امروزه ارتباطات، بسیار پیشرفته و گسترده شده است و لزوم استفاده از توپولوژی شبکه در بسیاری از موارد احساس می‌شود. شبکه‌های کامپیوتری از خانگی تا اداری و سازمانی همگی بر یک اساس ساخته و راه‌اندازی می‌شوند، البته در شبکه‌های گسترده‌تر باید موارد امنیتی بیشتری را رعایت کرد.
انواع مختلفی از شبکه‌های کامپیوتری با اندازه‌ها، کارکردها و کاربردهای متفاوت وجود دارد. در این مقاله، به معرفی و بررسی انواع شبکه‌ها بر اساس وسعت، ساختار شبکه و رسانه انتقال داده می‌پردازیم. آشنایی با انواع شبکه‌ها به شما کمک می‌کند تا بتوانید شبکه‌ای مناسب برای نیازهای خود انتخاب و راه‌اندازی کنید.
برای کسب دانش بیشتر و تسلط کامل بر دنیای شبکه‌های کامپیوتری، حتماً مقاله‌ی جذاب و جامع «همه چیز درباره آموزش شبکه» را مطالعه کنید!
در ادامه، به بررسی متداول‌ترین انواع توپولوژی شبکه بر اساس وسعت می‌پردازیم.
هر یک از این شبکه‌ها، تعریف و ویژگی‌های خاص خودشان را دارند که شما با توجه به محیطی که قصد دارید در شبکه خود را راه‌اندازی کنید، باید آن را انتخاب نمایید. LAN و WAN، دو نوع از شبکه‌های قدیمی و پر استفاده هستند، ولی در حالی که اکثر شبکه‌های دیگر با پیشرفت تکنولوژی یکی پس از دیگری به وجود آمدند.
در شبکه محلی LAN، سیستم‌ها با فاصله‌های کمتری در کنار هم قرار گرفته‌اند و باعث به وجود آمدن شبکه محلی شده‌اند. یک ساختمان اداری، مدرسه یا خانه معمولاً دارای یک شبکهٔ محلی هست، اما گاهی اوقات یک ساختمان شامل چند شبکهٔ کوچک LAN (Local Area Network) (شاید یک اتاق و در هر اتاق) باشد و گهگاهی یک شبکهٔ محلی از گروه‌های اطراف خودش استفاده می‌کند.
در شبکه TCP/IP، معمولاً از شبکه لن استفاده می‌شود؛ اما نه در همه موارد آن. علاوه بر کارکردن در یک فضای محدود، شبکه‌های LAN متعلق به یک سری اشخاص یا سازمان مجزا، کنترل و اداره می‌شود. آنها همچنین تمایل دارند از فناوری‌های خاصی برای اتصال مثلاً در درجه اول اترنت و توکن رینگ استفاده کنند. توپولوژی شبکه در این نوع سیستم‌ها می‌تواند به شکل‌های مختلفی پیاده‌سازی شود، که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
همان طور که از اسم این شبکه هم مشخص است در این مدل شبکه فاصله بین سیستم‌ها می‌تواند طولانی باشد. اینترنت نیز، یک شبکه گسترده هست که سرتاسر کره زمین را در برگرفته است. شبکهٔ ون از لحاظ جغرافیایی شامل مجموعه‌ای از لن های پخش‌وپلا است که یک دستگاه شبکه‌ای به نام روتر، LANها را به یک WAN وصل می‌کند.
در شبکه IP، روتر هم یک آدرس LAN و هم یک آدرس WAN را حفظ می‌کند. توپولوژی شبکه در WANها از چند جهت با لن ها تفاوت دارد. اکثر شبکه‌های جهانی (مانند اینترنت) متعلق به هیچ سازمانی نیستند؛ بلکه تحت مالکیت و مدیریت مشترک و توزیع شده هستند. WANها برای اتصال در مسافت‌های طولانی‌تر، از فناوری‌هایی مانند ATM، Frame Relay و X.25 استفاده می‌کنند.
