توپولوژی شبکه

توپولوژی شبکه

اسلاید 1: به نام خداموضوع : توپولوژی شبکهاستاد : خانم مهندس نیک بزمگردآورنده : بهزاد محمدی1

اسلاید 2: فهرست 2مقدمهتوپولوژی یا همبندیانواع توپولوژیهاتجهیزات سخت افزاری شبکهIP آدرس و DNS  LAN يا شبكه محلي۱ ) توپولوژی ستاره ای (star)۲ ) توپولوژی حلقوی (ring)۳ ) توپولوژی خطی (bus)۴ ) توپولوژی توری (mesh)۵ ) توپولوژی درختی(tree)۶ ) توپولوژی ترکیبی(hybrid)۷ ) توپولوژی wireless lanمزایای یک شبکه محلی بدون سیم (WLAN)نتیجهمنابع

اسلاید 3: مقدمه3توپولوژی مطالعه ریاضیاتی روی خصوصیاتی است که در طی تغییر شکلها، ضربه خوردن‌ها و کشیده شدن اشیاء، به طور ثابت حفظ می‌شوند (البته عمل پاره کردن مجاز نمی‌باشد). یک دایره به لحاظ توپولوژیکی هم ارز بیضی می‌باشد که می‌تواند در داخل آن با کشیده شدن تغییر شکل یابد و یک کره به سطح بیضی وار هم ارز است(یعنی یک منحنی بسته تک بعدی و بدون هیچ محل تقاطع که می‌تواند در فضای دو بعدی جای گیرد)، مجموعه تمام وضعیتهای ممکن برای عقربه‌های ساعت شمار و دقیقه شمار با هم، به لحاظ توپولوژیکی با چنبره هم ارز است (یعنی یک سطح دوبعدی که می‌تواند در داخل فضای سه بعدی جای گیرد) و مجموعه تمام وضعیت‌های ممکن برای عقربه‌های ساعت شمار، دقیقه شمار و ثانیه شمار با هم، به لحاظ توپولوژی با یک شیء سه بعدی هم ارز می‌باشد.

اسلاید 4: توپولوژی یا همبندی4توپولوژی یا همبندی یک شبکه تعیین کننده شیوه کابل کشی اتصال کامپیوترهاست . این توپولوژی (همبندی) معمولاً نوع کابل مورد استفاده را نیز تعیین میکند .

اسلاید 5: توپولوژیهای شبکه دارای انواع زیر است : 51) توپولوژی ستاره ای2) توپولوژی حلقوی3) توپولوژی خطی4 (توپولوژی توری5 (توپولوژی درختی6 (نوپولوژی ترکیبی7wilan )

اسلاید 6: توپولوژی ستاره ای:6در این توپولوژی ، کلیه کامپیوترها به یک کنترل کننده مرکزی یا هاب (hub) متصل شده اند . هر گاه کامپیوتری بخو اهد با کامپیوتر دیگر ی تبادل اطلاعات نماید ، کامپیوتر منبع ا بتدا باید اطلا عات را به هاب ارسال نماید ، سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود .اگر کامپیوتر شماره ۱ بخواهد اطلا عاتی را به کامپیوتر شماره ۳ بفرستد ، باید اطلا عات را ابتدا به هاب ارسال کند ، آ نگاه هاب ان اطلاعات را به کامپیوتر شماره ۳ خواهد فرستاد . نقطه ضعف این توپولوژی آن است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته ا ست . این بدین معنا است که اگر هاب از کار بیفتد ، کل شبکه از کار خواهد افتاد . نقاط قوت توپولوژی Star عبارتند از : ▪ نصب شبکه با توپولوژی ساده است . ▪ توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود . ▪ اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می شود . 

