توپولوژی مش چیست؟ + آشنایی با انواع Mesh Topology
همانطور که میدانید در راستای برقراری اتصال میان کامپیوترها روشهای زیادی وجود دارد. در مقاله آشنایی با توپولوژی شبکه به اختصار به توضیح درباره انواع توپولوژیها پرداختیم. در این محتوا قصد داریم به شکلی کامل به توضیح درباره توپولوژی مش یا توپولوژی توری بپردازیم. پس تا انتها همراه ما باشید.
توپولوژی مش یا توپولوژی توری چیست؟
در شبکه، سیستمها با یکدیگر در ارتباط هستند و به یکدیگر متصل میشوند. اینکه هر کدام از آنها به چه نحو با یکدیگر ارتباط دارند، میتواند توپولوژیهای مختلفی را شکل دهد. یکی از این توپولوژیها، توپولوژی توری یا مش است. در این توپولوژی دستگاهها به شکل مستقیم با هم در ارتباط هستند و هر کدام از گرهها (به هر دستگاه یا موجودیت متصل به شبکه اطلاق میشود که میتواند دادهها را ارسال، دریافت یا پردازش کند.) به عنوان یک مسیریاب عمل میکند. در این توپولوژی اگر بخشی از شبکه در دسترس نباشد تلاش بر این است تا با استفاده از دیگر مسیرها راهی برای رسیدن به آن گره پیدا کنند.
استفاده از این توپولوژی مزایای خاص خود را دارد، مانند پایداری بالا (خرابی یک اتصال تاثیری بر عملکرد کلی شبکه ندارد). از جمله نقاط ضعف آن نیز هزینهبر بودن و مدیریت سخت و پیچیده آن است. این توپولوژی انواع خاص خود را دارد که در ادامه مقاله به توضیح درباره توپولوژی مش یا توری میپردازیم.
ویژگیهای توپولوژی مش
- مقیاس پذیر: توپولوژی مش به دلیل مقیاس پذیری بالایی که دارد، امکان اتصال دستگاه جدید بدون ایجاد مشکل و قطع اتصال شبکههای قبلی را میدهد.
- انعطاف پذیر: در توپولوژی مش دستگاهها را بدون ایجاد اختلال میتوان حذف، تغییر و یا اضافه کرد.
- انتقال داده: در انتقال دادهها، توپولوژی مش کار را آسان میکند؛ چرا که مسیرهای ارتباطی زیادی را ارائه میدهد.
- امنیت: با توپولوژی مش دادهها را میتوان رمزنگاری کرد و از یک مسیر امن به آنها دست پیدا کرد و این موضوع امنیت شبکه را بهتر میکند.
اجزای سازنده توپولوژی مش
- گرهها: گرهها در ارسال و دریافت اطلاعات نقش دارند و شامل سرورها، سیستمها، روترها و… هستند. در این ساختار، هر گره با گرههای دیگر در ارتباط است و در هنگام ایجاد مشکل برای هر گره، اطلاعات از گرههای دیگر منتقل میشوند و به این صورت پایداری شبکه بیشتر میشود.
- لینکها: برای اتصال گرهها از لینکها استفاده میشود. لینکها شامل اتصالات سیمی و بی سیم هستند. اتصالات سیمی ویژگیهای مانند سرعت و پایداری بالایی دارند و اتصالات بی سیم برای شما انعطاف پذیری بالاتری ایجاد میکنند.
- کارت شبکه: کارت شبکه یک قطعه سخت افزاری است که باعث ایجاد ارتباط بین شبکه و سیستم میشود. برای اتصال هر گره به شبکه به یک کارت شبکه نیاز است. وظیفه ارسال و دریافت اطلاعات بر عهده کارت شبکه است که باعث پایداری شبکه میشود.
انواع توپولوژی مش
توپولوژی توری به سه دسته مش کامل، مش نیمه متصل و مش ترکیبی تقسیم میشود. در اینجا به توضیح درباره آنها میپردازیم.
- مش کامل: در این نوع توپولوژی کامپیوترها به یکدیگر متصلاند و شما میتوانید تعداد این اتصالات را از طریق فرمول n(n-1)/2 به دست آورید. از جمله مزایای این نوع از توپولوژی پایداری بالا، داشتن بالاترین عملکرد شبکه به خاطر وجود مسیرهای متعدد و معایب آن هزینهبر بودن آن به علت نیاز به تعداد کابلها و پورتهای زیاد برای اتصال همه گرهها و مدیریت پیچیده آن است.
