مقدمه:

ما اکنون در عصر ارتباطات هستیم و اطلاعات دارایی‌های ارزشمند ما هستند. تبادل آنها با دیگران برای رفع نیازهای کاری و شخصی برنامه هر روز ماست. برای تسهیل در ارتباطات و تبادل اطلاعات شبکه‌های کامپیوتری به وجود آمدند. یک شبکه کامپیوتری شامل تعدادی کامپیوتر و سخت افزارهایی مثل سوئیچ و هاب و … است که با استفاده از کانال‌های ارتباطی با هم در ارتباط هستند. منابع سخت افزاری و نرم افزاری خود را به اشتراک می‌گذارند. چیدمان و نحوه اتصال سیستم‌های شبکه انواع مختلفی دارد که به آن توپولوژی شبکه گفته می‌شود.
توپولوژی شبکه چیست؟
توپولوژی Topology یا همبندی به نحوه اتصال و چیدمان تجهیزات یک شبکه گفته می‌شود. برای راه اندازی یک شبکه کامپیوتری نخست باید توپولوژی شبکه را مشخص کرد.
دو نوع توپولوژی وجود دارد توپولوژی فیزیکی و توپولوژی منطقی،توپولوژی فیزیکی تعیین کننده چیدمان عناصر شبکه و نحوه برقراری ارتباط بین آنهاست. توپولوژی منطقی نحوه انتقال اطلاعات و داده‌ها بین عناصر شبکه را مشخص می‌کند.
چند اصطلاح رایج در شبکه‌های کامپیوتری وجود دارد که بهتر است در ابتدا آنها را بیاموزید به ارتباط بین دو گروه از سیستم‌ها در شبکه یک پیوند یا لینک Link گفته می‌شود، به هرکدام از عناصر تشکیل دهنده شبکه یک گره یا Node می‌گویند، برای انتقال داده از بستر شبکه به سیگنال قابل انتقال در فیبر نوری از SFP استفاده میکنیم.
تعریف لوپ Loop )طوفانی از Broadcast (در شبکه عبارت است از چرخش متناوب پکت های داده فقط از یک مسیر به طوری که این تناوب اینقدر ادامه دار می شود که تمام کارایی شبکه را به خود اختصاص داده و دیگر بسته ای اطلاعاتی با کندی شدید به مقصد برسند.

انواع توپولوی ها:

• توپولوژی خطی (Topology Bus)شبکه ای است که در آن هر کامپیوتر و هر دستگاه به بک کابل متصل است، که دارای دو سر و دو نقطه پایان می باشد.
• توپولوژی ستاره ( Star Topology )شبکه ای است که در آن تمامی کامپیوترها از طریق کابل به یک هاب یا سوییچ وصل می شود.
• توپولوژی حلقوی ( Ring Topology )شبکه ای ست که در آن نوع اتصال کامپیوترها به گونه ایست که از مجموعه آن ها یک حلقه تشکیل می شود.
• توپولوژی مش ( Mesh Topology )شبکه ای است که تمام کامپیوترها به صورت نقطه ایی به یکدیگر متصل میشوند.
• توپولوژی درختی (Tree Topology)شبکه ای است که یک دستگاه مرکزی دارد و تمام کامپیوترهای دیگر به آن به صورت سلسه مراتبی متصل می شود.
• توپولوژی نقطه به نقطه (Point To Point)شبکه ای است که دستگاه ها به صورت متقابل با استفاده از یک کابل بهم متصل می شوند.
• توپولوژی ترکیبی ( Hybrid Topology )شبکه ای است که از ترکیب 2 یا چند توپولوژی برای ارتباط بین کامپیوترها استفاده شده است.

الزامات کارفرما
1. باتوجه به فواصل طولانی بین لینک های شبکه و صرفه جویی حداکثری در منابع مالی باید از فیبرCore12 ژله فیلد خاکی استفاده کنیم که با استفاده از ماژول فیبر مدل Sepitam-SFP1G-SM-SX-20KM از یک تار فیبر نوری با تکنولوژی WDM به عنوان رینگ اصلی وسایر تارهای باقی مانده به عنوان زاپاس در مواقع قطع core اول از آن استفاده می کنیم.

2. نوع توپولوژی در این پروژه تماما از نوع Ring و نوع کابل کشی از نوع Cut and Transition بوده و تمامی 12 کر آن پیگتیل می شود.

