همبندی (رایانه)

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

همبندی (نوپولوژی) به معنای چگونگی پیکربندی و ایجاد اتصالات بین دستگاه‌های یک شبکه رایانه‌ای است. به هر ابزار متصل به یک شبکه رایانه‌ای گره (Node) گفته می‌شود که بوسیله پیوندها (Link) به همدیگر متصل می‌گردند.

فهرست مندرجات

[ویرایش] انواع همبندی‌ شبکه

[ویرایش] آرایش خطی یا گذرگاهی (Bus)

شبکه‌ای که از همبندی گذرگاهی استفاده می‌کند معمولاً دارای یک کابل واحد و بلند بوده که دستگاه‌های مختلف شبکه به آن متصل هستند و در هر واحد زمانی تنها یک رایانه امکان ارسال اطلاعات را دارد. در این روش کلیهٔ رایانه‌های متصل به خط، اطلاعات ارسال شده را دریافت می‌کنند ولی تنها رایانه‌ای که آدرس مقصد بسته دادهء متعلق به او است این اطلاعات را ذخیره می‌نماید و بقیهٔ رایانه‌ها از بسته صرف‌نظر می‌کنند. به این روش ارسال بسته‌ها که مبتنی بر ارسال به همه-برداشت توسط گیرنده است ارسال به روش پخشی (Broadcasting) می‌گویند. در آرایش گذرگاهی خطی (Linear Bus) تمام رایانه ها به یک کابل واحد متصل بوده و دو انتهای سیم بوسیله تمام کننده ها مسدود شده است. اما در آرایش گذرگاهی توزیع شده (Distributed Bus) با افزودن کابلهایی به کابل اصلی امکان اتصال رایانه های بیشتری فراهم شده است، لذا در این نوع همبندی کابل اتصال بیش از دو انتها خواهد داشت.

نکته ها
1) گاهی به اشتباه آرایش گذرگاهی توزیع شده با آرایش درختی یکسان در نظر گرفته شده است، در حالیکه در این آرایش بر خلاف آرایش درختی گره‌ای به عنوان گره‌مرکزی وجود ندارد.
2)کاهی آرایش گذرگاهی را به اشتباه نوع خاصی از آرایش درختی در نظر می گیرند در حالی که با وجود شباهت فیزیکی این دو آرایش نحوه اتصال گره ها در آنها متفاوت است.

[ویرایش] آرایش حلقوی (Ring)

این همبندی توسط شرکت آی‌بی‌ام اختراع شد و کلیه رایانه‌ها به گونه‌ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را تشکیل می‌‌دهد. همیشه یک بستهٔ کوچک با نام نشانه (Token) در داخل شبکه از یک رایانه به دیگری می‌رود، زمانی که یک رایانه اطلاعاتی جهت ارسال دارد، نشانه را در اختیار گرفته و از چرخش آن داخل شبکه جلوگیری می‌کند، تا زمانیکه نشانه توسط یک رایانه نگه‌داشته شده باشد، تمام رایانه های شبکه پذیرای اطلاعاتی خواهند بود که رایانه مالک نشانه ارسال می‌کند.


[ویرایش] آرایش ستاره‌ای (Star)

در این نوع همبندی کلیه رایانه‌ها به یک کنترل کنندهٔ مرکزی به نام میانگاه (یا هاب Hub) متصل می‌شوند و هرگاه رایانه‌ای بخواهد با رایانه دیگری تبادل اطلاعات کند رایانه مبدا اطلاعات را به میانگاه ارسال نموده و اطلاعات از طریق آن به رایانه مقصد انتقال می‌‌یابد.

نکته ها:
1) یک پیوند نقطه به نقطه را می توان به عنوان حالت خاصی از یک شبکه با آرایش ستاره در نظر گرفت. در نتیجه ساده ترین شبکه که براساس آرایش ستاره ساخته می شود را می توان یک گره که به یک گره دیگر از طریق یک پیوند نقطه یه نقطه متصل است در نظر گرفت انتخاب یک گره به عنوان میانگیر به دلخواه ممکن است.
2)ساده ترین نوع شبکه براساس آرایش ستاره علاوه بر شبکه توضیح داده شده در 1 یک میانگیر متصل به دو گره تابع می باشد.
3) با وجود این که می توان آرایش ستاره را با استفاده از یک میانگیر یا سویچ براحتی پیاده سازی نمود اما به کار بردن یک کامپیوتر یا یک اشتراک مشترک نیز برای میانگیر کافی است. به هر حال چون در بیشتر نمایش های آرایش ستاره یکی از این ابزار ویژه نشان داده شده است در نتیجه ممکن است این ابهام بوجود آید که حتما باید از یکی از این ابزار استفاده نمود در حالی که مانند مثال گفته شده در مثال دو سه کامپیوتر متصل به یکدیگر بدون استفاده از هیچ ابراز ویژه ای نیز خود یک شبکه با آرایش ستاره است.
4) شبکه های ستاره را می توان بصورت پخشی با دسترسی چندگانه یا غیر پخشی با دسترسی چندگانه (NBMA) توصیف نمود که وابسته به توانایی میانگیر در ارسال سیگنال های موجود به تمام گره های تابع یا ارسال سیگنال به صورت جداگانه برای هر ارتباط است.