اسلاید 7: STAR7

اسلاید 8: توپولوژی حلقوی:8در این توپولوژی کلیه کامپیوترها به گونه ای به هم متصل هستند که مجموعه ای ازآنها حلقه ای را می سازد.کامپیوتر مبدا اطلاعات را به کامپیوتر بعدی در حلقه ارسال می کند وآن کامپیوتر آدرس را بررسی می کند واگر آشنا بود اطلاعات را برای خود کپی می کند سپس اطلاعات را به کامپیوتر بعدی منتقل می کند تا اطلاعات به کامپیوتر مبدا برگردد.

اسلاید 9: مزایا و معایب توپولوژی حلقوی:9معایب:اگریک کامپیوتر ازکار بیافتد کل شبکه متوقف می شود،برای افزودن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.مزایا:نصب شبکه با این توپولوژی ساده می باشد و توسعه شبکه به راحتی انجام می شود.

اسلاید 10: RING10

اسلاید 11: توپولوژی خطی:11در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام BUS متصل می شوند .. در این توپولوژی ،رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است . یکی از مشهور ترین قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی ،Ethernetمی باشد . توپولوژی BUS از متداول ترین توپولوژی هایی است که در شبکه های محلی (LAN) مورد استفاده قرار می گیرد.

اسلاید 12: مزایا ومعایب توپولوژی خطی:12معایب:اگر کابل اصلی قطع شود کل شبکه از کار میافتد.مزایا:کم هزینه بودن-سادگی-توسعه آسان شبکه

اسلاید 13: BUS13

اسلاید 14: توپولوژی توری:14در این توپولوژی هر کامپیوتر ی مستقیما به کلیه کامپیوتر های شبکه متصل می شود.

اسلاید 15: مزایا ومعایب توپولوژی توری:15مزایا:هرکامپیوتربا سایر کامپیوترها ارتباطی مجزا داردودارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد.اگر یک کانلل ارتباطی قطع شود شبکه همچنان فعال است.معایب:ازتعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند ومقرون به صرفه نمی باشد.

اسلاید 16: توپولوژی درختی:16این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال (Active hub) یا تکرار کننده (Repeater) برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی درختی است . زیرا کلیه ایستگا ه ها را به یکدیگر متصل می کند . وظیفه هاب دریافت اطلا عات از یک ا یستگاه و تکرارو تقویت آن اطلا عات و سپس ارسال انها به ایستگاه دیگر می باشد . نقطه قوت این توپولوژی این است که زمانی که یک هاب از کار بیفتد ،‌تنها ایستگاه های متصل به آن هاب از کار خواهند افتاد . 

اسلاید 17: توپولوژی ترکیبی:17سیستمی که از ترکیب حالت باس و ستاره ای پدید می آید توپولوژی ترکیبی نام دارد.دراین حالت برخی از مسیرهای شبکه به صورت باس وبرخی دیگر به صورت ستاره ای می باشند. معمول ترین طرح آن اتصال هاب ها به صورت باس واتصال کامپیوترها به صورت ستاره ای به هاب مربوط به خودشان می باشد.

اسلاید 18: :WILANتوپولوژی18ساده ترین پیکر بندی WLAN شبکه نظیر به نظیر می باشد . هر PC دارای یک کارت شبکه بدون سیم (Wireless NIC) می باشدو بنابراین می تواند با هر PC دیگری به شرطی که در محدوده یکدیگر قرار گرفته باشند ارتباط برقرار نمایند.نوع دیگر پیکر بندی شامل استفاده از وسیله ای به نام AP است .AP استفاده کننده های WLAN را قادر می سازد تا به شبکه محلی دانشگاه وشبکه اینتر نت دسترسی پیدا کنند . وسعت ناحیه تحت پوشش یک AP متغییر است و به طراحی وساخت محصولات WLAN محیطی که WLANدر آن عمل میکند وقدرت ارسال بستگی دارد.یک AP بطور معمولی می تواند ناحیه ای با شعاع ۳۰۰۰ فوت را در خارج سازمان وناحیه ای با شعاع ۶۰۰فوت را درداخل سازمان تحت پوشش خود قرار بدهد .

