טופולוגיה של כוכבים: עבודה, תכונות, תרשים, זיהוי תקלות ויישומיה

הסידור של רכיבים שונים כמו צמתים, התקני רשת , וקישורים של רשת תקשורת ידועים כטופולוגיית רשת. טופולוגיית רשת ממלא תפקיד חיוני בהגדרת האופן שבו רשתות תקשורת מחוברות במחשבים, באוטובוסי שטח תעשייתיים, ברשתות רדיו, וכן עוזר בקביעת ביצועי הרשת, ניטור מכשירים, הדמיות של הרשת ואבחון בעיות רשת. ישנם סוגים שונים של טופולוגיות רשת כמו אוטובוס, כוכב, טבעת, עץ, רשת והיברידית. מאמר זה דן באחד מסוגי הטופולוגיות כמו טופולוגיית כוכבים - עבודה עם אפליקציות.

מהי טופולוגיית כוכבים?

טופולוגיית כוכבים או רשת כוכבים היא סוג אחד של טופולוגיית רשת שבה כל מכשיר פשוט מחובר לרכזת אמצעית. סוג זה של טופולוגיית רשת היא אחת מתצורות רשת המחשבים הפופולריות ביותר. בסוג זה של רשת, המכשירים המחוברים לרשת מרכזית נראים כמו דגם כוכב ומכאן שמו.

עיקרון העבודה של טופולוגיית הכוכבים

תרשים טופולוגיית הכוכבים מוצג להלן. בסוג זה של טופולוגיה, כל מכשיר בתוך הרשת פשוט מחובר למכשיר מרכזי המכונה רכזת. עקרון העבודה של טופולוגיית הכוכבים הוא; זה לא מאפשר תקשורת ישירות בין מכשירים מחוברים שונים כמו ב-a רֶשֶׁת . אבל התקשורת אפשרית על ידי שימוש במכשיר מרכזי כמו רכזת זמינה בתוך הרשת. מכשיר/רכז מרכזי זה עשוי להיות רכזת פעילה, רכזת פסיבית או מתג אשר אחראי הן על שידור והן על קבלת הודעות מהשולח.

אם מכשיר בודד בתוך הרשת הזו רוצה להעביר נתונים למכשירים אחרים, אז תחילה עליו להעביר את הנתונים לרכזת מרכזית, לאחר מכן הרכזת משדרת נתונים אלה למכשיר הנבחר. הרכזת והתקנים אחרים המחוברים לרכזת ידועים כלקוחות. כאן לקוחות אלה מחוברים לרכזת באמצעות כבלי RJ-45/קואקסיאליים.

כאן הרכז עובד כמו שרת והתקנים מחוברים עובדים כמו לקוחות. בטופולוגיה זו, נעשה שימוש בכבל הקואקסיאלי או RJ45 בהתבסס על סוג כרטיס הרשת המחובר לכל מחשב. בדומה לטופולוגיית אוטובוס, הקמת רשת מחשבים עם טופולוגיית כוכבים היא קלה ופשוטה מאוד. במקרה זה,  אם הרכזת נתקלת בבעיה כלשהי, התקשורת בכל רשת המחשבים נכשלת.

תרשים טופולוגיה של כוכבים

בטופולוגיית Star, כל הצמתים פשוט מחוברים זה לזה באמצעות מתג/רכזת והמחשב המרכזי. אלה נקראים גם שרת ואילו הצמתים המשותפים נקראים לקוחות. צמתים אלה מחוברים עם כבל זוג מעוות, סיבים אופטיים וכבל קואקסיאלי/RJ-4. בסוג זה של טופולוגיה, צמתים (מארחים) מחוברים בעקיפין זה לזה על ידי רכזת מרכזית.

המחשב/המכשיר המרכזי אחראי בעיקר על הנחיה ובקרה על כל התעבורה בתוך הרשת. ביצועי הרשת תלויים בעיקר בקיבולת הרכזת/מתג או המחשב. אם המחשב (ההתקן המרכזי) אינו יכול להתמודד עם מספר צמתים, לא ניתן לכלול צמתים נוספים ברשת. ברשת זו, הצמתים, כמו גם המראה הפיזי של הרכזת, ייראו כמו דגם כוכב, ולכן רשת זו נקראת טופולוגיית כוכבים. טופולוגיה זו מטפלת בכמות עצומה של נתונים ועובדת היטב בתוך רשת גדולה.