LAN، WAN و شبکه‌های خانگی اقامتگاه‌ها و اکثر شبکه‌های خانگی معمولاً از یک LAN استفاده می‌کنند و از طریق ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) با استفاده از یک مودم به شبکه WAN متصل می‌شوند. ISP یک آدرس WAN IP را به مودم ارائه می‌دهد و همهٔ رایانه‌های موجود در شبکه خانگی از آدرس‌های IP LAN استفاده می‌کنند (که به آن آدرس IP خصوصی نیز می‌گویند.
همهٔ رایانه‌های موجود در شبکهٔ خانگی می‌توانند به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند؛ اما برای رسیدن به ISP و فراتر از آن باید از طریق یک دروازهٔ شبکهٔ مرکزی و به طور معمول از یک روتر، عبور کنند.
شبکه محلی بی‌سیم (WLAN) نوعی از شبکه‌های کامپیوتری است که در آن به جای استفاده از کابل برای اتصال دستگاه‌ها، از امواج رادیویی استفاده می‌شود. این نوع شبکه به کاربران امکان می‌دهد تا به صورت بی‌سیم به اینترنت، منابع شبکه و سایر دستگاه‌ها متصل شوند. ساختار شبکه در WLAN به گونه‌ای است که کاربران می‌توانند در هر مکانی که پوشش امواج رادیویی فراهم است، به شبکه دسترسی داشته باشند. WLAN (Wireless Local Area Network) به طور گسترده در خانه‌ها، دفاتر کار، مدارس، کافه‌ها، فرودگاه‌ها و سایر مکان‌های عمومی استفاده می‌شود.
شبکه کلان‌شهری (MAN) نوعی شبکه کامپیوتری است که در یک منطقه جغرافیایی وسیع‌تر از یک شبکه محلی (LAN) اما کوچکتر از یک شبکه گسترده (WAN) ایجاد می‌شود. توپولوژی شبکه در MAN معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شود که بهترین پوشش و کارایی را فراهم کند. MAN معمولاً یک شهر، یک منطقه صنعتی یا یک دانشگاه را پوشش می‌دهد.
MAN (Metropolitan Area Network) از اتصال چندین شبکه محلی (LAN) تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده‌اند. این شبکه‌ها می‌توانند از طریق کابل‌های فیبر نوری، کابل‌های مسی یا فناوری بی‌سیم به یکدیگر متصل شوند.
MAN برای سازمان‌ها و اداراتی که نیاز به برقراری ارتباط بین چندین مکان در یک منطقه جغرافیایی وسیع دارند، ایده‌آل است.
شبکه ذخیره‌سازی (SAN) نوعی شبکه کامپیوتری است که برای اتصال دستگاه‌های ذخیره‌سازی مانند دیسک‌های سخت، نوارهای مغناطیسی و حافظه‌های فلش به سرورها طراحی شده است. ساختار شبکه SAN به سرورها اجازه می‌دهد تا به طور سریع و قابل اعتماد به فضای ذخیره‌سازی بزرگ و پرسرعت دسترسی داشته باشند.
SAN معمولاً از کابل‌های فیبر نوری پرسرعت و سوئیچ‌های SAN خاص برای اتصال دستگاه‌های ذخیره‌سازی به سرورها استفاده می‌کند. این شبکه‌ها از پروتکل‌های خاصی مانند Fibre Channel و iSCSI برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌های ذخیره‌سازی و سرورها استفاده می‌کنند.
شبکه دانشگاهی (CAN) نوعی شبکه کامپیوتری است که در یک محوطه دانشگاهی یا سازمانی مشابه ایجاد می‌شود. این شبکه از اتصال چندین شبکه محلی (LAN) تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده‌اند. توپولوژی شبکه در CAN به گونه‌ای طراحی می‌شود که تمام ساختمان‌های اداری، آموزشی، خوابگاه‌ها و سایر تاسیسات دانشگاه را پوشش دهد و ارتباطات داخلی را تسهیل کند.
