Theory
Network નો આકાર
તમે અનેક સાધનો જોડો ત્યારે તમારી પાસે આકાર ની પસંદગી હોય છે: શું એ બધાં એક જ cable પર લટકે છે, કે વર્તુળ બનાવે છે, કે બધાં એક કેન્દ્રીય પેટીમાં ભરાવાય છે? આ ગોઠવણ એ જ network ની topology છે, અને એ ફક્ત દેખાવ પૂરતી નથી. આકાર નક્કી કરે છે કે તમને કેટલું cable જોઈશે, data કેટલી ઝડપે વહેશે, અને સૌથી અગત્યનું, કોઈ cable કે સાધન બગડે ત્યારે શું થશે.
પાંચ પરંપરાગત topologies છે: bus, ring, star, mesh અને tree. આ પાઠ એમને સરખાવે છે, કારણ કે topology પસંદ કરવી એટલે ખરેખર ખર્ચ, કામગીરી અને ભરોસાપાત્રતા વચ્ચે સમાધાની કરવી.
At a glance
| Topology | આકાર | મુખ્ય સમાધાની |
|---|---|---|
| Bus | બધાં સાધનો એક જ backbone નું cable વહેંચે છે | સસ્તું અને સાદું, પણ backbone તૂટે તો આખું network બંધ |
| Ring | દરેક સાધન બે પડોશીઓ સાથે જોડાઈને વર્તુળ બનાવે છે | Data નો વ્યવસ્થિત વહેવાર, પણ એક જગ્યાએ તૂટે તો ring ખોરવાઈ શકે |
| Star | બધાં સાધનો કેન્દ્રીય hub કે switch સાથે જોડાય છે | એક cable તૂટે તો ફક્ત એ જ સાધન જાય, પણ કેન્દ્રીય સાધન એકમાત્ર નબળી કડી છે |
| Mesh | દરેક સાધન ઘણાં કે બધાં સાધનો સાથે જોડાય છે | બહુ ભરોસાપાત્ર (અનેક રસ્તા), પણ મોંઘું (ઘણાં જોડાણ) |
| Tree | એકબીજા સાથે જોડાયેલા stars ની ઊતરતી ગોઠવણ | મોટાં networks માટે વિસ્તારી શકાય, પણ ઉપલા સ્તરના nodes પર આધાર રાખે છે |
Theory
આજે star નું પ્રભુત્વ કેમ છે
આધુનિક તારવાળાં networks માં star topology જ સૌથી વધુ સામાન્ય છે. દરેક સાધન પોતાના અલગ cable થી કેન્દ્રીય switch સાથે જોડાય છે. સામાન્ય કચેરી કે lab આવી જ દેખાય છે.
એનું આકર્ષણ ખામીને એક જગ્યાએ રોકી રાખવામાં છે: કોઈ એક સાધનનું cable તૂટે તો ફક્ત એ સાધન જ છૂટું પડે છે અને બાકીના બધા કામ કરતા રહે છે, જ્યારે bus માં વહેંચાયેલા backbone માં તૂટ પડે તો આખું network બંધ થઈ જાય છે. મુશ્કેલી એ છે કે કેન્દ્રીય switch એ એકમાત્ર નબળી કડી છે: એ બગડે તો આખો star એની સાથે જ જાય. પણ switches ભરોસાપાત્ર હોય છે અને એમને બદલવા સહેલા હોય છે, એટલે આ સમાધાની કરવા જેવી છે, અને એટલા માટે જ star જીતી ગયું.
Formula
ખરો પ્રશ્ન આ છે: કશું બગડે ત્યારે શું થાય?
Topologies ને સરખાવવાની સૌથી સ્પષ્ટ રીત આ પ્રશ્ન પૂછવાની છે: એક જોડાણ કે એક સાધન બગડે તો કેટલું ભાંગે?
Bus માં વહેંચાયેલા backbone માં પડેલી તૂટ બધું જ બંધ કરી શકે છે. Star માં તૂટેલું cable ફક્ત એક સાધન ગુમાવે છે, પણ કેન્દ્રીય switch બગડે તો બધું ગુમાવાય છે. Mesh માં સાધનો વચ્ચે ઘણા રસ્તા હોવાથી એક જોડાણ તૂટે તોય ખાસ ફેર પડતો નથી, કારણ કે વહેવાર બીજા રસ્તે વળી જાય છે, અને એટલા માટે જ mesh સૌથી વધુ ખામીસહિષ્ણુ છે (અને સૌથી મોંઘું પણ). ભરોસાપાત્રતા સામે ખર્ચ એ જ મુખ્ય ખેંચતાણ છે, અને 'જોડાણ તૂટે ત્યારે શું બગડે' એ જ એને તોળવાની રીત છે.
Quiz
કઈ topology માં વહેંચાયેલા કેન્દ્રીય cable માં પડેલી એક જ તૂટ આખું network બંધ કરી દે છે?