חיבור הצמתים על ידי רכזת מרכזית הוא מ-4 סוגים: Hub/Repeater, גשר/מתג, שער/נתב ומחשב. אם מארח צריך להעביר הודעה לכל מארח אחר, תחילה ההודעה נשלחת לרכזת, לנתב או למתג לאחר שההודעה מועברת למארח היעד.

כל צומת בתוך הרשת מכיל כתובת ייחודית כלשהי, המשמשת לשידור וקבלה של הודעה בתוך הרשת. נניח שהמתג ברשת עובד כמו שרת אז הוא מאחסן את כל הכתובות של הצומת שמחוברות אליו. ברגע שכל צומת רוצה להעביר הודעה לצומת אחד נוסף, המתג הבא מזהה לאיזה צומת להעביר הודעה מכיוון שיש לו העתק של כל הכתובות.

אם הרכזת פועלת כמו השרת, אז הרכזת לא יכולה לאחסן כתובות ולכן הרכזת תעביר הודעה לכל הצמתים ומכונת היעד תבחין בכתובת ותקבל את ההודעה. ברשת, אם צומת כלשהו מוצא את הבאג ומפסיק לתפקד אז זה לא ישפיע על הצמתים הנותרים אם כי אם הרכזת המרכזית תפסיק לעבוד אז הרשת לא תעבוד.

כדי לכלול צומת נוסף לרשת יש צורך בכבלים נוספים שהופכים אותו לחסכוני אולם טופולוגיית הכוכבים יקרה בהשוואה ל- טופולוגיית אוטובוס . בנוסף, שרת כמו מתג, רכזת, הנתב יקר בטופולוגיית הכוכבים.

פרוטוקולים בשימוש בטופולוגיית כוכבים

הפרוטוקול המשמש בטופולוגיית כוכבים הוא בדרך כלל Ethernet. פרוטוקול זה פשוט משתמש בשיטות גישה כמו CSMA (גישה למכפיל תחושת הספק) ותקליטור (זיהוי הספק). כדי למנוע התרסקות, תנועה בתוך הקו מאומתת תחילה לפני שידור כיס נתונים כלשהו. אם הקישור תפוס במקרה מסוים, הצומת יישאר ושוב ישלח את חבילת הנתונים. פרוטוקול השכבה הפיזית של מודל ה-OSI מנוצל ברכזות ובפרוטוקולים של שכבת רשת ושכבת קישור נתונים משמשים בתוך מתגים לתקשורת ברחבי רשתות מקומיות ורשתות מרחביות. אנא עיין בקישור זה כדי לדעת יותר על פרוטוקול Ethernet .

טיפול בתקלות בטופולוגיית כוכבים

טיפול בתקלות קל מאוד בטופולוגיית הכוכבים בהשוואה לטופולוגיית האוטובוס מכיוון שבה כל צומת מחובר ישירות למכשיר המרכזי. לפיכך, אם הצומת בטופולוגיה פגום אז הוא יפסיק לעבוד ושאר הצמתים יכולים לעבוד בעיבוד רציף ואילו בטופולוגיה של אוטובוס אם צומת אחד פגום אז זה ישפיע על המערכת כולה.

אוטובוס נגד טופולוגיה של כוכבים

ההבדל בין טופולוגיית אוטובוס לכוכב כולל את הדברים הבאים.

טופולוגיית כוכבים מול טופולוגיית רשת

ההבדל בין טופולוגיה של כוכב לרשת כולל את הדברים הבאים.

תכונות

התכונות של טופולוגיית הכוכבים כוללות את הדברים הבאים.

• התקנת רשת טופולוגית הכוכבים היא קלה מאוד.
• יש לו פחות תחזוקה.
• טופולוגיה זו משתמשת בכבלים מוגזמים בהשוואה לטופולוגיה של רשת האוטובוסים.
• ההתקן העיקרי המשמש בטופולוגיה זו הוא התקן מרכזי המכונה SWITCH/ROUTER/ HUB.
• כל הרשת נשלטת, פקודה ומשתנה באמצעות HUB.
• רשת מסוג זה ניתנת להרחבה ביותר.
• כל צומת ברשת זו מחובר ל-Hub.

