ما هي طوبولوجيا الشبكة؟ أنواع ومخططات وفوائد

يؤثر هيكل أي شبكة بشكل مباشر على عملها. فكر في استعارة لشبكة النقل (طرق ، طرق سريعة ، خطوط سكك حديدية). إذا انقطعت أي من هذه الروابط بشكل غير متوقع ، فإن القدرة على توصيل الطعام والملابس والسلع ستُعيق بشدة "للمستخدمين النهائيين" (سكانها).

وبالمثل ، بالنظر إلى الشبكات في الأعمال التجارية ، من الآمن القول إنها بالغة الأهمية.

يحتاج مسؤولو النظام إلى أدوات إدارة الشبكة للاحتفاظ بعلامات تبويب على أجهزة شبكة مؤسسة كبيرة ، وتعد طوبولوجيا الشبكة أداة قيمة لهذا الغرض. ولكن ما هو؟ كيف تعمل الطوبولوجيا في الشبكة؟ كيف يمكن للشركات تسخيرها لتحسين إدارة الشبكة؟

هيا نكتشف!

تحدد طبولوجيا الشبكة تخطيط الشبكات والموضع النسبي لتدفقات حركة المرور. باستخدام مخططات طوبولوجيا الشبكة ، يمكن للمسؤولين وضع كل عقدة بكفاءة لنقل البيانات بنجاح.

تؤثر بنية الشبكة بشكل كبير على قدرتها على أداء وظائفها المقصودة ، والحفاظ على الاتصال ، ومنع الانقطاعات. السؤال ، "ما هي طوبولوجيا الشبكة؟" يمكن معالجتها من خلال فهم المجموعتين في طوبولوجيا الشبكة.

1. المادي: يشير الهيكل المادي للشبكة إلى التوصيلات (الأسلاك والكابلات وما إلى ذلك) الخاصة ببناء الشبكة. الشبكة المادية معنية بالإعداد والصيانة والنشر.
2. منطقي: طوبولوجيا الشبكة المنطقية هي فهم شامل لبناء الشبكة ، بما في ذلك العقد المتصلة وكيفية نقل البيانات عبر الشبكة. تتضمن طوبولوجيا الشبكة المنطقية مكونات مادية وافتراضية وسحابة.

يتطلب أمان إنترنت الأشياء الفعال ومراقبة الشبكة وإدارتها فهمًا قويًا لكل من الهيكل المادي والمنطقي للشبكة لضمان كفاءة الشبكة وموثوقيتها.

ما سبب أهمية طوبولوجيا الشبكة؟

يتأثر أداء الشبكة بشكل كبير بطوبولوجيتها. تعمل طوبولوجيا الشبكة المختارة جيدًا والتي يتم صيانتها بانتظام على تحسين مقاييس الأداء مثل كفاءة الطاقة ومعدلات نقل البيانات.

مخطط طوبولوجيا الشبكة هو تمثيل مرئي وأداة تفاعلية لهندسة وتصميم الشبكة. تعد هذه الرسوم التوضيحية ضرورية لعدة أسباب ، ولكن الأهم من ذلك ، لقدرتها على تصور التخطيطات المادية والمنطقية حتى يتمكن المسؤولون من تحديد الاتصالات بين الأجهزة عند استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

يعتمد نوع طوبولوجيا الشبكة على بناء الشبكة. تتوفر العديد من تكوينات الشبكة ، ولكل منها مزايا وعيوب ؛ بعضها أفضل من البعض الآخر في ظل ظروف معينة.

أنواع طوبولوجيا الشبكة

يمكن أن يؤدي بناء طوبولوجيا شبكة المنطقة المحلية (LAN) إلى نجاح الأعمال أو تدميرها. مهما كان نطاق شبكتك وأهدافها ، يمكنك الاختيار من بين هياكل الشبكات المختلفة ، ولكل منها مزايا وعيوب.