- مش نیمه متصل: در این نوع توپولوژی نیز حداقل دو کامپیوتر به چندین کامپیوتر دیگر متصل هستند. این روش از جمله راهکارهای ارزان در راستای پیاده سازی افزونگی شبکه به حساب میآید؛ به این صورت که اگر یکی از اتصالات اصلی را از دست دهیم، بقیه دستگاهها قادر خواهند بود تا به انجام کارهای خود بدون مشکل بپردازند. در این نوع از مش چون تعداد کابلها و پورتها کمتر است هزینه کمتری دارد و چون در صورت وجود مشکل در اتصالات میتواند از مسیرهای دیگر استفاده کند پایداری آن قابل قبول است. ولی این نوع مش پایداری کمتری نسبت به مش کامل دارد.
- مش ترکیبی: ترکیبی از ویژگیهای توپولوژی مش کامل و مش جزئی است و در تلاش است تا به نیازها و محدودیتهایی که در هر کدام از آنها وجود داشته پاسخ دهد.
مقایسه مش کامل و مش نیمه متصل (جزئی)
| ویژگیها | مش کامل | مش نیمهکامل یا جزئی |
|---|---|---|
| اتصالات | هر گره به تمامی گرهها اتصال دارد. | برخی از گرهها به برخی دیگر از آنها دسترسی دارند. |
| پایداری | پایداری بالایی دارد. | پایداری آن کمتر از مش کامل است. |
| هزینه | بسیار بالا. | سطح متوسط. |
| مدیریت | مدیریت مش کامل بسیار پیچیده است. | مدیریت مش جزئی آسانتر از مش کامل است. |
| کاربردها | در شبکههای حساس مورد استفاده قرار میگیرد. | در شبکههای محلی و سازمانی کاربرد دارد. |
روشهای انتقال داده در توپولوژی مش
دادهها در این توپولوژی به شکلهای مختلفی انتقال داده میشوند. در اینجا به توضیح درباره این روشها میپردازیم.
روش مسیریابی
زمانی که دادهها میخواهند از یک گره به گره دیگر ارسال شوند از مسیرهای مختلف این ارسال انجام میشود. در راستای انتخاب مسیر مناسب برای انتقال دادهها از الگوریتم مسیریابی استفاده میشود. مسیریابی در این توپولوژی به دو شکل انجام میشود.
- مبتنی بر وضعیت لینک: به این معنی که گرهها در شبکه اطلاعاتی را درباره وضعیت لینکهای مستقیم به دست آورده و آن را در اختیار دیگر گرهها قرار میدهند تا گرهها بتوانند به صورت مستقل به تصمیم گیری بپردازند. این مسیریابی به شدت دقیق است و میتواند سرعت را بالا ببرد؛ ولی پردازش اطلاعات در آن نیازمند صرف منابع است.
- مبتنی بر فاصله: ارسال اطلاعات درباره فاصله هر گره با دیگر گرهها تا بهترین مسیر انتخاب شود. این روش ساده و آسان است و به راحتی انجام میشود؛ ولی خب میتواند مسیرهای نامناسب را نیز معرفی کند.
روش سیلابی
از جمله روشهای انتقال داده است که دادهها در یک زمان از یک گره به گرههای مجاور ارسال میگردند، آن هم بدون در نظر رفتن مقصد. بعد از آن گرههای دریافت کننده این اطلاعات را به دیگر گرههای مجاور خود جز آن گرهای که داده را دریافت کرده میفرستند. این روش بسیار آسان بوده و از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است؛ ولی از آنجا که دادهها به همه گرههای مجاور ارسال میشوند میتواند منجر به افزایش میزان ترافیک شود و همچنین دادهها به صورت تکراری در شبکه حضور پیدا کنند.
نقاط قوت و ضعف توپولوژی مش
نقاط قوت
استفاده از توپولوژی مش مزایایی را برای افراد به همراه دارد. مثل:
- در صورت بروز خرابی در یک دستگاه شبکه قطع نخواهد شد.
