أنواع هيكل الشبكة

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته 

يُشار إلى ترتيب الشبكة التي تضم العقد وخطوط الاتصال عبر المرسل والمستقبل باسم هيكل الشبكة.

-أنواع هيكل الشبكة:

١) الهيكل الشبكي: 

في الهيكل الشبكي يتم توصيل كل جهاز بجهاز آخر عبر قناة معينة.

 الشكل 1: كل جهاز متصل بآخر عبر قنوات مخصصة وتُعرف هذه القنوات بالروابط.    

لنفترض أن عدد N من الأجهزة المتصلة ببعضها البعض في هيكل شبكي ، فإن العدد الإجمالي للمنافذ المطلوبة لكل جهاز هو N-1، في الشكل 1هناك 5 أجهزة متصلة ببعضها البعض وبالتالي فإن إجمالي عدد المنافذ المطلوبة لكل جهاز هو 4، إجمالي عدد المنافذ المطلوبة = N * (N-1)، لنفترض أن عدد N من الأجهزة المتصلة ببعضها البعض في هيكل شبكي فإن العدد الإجمالي للروابط المخصصة المطلوبة لتوصيلها هو NC2 أي N (N-1) / 2. في الشكل 1 هناك 5 أجهزة متصلة ببعضها البعض وبالتالي فإن إجمالي عدد الروابط المطلوبة هو 5 * 4/2 = 10. 

-مزايا هذا الهيكل:   

- قوي.

  -يتم تشخيص الخطأ بسهولة ويمكن الاعتماد على البيانات لأن البيانات يتم نقلها بين الأجهزة من خلال قنوات أو روابط مخصصة.    

-يوفر الأمان والخصوصية.

-مشاكل هذا الهيكل:   

-التثبيت والتكوين صعبان.    

-تكلفة الكابلات عالية حيث أن الأسلاك السائبة مطلوبة وبالتالي فهي مناسبة لعدد أقل من الأجهزة.   

- تكلفة الصيانة عالية. 

٢) الهيكل النجومي: 

في الهيكل النجمي يتم توصيل جميع الأجهزة بمحور واحد عبر كيبل وهذا المحور هو العقدة المركزية وجميع العقد الأخرى متصلة بالعقدة المركزية ويمكن أن يكون المحور خاملًا بطبيعته أي أنه ليس محورًا ذكيًا مثل أجهزة البث وفي نفس الوقت يمكن أن يكون المحور ذكيًا يُعرف باسم المحور النشط والمحاور النشطة لها مكررات. 

الشكل 2: الهيكل النجمي لديها أربعة أنظمة متصلة بنقطة اتصال واحدة أي المحور.

-مزايا هذا الهيكل:

-إذا كانت الأجهزة N متصلة ببعضها البعض في هيكل نجمي فإن عدد الكابلات المطلوبة لتوصيلها هو N لذلك من السهل إعدادها.    

-يتطلب كل جهاز منفذًا واحدًا فقط أي للاتصال بلوحة الوصل وبالتالي فإن العدد الإجمالي للمنافذ المطلوبة هو N. 

-مشاكل هذا الهيكل:   

- إذا فشل المكثف (المحور) الذي تعتمد عليه الهيكل بأكمله فسوف ينهار النظام بأكمله.    

-تكلفة التركيب عالية.    

-يعتمد الأداء على المكثف الفردي أي المحور. 

٣) الهيكل الناقل:

 هيكل الناقل هو نوع شبكة يتم فيه توصيل كل جهاز كمبيوتر وجهاز شبكة بكيبل واحد وينقل البيانات من طرف إلى آخر في اتجاه واحد ولا توجد ميزة ثنائية الاتجاه في هذا الهيكل فهو اتصال متعدد النقاط وهيكل غير قوي لأنه إذا فشل العمود الفقري فإنه يتعطل الهيكل.

 الشكل 3: العقد متصلة بالقناة عبر خطوط الإسقاط. 

-مزايا هذا الهيكل:    

-إذا كانت الأجهزة N متصلة ببعضها البعض في هيكل الناقل فإن عدد الكابلات المطلوبة لتوصيلها هو 1 وهو ما يُعرف باسم كيبل العمود الفقري وخطوط الإسقاط N مطلوبة.    