מאפייני טופולוגיית הכוכבים

המאפיינים של טופולוגיית הכוכבים כוללים את הדברים הבאים.

• בהתבסס על מפרט הרכזת המרכזית, רשת זו קלה מאוד להרחבה.
• זיהוי התקלה בטופולוגיה זו קל מאוד.
• טופולוגיה זו זקוקה ליותר כבל בהשוואה לטופולוגיית האוטובוס.
• אם כבל בודד בטופולוגיה זו נשבר, אז המחשב שמחובר לכבל בודד זה אינו מסוגל לנצל את הרשת.
• ברגע שהרשת משתנה/גדלה, מחשבים מתווספים/מסירים פשוט מהרכזת המרכזית.

יתרונות וחסרונות

היתרונות של טופולוגיית כוכבים כוללים את הדברים הבאים.

• פשוט מאוד להוסיף מחשב נוסף לרשת זו.
• אם מחשב בודד בתוך הרשת מפסיק לעבוד, אז שאר הרשת יפעל כרגיל.
• טופולוגיה זו אמינה מאוד.
• זה לא יקר מכיוון שכל מכשיר פשוט דורש יציאת קלט/פלט אחת וצריך להיות מחובר דרך רכזת באמצעות קישור יחיד.
• זה פשוט להתקנה.
• הוא חזק באופיו.
• איתור תקלות הוא פשוט מכיוון שהקישורים מזוהים לעתים קרובות ובקלות.
• כאשר מכשירים מחוברים או מוסרים אין הפרעה לרשת.
• כל מכשיר צריך רק יציאה אחת כדי להתחבר לרכזת.

ה חסרונות של טופולוגיית כוכבים כלול את הבאים.

• זה דורש תחזוקה גבוהה.
• זה תלוי ברכזת המרכזית.
• זה צריך ציוד נוסף.
• הכבלים/חוטים המשמשים ברשת עלולים להזיק בקלות רבה
• הוא זקוק ליותר כבלים בהשוואה לטופולוגיה של אוטובוס ליניארי.
• אם הרכזת המרכזית תיפגע אז ההתקנים המחוברים לרשת לא יפעלו כראוי.
• הרכזת המרכזית זקוקה לתחזוקה שוטפת ולמשאבים נוספים.

יישומים/שימושים

היישומים של טופולוגיית כוכבים כוללים את הדברים הבאים.

• טופולוגיה זו משמשת את רוב העסקים לחיבור מחשבים למדפסות שונות וכן לתחנות אחרות.
• טופולוגיה של כוכבים היא טופולוגיה פופולרית ונפוצה ביותר עם רשתות LAN.
• סוג זה של טופולוגיה משמש בארגונים קטנים, רשתות קטנות וכו'.
• טופולוגיות אלו משתמשות בחיבורי LAN במהירות מרבית של עד 100MBPS.
• טופולוגיה זו מנוצלת במכונים קטנים.
• טופולוגיות כוכבים משמשות ברשתות רבות, גדולות וקטנות
• טופולוגיית כוכבים משמשת ברשתות LAN במהירות גבוהה
• טופולוגיה זו משמשת לעתים קרובות במשרדים ובבתים.
• טופולוגיה זו משמשת גם להעברת נתונים דרך הרכזת המרכזית בין צמתים שונים של הרשת.

לפיכך, מדובר בסך הכל בסקירה כללית של כוכב טופולוגיה - עבודה עם יישומים. סוג זה של טופולוגיה ישים ברשתות קטנות יותר ואם לטופולוגיה זו יש מספר מוגבל. של צמתים אז זה עובד ביעילות. אבל צריך לוודא שהצומת/הרכזת המרכזית תמיד עובדת או לא מכיוון שהרכזת היא הלב של טופולוגיית הרשת הזו. הנה שאלה בשבילך, מהי טופולוגיית הטבעת?