ما هي طوبولوجيا الشبكات؟
استكشف حل الشبكات من IBM اشترِك في رسالة Think الإخبارية
رسم توضيحي يمثل طوبولوجيا الشبكة

نشر بتاريخ: 15 فبراير 2024
المشاركون: Gita Jackson

ما هي طوبولوجيا الشبكات؟

تشير طوبولوجيا الشبكة إلى الطريقة التي يتم بها ترتيب العقد والوصلات فيزيائيًا ومنطقيًا في الشبكة.

تتكون الشبكات من سلسلة من الروابط والعقد، حيث تتضمن العقد أجهزة مثل الموجهات والمبدلات وأجهزة إعادة الإرسال وأجهزة الكمبيوتر. وتصف طوبولوجيا الشبكات كيفية ترتيب هذه العناصر بالنسبة لبعضها البعض وكيفية انتقال البيانات عبر الشبكة.

وتؤثر طوبولوجيا الشبكات على كثير من جوانب وظائف الشبكة بما في ذلك سرعات نقل البيانات وكفاءة الشبكة وأمنها. وهناك العديد من أنواع الطوبولوجيا المختلفة، ولكل نوع مزايا وعيوب محددة. ومن المهم مراعاة هذه السمات عند تحديد الطوبولوجيا الأكثر ملاءمة للشبكة.

IBM SevOne Network Performance Management

قدرات متقدمة لرؤية الشبكة والتطبيقات، والمعارف والعمل.

ما هي عناصر طوبولوجيا الشبكات؟

تتكون الشبكة من العقد - نقاط الاتصال في الشبكة - والروابط التي تربط بينها. على سبيل المثال، في شبكة محلية (LAN)، يكون كل كمبيوتر عبارة عن عقدة. وجهاز التوجيه هو جهاز يعمل كعقدة عندما يوصل جهاز الكمبيوتر الخاص بك بالإنترنت. وجسر الشبكة هو نوع من العقد التي تربط قطاعي شبكة ببعضهما البعض، مما يسمح للبيانات بالتدفق بينهما، حيث يستقبل المكرر المعلومات وينقيها من الضوضاء ثم يعيد إرسال الإشارة إلى العقدة التالية في الشبكة.

الروابط هي وسائط الإرسال المستخدمة لإرسال المعلومات بين العقد في شبكتك. وأكثر أنواع الروابط شيوعا هو الكبل، على الرغم من أن نوع الكبل المستخدم يعتمد على الشبكة التي يتم إنشاؤها. فعلى سبيل المثال، تستخدم الكابلات المحورية بشكل شائع لشبكات LAN؛ وتستخدم الكابلات المزدوجة الملتوية على نطاق واسع في خطوط الهاتف وفي شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية. أما كابلات الألياف الضوئية فتحمل نبضات ضوئية تنقل البيانات وغالبًا ما تستخدم للإنترنت عالي السرعة وكابلات الاتصالات تحت سطح البحر.

مقارنة بين الطوبولوجيا الفيزيائية والطوبولوجيا المنطقية

تصف طوبولوجيا الشبكة جانبين مختلفين من شبكة الاتصالات: الطوبولوجيا الفيزيائية والطوبولوجيا المنطقية. وتصف طوبولوجيا الشبكة الفيزيائية وضع كل عنصر في الشبكة وكيفية ارتباطه فعليًا، حيث يمكن أن تساعد خريطة طوبولوجيا الشبكة مسؤولي الشبكة في تصور كيفية اتصال الأجهزة ببعضها، وكيفية ترتيب الروابط والعُقد بشكل أفضل.

وتصف الطوبولوجيا المنطقية كيف تبدو أجهزة الشبكة متصلة ببعضها البعض وكيفية تدفق البيانات عبر الشبكة. ولا تتدفق البيانات بالضرورة بشكل متعدد الاتجاهات في كل شبكة، ويُمكن أن توضح طوبولوجيا الشبكة المنطقية كيفية نقل البيانات وعدد الروابط والعقد التي تنتقل عبرها البيانات قبل أن تصل إلى وجهتها.

