طوبولوجيا النجوم: العمل والميزات والرسم البياني واكتشاف الأعطال وتطبيقاتها

ترتيب المكونات المختلفة مثل العقد ، أجهزة الشبكة ، وتعرف ارتباطات شبكة الاتصالات بطوبولوجيا الشبكة. طوبولوجيا الشبكة يلعب دورًا أساسيًا في تحديد كيفية اتصال شبكات الاتصالات في أجهزة الكمبيوتر وحافلات المجال الصناعي وشبكات الراديو ، كما يساعد في تحديد أداء الشبكة ومراقبة الجهاز وتصورات الشبكة وتشخيص مشكلات الشبكة. هناك أنواع مختلفة من طوبولوجيا الشبكة مثل الحافلة والنجمة والحلقة والشجرة والشبكة والهجين. تتناول هذه المقالة أحد أنواع الطبولوجيا مثل طوبولوجيا النجوم - العمل مع التطبيقات.

ما هي طوبولوجيا النجوم؟

الهيكل النجمي أو الشبكة النجمية هو نوع واحد من طوبولوجيا الشبكة حيث يتم توصيل كل جهاز ببساطة بمحور وسطي. يعد هذا النوع من طوبولوجيا الشبكة أحد أكثر تكوينات شبكات الكمبيوتر شيوعًا. في هذا النوع من الشبكات ، تبدو الأجهزة المتصلة بشبكة مركزية كنموذج نجمي ومن هنا جاء اسمها.

مبدأ عمل طوبولوجيا النجوم

يظهر مخطط طوبولوجيا النجوم أدناه. في هذا النوع من الهيكل ، يتم توصيل كل جهاز داخل الشبكة ببساطة بجهاز مركزي يُعرف باسم لوحة الوصل. مبدأ عمل الطوبولوجيا النجمية هو ؛ لا يسمح بالاتصال المباشر بين الأجهزة المتصلة المختلفة كما هو الحال في شبكة . لكن الاتصال ممكن باستخدام جهاز مركزي مثل لوحة الوصل المتاحة داخل الشبكة. قد يكون هذا الجهاز / المحور المركزي محورًا نشطًا أو محورًا سلبيًا أو مفتاح تحويل مسؤول عن إرسال واستقبال الرسائل من المرسل.

إذا أراد جهاز واحد داخل هذه الشبكة نقل البيانات إلى أجهزة أخرى ، فعليه أولاً إرسال البيانات إلى محور مركزي ، وبعد ذلك ينقل المحور هذه البيانات إلى الجهاز المحدد. يُعرف الموزع والأجهزة الأخرى المتصلة بلوحة الوصل بالعملاء. هنا يتم توصيل هؤلاء العملاء بالمحور باستخدام كبلات RJ-45 / Coaxial.

هنا يعمل المحور كخادم وتعمل الأجهزة المتصلة مثل العملاء. في هذا الهيكل ، يتم استخدام الكبل المحوري أو RJ45 بناءً على نوع بطاقة الشبكة المتصلة بكل كمبيوتر. على غرار طوبولوجيا الحافلات ، فإن إنشاء شبكة كمبيوتر بطوبولوجيا نجمة أمر سهل وبسيط للغاية. في هذا ، إذا واجه المحور أي مشكلة ، فإن الاتصال عبر شبكة الكمبيوتر بالكامل يفشل.

مخطط طوبولوجيا النجوم

في طوبولوجيا Star ، يتم توصيل جميع العقد ببساطة ببعضها البعض باستخدام مفتاح / لوحة وصل وجهاز كمبيوتر مركزي. وتسمى هذه أيضًا خادمًا بينما تسمى العقد المتحالفة باسم العملاء. ترتبط هذه العقد بكابل زوج مجدول وألياف بصرية وكابل متحد المحور / RJ-4. في هذا النوع من الطوبولوجيا ، ترتبط العقد (المضيفات) بشكل غير مباشر ببعضها البعض بواسطة محور مركزي.

الكمبيوتر / الجهاز المركزي مسؤول بشكل أساسي عن توجيه والتحكم في كل حركة المرور داخل الشبكة. يعتمد أداء الشبكة بشكل أساسي على قدرة المحور / المحول أو الكمبيوتر. إذا تعذر على الكمبيوتر (الجهاز المركزي) التعامل مع عدة عقد ، فلا يمكن تضمين عقد إضافية في الشبكة. في هذه الشبكة ، ستبدو العقد ، بالإضافة إلى المظهر المادي للمحور ، كنموذج نجمي ، لذلك يتم تسمية هذه الشبكة بطوبولوجيا نجمية. يتعامل هذا الهيكل مع كمية هائلة من البيانات ويعمل بشكل جيد داخل شبكة كبيرة.

