arbitration در شبکه چیست؟
به قوانینی که داخل هر توپولوژی اجرا می شود تا (تصادف , تصادم) collision رخ ندهد arbitration گفته می شود.
این collision باعث می شود که اطلاعات از بین برود. وقتی که این اطلاعات از بین رفت برای اینکه این اطلاعات را بسازیم و برای طرف مقابل بفرستیم باید یک پروسه ای را طی کنیم و این روند باعث کاهش performance می شود چون به جای اینکه ما یک بار کاری را انجام دهیم باید 10-15 بار آن کار را انجام دهیم. تا بتوانیم packet را به طرف مقابل بفرستیم.

توپولوژی چیست؟
به نحوه ی چیدمان اجزای شبکه یا الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپیوترها topology گفته می شود. در واقع توپولوژی 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 به‌وسیله پیوندها (Link) به همدیگر متصل می‌گردند. در توپولوژی (همبندی) معمولاً نوع كابل مورد استفاده را نیز تعیین میكند. اولین توپولوژی توسط شرکت زیراکس بود به نام bus:
برای انتخاب یک توپولوژی بهینه عوامل زیر باید در نظر گرفته شود :
الف) هزینه
ب) انعطاف پذیری انواع توپولوژی

انواع توپولوژی:
روش خطی یا سری (bus)
روش ستاره ای یا متمرکز (star)
روش حلقه ای (mesh)
روش ترکیبی (hybrid)

در حالت کلی از یک کابل به عنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده می‌شود و تمام کامپیوترهای موجود در شبکه سرویس دهنده (Server)، سرویس گیرنده (Client)  به آن متصل می‌گردند. و سیگنال های اطاعات در طول مسیر کابل ارسال می گردد و تمام کامپیوتر هایی که به آن متصل هستند سیگنال ها را دریافت می نمایند.در این توپولوژی رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. توپولوژی BUS از متداولترین توپولوژی هاست که در شبکه های محلی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش کلیهٔ کامپیوترهای متصل به خط، اطلاعات ارسال شده را دریافت می‌کنند ولی فقط کامپیوتری که آدرس بسته اطلاعاتی ارسال شده، متعلق به او است این اطلاعات را ذخیره می‌نماید و بقیهٔ کامپیوترها از بسته صرف‌نظر می‌کنند.برای راه اندازی این آرایش خطی نیاز به کابل کواکسیال داریم و هر سیستم به کمک یک کانکتور به شبکه متصل می شود . ابتدا و انتهای شبکه با ترمیناتور بسته می شود.

مزایای توپولوژی bus
• کم بودن طول کابل . بدلیل استفاده از یک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپیوترها، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می‌شود. موضوع فوق باعث پایین آمدن هزینه نصب و ایجاد تسهیلات لازم در جهت پشتیبانی شبکه خواهد بود.
• ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای یک ساختار ساده است. در مدل فوق صرفا” از یک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می‌گردد.
• توسعه آسان . یک کامپیوتر جدید را می‌توان به‌راحتی در نقطه ای ازشبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت، می‌توان از تقویت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.

معایب توپولوژی BUS
• مشکل بودن عیب یابی . با اینکه سادگی موجود در تویولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می‌دهند، ولی در صورت بروز خطا کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه‌هائی که از توپولوژی فوق استفاده می‌نمایند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطاء می‌بایست نقاط زیادی به منظور تشخیص خطا بازدید و بررسی گردند.
• ایزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتی که یک کامپیوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد، می‌بایست کامپیوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عیب نمود. در موارد خاص می‌توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتی که اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت می‌بایست از شبکه خارج گردد. ضعف عمده این شبکه این است که اگر کابل اصلی که پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه است ، قطع شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد.در این توپولوژی از کابل کواکسیال استفاده می شود.
• ماهیت تکرارکننده ها . در مواردی که برای توسعه شبکه از تکرارکننده‌ها استفاده می‌گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغییراتی نیز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگیری کابل بیشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است.
اشکال ديگر اين توپولوژي در آن است که هر يک از کامپيوتر ها بايد براي ارسال پيام منتظر فرصت باشد. به عبارت ديگر در اين توپولوژي در هر لحظه فقط يک کامپيوتر مي تواند پيام ارسال کند.يكي ديگر از اشکالهاي اين توپولوژي است که تعداد کامپيوتر هاي واقع در شبکه تاثير معکوس و شديدي بر کارايي شبکه مي گذارد. در صورتي که تعداد کاربران زياد باشد، سرعت شبکه به مقدار قابل توجهي کند مي شود. علت اين امر آن است که در هر لحظه يک کامپيوتر بايد براي ارسال پيام مدت زمان زيادي به انتظار بنشيند. عامل مهم ديگري که بايد در نظر گرفته شود آن است که در صورت آسيب ديدگي کابل شبکه، ارتباط در کل شبکه قطع شود.

 نوع media که در توپولوژی bus استفاده می شود کوآکسیال یا Coaxial است که معمولا برای اتصال آنتن به تلویزیون هم مورد استفاده قرار میگیرد.