1. طوبولوجيا النجوم

الأكثر شيوعًا هو الهيكل النجمي ، حيث ترتبط كل عقدة مباشرة بمحور مركزي واحد عبر كبل متحد المحور أو زوج مجدول أو كابل ألياف بصرية. هذه العقدة المركزية هي الخادم. يتحكم في نقل البيانات ويعمل كمكرر لتقليل فقدان البيانات. أجهزة التكرار هي مكونات شبكة الكمبيوتر التي تعيد توليد أو تضخيم الإشارات الواردة قبل إعادة إرسالها.

مميزات طوبولوجيا النجوم: تجعل طبولوجيا النجوم إدارة شبكة كاملة أمرًا مريحًا من موقع واحد. إنه تصميم شبكة قوي وآمن حيث أن كل عقدة متصلة بشكل فردي بالمحور المركزي ؛ في حالة فشل أحدها ، تستمر بقية الشبكة في العمل كالمعتاد. يمكنك أيضًا إضافة وحذف وتعديل الأجهزة دون قطع اتصال الشبكة.

سلبيات الهيكل النجمي: في حالة فشل المحور المركزي ، تتوقف بقية الشبكة عن العمل. تحد التكوينات والمواصفات الفنية للعقدة المركزية من عرض النطاق الترددي وأداء الشبكة ككل. هذا يجعل الهياكل النجمية باهظة الثمن في الإعداد والتشغيل.

2. طوبولوجيا الحلقة

يتم وضع العقد في طوبولوجيا الحلقة في دائرة (أو حلقة). يمكن أن تتحرك البيانات عبر الشبكة الحلقية في أي اتجاه لأن كل جهاز له جيران بالضبط.

إيجابيات الهيكل الدائري: عادةً ما تكون الهياكل الحلقية فعالة من حيث التكلفة وسهلة الإعداد. تجعل الاتصالات المعقدة من نقطة إلى نقطة بين العقد تحديد العيوب أو التكوينات الخاطئة أمرًا سهلاً. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمحطة واحدة فقط على الشبكة إرسال البيانات في كل مرة. هذا يقلل من فرصة تصادم الحزم ويجعل الهياكل الحلقية فعالة في عمليات إرسال البيانات بدون أخطاء.

سلبيات طوبولوجيا الحلقة: نظرًا لأن البيانات لا يمكن أن تتحرك إلا في اتجاه واحد بين العقد في كل حلقة ، فإنها تأخذ الشبكة بأكملها إذا تعطلت عقدة واحدة. علاوة على ذلك ، يجب نقل الشبكة بالكامل إلى وضع عدم الاتصال إذا كنت تريد تغيير طريقة عملها أو إضافة العقد أو إزالتها. وعلى الرغم من أن هذه ليست نهاية العالم ، إلا أن التخطيط لتعطل الشبكة قد يكون شاقًا ومكلفًا.

3. شبكة طوبولوجيا

الشبكة المعشقة هي بنية معقدة تشتمل على اتصالات من نقطة إلى نقطة حيث تلتقي العقد. يمكن أن تكون الشبكات المعشقة إما كاملة أو جزئية. في الشبكة الجزئية ، تحتوي العقد على اتصالين أو ثلاثة اتصالات فقط ، بينما في هيكل الشبكة بالكامل ، تكون جميع العقد مترابطة.

تبدو الطبولوجيا الشبكية مثل الويب ؛ لديهم طريقتان لإرسال البيانات: التوجيه والإغراق. عند توجيه البيانات ، تستخدم العقد المنطق للعثور على أقصر مسار من المصدر إلى الوجهة. عندما يتم غمر البيانات ، يتم إرسال المعلومات إلى جميع العقد في الشبكة دون استخدام منطق للتوجيه.

إيجابيات الهيكل الشبكي: طبولوجيا الشبكة يمكن الاعتماد عليها ومستقرة. تقل احتمالية فشل الشبكة بسبب جميع اتصالات العقدة. على سبيل المثال ، إذا تعطل أحد الأجهزة ، فلن يؤدي ذلك إلى تعطيل الشبكة بالكامل.

