انواع معماری شبکه های کامپیوتری

معماری یک شبکه بیانگر استاندارهای تعریف شده در خصوص نحوه اتصال کامپیوترها با یکدیگر و نحوه ارسال اطلاعات می باشد.

به عبارت دیگر، معماری شبکه مجموعه ای از استاندار هایی است که نوع کابل کشی، اتصالات، توپولوژی، نحوه دسترسی به خطوط انتقال و سرعت انتقال را مشخص میکند.

بنابراین هنگام راه اندازی یک شبکه، باید ابتدا معماری شبکه مشخص شود و سپس با توجه به استاندارهایی که معماری شبکه مشخص میکند، قطعات و اتصالات شبکه پیکربندی گردد.

 

در مطالب قبل با انواع توپولوژی شبکه و ساختار شبکه های کامپیوتری آشنا شدید.

در این مطلب به بررسی انواع معماری های شبکه میپردازیم.

 

انواع معماری شبکه :

– اترنت (Ethernet)

– Token Ring

– FDDI

– Wireless

 

1- اترنت

اترنت متداولترین معماری شبکه است که با استفاده از مجموعه ای از قوانین و استانداردها، یپکربندی بستر شبکه و در نتیجه انتقال داده ها در شبکه را قانون مند میکند.

به عبارت دیگر، با ارائه یکسری از استاندارها و یکسری محدودیت ها در به کار گیری تجهیزات شبکه، اتصالات، پهنای باند و … تمام اجزای شبکه را با هم همزمان میکند.

 

موسسه IEEE که یکی از موسسات بزرگ در خصوص استاندارد سازی تجهیزات و تکنولوژی ها است، برای معماری شبکه اترنت، استاندارد 802.3 را مشخص کرده است.

اترنت اولین بار در سال 1970 میلادی و بر روی شبکه های کامپیوتری محلی با تکنولوژی خطی تعریف شد و در سال 1995 میلادی توسط موسسه IEEE و با استاندارد 802.3 معرفی شد.

البته از آن زمان تا کنون معماری اترنت توسعه یافته و شامل خانواده ای از تکنولوژی های دیگر شده است و قابلیت های زیادی به این معماری شبکه افزوده شده و استاندارد های جدیدی ضمیمه استاندارد قبلی اترنت شده است.

 

تمامی استانداردهای ارائه شده با استاندارد اولیه اترنت سازگار هستند.

به عنوان مثال یک فریم اترنت میتواند از طریق یک کارت شبکه با کابل کواکسیال 10 مگابیت بر ثانیه از یک رایانه خارج، بر روی لینک فیبر نوری اترنت 10 گیگابیت در ثانیه ارسال و در نهایت به یک کارت شبکه با سرعت 100 مگابیت در ثانیه برسد.

تا زمانی که بسته اطلاعات بر روی شبکه های اترنت باقی است در آن تغییری ایجاد نخواهد شد.

این موضوع وجود استعداد لازم برای رشد و گسترش اترنت را به خوبی نشان میدهد؛ در نتیجه امکان تغییر پهنای باند بدون ضرورت تغییر در تکنولوژی های اساسی شبکه اترنت وجود خواهد داشت.

 

2- معماری Token Ring

شبکه Token Ring از نظر ظاهری یک شبکه ستاره ای است ولی به صورت Token Passing کار میکند.

در این شبکه یک حلقه منطقی به وجود می آید و Token در امتداد حلقه حرکت کرده و به کامپیوترها میرسد.

هر کامپیوتری که به ارسال اطلاعات نیاز داشته باشد توکن را نگه داشته و اطلاعات خود را به سوی مقصد ارسال میکند.

اطلاعات ارسال شده در همان حلقه مجازی و در امتداد حرکت Token مسیر خود را تا رسیدن به کامپیوتر مقصد طی میکند.

 

کامپیوتر مقصد در صورت صحیح بودن اطلاعات ارسالی، در جواب، یک بسته به نام Acknowledge به رایانه فرستنده میفرستد.

سپس رایانه مبدأ Token اصلی را از بین برده و یک توکن جدید تولید میکند و آنرا در امتداد مسیر توکن قبلی به حرکت در می آورد؛ این پروسه به همین صورت ادامه خواهد یافت.