ما هي أنواع طوبولوجيا الشبكات؟

غالبًا ما يستخدم مسؤولو الشبكة مخططات طوبولوجيا الشبكة لفهم أفضل مكان لوضع العقد والروابط، لكنهم لا يبدؤون بالضرورة من الصفر. ثمة عدة أنواع من طوبولوجيات الشبكات، بما في ذلك: طوبولوجيا من نقطة إلى نقطة، وطوبولوجيا الناقل، وطوبولوجيا الحلقة، وطوبولوجيا النجمة، وطوبولوجيا الشجرة، وطوبولوجيا الشبكة المتداخلة، والطوبولوجيا الهجينة.

طوبولوجيا من نقطة إلى نقطة

الشبكة من نقطة إلى نقطة، أو طوبولوجيا النقطة، هي أسهل شبكة يمكن فهمها، وأكثر نوع أساسي من طوبولوجيا الشبكة. وهي ببساطة عقدتان متصلتان برابط واحد. تنتقل البيانات ذهابًا وإيابًا بين نقطتي النهاية هاتين. وفي حين أن هذا هو أسهل نوع شبكة يمكن إعداده، إلا أن بساطته هي عيبه الخاص. ولا يمكن تطبيق الطوبولوجيا من نقطة إلى نقطة في معظم حالات الاستخدام الحديثة.

طوبولوجيا الناقل

في شبكة الناقلات، يتم توصيل كل عقدة بكبل واحد، مثل محطات الحافلات المتفرعة من مسار الحافلة. وتتدفق جميع عمليات نقل البيانات من خلال هذا الاتصال المركزي الواحد. ونظرًا لأن كل شيء متصل بخط مستقيم من كبل مركزي واحد، فإنها طوبولوجيا فعالة من حيث التكلفة وسهلة الإعداد وإضافة عقد جديدة.

ومع ذلك، فإن الرابط المركزي المشترك يتضمن عيوب. ففي نظام يحتوي على ارتباط مركزي واحد به كثير من التبعيات، يؤدي فشل هذا الارتباط المركزي إلى فشل جميع التبعيات. كما أن شبكات الناقلات ليست آمنة مثل بعض الأنواع الأخرى بسبب هذا الرابط المركزي المشترك. بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد عدد العُقد التي تشترك في كابل مركزي، كانت الشبكة أبطأ.

طوبولوجيا الحلقة

في شبكة حلقية، يتم ترتيب العقد والروابط في حلقة، حيث كل عقدة لها جاران بالضبط. وفي مثل هذه الشبكة، يتم استخدام أجهزة إعادة الإرسال لضمان وصول البيانات إلى العقد الأبعد عن بعضها البعض في الحلقة. وعادةً ما تتدفق البيانات في اتجاه واحد في شبكة حلقية.

هذه الأنواع من الشبكات رخيصة التركيب والتوسع، وتتدفق البيانات بسرعة داخل الشبكة. لكن فشل عقدة واحدة يمكن أن يؤدي إلى إسقاط الشبكة بالكامل. ويتم استخدام شبكات الحلقة المزدوجة للحماية من هذا النوع من الفشل.

تتميز الشبكة ثنائية الحلقة بحلقتين متحدتي المركز بدلاً من حلقة واحدة، وترسل الحلقات البيانات في اتجاهين متعاكسين. ويتم استخدام الحلقة الثانية عندما يكون هناك فشل في الحلقة الأولى، وغالبًا ما يستخدم هذا النوع من الشبكات لدعم البنية التحتية الحيوية.

طوبولوجيا النجمة

في الشبكة المميزة بالنجوم، تتصل جميع العُقد بمحور مركزي. وتقع العُقد حول هذا المحور المركزي في شكل يشبه النجمة تقريبًا.

يعمل هذا النوع من الطوبولوجيا على تسهيل استكشاف مشكلات عقدة معينة وإصلاحها. إذا فشلت عقدة واحدة، فلن تتأثر بقية الشبكة. ومع ذلك، إذا تعطل المحور المركزي، فإن الشبكة بأكملها تتعطل معه. في الشبكة النجمية، يعتمد أداء الشبكة بأكملها على المحور المركزي والتوصيلات المؤدية إليه.

طوبولوجيا الشجرة

من المفيد التفكير في طوبولوجيا الشجرة على أنها مزيج من شبكة الحافلات وشبكة النجوم. في طوبولوجيا الشجرة، مايزال لديك محور مركزي واحد يربط كل شيء، ولكن بدلاً من العقد المفردة التي تتفرع من تلك العقدة الجذر المركزية، إنها شبكات نجمية أخرى. حيث تتيح هذه الطوبولوجيا إمكانية توصيل مزيدًا من الأجهزة بمركز بيانات مركزي، مما يُسرع من تدفق البيانات. وكما هو الحال في الشبكة النجمية، فإن تحديد المشاكل في العقد الفردية سهل نسبيًا.