اسلاید 19: (WLAN) مزایای یک شبکه محلی بدون سیم19۱ ) از WLAN می توان در مکانهایی که امکان سیم کشی وجود ندارد استفاده کرد . ۲ ) WLANرا می توان بدون کابلکشی گسترش داد . ۳ ) WLAN به استفاده کنندگان اجازه نقل وانتقال را می دهد . ۴ ) WLAN برقراری ارتباط در حین حرکت roaming را پشتیبانی تموده است

اسلاید 20: ● اتصال به اینترنت ▪ تجهیزات سخت افزاری شبکه : 20۱) کارت رابط شبکه یا (NIC) برای هر یک از کامپیوترهای شخصی ۲) کابل کافی برای متصل کردن تمامی کامپیوترهای شبکه مقدار و نوع کابل بستگی به توپولوژی شبکه دارد. ۳) یک هاب در صورت انتخاب توپولوژی ستاره ای

اسلاید 21: ▪ نمایش کادر مکالمه : 21برای نمایش کادر مکالمه ابتدا مسیر زیر را با هم طی می کنیم : Start/ Setting/ Control Panel/ Network ، بخش Configuration کادر مکالمه Network را برای نصب آدابتور سرویس گیرنده پروتکل و سرویس دهنده فعال کنید. در بسیاری از موارد Win ۹۸ این کار را برایتان انجام میدهد. ▪ Client/Server : Client , Server دو جزء اصلی شبکه میباشند که اینک به تعریف آنها میپردازیم : Server : کامپیوترهایی که منابع مشترک را در اختیار کاربران قرار میدهند. Client : کامپیوترهایی که به منابع مشترک ارائه شده از سوی Server دسترسی دارند. ▪ تجهیزات استاندارد برای اتصال به اینترنت : ۱) کامپیوتر ۲) Modem و بعضی انواع اتصال، که اینها همه تجهیزات پایه و استاندارد هستند ولی این تجهیزات برای برقراری تماس کافی نیست و احتیاج به تلفن داریم ۳) تلفن برای دستیابی به Internet ، کامپیوتر، مودم و ارائه کنندگان سرویس اینترنت و اتصال تلفنی نیازهای اولیه هستند و بطور کلی هر چه مقدار RAM سرعت پردازنده و سرعت Modem بیشتر باشد سرعت بیشتر خواهد بود.

اسلاید 22: ▪ انجام کار : 22برای استفاده از سرویسهای اینترنتی نظیر FTP, Gopher, Web و غیره نیازمند بهره گیری از برخی نرم افزار ها هستیم. در آخرین مرحله که چگونگی نگهداری اطلاعات کامپیوترهای سرویس گیرنده و سرویس دهنده اینترنت است، احتیاج به شماره تلفن جایی که میخواهیم با آنجا ارتباط برقرار کنیم داریم پس در اینترنت نیاز به آدرس داریم . چون برای ما امکان درک زبان اینترنت ( که همان زبان صفر و یک است ) وجود ندارد پس نیاز به مترجم ( Browser) داریم. این مترجم بصورت Packet میباشد.