-تكلفة الكيبل أقل مقارنة بالهياكل الأخرى ولكنه يستخدم لبناء شبكات صغيرة. 

-مشاكل هذا الهيكل:    

-إذا فشل الكيبل الشائع فسيتعطل النظام بأكمله.    

-إذا كانت حركة مرور الشبكة كثيفة فإنها تزيد من التصادمات في الشبكة ولتجنب ذلك  يتم استخدام بروتوكولات مختلفة في طبقة MAC المعروفة باسم Pure Aloha و Slotted Aloha و CSMA / CD وما إلى ذلك.    

-الأمن منخفض للغاية.    

٤) هيكل الحلقة: 

في هذا الهيكل تشكل حلقة تربط الأجهزة بجهازين متجاورين بالضبط ويتم استخدام عدد من المكررات لهيكل الحلقة مع عدد كبير من العقد  لأنه إذا أراد شخص ما إرسال بعض البيانات إلى العقدة الأخيرة في هيكل الحلقة مع 100 عقدة فيجب أن تمر البيانات عبر 99 عقدة للوصول إلى العقدة 100 ومن ثم لمنع فقدان البيانات يتم استخدام مكررات في الشبكة ويكون الإرسال أحادي الاتجاه ولكن يمكن إجراؤه ثنائي الاتجاه من خلال وجود اتصالين بين كل عقدة شبكة ويسمى هيكل الحلقة المزدوجة.

الشكل 4: يتكون هيكل الحلقة من 4 محطات متصلة مع تشكيل كل منها حلقة.

-العمليات التالية التي تتم في هيكل الحلقة هي: 

١-تُعرف إحدى المحطات باسم محطة المراقبة التي تتحمل كامل المسؤولية لأداء العمليات.    

٢-لإرسال البيانات يجب أن تحتفظ المحطة بالرمز وبعد الانتهاء من الإرسال يتم تحرير الرمز المميز لاستخدامه من قبل المحطات الأخرى.    

٣-في حالة عدم وجود محطة تقوم بنقل البيانات سيتم تداول الرمز المميز في الحلقة.    

٤-هناك نوعان من تقنيات إصدار الرمز المميز: يطلق الإصدار المبكر للرمز الرمز المميز مباشرة بعد إرسال البيانات ويصدر إصدار رمز التأخير الرمز المميز بعد استلام الإقرار من جهاز الاستقبال.

-مزايا هذا الهيكل:    

-احتمال الاصطدام نادر.    

-رخيصة للتثبيت والتوسيع.

- مشاكل هذا الهيكل:    

-استكشاف الأخطاء وإصلاحها صعب في هذا الهيكل.    

-يمكن أن تؤدي إضافة المحطات بين المحطات أو إزالتها إلى تعكير صفو الهيكل بأكمله.    

-أقل أمنا. 

٥) هيكل الشجرة: 

يحتوي هذا الهيكل على تدفق هرمي للبيانات. 

الشكل 5: تتصل المحاور الثانوية المختلفة بالمحور المركزي الذي يحتوي على مكرر وفي هذه البيانات تتدفق من الأعلى إلى الأسفل أي من المحور المركزي إلى الثانوي ثم إلى الأجهزة أو من الأسفل إلى الأعلى أي من الأجهزة إلى المحور الثانوي ثم إلى المحور المركزي وهو اتصال متعدد النقاط وهيكل غير قوي لأنه إذا فشل العمود الفقري فإنه يتعطل الهيكل. 

-مزايا هذا الهيكل:    

-يسمح بتوصيل المزيد من الأجهزة بمحور مركزي واحد وبالتالي يقلل المسافة التي تقطعها الإشارة للوصول إلى الأجهزة.  

- يسمح للشبكة بالعزل وتحديد الأولويات أيضًا عن أجهزة الكمبيوتر المختلفة. 

-مشاكل هذا الهيكل:    

إذا فشل المحور المركزي يفشل النظام بأكمله.    

التكلفة مرتفعة بسبب الكابلات.

المصدر هنا وهنا.