- از آنجا که برای هر دستگاه یک پیوند نقطه به نقطه وجود دارد، هیچ مشکلی در ترافیکها مشاهده نمیشود.
- سهولت در شناسایی مشکلات.
- داشتن امنیت و حریم خصوصی بالا.
- افزودن دستگاهها منجر به ایجاد اختلال نخواهد شد.
- و…
نقاط ضعف
در کنار مزایای عنوان شده معایبی نیز وجود خواهد داشت، مانند:
- هزینه زیاد.
- پیچیدگی در مسیر فرایند.
- مصرف انرژی بیشتر به دلیل روشن بودن تمامی گرهها.
- نصب چالش برانگیز.
- و…
کاربردهای توپولوژی مش
از این توپولوژی در مواردی مثل علوم کامپیوتری استفاده میشود. برخی از کاربردهای توپولوژی توری به شرح زیر است.
- شبیه سازی شبکه: شما با بهره گیری از این شبکه قادر خواهید بود تا عملکرد و نحوه رفتار شبکه را در شرایط مختلف مورد بررسی قرار دهید.
- طراحی شبکه: ایجاد شبکههای کامپیوتری و بررسی نقاط قوت و ضعف طرحهای گوناگون.
- تجزیهوتحلیل: شناسایی نقاط قوت و ضعف شبکه و اعمال بهبودهایی در آن.
- شبکههای بی سیم: در بسیاری از خانهها و فضاهای کوچک از وای فای مش برای اتصال بهتر اینترنت استفاده میشود.
- شبکههای صنعتی و تولیدی: در تولیدیها و صنایع از این تکنولوژی برای اتصال ماشینها و ابزارهای صنعتی استفاده میشود تا بهره وری بهتر شود.
- ارتباط نظامی: از توپولوژی مش برای ارتباطات نظامی استفاده میشود چرا که با قطع شدن یک اتصال، اتصال دیگری وجود دارد.
مقایسه توپولوژی مش و وای فای
هر دو این موارد از جمله روشهای مختلف در راستای اتصال دستگاهها به شبکه به حساب میآیند؛ ولی به تبع تفاوتهایی میان آنها وجود دارد. این تفاوتها به شرح زیر هستند.
| ویژگی | وایفای | توپولوژی مش |
|---|---|---|
| نوع ارتباط | اتصال از طریق نقطه دسترسی بی سیم انجام میشود. | اتصال مستقیم بین دستگاهها صورت میگیرد. |
| استفاده از کابل | برای برقراری ارتباط از کابل استفاده نمیکند. | برای برقراری ارتباط از کابل استفاده میکند. |
| پوشش | پوشش دهی گسترده. | پوشش دهی محدود. |
و در آخر
در این محتوا به توضیح درباره توپولوژی مش پرداختیم و گفتیم این توپولوژی یک مدل محاسباتی است که هر گره یا دستگاه به یک یا چند گره دیگر متصل است. از این توپولوژی برای نمایش و مدل سازی شبکههای مختلف از جمله شبکههای کامپیوتری، شبکههای ارتباطی، شبکههای توزیع برق و حتی شبکههای عصبی در علوم پزشکی استفاده میشود و در طراحی، مدیریت و ارتقای عملکرد شبکهها بسیار مفید است.
سوالات متداول
راههای انتقال داده در توپولوژی مش چگونه است؟
در شبکه مش راههای متفاوتی برای انتقال دادهها وجود دارد که همین موضوع باعث انعطاف پذیری و پایداری توپولوژی مش شده است.
هنگام طراحی شبکه مش چه مواردی را باید در نظر داشت؟
شما بایستی در ابتدا الزامات ارتباطی دستگاهها را ارزیابی کنید تا بتوانید نوع مناسب توپولوژی را انتخاب نمایید. بعد از آن ببینید میزان مقیاس پذیری شبکه به چه صورت است و در نهایت شبکه قدرت این را داشته باشد تا بدون ایجاد اختلال و یا کاهش عملکرد، دستگاه را در خود جای دهد.
منابع
- https://www.geeksforgeeks.org/advantage-and-disadvantage-of-mesh-topology/
- https://www.zenarmor.com/docs/network-basics/what-is-mesh-topology
اولین دیدگاه را اضافه کنید.