ما هي طوبولوجيا الحلقة: العمل وتطبيقاتها

يُعرف ترتيب الشبكة الذي يتضمن العقد بالإضافة إلى خطوط الاتصال بين المرسل والمستقبل باسم طوبولوجيا الشبكة ، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في كيفية عمل الشبكة. تعتمد وظيفة الشبكة بشكل أساسي على الهيكل. هناك مختلف أنواع طبولوجيا الشبكة متاح وكل نوع من الطوبولوجيا له هياكله ووظائفه وتطبيقاته الخاصة. لكن اختيار الهيكل الصحيح يمكن أن يساعد في زيادة أداء الشبكة والحفاظ على طوبولوجيا الشبكة التي تعزز معدلات نقل البيانات وكفاءة الطاقة. تتناول هذه المقالة أحد أنواع هياكل الشبكات مثل طوبولوجيا الحلقة - العمل مع التطبيقات.

ما هو الطوبولوجيا الحلقية؟

تعريف طوبولوجيا الحلقة هو ؛ نوع من طوبولوجيا الشبكة يتم فيه توصيل كل جهاز ببساطة بجهازين إضافيين على أي جانب باستخدام كبل محوري أو كبل RJ-45 لتشكيل حلقة دائرية مع الأجهزة المتصلة. في هذا النوع من الطوبولوجيا ، يمكن نقل البيانات في اتجاه واحد على طول الحلقة التي تسمى الحلقة أحادية الاتجاه. لذلك تنتقل البيانات من جهاز إلى آخر حتى تصل إلى الوجهة.

كيف تعمل طوبولوجيا الحلقة؟

في الهيكل الدائري ، يتم توصيل كل جهاز ببساطة بجهازين في شكل دائري. في هذا النوع من الهيكل ، يتم نقل البيانات من جهاز إلى آخر حتى تصل البيانات إلى وجهتها. يتم إرسال البيانات من عقدة الإرسال إلى الوجهة باستخدام الرموز المميزة. لذلك يسمى هذا الهيكل أيضًا طوبولوجيا token ring.

يأمر هذا الهيكل جميع العقد داخل الشبكة للبقاء نشطة لنقل البيانات ، لذلك يُعرف أيضًا باسم الهيكل النشط. إذا كان لا. عدد العقد داخل الشبكة كبير ، ثم يتعين على الرموز المميزة القفز عدة عقد قبل الوصول إلى وجهتها ، وقد يكون هناك فقدان للبيانات. لتجنب فقدان البيانات هذا ، يتم تثبيت أجهزة إعادة الإرسال لتعزيز قوة الإشارة.

في الهيكل الدائري ، يتضمن نقل البيانات بين العقد المختلفة الخطوة التالية.

• يتم تداول الرموز الفارغة على الحلقة بحرية من سرعة 16 ميجابت في الثانية إلى 100 ميجابت في الثانية.
• يتضمن هذا الرمز المميز عناصر نائبة لتخزين إطارات البيانات وأيضًا الاحتفاظ بعنوان المرسل أو المستلم.
• إذا كانت عقدة الإرسال ترغب في إرسال رسالة ، فإنها تأخذ رمزًا مميزًا وتحزمه بالبيانات وعنوان MAC الخاص بالعقدة المستقبلة ومعرفها الخاص في المساحات المكافئة للرمز المميز.
• يتم إرسال هذا الرمز الممتلئ إلى العقدة التالية داخل الحلقة. بعد ذلك ، تحصل العقدة التالية على الرمز المميز وتتحقق مما إذا كانت البيانات المرسلة قد تم نسخها من الإطار باتجاه العقدة وتعيين الرمز المميز على الصفر ونقله إلى العقدة التالية ، أو يتم نقل الرمز المميز إلى العقدة التالية كما هي.
• تستمر الخطوة السابقة حتى تصل البيانات إلى الوجهة الصحيحة.
• بمجرد وصول الرمز المميز إلى المرسل ، يكتشف أن المتلقي قد قرأ البيانات ثم سيفصل الرسالة.
• يتم إعادة استخدام الرمز المميز وجاهزًا للاستخدام من قبل أي عقد في الشبكة.
• إذا كانت العقدة ثابتة داخل مسار شبكة الحلقة وانقطع الاتصال وكانت الشبكة تدعم ببساطة حلقة مزدوجة ، فسيتم نقل البيانات في الاتجاه العكسي نحو الوجهة.