CAN شبکه‌ای بزرگ‌تر از یک شبکه محلی (LAN) اما کوچکتر از یک شبکه گسترده (WAN) است. شبکه دانشگاهی نقش مهمی در زیرساخت‌های فناوری اطلاعات دانشگاه‌ها و موسسات آموزشی ایفا می‌کند و به آنها کمک می‌کند تا به طور کارآمدتر و مؤثرتر عمل کنند.
شبکه شخصی (PAN) نوعی شبکه کامپیوتری است که برای اتصال دستگاه‌های الکترونیکی در محدوده شخصی یک فرد مانند یک اتاق، یک خانه یا یک خودرو استفاده می‌شود. این شبکه‌ها معمولاً از فناوری‌های بی‌سیم مانند بلوتوث، مادون قرمز یا Wi-Fi با برد کوتاه برای اتصال دستگاه‌ها استفاده می‌کنند.
PAN به کاربران امکان می‌دهد تا به راحتی دستگاه‌های خود را به یکدیگر متصل کرده و اطلاعات، فایل‌ها و منابع را به اشتراک بگذارند. ساختار شبکه در PAN به گونه‌ای طراحی شده است که برای افرادی که نیاز به اتصال چندین دستگاه الکترونیکی در محدوده شخصی خود دارند، ایده‌آل باشد.
این نوع شبکه نقش مهمی در زندگی روزمره افراد ایفا می‌کند و به آنها کمک می‌کند تا به طور کارآمدتر و راحت‌تر به دستگاه‌های الکترونیکی خود متصل شوند.
توپولوژی شبکه به چگونگی اتصال دستگاه‌ها در یک شبکه اشاره دارد. توپولوژی‌های مختلفی وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
در این نوع از اتصال فیزیکی شبکه از کابل‌های هم محور یا Coaxial استفاده می‌شود. توپولوژی شبکه با استفاده از کابل‌های Coaxial (همان سیم آنتن تلویزیون) که در پشتیبانی شبکه باس بکار می‌روند، شکل می‌گیرد. این نوع شبکه دو نوع است Thin و Thick که نوع دوم دیگر استفاده نمی‌شود.
برای اتصال کابل به کارت شبکه از کانکتورهای BNC و T connector استفاده می‌شود. حداکثر طول کابل در شبکه Thin Net برابر ۱۸۵ متر و در شبکه Thick net برابر ۵۰۰ متر است.
در صورتی که طول کابل بیشتر از مقدار تعریف شده باشد، به علت مقاومت موجود در کابل، جریان ایجاد شده در آن رفته‌رفته ضعیف شده به گونه‌ای که کامپیوتر مقصد، قادر به تشخیص جریان نخواهد بود به این پدیده Attenuation می‌گویند. در این شبکه وقتی کامپیوتری شروع به ارسال Data می‌کند، جریان وارد کابل شده و در هر دو جهت پیش می‌رود تا به انتهای کابل برسد در این فاصله جریان به تمام کامپیوترها می‌رسد؛ ولی تنها کامپیوتر مقصد از آن استفاده می‌کند.
وقتی جریان به انتهای کابل برسد برگشت پیدا می‌کند (Bouncing) و با جریان داخل سیم تداخل پیدا می‌کند (Collision) رخ می‌دهد. برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی در انتهای کابل از Terminator استفاده می‌کنیم که در واقع مقاومتی است که در Thin Net معادل ۵۰ اهم و در Thick net برابر ۷۵ اهم است. حداکثر تعداد کامپیوترها در شبکه Bus برابر ۳۰ عدد است.
مشکل اصلی این پیکربندی این هست که اگر یک مشکل کوچک در یکی از کانکتورها، ترمیناتور یا کابل شبکه به وجود بیاید کل شبکه به هم می‌ریزد و شبکه Down می‌شود.