توپولوژی حلقوی و شرح پروژه Ring ERPS(G8032) :

این پروژه شامل یک اتاق سرور و دو ایستگاه مرکزی می باشد که بین این دو ایستگاه های مرکزی سه حلقه وجود دارد. در ایستگاه A ،B و اتاق سرور از سوئیچ فیبرمدیریتی 12 پورت مدل Sepitam-FS212F-DGM و در حلقه های ایستگاه های A و B از سوئیچ صنعتی مدیریتی 4 پورت مدل ,Sepitam-PI204G-DFM Sepitam-PI608G-QFDGM استفاده شده است.
شرح پروژه: این پروژه شامل چهار حلقه (حلقه 1، حلقه 2، حلقه 3 وحلقه اصلی) می باشد .در این توپولوژی شکل(1) تمام سیستم ها یا ایستگاه ها بصورت حلقوی به یکدیگر متصل می شوند. با توجه به شکل (1)، بین Station A,B سه حلقه وجود دارد. ارتباط تمامی این ایستگاه ها به صورت Ring و با قابلیت پشتیبانی از ERPS می باشد.

حلقه اول : در این حلقه از چهارعدد سوئیچ مدیریتی صنعتی (A1,B1,D1,E1) Sepitam-PI204G-DFM که دارای دوعدد پورت فیبر واز یک عدد سوئیچ صنعتی Sepitam-PI608G-QFDGM (C1) که دارای چهار پورت فیبر می باشد استفاده شده است. در این حلقه دیتا از سوئیچ D1 به E1 ، از E1 به A1 ، از A1 به B1 و در نهایت به سوئیچ C1 می رود که این سوئیچ ها با استفاده از توپولوژی Ring به هم متصل می شوند. و از سوئیچ C1 وارد حلقه اصلی (Main Ring) می شود. نحوه اتصال حلقه 2 و 3 همانند حلقه 1 می باشد.
نکته: در این حلقه در سوئیچ های A1,B1,D1,E1 به دو پورت فیبرنوری برای اتصال احتیاج داریم پس از سوئیچ Sepitam-PI204G-DFM استفاده کردیم و برای اتصال این سوئیچ ها به سوئیچ C1 و اتصال به حلقه های دیگر به چهار پورت فیبرنوری احتیاج داریم که از سوئیچ Sepitam-PI608G-QFDGM استفاده کردیم.
Main Ring: این حلقه شامل سه عدد سوئیچ صنعتی Sepitam-PI608G-QFDGM وسه عدد سوئیچ Sepitam-FS212F-DGM می باشد. که دیتا از سوئیچ C1 به C2 و از C2 به C3 واز C3 به Station B و در طرف دیگر Ring، دیتا از سوئیچ C1 به Station A و در آخر از دو ایستگاه A وB وارد سوئیچ کر سرور می شود.
برای جلوگیری ازایجاد حلقه یا Loop در شبکه سوئیچ مرکزی تصمیم می گیرد که داده ها را از کدام پورت دریافت و کدام پورت در حالت بلاک قرار داده که Loop در شبکه ایجاد نشود و در صورت قطعی فیبر در هر نقطه از رینگ، اطلاعات را از مسیر بلاک شده در کمتر از 20 میلی ثانیه دریافت کند.
به این به این توپولوژی اصطلاحا Ring گفته می شود، کانفیگ این سوئیچ ها به این صورت است که دو یا چهار پورت از سوئیچ ها را به صورت Ring تعریف می کنند و تمامی لینک ها از قابلیت ERPS-G8032 پشتیبانی می کنند، سوئیچ ها از طریق این دو پورت و با استفاده از فیبر نوری با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و در نهایت این داده در هر دو جهت به سوئیچ مرکزی ارسال می شوند. وظیفه اصلی سوئیچ مرکزی استخراج داده از فیبر نوری و همچنین جلوگیری از ایجاد Loop در شبکه با استفاده از قابلیت های نرم افزاری می باشد.

مزایا توپولوژی Ring ERPS(G8032) :

1. قیمت پایین و مقرون به صرفه جهت پروژه های بزرگ.
2. توسعه پذیری بالا.
3. جایگزینی سریع لینک پشتیبان کمتر از 20 میلی ثانیه با استفاده از توپولوژی ERPS G8032
4. عیب یابی راحت تر با استفاده پروتکل ERPS به طوری که با قطعی هر مسیر علاوه بر جایگزینی سریع لینک پشتیبان، یک آلارم نیز برای مدیر شبکه ارسال می شود.

معایب توپولوژی :Ring ERPS(G8032)

1. الزام عبور داده ها از تمامی لینک های یک Station در نتیجه افزایش جزئی زمان تاخیر در شبکه.
2. تقسیم پهنای باند کلی شبکه بین نود های شبکه به طوری که با استفاده از یک تارفیبر نوری پهنای باند کلی برای هر نود شبکه به 40Mbps می رسد و برای غلبه به این مشکل میتوان از دو رینگ استفاده یا از قابلیت تجمیع لینک (Link Aggregation) استفاده نمود.