البروتوكولات في طوبولوجيا الحلقة

البروتوكولات الشائعة المستخدمة في طوبولوجيا الحلقة هي بروتوكول Ethernet المرنة (REP) وحلقة مستوى الجهاز (DLR) وبروتوكول تكرار الوسائط التي تمت مناقشتها أدناه.

بروتوكول إيثرنت مرن

REP هو بروتوكول طوبولوجيا حلقة يستخدم لتوفير نهج للتعامل مع حالات الفشل ، وحلقات التحكم والمساعدة في زيادة وقت التقارب بشكل طبيعي 15 مللي ثانية. يستخدم بروتوكول الحلقة هذا بشكل أساسي بين المفاتيح فقط. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا أن توجد عدة حلقات REP عبر مفتاح. يتم ترتيب حلقة REP هذه ببساطة عن طريق تخصيص أدوار معينة للمنافذ على المحول مثل الأساسي ، وعدم الجار ، والحافة ، والعبور ، وعدم الجوار الأساسي.

حلقة مستوى الجهاز

حلقة مستوى الجهاز هي نوع واحد من بروتوكول الحلقة الذي تستخدمه أجهزة Rockwell Automation الحالية مثل محولات اتصالات Ethernet / IP ومحركات PowerFlex ووحدات تحكم CompactLogix® ومفاتيح Stratix® و ControlLogix.

يسمح هذا البروتوكول ببساطة بترتيب أجهزة الأتمتة داخل حلقة خلال وقت تقاطع أقل من 3 مللي ثانية. هذا البروتوكول سهل الإعداد للغاية وتحتاج إلى تعيين مشرف حلقة فقط لتوصيل الحلقة. لذا ، فإن المشرف على الخاتم يراقب ببساطة الحلقة لفحص العيوب.

بروتوكول تكرار الوسائط

يتم استخدام بروتوكول تكرار الوسائط في طوبولوجيا Ring للابتعاد عن نقاط الانهيار المفردة من خلال توفير 10 مللي ثانية أو أقل من وقت الاسترداد وموازنة الحمل والتسامح مع الأخطاء. طريقة عمل بروتوكول تكرار الوسائط ؛ سيعمل مفتاح إدارة الحلقة على حظر جميع حزم الإرسال على أحد منفذي الحلقة المحددين لتقسيم حلقة التبديل. ستظل حركة المرور من الأجهزة المتصلة إلى المحولات داخل الحلقة تحتوي على حارة لبعضها البعض بما في ذلك الروابط الزائدة باستثناء حلقة التبديل الضارة.

سمات

ال ملامح طوبولوجيا الحلقة تشمل ما يلي.

• في هذا الهيكل ، لا. يتم استخدام أجهزة إعادة الإرسال.
• نقل البيانات أحادي الاتجاه.
• يتم إرسال البيانات في هذا الهيكل بطريقة متسلسلة شيئًا فشيئًا.
• يحسن دقة ارتباط الاتصال. إذا انقطع ارتباط واحد ، فسيكون الآخر جاهزًا للاتصال.
• إنه موثوق للغاية للاتصالات بعيدة المدى لأن كل عقدة داخل الشبكة تعمل مثل مكرر. لذا ، فإن الإشارة لا تفقد قوتها.
• في هذا الهيكل ، يمكن الحصول على جهاز إقرار داخلي ويتم إصداره بمجرد أن تكمل الشبكة اتصالها.
• سيؤدي استخدام الرموز المميزة في هذه الشبكة إلى حظر إمكانية حدوث تصادمات أو اتصالات متبادلة لأنه ببساطة جهاز واحد يحتوي على شحن الشبكة ويُسمح ببساطة لجهازين بالاتصال في نفس الوقت.