[ویرایش] ستاره گسترش یافته

اگر بین میانگیر و گره ها تکرارکننده قرار دهیم تا مسافت قابل پوشش توسط میانگیر افزایش یابد به آن آرایش ستاره گسترش یافته گفته میشود اگر به جای تکرارکننده ها میانگیر قرار داده شود یک آرایش ترکیبی از ستاره-سلسله مراتبی بوجود می آید که در بعضی از کتاب ها بین این آرایش و آرایش ستاره تفاوتی قائل نمی گردند.

[ویرایش] آرایش مشبک (Mesh)

در این آرایش شبکه نظم مشخصی نداشته و هر یک از رایانه‌ها به یک یا چند رایانه دیگر متصل شده‌اند. این آرایش در واقع نسخه ناقص آرایش اتصال کامل است، لذا هزینه و پیچیدگی کمتری نسبت به روش مذکور دارد.

[ویرایش] آرایش اتصال کامل (Fully Connected)

در این آرایش تمام رایانه‌های شبکه مستقیما به همدیگر متصل هستند. عمده ترین اشکال این روش پیچیدگی و هزینه بالای این اتصالات است. مزیت این روش ارسال سریع و بیواسطه اطلاعات از هر رایانه به رایانه دیگر می‌باشد.

[ویرایش] آرایش درختی (Tree) یا آرایش سلسله مراتبی

در آرایش درختی یک گره مرکزی (بالاترین سطح در سلسله مراتب) به دو یا چند گره در سطحی پایین تر با استفاده از یک پیوند نقطه به نقطه متصل است (به عنوان مثال در سطح دو) و گره های سطح دو نیز به چندین گره در سطحی پایینتر متصل هستند (برای مثال در سطح سوم). گره مرکزی تنها گرهی است که هیچ گرهی در سطحی بالاتر از خود ندارد. سلسله مراتب درخت متقارن است یعنی تعداد گره های متصل به هر گره در سطح پایین تر عدد ثابت f است. عدد f به عنوان عامل شاخه بندی در درخت سلسله مراتب شناخته می شود.

نکته ها:
1) یک شبکه مبنی بر آرایش درختی فیزیکی حتما باید حداقل سه سطح داشته باشد در غیر این صورت اگر دو سطح داشته باشد نشان دهنده آرایش ستاره است.
2)اگر یک آرایش درختی عامل شاخه بندی برابر با یک داشته باشد این آرایش نسان دهنده آرایش خطی است.
3)عامل شاخه بندی مستقل از تعداد کل گره هاست اگر یک گره نیاز به درگاه هایی برای اتصال به گره های دیگر داشته باشد می توان تعداد درگاه ها را بدون توجه به تعداد کل گره ها کاهش داد. در نتیجه تعداد درگاه های مورد نیاز وابسته به عامل شاخه بندی است و در نتیجه می توان تعداد درگاه ها را بدون توجه به تعداد کل گره ها کاهش داد.
4)تعداد کل پیوندهای نقطه به نقطه در شبکه بر اساس آرایش درختی یکی کمتر از تعداد گره های شبکه می باشد
5)اگر نیاز به پردازش اطلاعات توسط گره ها در یک آرایش درختی فیزیکی باشد گره های سطح بالاتر باید پردازش بیشتری نسبت به گره های سطح پایین تر انجام دهند

[ویرایش] آرایش ترکیبی (Hybrid)

آرایش ترکیبی نوعی از آرایش های شبکه است که از همبندی یک یا چند شبکه با آرایش های فیزیکی متفاوت و یا همیندی چندین شبکه که دارای آرایش فیزیکی یکسان است بوجود می آید و آرایش فیزیکی شبکه حاصل مشابه آرایش فیزیکی شبکه های اولیه نمی باشد (مثلا آرایش فیزیکی شبکه ای که از همبندی چندین شبکه براساس آرایش فیزیکی ستاره بدست می آید ممکن است با توجه به نحوه اتصال شبکه ها به صورت ترکیبی از آرایش های ستاره و خطی یا ستاره و درختی باشد در حالی که اگر چندین شبکه با آرایش خطی توزیع شده به یکدیگر متصل گردند شبکه حاصل آرایش خطی توزیع شده را به خود خواهد گرفت )