يتألف اتصال العقد من خلال محور مركزي من 4 أنواع: المحور / المكرر ، والجسر / التبديل ، والبوابة / الموجه ، والكمبيوتر. إذا احتاج مضيف إلى إرسال رسالة إلى أي مضيف آخر ، فسيتم أولاً إرسال الرسالة إلى الموزع أو جهاز التوجيه أو التبديل بعد ذلك باتجاه المضيف الهدف.

تحتوي كل عقدة داخل الشبكة على بعض العناوين الفريدة المستخدمة لإرسال واستقبال الرسائل داخل الشبكة. لنفترض أن المحول في الشبكة يعمل كخادم ، ثم يخزن جميع عناوين العقدة المتصلة به. بمجرد أن ترغب أي عقدة في إرسال رسالة إلى عقدة أخرى ، يحدد المحول التالي العقدة التي سترسل الرسالة إليها لأنها تحتوي على نسخة طبق الأصل من جميع العناوين.

إذا كان المحور يعمل مثل الخادم ، فلن يتمكن المحور من تخزين العناوين ، لذا سينقل المحور رسالة إلى جميع العقد وسوف يلاحظ الجهاز الهدف العنوان ويحصل على الرسالة. في الشبكة ، إذا وجدت أي عقدة خطأ وتوقف عن العمل ، فلن تؤثر على العقد المتبقية على الرغم من أنه إذا توقف المحور المركزي عن العمل ، فلن تعمل الشبكة.

لتضمين عقدة إضافية إلى الشبكة ، فإن الكابلات الإضافية ضرورية مما يجعلها اقتصادية ، ولكن الطوبولوجيا النجمية باهظة الثمن مقارنةً بـ طوبولوجيا الحافلات . بالإضافة إلى ذلك ، الخادم مثل المحول ، المحور ، جهاز التوجيه مكلف في طوبولوجيا النجوم.

البروتوكولات المستخدمة في طوبولوجيا النجوم

البروتوكول المستخدم في الهيكل النجمي هو Ethernet بشكل عام. يستخدم هذا البروتوكول ببساطة طرق الوصول مثل CSMA (الوصول المضاعف لاستشعار الناقل) والقرص المضغوط (اكتشاف الناقل). لتجنب حدوث عطل ، يتم التحقق أولاً من حركة المرور داخل الخط قبل إرسال أي جيب بيانات. إذا كان الارتباط مشغولاً في بعض الحالات ، فستبقى العقدة وترسل حزمة البيانات مرة أخرى. يتم استخدام بروتوكول الطبقة المادية لنموذج OSI في المحاور ويتم استخدام بروتوكولات طبقة الشبكة وطبقة ارتباط البيانات داخل المحولات للاتصال عبر شبكات المنطقة المحلية وشبكات المنطقة الواسعة. يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لمعرفة المزيد عن بروتوكول إيثرنت .

معالجة الأخطاء في طبولوجيا النجوم

يعتبر التعامل مع الأعطال أسهل في طوبولوجيا Star مقارنة بطوبولوجيا الناقل لأن كل عقدة فيه متصلة مباشرة بالجهاز المركزي. وبالتالي ، إذا كانت العقدة في الهيكل معيبة ، فستتوقف عن العمل ويمكن لبقية العقد أن تعمل باستمرار في المعالجة بينما في طوبولوجيا الناقل إذا كانت إحدى العقدة معيبة ، فإنها ستؤثر على النظام بأكمله.

الحافلة مقابل طوبولوجيا النجوم

يشمل الاختلاف بين الهيكل الحافلة والنجمة ما يلي.

طوبولوجيا النجوم مقابل طوبولوجيا الشبكة

يشمل الاختلاف بين الهيكل النجمي والشبكي ما يلي.

سمات

تتضمن ميزات الهيكل النجمي ما يلي.

• تركيب شبكة طوبولوجيا النجم سهل للغاية.
• لديها صيانة أقل.
• يستخدم هذا الهيكل كبلات زائدة مقارنة بطوبولوجيا شبكة الحافلات.
• الجهاز الأساسي المستخدم في هذا الهيكل هو جهاز مركزي يُعرف باسم SWITCH / ROUTER / HUB.
• يتم التحكم في الشبكة بالكامل وتوجيهها وتغييرها من خلال HUB.
• هذا النوع من الشبكات قابل للتوسع للغاية.
• كل عقدة في هذه الشبكة متصلة بـ Hub.