الفرق بين طوبولوجيا الحلقة وطوبولوجيا الحافلات وطوبولوجيا النجوم

تشمل الاختلافات بين طوبولوجيا الحلقة والحافلة والنجمة ما يلي.

صفات

تشمل خصائص طوبولوجيا الحلقة ما يلي.

• في هذا الهيكل ، إذا كان أحد أجهزة الكمبيوتر معطلاً ، فستكون الشبكة بأكملها معطلة.
• إذا كان الكبل الرئيسي في الشبكة معطلاً ، فستتوقف الشبكة بالكامل.
• يمكن لجهاز كمبيوتر واحد نقل البيانات في وقت واحد بسبب الرمز المميز.
• يمكن أن يؤثر الحد الأقصى من أجهزة الكمبيوتر داخل الشبكة على الشبكة بالكامل لأنه عند زيادة أجهزة الكمبيوتر في الشبكة ، ستكون الشبكة بطيئة.

المميزات والعيوب

ال مزايا طوبولوجيا الحلقة تشمل ما يلي.

• تنتقل البيانات الموجودة في هذا الهيكل في اتجاه واحد ، مما يقلل من تصادم الحزم.
• خادم الشبكة غير مطلوب للتحكم في اتصال الشبكة.
• يمكن توصيل عدد من الأجهزة دون التأثير على أداء الشبكة.
• من السهل التعرف على نقاط الفشل الفردية وفصلها.
• لا توجد متطلبات لخادم للتحكم في الاتصال بين العقد داخل الهيكل.
• هذا الهيكل رخيص جدًا للتثبيت والتوسيع أيضًا.
• سرعة نقل البيانات عالية.
• كل كمبيوتر في هذا الهيكل لديه وصول مكافئ إلى الموارد.
• التعرف على الخطأ بسيط.
• بالمقارنة مع طوبولوجيا الحافلات ، فإن أداء هذا الهيكل أفضل في حركة المرور الكثيفة بسبب وجود الرموز المميزة.

ال عيوب طوبولوجيا الحلقة تشمل ما يلي.

• هذا النوع من الطوبولوجيا مكلف.
• بالمقارنة مع طوبولوجيا الحافلات ، فإن أداء هذا الهيكل بطيء.
• استكشاف الأخطاء وإصلاحها صعب.
• هذه الهياكل غير قابلة للتحجيم.
• يعتمد على كابل واحد.
• ستنهار الشبكة بالكامل إذا تعطلت عقدة.
• يجب أن يمر الرمز المميز أو حزمة البيانات عبر جميع العقد بسبب الحلقة أحادية الاتجاه ،
• تعد إضافة وإزالة أي عقدة في الشبكة أمرًا صعبًا للغاية كما أنه يتسبب في حدوث مشكلة داخل نشاط الشبكة.

تطبيقات / استخدامات طوبولوجيا الحلقة

تشمل تطبيقات طوبولوجيا الحلقة ما يلي.

• يتم استخدام هذا الهيكل في شبكة المنطقة المحلية وشبكات المنطقة الواسعة.
• يستخدم هذا النوع من الطوبولوجيا بشكل متكرر في صناعة الاتصالات ويستخدم بشكل شائع في شبكات ألياف SONET.
• يتم استخدامه كنظام احتياطي في العديد من الشركات لشبكتها الحالية.
• بمجرد أن يتم وضع الاتصال في غير مكانه من خلال عقدة ، فإنه يستخدم القدرة ثنائية الاتجاه لتوجيه حركة المرور بطريقة أخرى.
• إنه قابل للتطبيق في المؤسسات التعليمية.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بإلقاء نظرة عامة على الخاتم طوبولوجيا - العمل مع التطبيقات. أمثلة طوبولوجيا الحلقة هي ؛ شبكة حلقة SONET (اختصار للشبكة البصرية المتزامنة) ، كنظام نسخ احتياطي في العديد من المؤسسات لشبكتها الحالية ، وما إلى ذلك. إليك سؤال لك ، ما هي البنية النجمية؟