 

در شبکه Token Ring در محل اتصال کامپیوتر ها به جای هاب (HUB) از دستگاهی به نام MAU استفاده میشود.

سرعت انتقال اطلاعات در شبکه توکن رینگ 16Mbps یا 4 Mbps است.

 

3- معماری FDDI

معماری FDDI تکنولوژی یک شبکه با سرعت 100 مگابیت در ثانیه است که برای ارتباط از فیبر نوری استفاده میشود.

در این تکنولوژی به جای فیبر نوری از کابل مسی نیز میتوان استفاده کرد ولی در صورت استفاده از کابل مسی، طول کابل کمتر میشود.

معماری شبکه FDDI به عنوان Backbone در محل هایی که تعداد زیادی کامپیوتر در آن قرار دارد استفاده میشود؛ از جمله این محیط ها میتوان به دانشگاه ها و مراکز آموزشی بزرگ اشاره کرد.

در معماری FDDI میتوان 500 گره را در مسافت 100 کیلومتر به یکدیگر متصل کرد.

 

توپولوژی فیزیکی معماری شبکه FDDI به صورت حلقوی است.

نحوه به وجود آمدن این حلقه به این صورت است که یک حلقه 100 کیلومتری از فیبر ساخته میشود و در هر 2 کیلومتر یک تقویت کننده قرار میگیرد.

برای جلوگیری از اختلالاتی که در اثر قطع شدن فیبر نوری به وجود می آید، از دو حلقه فیبر نوری در کنار هم استفاده میشود تا در صورت قطعی یکی از رشته ها، رشته دوم جایگزین شود.

 

4- معماری شبکه Wireless (بدون سیم)

معماری شبکه بدون سیم ، شبکه ای است که از امواج رادیویی Broad band برای مرتبط کردن کامپیوتر ها به یکدیگر استفاده میکند.

از سیستم وایرلس معمولاً در شبکه های WAN استفاده میشود.

کاربرد آن میتواند مرتبط کردن دو یا چند شبکه محلی، ارائه سرویس اینترنت و یا سایر سرویس ها باشد.

 

معماری شیکه وایرلس برای برقراری بین کامپیوترهایی که نزدیک یکدیگر قرار دارند نیز استفاده میشود که در اینصورت نوعی شبکه به نام PAN به کار میرود.

در شبکه های PAN نیازی به استفاده از تجهیزات خاص شبکه نیست و فقط با نصب دو کارت شبکه PAN روی دو رایانه که در فاصله مناسب از یکدیگر قرار گرفته اند، میتوان یک شبکه را پیاده سازی کرد.

از مزایای شبکه Wireless این است که نیازی به نصب کابل شبکه و تجهیزات آن نیست و سرعت انتقال اطلاعات نیز میتواند تا 250 مگابیت در ثانیه افزایش پیدا کند.

 

شبکه های بی سیم به دو طریق میتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند:

1- Ad hoc

در این روش دو یا چند رایانه توسط شبکه بی سیم و به صورت مستقیم (Peer to Peer) به یکدیگر متصل میشوند.

در روش Ad hoc به هیچ عنصر سخت افزاری جانبی نیاز نداریم و همچنین الگوریتم مسیر یابی به صورت توزیع شده و توسط تمامی کامپیوترها انجام میگیرد.

بنابراین میتوان در حرکت از شبکه وایرلس Ad hoc استفاده کرد.

به عبارت دیگر تکنولوژی شبکه بی سیم Ad hoc استانداردی است که ارتباط بی سیم بین رایانه و تجهیزات جانبی مانند تلفن همراه هوشمند، تبلت ها و لپ تاپ ها را ممکن میسازد.

 

2- Infra Structure

با استفاده از روش معماری بی سیم Infrastructure میتوان کامپیوتری که کارت شبکه وایرلس دارد را به یک شبکه سیمی متصل نمود.

برای این منظور کافی است که به یکی از سیستم های شبکه سیمی یک سخت افزار به نام Access Point یا به اختصار AP متصل کرده و از طریق آن با رایانه ای که کارت شبکه وایرلس دارد ارتباط برقرار کرد.

در روش InfraStructure ، برعکس روش Ad hoc ، یک نقطه مرکزی وجود دارد که به عنوان محور بوده و به عنوان محل اتصال سیستم ها شناخته میشود.