اسلاید 23: IP آدرس و DNS 23▪ آدرس در اینترنت یا Intenet Protocol : همانطور که میدانید همه شماره های تلفن با یکدیگر تفاوت دارند و همگی منحصر به فرد هستند. در شبکه جهانی اینترنت نیز هر کامپیوتر دارای شماره خاصی است که آدرس IP نامیده میشود. ▪ آدرس IP : این آدرس توسط پروتکل اینترنت IP برای شناسایی هر کامپیوتر روی اینترنت مورد استفاده قرار میگیرد یک آدرس IP از ۴ عدد تشکیل میشود که این اعداد درباره صفر تا ۲۵۵ تغییر کرده و توسط نقطه (.) از هم جدا میشود (۳۵.۸.۷.۹۲) جلوتر به شرح مفصل آن میپردازیم . کامپیوترها آدرس IP را چگونه به دست می آورند؟ سازمانی به نام Internic به ارائه دهندگان مختلف سرویس اینترنت( ISP ها) این آدرسها را میدهد و همانطور که ممکن است پیش شماره تمام همسایه های شما مثلاً با عدد ۶۲۴ شروع شود آدرس IP تمام کامپیوتر ها متصل به یک ISP نیز ممکن است با ۳۵.۸ شروع شود در حقیقت Internic معمولاً آدرس IP را بصورت مجموعه ای از آدرسها ارائه میکند به عنوان مثال شرکت Y تمام آدرسهای IP که با ۳۵.۸.۷ شروع میشوند را خریداری میکند بنابراین میتواند ۲۵۵ آدرس IP مختلف را به افراد ارائه دهد. بعضی شرکتها از اسامی دامنه ها برای پنهان کردن آدرسها IP استفاده میکنند. نام دامنه نیز توسط Internic ثبت میشود و نسخه انگلیسی آدرس IP است . بعضی کامپیوترها (Domain Name Server) را به کار میبرند که همان آدرس اختصاری است که برای دسترسی سریعتر به اینترنت از آن استفاده میشود.

اسلاید 24: ● خلاصه ای از نامگذاری کامپیوترها بر روی اینترنت : 24نامگذاری کامپیوتر ها در روی اینترنت بر اساس سیستمی از اعداد سلسله وار انجام میشود به تمام کامپیوترهای متصل به اینترنت یک آدرس عددی خاص (IP) تعلق میگیرد. با استفاده از سیستم خطی نامگذاری حوزه ای اینترنت یا DNS میتوان بین این آدرسهای عددی IP مثلا (۱۲۸.۱۱۳.۱۰.۵ ) نام کامپیوتر (ftp.rpi.edu( تناظر برقرار کرد. به جای اعداد نا مفهوم از اسمهای حرفی که کارکردن با آنها بسیار ساده تر است استفاده نمود . تمام کامپیوترها در شبکه از چند قسمت تشکیل شده است که هر قسمت به وسیله نقطه از قسمت دیگر جدا شده است . قسمت سمت راست بالاترین رده حوزه را مشخص میکند که مربوط به نوع سازمان یا موسسه ای است که کامپیوتر مذبور به آن تعلق دارد. علاوه براین هر شرکت یا موسسه برای خود نامی انتخاب میکند که در قسمت سمت چپ قرار می گیرد در ضمن هر شرکت میتواند نامهای دیگری که بر اساس تقسیمات سازمانی درون شرکت انتخاب میشوند مثلاً: کامپیوتری به نام Mailer که در دپارتمان CS موسسه آموزشی UWM است : Mailer.Cs.Uwm.edu نام دارد و اخیراً از کدهای ۲ حرفی نیز استفاده میشود

اسلاید 25:  LAN يا شبكه محلي25LAN  مخفف عبارت LOCAL AREA NETWORK يا شبكه كامپيوتري محلي است. LAN  يك سيستم ارتباطي سرعت بالاست كه براي اتصال كامپيوتر ها و ديگر تجهيزات ( مانند پرينتر، اسكنر، دستگاه كپي و ...) به يكديگر طراحي شده است. البته LAN  براي يك ناحيه كوچك مانند يك ساختمان يا يك شركت و مانند آن طراحي شده است. با اتصال چند شبكه محلي يا LAN  به يكديگر مي توانيد يك شبكه بزرگتر به نام WAN يا WIDE AREA NETWORK بسازيد. يك شبكه كامپيوتري به شما اجازه مي دهد تا از قطعات و تجهيزات كامپيوتري به طور مشترك استفاده كنيد.مثلاً مي توانيد در خريد تعداد زيادي تجهيزات گرانقيمت از قبيل پرينتر، DVD-WRITER و ... و برنامه هاي كاربردي صرفه جويي كنيد. چون مي توانيد آنها را بين چند كامپيوتر به اشتراك بگذاريد. برتري ديگر شبكه سهولت استفاده گروهي از اطلاعات است.