در این نوع Topology از هاب یا تمرکزدهنده (Concentrator) برای کابل‌کشی استفاده می‌شود. در یک شبکه Star هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل مجزا به هاب متصل می‌شوند. اغلب LANهای اینترنتی امروزی از این Topology و ساختار شبکه استفاده می‌کنند.
دو نمونه از مزیت‌های Star Topology این هست که به دلیل اتصال هر کامپیوتر با کابل‌های جداگانه به هاب اولاً تحمل خطا در چنین شبکه‌های کامپیوتری بالاتر است و ثانیاً اگر یک کابل یا کانکتور دچار مشکلی شود فقط آن سیستمی که با آن کابل یا کانکتور دچار مشکل بوده تحت تأثیر قرار می‌گیرد و دیگر آسیبی به کل شبکه وارد نمی‌شود . (بر خلاف Bus).
عیب این Topology در نیاز به سخت‌افزار اضافی یعنی هاب است و اگر هاب دچار مشکل شود کل شبکه Down می‌شود که البته چنین مشکلی به‌ندرت پیش می‌آید.
در این نوع ترتیب‌بندی هر کامپیوتری به کامپیوتر کناری خود متصل است مثل شبکه‌های Bus ولی با این تفاوت که در این نوع شبکه بجای اینکه دو انتهای کابل شبکه بسته باشد کابل‌ها به همدیگر وصل می‌شوند و یک حلقه را تشکیل می‌دهند.
نحوهٔ کار این شبکه بدین صورت است که سیگنالی که از یک کامپیوتر تولید شده بعد از گذر از تمام کامپیوترها دوباره به کامپیوتر تولیدکننده بر می‌گردد و خودش آن را از شبکه حذف می‌کند. البته این پیکربندی حلقه‌ای یک ساختار منطقی است نه فیزیکی، به عبارت ساده‌تر حلقه در سیم‌کشی شبکه وجود دارد نه کابل‌کشی آن.
در این توپولوژی، هر دستگاه به چندین دستگاه دیگر متصل است. این نوع توپولوژی بسیار قابل اعتماد است زیرا اگر یک دستگاه خراب شود، داده‌ها می‌توانند از طریق مسیرهای مختلف مسیریابی شوند. با این حال، این نوع توپولوژی پیچیده‌تر و گران‌تر از سایر توپولوژی‌ها است.
در این توپولوژی، دستگاه‌ها به صورت سلسله مراتبی به یکدیگر متصل می‌شوند. یک دستگاه در راس سلسله مراتب قرار دارد و به آن ستون فقرات (backbone) گفته می‌شود. سایر دستگاه‌ها به ستون فقرات یا به دستگاه‌های دیگر متصل می‌شوند. این نوع توپولوژی برای شبکه‌های بزرگ مناسب است.
انتخاب توپولوژی مناسب برای شبکه به نیازها و الزامات خاص شما بستگی دارد. عوامل مختلفی را باید در نظر بگیرید، مانند:
با در نظر گرفتن این عوامل، می‌توانید توپولوژی مناسب را برای شبکه خود انتخاب کنید.
شبکه‌های کامپیوتری را می‌توان بر اساس نوع اتصال به دو دسته کلی تقسیم کرد:
توپولوژی شبکه نقش مهمی در دنیای امروز ایفا می‌کنند و به افراد، سازمان‌ها و جوامع کمک می‌کنند تا به طور کارآمدتر و مؤثرتر با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اطلاعات را به اشتراک بگذارند. شناخت انواع ساختار شبکه های کامپیوتری، مزایا و چالش‌های آنها، به شما کمک می‌کند تا از این ابزار قدرتمند به بهترین نحو استفاده کنید.
همچنین اگر می‌خواهید به یک متخصص حرفه‌ای در زمینه شبکه‌های کامپیوتری تبدیل شوید، همین حالا در دوره آموزشی Network+ ثبت‌نام کنید و آینده شغلی خود را تضمین نمایید!
