب یابی Star از Bus آسان تر است . در اینجا هم نمی توانیم با تپولوژی Star و به کار بردن Hub بیش از یک ارسال کننده همزمان داشته باشیم، لذا در اینجا هم شبکه Half Duplex است. اگر Collision رخ داد بعد از مدتی Retransmission رخ می دهد.

نکته: Hub دارای Buffer (حافظه) نیست، لذا این قابلیت را ندارد که وقتی همزمان دو ارسال کننده داریم، آنها را مدیریت کند، اول یکی را ارسال می کند و سپس دیگری را ارسال می کند. به علاوه Hub پردازنده و سیستم عامل ندارد تا قابلیت خواندن آدرس داشته باشد. پس Hub وسیله ای فیزیکی است.

نکته : وقتی در تپولوژی Bus و Star که با Hub کار می کند، گفته می شود سرعت مثلاً Mb/s 10 است، این پهنای باند بین همه سیستم ها به اشتراک (Shared) گذاشته می شود. زیرا هنگامی که یک سیستم ارسال کننده است، بقیه باید منتظر بماننند و اطلاعات ارسال نکنند.

سوئیچ Switch

 شکل ظاهری Switch شبیه Hub است، اما تفاوت های اساسی با یکدیگر دارند که عبارتند از:

1)    ساختمان داخلی: در Switch تمام پورت ها (Interfaceها) به صورت دو به دو به هم وصل هستند، پس امکان ارسال همزمان چند سیستم وجود دارد.چون با نحوه ارتباط پورت ها با وجود سوئیچ Collision رخ نمی دهد.

2)   Switch رم دارد: سوئیچ از رم به عنوان Buffer استفاده می کند تا از Collision جلوگیری کند. مثلاً در شکل بالا اگر از 1 به 2 و 2 به 1 همزمان ارسال داشته باشیم، ابتدا از 1 به 2 ارسال می شود، اطلاعات دو بافر شده و پس از اتمام ارسال 1 به ،2 اطلاعات بافر شده به 1 ارسال می شود.

3)   Switch قدرت تشخیص آدرس دارد: سوئیچ دارای جدولی تحت عنوان Address Table Mac می باشد. Mac Address همان آدرس فیزیکی منحصر به فرد برای تجهیزات شبکه ای است. فرض کنید سیستم A به سیستم C  اطلاعات ارسال کند، در ابتدا جدول Mac Address Table خال است. همین که از طرف کامپیوتر A به پورت Fa 0/1 اطلاعات ارسال شود، سوئیچ می فهمد که سیستم A به  Interface Fa 0/1 وصل است، و آن را در جدول خود ثبت می کند. سپس چون نمی داند سیستم C به کدام پورتش متصل است اطلاعات دریافتی از Interface Fa 0/3 و جدول Mac Address Table را به تمامی پورت های متصل به غیر از خودش که ارسال کنده است ، می فرستد.

سیستم C که به پورت Interface Fa 0/3 وصل است، اطلاعات را از روی خط بر می دارد ولی بقیه سیستم ها خیر، در نتیجه Switch می فهمد که سیستم C به پورت Interface Fa 0/3 وصل است.

وقتی Hub  داشتیم در هر بار ارسال همین اتفاق می افتد. یعنی Broad Cast می شود، اما در Switch فقط یک بار برای مشخص شدن آدرس و پر شدن جدول چنین اتفاقی رخ می دهد. مثلاً اکنون که پورت در Switch فقط یک بار برای مشخص شدن آدرس و پر شدن جدول چنین اتفاقی رخ می دهد. مثلاً اکنون که پورت های Fa 0/1 و Fa 0/3 شناسایی شدند، اگر دوباره یکی از این 2 بخواهند اطلاعاتی برای دیگری (A به  C یا C به A) بفرستد،    Switch اطلاعات دریافتی را مستقیماً به مقصد، می فرستد و به سایر پورت ها ارسال نمی کند. پس اگر هر کامپیوتری یک بسته اطلاعات بفرستد یا بگیرد، Switch آن را شناسایی می کند.

نکته1: هنگامی که سیستم ها روشن می شوند، در همان موقع بالا آمدن ویندوز، ارسال و دریافت  Packetها آغاز می شود و همین برای تکمیل Mac Address Table سوئیچ کافی است.

نکته2:  با توضیحات فوق معلوم می شود شبکه ای که با سوئیچ راه اندازی شده Full Duplex کار کار می کند.

نکته 3: سوئیچ Table خود را بر اساس آدرس فرسنده می سازد.

نکته 4: در شبکه با سوئیچ ترافیک تا حد زیادی کاهش یافته

4)   وقتی گفته می شود سرعت در سوئیچ Gb/s1 است، این سرعت واقعی است. یعنی در اینجا پهنای باند، Shared (مشترک) نیست. ولی در Hub اینگونه نیست.

نکته: از نظر کاربردی سوئیچ ها دو نوع هستند:

1_Manageable : قابل تنظیم و مدیریت هستند. مانند Cisco , Foundry

3_ Unmanaged: سوئیچ های غیر قابل تنظیم مانند: 3com, D_link

3.   Ring Topology: نوع مخصوصی از شبکه حلقوی است که داخل Lan به کار می رود. در شبکه های حلقوی از Hub به خصوصی استفاده می شود که آن را MAU (Multi Access Unit) می نامند که با Hubهای  شبکه Star فرق می کند.

تعریف Token: نوع مخصوصی از سیگنال می باشد که در شبکه ها Token Ring در جهت عقربه های ساعت حرکت می کند. در این شبکه ها همین سیگنال وجود دارد که با سرعت ده هزار مرتبه در ثانیه یک حلقه با محیط 200متر را دور می زند. اولین اولین سیستمی که روشن می شود، سیگنال Token ساخته می شود. اگر کامپیوتر خاموش شود، Hub آن را از حلقه خارج می کند. در شبکه Token حلقه در حرکت سیگنال مفهوم پیدا می کند، نه ساختار فیزیکی شبکه، و کابل ها و سیگنال Token به نحوی که در شکل مشخص شده شبکه را دور می زند.

فرض کنید سیستم 1 بخواهد به سیستم 3 اطلاعات ارسال کند. کامپیوتر 1 منتظشر می ماند تا Token  به آن برسد. سپس Data و آدرس مبدأ و مقصد را روی Token قرار می دهد. در این موقع سایر سیستم ها نمی توانند اطلاعات ارسال کنند. Hub اطلاعات سیستم 1 را گرفته به کامپیوتر 2 می فرستد، کامپیوتر 3 ، اطلاعات را برای خود کپی می کند و رسیدن آن را ارسال می کند. سپس Token آماده است و سیستم ها می توانند به نوبت Data ارسال کنند.