 کارت شبکه ای که مورد استفاده قرار می گیردbnc support می باشد.
روی backbone باید یک connectorمتصل شود وpc به آن متصل گردد.

.

Arbitration:

همانطور که گفته شد به قوانینی که داخل هر توپولوژی اجرا می شود تا (تصادف , تصادم) collision رخ ندهد arbitration گفته می شود.
Arbitration که برای توپولوژی bus استفاده می شود csma/cd می باشد.
داخل شبکه ی bus هر pc که می خواهد اطلاعات بفرستد باید backbone را چک کند اگر که ولتاژ صفر بود اطلاعات را می فرستد در غیر این صورت ساکت می نشیند.در واقع هر کامپیوتری که خواست اطلاعات را بفرستد اول backbone را چک می کند اگر در داخل backbone اطلاعات بود صبر می کند. هر کامپیوتری که می خواست اطلاعات ر ارسال کند از اطلاعات یک کپی می گرفت و آن را ارسال می کرد اگر اطلاعات به خودش می رسید در واقع collision رخ نمی داد. ولی اگر اطلاعات به خودش نمی رسید در واقعcollision رخ داده بود.

.

ترمیناتور:

ابتدا و انتهای backbone یک مقاوت قرار می گرفت به نام ترمیناتور و کاربرد آن به این صورت بود وقتی سیگنال به انتهای کابل می رسید توسط این وسیله جذب می شد و از بین می رفت .
اگر 2 کامپیوتر هم زمان اطلاعات بفرستند بر آیند آنها صفر می شود. در واقع collision رخ می دهد.
هر pc در داخل bus اگر بخواهد اطلاعات بفرستد قبل از فرستادن اطلاعات ابتدا backbone را چک می کند و که آیا روی backbone اطلاعات وجود دارد یا نه که این کار بر اساس ولتاژ صورت می گیرد برای مثال اگر ولتاژ بالای صفر بود مشخص می کند که اطلاعات بر روی backbone وجود دارد و اگر صفر بود و یا زیر صفر بود یعنی اطلاعات وجود ندارد.
حال اگر که 2 تا pc همزمان ولتاژ خط را اندازه گرفتند و بر اساس ولتاژ به این نتیجه رسیدند که روی backbone اطلاعات وجود ندارد و تصمیم به ارسال اطلاعات کنند باعث می شود که collision رخ دهد.

.

چگونه از collision با خبر می شویم؟
با استفاده از چیپستی که بر روی کارت شبکه تعبیه شده است و loopback نام دارد. این چیپست هر زمان که اطلاعات را ارسال می کرد یک کپی از آن را برای خودش نگه می داشت اگر بعد از چند ثانیه این اطلاعات را خودش دریافت می کرد.
متوجه می شد که collision رخ نداده است اما اگر آنها را دریافت نمی کرد مشخص می شد که collision رخ داده است.

.

چیپست چیست؟
چیپ به معنی تراشه می باشد. هر تراشه مجموعه ای از آیسی ها است،هر آیسی مجموعه ای از کامپوننت های فعال و غیر فعال الکترونیک می باشد.(مثل ترانزیستور؛خازن)
در این لحظه TDM اجرا می گردد.

.

تکنولوژی TDM چیست وچگونه کار میکند؟

Time Division Multiplexing=TDM

این تکنولوژی برحسب تقسیم بندی زمانی کار میکند.و برای انتقال اطلاعات بر روی زوج سیم از بازه های زمانی بهره میبرد.این تکنولوژی قابلیت انتقال اطلاعات بر روی پورتهای Ethernet و V35و E1 را دارد.
در توپولوژی bus تمام node ها در داخل یک collision domain هستند.
Collision domain:
زمانی که یکی از Node های شبکه برایش collision رخ دهد و این collision روی بقیه تاثیر گذار باشد، اصطلاحاً می گویند که داخل یک collision domain هستند.
برای مثال 2 تا host به یک backbone متصل هستند. زمانی که یک host در حال رد و بدل کردن اطلاعات است host دیگر نمی تواند اطلاعاتی را ردو بدل کند، زیرا در این صورت collision رخ می دهد.
زمانی که node ها همگی داخل یک collision domain هستند به صورت half duplex کار می کنند و نود ها نمی توانند همزمان send–recive باشند و برای اینکه میزان collision ها را کاهش دهیم باید سعی کنیم که collision domain ها را از یکدیگر جدا کنیم.
Half-duplex چیست؟ به device هایی که یا send هستند و یا recive هسند گفته می شود. همزمان نمی توانند رد و بدل اطلاعات را انجام دهند. و این خود باعث کاهش performance می شود.
full-duplex چیست؟ برعکس half duplex می باشد. در واقع در یک لحظه هم send دارند و هم recive دارند.
کابل کشی ِ Bus به دو طریق صورت میگیرد:
1. ضخیم یا Thicknet : در این روش کامپیوترها توسط یک کابل کوچک به کابل اصلی متصل می شوند.
2. نازک یا thinnet : در این روش هر کامپیوتر توسط یک کابل کوچک به کامپیوتر مجاور متصل می شود.

.

.

منبع : scipost.ir