اسلاید 26: ادامه26به طوريكه از يك كامپيوتر مي توان اطلاعات مورد نظر به همه كامپيوتر ها انتقال داد. شبكه هاي محلي كه گاه به آنها شبكه هاي خانگي هم گفته مي شود تكنولوژي دستيابي اشتراكي را اجرا مي كنند. در همه اين شبكه ها مسير انتقال اطلاعات معمولاً كابل كوكسيال، كابل دو سيمه يا كابل فيبر نوري است وجود دارد. ارتباط فيزيكي با شبكه از طريق يك كارت شبكه يا يك كارت رابط شبكه يا NIC كه مخفف عبارات NETWORK INTERFACE CARD است انجام مي پذيرد. كارت شبكه كه يك قطعه سخت افزاري در داخل كامپيوتر است  امروزه به شكلهاي مختلف در بازار يافت مي شود. كابل شبكه در نهايت به كارت شبكه متصل است. بعد از اتصال سخت افزاري نرم افزار شبكه  ارتباط بين كامپيوتر ها و ديگر تجهيزات را كه هر كدام را يك ايستگاه مي ناميم مديريت مي كند. براي ارسال يك پيغام از يك كامپيوتر يا دريافت آن نرم افزار شبكه پيغام مزبور را به بسته هاي اطلاعاتي تقسيم مي كند. ( البته در صورتيكه پيغام براي قرار گرفتن در يك بسته اطلاعاتي بزرگ باشد.) هر بسته اطلاعاتي غير از اينكه حامل اطلاعات ماست داراي يك سر برگ و يك دنباله است. كه حامل اطلاعاتي خاص آن بسته و مقصد آن است. كه بوسيله اين اطلاعات مشخص مي شود كه بسته ها بايد كجا بروند و چگونه در مقصد به يكديگر متصل شوند.

اسلاید 27: نتیجه27 توپولوژی یک از زمینه‌های مهم ریاضیات است که از پیشرفت مفاهیمی از هندسی و تئوری مجموعه‌ها مانند فضا، بعد، اشکال، تبدیلات و... بوجود آمده‌است. از جنبه تاریخی توپولوژی در سال ۱۸۴۷ به توسط لیستنگ، یکی از شاگردان گاوس، معرفی شد. نام دیگری که در اغاز بسط توپولوژی به این موضوع اطلاق می‌شد، آنالیز وضع بود. لغت توپولوژی هم به معنای زمینه‌ای در ریاضیات است و هم برای خانواده‌ای از مجموعه‌ها که دارای خصوصیات مخصوصی که برای تعریف فضای توپولوژیک، که شیء بنیادین توپولوژی است، استفاده می‌شود.توپولوژی دارای زیرشاخه‌های زیادی است. بنیادی‌ترین و قدیمی‌ترین زیرشاخه، توپولوژی نقطه-مجموعه‌ است که بنیادهای توپولوژی بر آن بنا شده‌است و به مطالعه در زمینه‌های فشردگی، پیوستگی و اتصال می‌پردازد. توپولوژی جبری یکی دیگر از زیرشاخه‌های توپولوژی است که سعی در محاسبه درجه اتصال دارد. همچنین زیرشاخه‌هایی مانند توپولوژی هندسی، توپولوژی گراف و توپولوژی ابعاد کم نیز وجود دارند.

اسلاید 28: منابع : 28Willard, Stephen (2004). General Topology. Dover Publications. ISBN 0-486-43479-6.  Dugunji J. Topology. Allyn and Bacon, Inc., 1989. Elementary Topology: A First Course Viro, Ivanov, Netsvetaev, Kharlamov An invitation to Topology Planar Machines website کلاوس ینیش، ترجمهٔ ارسلان شادمان. توپولوژی‌. مرکز نشر دانشگاهی، ۱۳۷۶. ISBN ‎964-01-0838-3.  علی‌رضا جمالی. توپولوژی عم‍ومی (رشت‍ه ریاضی‌). انتشارات دانشگاه پیام نور، ۱۳۸۲. ISBN ‎964-455-182-6. 

اسلاید 29: پایان29