طوبولوجيا الشبكات

ما المقصود بطوبولوجيا الشبكات؟، يشير مفهوم شبكات الحواسيب إلى شبكات الاتصالات الرقمية التي تسمح للعقد بتشارك البيانات، ويمكن لأجهزة الحواسيب أن تتبادل البيانات مع بعضها من خلال روابط البيانات بين تلك العقد، إذ تنشأ ارتباطات للبيانات عبر كابلات ملتوية او كابلات ألياف ضوئية أو عبر وسائط لا سلكية مثل شبكة الواي فاي، وتُنشِئ شبكات الحواسيب البيانات وتوجهها وتنهيها وهذا ما يسمى بعقد الشبكات، وغالبًا ما يتم تحديد هذه العقد من خلال عناوين الشبكة.

وتشمل الشبكة مضيفين كأجهزة الحواسيب الشخصية والموبايلات والخوادم وغيرها مثل أجهزة الشبكات كمحولات والراوترات، وتساهم شبكات الحاسوب في دعم أعداد هائلة من الخدمات والتطبيقات، وتختلف هذه الشبكات في وسائط الإرسال التي تستخدمها من أجل حمل الإشارات وفي عرض النطاق الترددي وبروتوكولات الاتصال في تنظيم حركة مرور البيانات وحجم طوبولوجيا الشبكات الذي سيدور الحديث حوله بالتفصيل في هذا المقال.

 يمكن تعريفها بأنَّها الترتيب المنطقي والمادي للعقد والوصلات الموجودة في شبكات الحاسوب، وتضمُّ العقد في العادة أجهزة مختلفة مثل الراوترات وهي أجهزة التوجيه والمحولات والبرامج التي تزوَّد بمزايا الموجهات والمحولات، ويتم غالبًا تمثيل طوبولوجيا الشبكة برسوم بيانية لتوضيح خطة تلك الشبكة وترتيبها، إذ تعمل على وصف ترتيب الشبكات ومواقعها النسبية لتدفق حركات المرور، ويستخدم المسؤولون مخططات طوبولوجيا الشبكات من أجل تحديد أفضل الأمكنة لكل عقدة ومن أجل تحديد المسار الأفضل لتدفق حركة المرور.

يمكن أيضًا للمؤسسات من خلال طوبولوجيا الشبكة المخطط لها بشكل جيد إيجاد الأخطاء ومواضعها وإصلاحها بسرعة وسهولة، وهذا يؤدي إلى تحسين الكفاءة في نقل المعلومات والبيانات، وتشير هندسة الشبكة إلى الهيكل المادي وطوبولوجيا الشبكة المنطقية، وتعرَض مخططات طوبولوجيا الشبكة مع أجهزة صوِّرَت على أنَّها عقد للشبكة والوصلات التي تكون بينها مثل الخطوط، ويختلف نوع هيكل الشبكة بسبب اختلاف طريقة ترتيب الشبكة.+

اقرأ أيضًا: كيف تعمل مراقبة الشبكات؟

تقسم طوبولوجيا شبكات الحواسيب إلى نوعين هما: طوبولوجيا الشبكات المنطقية وطوبولوجيا الشبكات المادية، وليس من الضروري أن تكون تلك الطوبولوجيا متطابقة، إذ ترتبط الطوبولوجيا المنطقية عادة ببروتوكولات وطرق التحكم للوصول إلى البيانات بشكل وثيق جدًّا، وتستطيع بعض الشبكات تغيير تلك الطوبولوجيا ديناميكيًا عن طريق تغيير التكوين على أجهزة المحولات والتوجيه الخاصة بها، ولذلك تقسم إلى خمسة نماذج فيما يأتي تعريف كل منها على حدة:

تقوم طوبولوجيا الشبكة الناقلة على توصيل جميع العقد والأجهزة ضمن الشبكة بالتسلسل والتتابع مع الخط الرئيس نفسه أو الخط الناقل للشبكة، وتعمل هذه النماذج على تغطية مناطق صغيرة مساحةً ضمن البلد نفسه، وتستخدم كابلات صلبة لتوصيل مواقع مختلفة على الشبكة من خلال كابلات الشبكات ذات السعات العالية، وتتميز هذه النماذج كونها بسيطة وذات تكلفة منخفضة، حيث أنها تتطلب عددًا أقل من الكابلات، ولكن من نقاط الضعف فيها أنَّ أي عطل في أحد الكابلات يتسبب في عطل الشبكة بشكل كامل، وكثرة العقد فيها يؤدي إلى انخفاض كفاءة شبكة الحاسوب.

تتصل العقد في هذا النموذج من طوبولوجيا الشبكات بجهاز مركزي يأخذ شكل نجمة عبر الكابلات، ويطلق على المحور المركزي اسم جهاز توجيه التركيز، وهو الذي يعمل على إيصال ناقل الحركة إلى وجهته الصحيحة في كل الأوقات، ويتميز هذا النموذج بسهولة إضافة العقد أو إزالتها من الشبكة، ولكنها تحتاج إلى عدد أكبر من الأجهزة، ويعد طوبولوجيا الشبكة النجمية من أكثر النماذج شيوعًا.

تتصل أجهزة الشبكة في طوبولوجيا الشبكة الحلقية بشكل متسلسل ومتتابع مع الشبكة الرئيسية كما في طوبولوجيا نقل البيانات، غير أنَّه هنا تنتهي الشبكة الرئيسية عند عقدة البداية لتشكل حلقة، ولذلك سميت الحلقية، وتستخدم في العمليات التي تتطلب إنتاجًا عاليًا، كما تتميز تعمل بكفاءة أفضل من طوبولوجيا شبكة الناقل عند زيادة التحميل عليها.

تسمى هذه الشبكة اسم الشبكة الهجينة، وتجمع هذه الشبكات بين نوعين أو أكثر من أنواع نماذج طوبولوجيا الشبكات، كما في طوبولوجيا الشبكة الشجرية والتي تعدُّ من نموذج طوبولوجيا الشبكة المختلطة، وتتصل العقدة الجذرية فيها بعقدتين أو أكثر على المستوى الفرعي، وترتبط بعقد المستوى الفرعي بشكل هرمي، وتشبه شبكة الشجرة طوبولوجيا الشبكة النجمية والناقلة، ويمكن أن يحتوي خط الشبكة الرئيس على طوبولوجيا الشبكة الناقل بينما تتصل العقد في المستوى المنخفض عبر طوبولوجيا الشبكة النجمية.

تشير طوبولوجيا الشبكة الشبكية إلى شبكات محلية تكون العقد الأساسية فيها متصلة بعدد كبير من العقد الأخرى مباشرة وبشكل ديناميكي وليس هرمي، وتتعاون هذه العقد فيما بينها لتوجيه المعلومات والبيانات بكفاءة عالية، كما تعمل هذه النماذج على التنظيم الذاتي والتكوين الذاتي بشكل ديناميكي لتقليل التكاليف، وهذا ما يساعد في تقليل تكلفة الصيانة وتحمل الأخطاء أكثر، وقد يتناقض هذا النموذج مع طوبولوجيا الشبكة الشجرة والنجمية.

في نهاية المقال تعرف المستخدم على مفهوم شبكات الحاسوب ومفهوم طوبولوجيا الشبكان وأنواعها ونماذجها، والاختلافات فيما بينها من حيث مبدأ العمل والميزات بشكل وجيز.