سلبيات الهيكل الشبكي: تتطلب الهياكل الشبكية قدرًا كبيرًا من العمل. بمجرد النشر ، يحتاج كل رابط بين العقد إلى كبل وتكوين ، الأمر الذي يستغرق وقتًا في الإعداد. كما هو الحال مع الهياكل الأخرى ، تزداد تكاليف الكابلات بسرعة ، وسيكون من المبالغة القول إن الشبكات المعشقة تحتاج إلى الكثير من الكابلات!

4. طوبولوجيا الحافلات

في طوبولوجيا الناقل ، يتم إعداد جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة على طول كبل واحد يمتد من أحد طرفي الشبكة إلى الطرف الآخر. يُطلق على هذا غالبًا "طوبولوجيا الخط" أو "طبولوجيا العمود الفقري". اتجاه تدفق البيانات على الشبكة هو نفس اتجاه الكبل.

مزايا طوبولوجيا الحافلات: تعد هياكل الحافلات خيارًا قيمًا وغير مكلف للشبكات الأصغر نظرًا لأن لديها تخطيطًا بسيطًا يتيح لجميع الأجهزة الاتصال بكابل واحد محوري أو كابل RJ45. تعد إضافة المزيد من العقد عن طريق توصيل الكابلات أمرًا سهلاً إذا كانت هناك حاجة إلى المزيد من العقد.

سلبيات طوبولوجيا النجوم: لسوء الحظ ، فهي أقل أمانًا من الهياكل الأخرى لأنها تستخدم كابلًا واحدًا فقط لإرسال البيانات. إذا انقطع الكبل ، فستختفي الشبكة بالكامل. يمكن أن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً والكثير من المال لإصلاحه.

5. طوبولوجيا الأشجار

كما يوحي الاسم ، تعمل العقدة الأساسية كجذع شبكة في طوبولوجيا شجرة ، وتشع العقد الأخرى للخارج في نمط يشبه الفروع. طوبولوجيا الشجرة هي مزيج من طبولوجيا الحافلة والنجمة. تتميز طوبولوجيا الشجرة بترتيب الوالدين والطفل مع العقد الخاصة به. تشترك عقدتان مرتبطتان في اتصال واحد متبادل فقط لأن تلك المتصلة بالمحور المركزي مرتبطة خطيًا بالعقد الأخرى.

تستخدم شبكات المنطقة الواسعة بشكل متكرر بنية طوبولوجيا الشجرة لاستيعاب العديد من الأجهزة المشتتة.

مزايا طوبولوجيا الشجرة: الجمع بين مكونات الهيكل النجمي والحافلة يجعل من السهل إضافة العقد وجعل الشبكة أكبر. من السهل أيضًا اكتشاف الخطأ في الشبكة لأن المسؤولين يمكنهم اختبار كل فرع بحثًا عن مشاكل الأداء بمفرده.

سلبيات طوبولوجيا الشجرة: تؤثر صحة عقدة الجذر على الشبكة بأكملها في طوبولوجيا الشجرة. إذا فشل المحور المركزي ، تنقطع الاتصالات بين فروع العقدة ، لكن الاتصالات بين أنظمة الفروع تبقى كما هي. علاوة على ذلك ، عند إضافة المزيد من العقد إلى طوبولوجيا شجرة ، يمكن أن يصبح من الصعب إدارتها بسرعة ويكلف الكثير من المال للقيام بذلك. هذا لأن تخطيط الشبكة هرمي وخطي.

طبولوجيا الشبكة الهجينة

تدمج الطوبولوجيا الهجينة بنيتين طوبولوجيتين مختلفتين أو أكثر. على سبيل المثال ، تجمع طوبولوجيا الشجرة بين أنماط الحافلات والنجوم. تعتبر البنى الهجينة أكثر شيوعًا في المؤسسات حيث يكون لكل قسم هيكل شبكة وفقًا لمتطلباتهم واستهلاك الشبكة.

تتمثل الميزة الأساسية للبنى الهجينة في مرونتها ، حيث يوجد عدد قليل من حدود إنشاء الشبكة التي لا يمكن للتكوين المختلط دعمها.