خصائص طوبولوجيا النجوم

تشمل خصائص الطوبولوجيا النجمية ما يلي.

• بناءً على مواصفات المحور المركزي ، فإن هذه الشبكة سهلة التوسع للغاية.
• تحديد الخلل في هذا الهيكل سهل للغاية.
• يحتاج هذا الهيكل إلى مزيد من الكابلات مقارنة بطوبولوجيا الناقل.
• إذا انكسر كابل واحد في هذا الهيكل ، فإن الكمبيوتر المتصل بهذا الكبل الفردي غير قادر على استخدام الشبكة.
• بمجرد أن تتغير الشبكة / تنمو ، تتم إضافة / إزالة أجهزة الكمبيوتر ببساطة من المحور المركزي.

المميزات والعيوب

تشمل مزايا الطوبولوجيا النجمية ما يلي.

• من السهل جدًا إضافة جهاز كمبيوتر إضافي إلى هذه الشبكة.
• إذا توقف جهاز كمبيوتر واحد داخل الشبكة عن العمل ، فستعمل بقية الشبكة بشكل طبيعي.
• هذه الطوبولوجيا موثوقة للغاية.
• إنها ليست باهظة الثمن لأن كل جهاز يتطلب ببساطة منفذ إدخال / إخراج واحد ويحتاج إلى الاتصال من خلال لوحة وصل باستخدام رابط واحد.
• إنه سهل التثبيت.
• إنه قوي بطبيعته.
• يعد اكتشاف الأعطال أمرًا بسيطًا نظرًا لأنه يتم تحديد الروابط بشكل متكرر وسهل.
• عند توصيل الأجهزة أو إزالتها ، لا يوجد انقطاع في الشبكة.
• يحتاج كل جهاز إلى منفذ واحد فقط للاتصال بلوحة الوصل.

ال عيوب طوبولوجيا النجوم تشمل ما يلي.

• يحتاج إلى صيانة عالية.
• ذلك يعتمد على المحور المركزي.
• يحتاج إلى معدات إضافية.
• يمكن أن تتلف الكابلات / الأسلاك المستخدمة داخل الشبكة بسهولة بالغة
• يحتاج إلى المزيد من الكابلات مقارنة بطوبولوجيا ناقل خطي.
• في حالة تلف المحور المركزي ، فلن تعمل الأجهزة المتصلة بالشبكة بشكل صحيح.
• يحتاج المحور المركزي إلى صيانة دورية ومزيد من الموارد.

التطبيقات / الاستخدامات

تشمل تطبيقات الطوبولوجيا النجمية ما يلي.

• يتم استخدام هذا الهيكل من قبل معظم الشركات لتوصيل أجهزة الكمبيوتر بطابعات مختلفة بالإضافة إلى محطات أخرى.
• طوبولوجيا النجمة هي طبولوجيا شائعة وأكثر استخدامًا مع الشبكات المحلية.
• يستخدم هذا النوع من الطوبولوجيا في المؤسسات الصغيرة والشبكات الصغيرة وما إلى ذلك.
• تستخدم هذه الهياكل اتصالات LAN لسرعة قصوى تصل إلى 100 ميجابت في الثانية.
• يتم استخدام هذه الطوبولوجيا داخل المؤسسات الصغيرة.
• تُستخدم طبولوجيا النجوم في العديد من الشبكات ، الكبيرة والصغيرة
• تُستخدم طوبولوجيا النجوم في شبكات LAN عالية السرعة
• كثيرا ما تستخدم هذه الطوبولوجيا في المكاتب والمنازل.
• يتم استخدام هذا الهيكل أيضًا لنقل البيانات عبر المحور المركزي بين العقد المختلفة للشبكة.

وبالتالي ، كل هذا يدور حول نظرة عامة على النجم طوبولوجيا - العمل مع التطبيقات. هذا النوع من الطوبولوجيا قابل للتطبيق في الشبكات الأصغر وإذا كانت هذه الطوبولوجيا لها عدد محدود. من العقد ثم يعمل بكفاءة. ولكن يتعين على المرء التأكد من أن العقدة / المحور المركزي تعمل دائمًا أم لا لأن المحور هو قلب طوبولوجيا الشبكة هذه. إليك سؤال لك ، ما هي طوبولوجيا الحلقة؟