طوبولوجيا الشجرة لها نفس عيوب كل من شبكات الناقلات والنجمية، وهي التعرض لنقطة فشل واحدة. فإذا تعطل هذا الاتصال المركزي، تعطل كل شيء.

طوبولوجيا الشبكات المتداخلة

في الشبكة المتداخلة، يتم توصيل كل جهاز بعقدة أخرى واحدة على الأقل في الشبكة. وفي شبكة متداخلة بالكامل، يتم توصيل كل عقدة بكل عقدة أخرى. وفي شبكة متداخلة جزئيًا، تتصل بعض العقد فقط مباشرةً ببعضها البعض، في حين يحتاج البعض الآخر إلى المرور عبر عقد إضافية للوصول إلى العقدة المستهدفة.

نظرًا إلى أن العقد يمكنها التواصل مباشرةً مع بعضها، بدلاً من التواصل من خلال محور مركزي، فغالبًا ما يكون الاتصال على الشبكة المتداخلة سريعًا جدًا. من الأمثلة الرائعة على الشبكة المتداخلة هي شبكة الإنترنت نفسها، حيث يكون كل جهاز كمبيوتر عبارة عن عقدة في شبكة يوفرها مزودو خدمات الإنترنت المختلفون الذين يتصلون أيضًا ببعضهم بعضًا. يستخدم مزودو الشبكات المتداخلة مثل NYC Mesh شبكة متداخلة لتوفير الإنترنت اللاسلكي عبر واحدة من أكثر مدن أمريكا اكتظاظًا بالسكان.

نظرا لأن الشبكات المتداخلة لها مسارات متعددة يمكن أن تنتقل عبرها المعلومات، فهي أكثر مرونة من العديد من الطوبولوجيات الأخرى ويُمكن أن تستمر في العمل في حالة فشل العقدة أو الاتصال. كما توفر الشبكات المتداخلة أمانًا أكبر - وإذا تعرضت عقدة للهجوم أو تم اختراقها، فيمكن استبدالها.

ومع ذلك، غالبًا ما يكون إنشاء الشبكات المتداخلة مكلفًا، مما يتطلب كثير من الكابلات لإنشاء الاتصالات. ويمكن أن يؤدي ربط مسارات متعددة أيضا إلى تعقيد التثبيت ويؤدي إلى تكاليف صيانة أعلى من أنواع الطوبولوجيا الأخرى.

الطوبولوجيا الهجينة

طوبولوجيا الشبكة الهجينة هي أي نوع من الشبكات التي تستخدم مجموعة من الطوبولوجيا. وهي شبكة شجرية تجمع بين شبكة نجمية وشبكة ناقل هي نوع من الطوبولوجيا الهجينة.

توفر الشبكات الهجينة المرونة وتساعد المؤسسات في تصميم طوبولوجيا تلبي احتياجاتها على وجه التحديد. ومع ذلك، قد يكون إنشاء بنية شبكة مخصصة أمرًا صعبًا ويمكن أن يتطلب مزيدًا من الكابلات وأجهزة شبكة، مما يرفع تكاليف الصيانة.

 

ما سبب أهمية طوبولوجيا الشبكة؟

يؤثر تكوين الشبكة بشكل مباشر على أداء الشبكة. فهو يؤثر على عوامل مثل زمن انتقال الشبكة، والكفاءة، والمرونة، والأمان، وقابلية التوسع، وتكاليف الصيانة وغير ذلك الكثير. وفي حين يُمكنك تغيير طوبولوجيا الشبكة، لكن يكون الأمر أصعب بكثير بمجرد إنشاء البنية التحتية المادية. لذلك، يعد اختيار تصميم الشبكة المناسب لاحتياجات شبكتك الحالية والمستقبلية أمرًا محوريًا.

تتضمن أنواع الطوبولوجيا المختلفة مزايا وعيوب محددة - وفهم هذه السمات هو أفضل طريقة لتحديد الطوبولوجيا الأنسب لشبكتك.

على سبيل المثال، يعد إعداد الشبكة المتداخلة أكثر تكلفة من الأنواع الأخرى، ولكنه يوفر أمانًا ومرونة أعلى للشبكة. وبخصوص المنظمة التي تتطلب أمانًا ووقت تشغيل على أعلى مستوى، ويمكنها تحمل تكاليف الإعداد والصيانة المرتبطة بها، فقد يكون هذا النوع طوبولوجيا مناسبة.