رسم خرائط طبولوجيا الشبكة

تكون مخططات الهيكل مفيدة عندما تبدأ في تصميم شبكة. إنها تتيح لك مراقبة كيفية انتقال المعلومات ، مما يسمح لك بالتنبؤ بالاختناقات المحتملة. يعمل التمثيل المرئي على تسهيل إنشاء تصميم شبكة فعال بينما يعمل أيضًا كنقطة مرجعية مفيدة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

يعلمك مخطط الهيكل عن تشغيل الشبكة الخاصة بك. يمكن أن يساعدك في معرفة المعدات أو العقد التي تتطلب المراقبة أو التحديث أو الاستبدال.

مثال على تخطيط الشبكة في الوقت الفعلي والمخزون
مصدر الصورة: أوفيك

يجب أن تبدأ هذه العملية بقائمة بجميع أجهزة الشبكة. تتضمن هذه القائمة أجهزة التوجيه وجدران الحماية والخوادم. يجب عليك بعد ذلك تحديد طوبولوجيا الشبكة ، والتي ستساعد في رسم مخطط طوبولوجيا الشبكة. من الضروري التأكد من وضع الأجهزة في المناطق الأكثر ملاءمة لتبادل البيانات ، وبعد ذلك يمكن رسم الخطوط من أجهزة الشبكة. هذه الخطوط هي تمثيل للاتصالات بين عقد الشبكة.

بعد إنشاء رسم أولي للإدخال الكلي ، يمكننا استخدام أدوات الرسم التخطيطي للمساعدة في تصور ذلك. قد يتم تضمين نموذج لمخطط الشبكة في البرنامج. يمكن تسمية عقد الشبكة ، ويمكن ترميز الخطوط بالألوان للحصول على رسم تخطيطي واضح.

فوائد تعيين طوبولوجيا الشبكة

يسهل هيكل الشبكة المحدد جيدًا على مسؤولي الشبكة تحسين التخطيط واستكشاف المشكلات وإصلاحها وتعزيز الأمان وتخصيص موارد الشبكة.

• تخطيط محسّن: توفر طوبولوجيا الشبكة رؤية شاملة لأنماط الاستخدام لجميع مكونات الشبكة. يمكنك إضافة أو حذف أصول إضافية بناءً على ما إذا كان يتم استخدام أصول معينة أكثر من اللازم أو القليل جدًا.
• الرؤية لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها: يمكن للمستخدمين فهم شبكاتهم من خلال تعيين الشبكات المادية والمنطقية. تعرض خريطة الشبكة المادية الاتصالات بين المعدات ، بما في ذلك الكابلات والخوادم والرفوف وأجهزة التوجيه. تعرض الشبكة المنطقية نقاط تدفق البيانات مثل المحولات وأجهزة التوجيه وجدران الحماية والبوابات. يساعد هذا في تحديد موقع المشكلة بدقة من خلال مساعدة المستخدمين على تصور المكونات المادية والمنطقية لبنية الشبكة الخاصة بهم.
• تبسيط تحسين الأمان: يتيح تعيين الشبكة في الوقت الفعلي للمستخدمين اكتشاف الاتصالات الخاطئة أو المشبوهة وحظرها من الشبكة.

تحديات رسم خرائط الشبكة

مع كل مزاياها ، فإن تطوير خرائط الشبكة وصيانتها ليس بالأمر السهل كما يبدو. وهو يتضمن عملاً يدويًا كثيف العمالة ، والتحقيق المستمر في الشبكة ، وتقارير الحالة المنتظمة. غالبًا ما تواجه الشركات عقبات أثناء تطوير خرائط طوبولوجيا شبكة فعالة.

• كيفية تحديث تغييرات الشبكة باستمرار. نظرًا لأن معظم الشبكات ديناميكية ، يجب أن تتطور خريطة الشبكة أيضًا مع شبكتك. تعد خرائط الشبكة المحدثة فقط مفيدة للأغراض المقصودة ، في حين أن الخرائط القديمة قد تكون مضللة.
• كيفية الحصول على إمكانية الوصول وإلقاء نظرة ثاقبة على العديد من خرائط الشبكة. يستخدم مسؤولو الشبكات العديد من الخرائط وطرق التعيين لتغطية شبكاتهم بالكامل. يتعين عليهم التنقل بين العديد من الأدوات والحلول لبناء هذه الخرائط وفحصها وتعديلها ، الأمر الذي يستغرق وقتًا طويلاً وغير فعال.
• كيفية مواكبة التقنيات الجديدة. يجب على مسؤولي الشبكة التأكد من تحديث أدواتهم بانتظام وتصحيحها لدعم التقنيات الجديدة وتقليل مخاطر الثغرات الأمنية الناشئة في الشبكة ، حتى عند استخدام برامج التشغيل الآلي للشبكات الفعالة.