عادةً ما يكون تثبيت شبكة الناقلات أسهل وأرخص، ولكن نظرًا لأن جميع المعلومات تتدفق على طول اتصال مركزي، تنخفض الخصوصية والأمان منخفضان، ويكون استكشاف الأخطاء وإصلاحها أكثر صعوبة، ويمكن أن تؤدي مشكلة في الرابط المركزي إلى تعطل الشبكة بالكامل. لذلك يجب على المنظمة التي تتطلع إلى خفض نفقات الشبكة باستخدام هذا النوع من الطوبولوجيا أن تفكر فيما إذا كانت هذه الجوانب السلبية مقبولة.

توفر الشبكة المصممة جيدًا مجموعة كبيرة من الميزات. أولاً، تساعد في ضمان انتقال البيانات بسرعة وكفاءة، وأن مشكلات الشبكة يمكن تحديدها وإصلاحها بسهولة. كما تسهل الشبكة المصممة جيدًا على مسؤولي الشبكة تخصيص الموارد. ويمكن أن تسهل أيضًا تنفيذ تدابير أمنية إضافية، مثل جدران الحماية، التي تمنع الوصول إلى أجزاء معينة من الشبكة وفقًا للسياسات الموضحة في قائمة التحكم في الوصول (ACL).

حلول ذات صلة
IBM SevOne Network Performance Management

تم تصميم IBM® SevOne® Network Performance Management للشبكات الحديثة، حيث يوفر إمكانية ملاحظة الشبكة المرتكزة حول التطبيقات لمساعدة عمليات الشبكة على اكتشاف مشكلات أداء الشبكة ومعالجتها ومنعها في البيئات الهجينة.

استكشاف IBM SevOne Network Performance Management طلب عرض توضيحي

IBM Cloud Pak® for Network Automation

إن IBM Cloud Pak for Network Automation عبارة عن منصة سحابية ذكية تعمل على تمكين أتمتة وتنظيم عمليات الشبكة حتى يتمكن مقدمو خدمات الاتصالات ومقدمو الخدمات المُدارة من تحويل شبكاتهم والتطور إلى عمليات لا تتطلب أي تدخّل بشري، وتقليل النفقات التشغيلية، وتقديم الخدمات بشكل أسرع.

استكشف IBM Cloud Pak for Network Automation استكشف العرض التوضيحي التفاعلي

الموارد استراتيجية إدارة أداء الشبكة (NPM) القائمة على الذكاء الاصطناعي لعمليات تقنية المعلومات (AIOPS)

دفع عجلة التحول الرقمي الناجح من خلال إدارة أداء الشبكة (NPM) القائمة على الذكاء الاصطناعي لعمليات تقنية المعلومات (AIOPS) والمدركة للتطبيقات

تحديث نظام دارة أداء الشبكة (NPM) الخاص بك

استفد من إمكانات NPM الحديثة الديناميكية والمرنة والقابلة للتوسيع.

دارة أداء الشبكة (NPM) للخدمات المالية

تعرف على ستة أسباب تجعل شركات الخدمات المالية تختار SevOne NPM لتلبية احتياجات الشبكات الخاصة بها.

BT Business

اكتشف كيف تساعد BT Business عملائها من المؤسسات في التطور ليُصبحوا أكثر مرونةً وقدرةً على التكيف عن طريق تحويلهم إلى بنية شبكة تحتية معاصرة.

مقدم خدمات أقمار صناعية عالمي

واجه أحد مقدمي خدمات الأقمار الصناعية تحديات فريدة من نوعها في جمع بيانات أداء الشبكة وتحليلها. وقد نجح الحل المؤتمت في تعزيز الكفاءة والفعالية.

Spark NZ

تستخدم شركة Spark NZ، التي تعمل على تحفيز النمو والابتكار، برنامج SevOne NPM لمراقبة أكثر من 400000 عنصر في شبكتها المتنوعة والمعقدة للغاية.

اتخِذ الخطوة التالية

قم بتحسين عمليات تقنية المعلومات من خلال المعارف والإجراءات من خلال قابلية ملاحظة الشبكة المرتكزة على التطبيق.

استكشاف IBM SevOne Network Performance Management طلب عرض توضيحي