كيفية اختيار أفضل طبولوجيا للشبكة

لا توجد طوبولوجيا شبكة مثالية أو أفضل بشكل أساسي من غيرها. ستحدد أفضل هيكل لمؤسستك من خلال مراعاة متطلبات وحجم شبكتك. هذه هي العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها.

• طول الكبل: كلما زاد عدد الكابلات المستخدمة في طوبولوجيا الشبكة ، زادت العمالة التي تتطلبها لإعدادها.
• نوع الكبل: اختر الكبل بناءً على متطلبات شبكة شركتك ، مثل التطبيقات ومسافة الإرسال والأداء المطلوب. على سبيل المثال ، تكلفة الكابلات المزدوجة المجدولة أقل من تكلفة الكابلات المحورية ، لكن الأولى لها نطاق ترددي أقل. تعمل كابلات الألياف الضوئية بشكل جيد وترسل البيانات بشكل أسرع من الكابلات الملتوية أو الكابلات المحورية. ومع ذلك ، عادةً ما تكون تكلفة تثبيتها أعلى بكثير.
• نفقات التكلفة: نظرًا لأن هياكل الشبكات الأكثر تعقيدًا تتطلب مزيدًا من الوقت والموارد ، فإن تكلفة التثبيت تعد أحد الاعتبارات المهمة.
• قابلية التوسع: سيوفر لك استخدام هيكل شبكة قابل للتكيف بسهولة في البداية الوقت والمتاعب إذا كنت تخطط لتنمية شبكتك وأعمالك.

أدوات وبرامج طوبولوجيا الشبكة

تتزايد الحاجة إلى الاستثمار في أدوات إدارة الشبكة مع ميزات التصور مع إضافة المزيد والمزيد من أجهزة الشبكة إلى أصول الشركة. تتوفر أدوات مختلفة ، مثل أدوات الإعداد والإدارة ، وبرامج أداء الشبكة ، وبرامج تعيين الشبكة.

على سبيل المثال ، يقوم برنامج تكوين الشبكة بأتمتة الأنشطة المتكررة. يمكن لهذه التقنية اكتشاف عقد الشبكة تلقائيًا ، وتسليط الضوء على المخاطر ، والمساهمة بشكل متكرر في إنشاء طبولوجيا شبكة معقدة.

اعتمادًا على أهداف الشركة المحددة ، قد يكون العثور على برامج أكثر وضوحًا أمرًا صعبًا ، نظرًا لوفرة هذه الحلول في السوق. يوجد أدناه قائمة المشترين الذين يبحثون عن برامج إدارة الشبكة من الدرجة الأولى.

شبكتك هي صافي ثروتك

يجب أن تكون خرائط طوبولوجيا الشبكة الخاصة بك متوافقة بشكل وثيق مع احتياجات الاستهلاك لشبكتك كشركة. تعد إدارة التكوين ورسم الخرائط المرئية ومراقبة الأداء العام مكونات أساسية لإدارة الطوبولوجيا. الهدف الأساسي هو فهم أهدافك لتطوير وصيانة بنية شبكة مؤسستك بشكل صحيح.

باستخدام طوبولوجيا الشبكة المحددة جيدًا والمخطط لها جيدًا ، يمكن لشركتك تحديد المشكلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بسرعة ، وتحسين فعالية نقل البيانات ونقلها.

هل أنت مهتم بمعرفة المزيد عن طوبولوجيا الشبكة؟ تعرف على كيفية جعل طبولوجيا الشبكة إدارة الشبكة أسهل!