- Star, કારણ કે એમાં બધું cables પર આધારિત છે
- Bus, કારણ કે બધાં સાધનો એક જ backbone નું cable વહેંચે છે, એટલે એ તૂટતાં બધા છૂટા પડી જાય છે
- Mesh, કારણ કે એમાં સૌથી વધુ જોડાણ હોય છે
- Ring, કારણ કે એમાં cables હોતાં જ નથી
Show the answer
Bus, કારણ કે બધાં સાધનો એક જ backbone નું cable વહેંચે છે, એટલે એ તૂટતાં બધા છૂટા પડી જાય છે
Bus topology માં દરેક સાધન એક જ backbone નું cable વહેંચે છે, એટલે એ backbone માં તૂટ પડતાં આખું network વહેંચાઈ જાય છે કે છૂટું પડી જાય છે, અને વહેંચાયેલા cable ની આ નબળાઈ જ bus નું ઓળખચિહ્ન છે. વિકલ્પ A ખોટો છે: star માં દરેક સાધનનું કેન્દ્રીય switch સુધીનું પોતાનું cable હોય છે, એટલે એક cable તૂટતાં ફક્ત એ જ સાધન જાય છે, આખું network નહીં (star ની નબળી કડી વહેંચાયેલું cable નહીં પણ કેન્દ્રીય switch છે). વિકલ્પ C સચ્ચાઈથી સાવ ઊલટો છે: mesh માં ઘણાં વધારાનાં જોડાણ હોય છે, એટલે એક તૂટે તોય ખાસ ફેર પડતો નથી, અને એ સૌથી નાજુક નહીં પણ સૌથી ખામીસહિષ્ણુ છે. વિકલ્પ D ખોટો છે: ring માં પડોશીઓ વચ્ચે જોડાણ હોય જ છે; એક તૂટ એને ખોરવી શકે છે, પણ અહીં વર્ણવેલું 'વહેંચાયેલું કેન્દ્રીય cable' ખાસ કરીને bus નું છે. ખામીને આકાર સાથે મેળવો: એક backbone અને પૂરેપૂરી નિષ્ફળતા એટલે bus.
Think first
Mesh સૌથી ભરોસાપાત્ર હોય તો બધું જ mesh કેમ નથી?
Mesh પોતાના ઘણા રસ્તાઓને લીધે ખામીઓમાંથી સરસ રીતે બચી જાય છે. તો પછી મોટા ભાગનાં networks એને બદલે star કેમ વાપરે છે? વિચારીને પછી tap કરો.
Show the answer
કારણ કે mesh ની ભરોસાપાત્રતા cable અને જટિલતાના ભારે ખર્ચ સાથે આવે છે, જેની મોટા ભાગનાં networks ને જરૂર જ હોતી નથી. પૂરેપૂરા mesh માં દરેક સાધન બીજા દરેક સાધન સાથે સીધું જોડાય છે, એટલે જોડાણોની સંખ્યા બહુ ઝડપથી વધે છે: ફક્ત 10 સાધનોને પૂરેપૂરા mesh માં જોડવા માટે 45 અલગ જોડાણ જોઈએ (દરેક 10 બાકીના 9 સાથે જોડાય, અને એને 2 વડે ભાગો), અને 100 સાધનો માટે તો હજારો જોઈએ. એ પ્રચંડ પ્રમાણમાં cable, ports અને ગોઠવણ થઈ, જે બાંધવામાં પણ મોંઘું અને સાચવવામાં પણ. સામાન્ય કચેરી કે lab માટે આ જરૂર કરતાં ઘણું વધારે છે: star ખર્ચના નાના અંશમાં જ પૂરતી ભરોસાપાત્રતા આપે છે (એક cable તૂટે તો ફક્ત એક સાધન જાય), અને એની તારની ગોઠવણ પણ સાદી છે, એટલે કે દરેક સાધન દીઠ કેન્દ્રીય switch સુધીનું એક cable. તેથી mesh એવી જગ્યાઓ માટે અનામત રખાય છે જ્યાં નિષ્ફળતા ખરેખર પોસાય એમ ન હોય અને ખર્ચ પરવડતો હોય, જેમ કે મુખ્ય routers વચ્ચેનાં backbone નાં જોડાણ, અતિ મહત્ત્વનું માળખું, અને internet ના હાર્દના ભાગ, જ્યાં એ અનેક વધારાના રસ્તા દરેક રૂપિયો વસૂલ કરાવે છે. બાકી બધે star નું ઓછા ખર્ચ, સહેલી વ્યવસ્થા અને પૂરતી ખામીસહિષ્ણુતાનું સંતુલન જીતી જાય છે. આ ઇજનેરીની જાણીતી સમાધાની છે: પરિસ્થિતિ જેટલી ભરોસાપાત્રતા માંગે એટલી જ તમે ખરીદો છો, અને મોટા ભાગના માટે star જ સૌથી મીઠું બિંદુ છે. ભરોસાપાત્રતા મફત મળતી નથી; એની કિંમત તમે જોડાણોમાં ચૂકવો છો.
Summary
Key takeaways
- Topology એટલે network નો આકાર: સાધનો કઈ રીતે જોડાયેલાં છે, જે ખર્ચ, ઝડપ અને ખામીસહિષ્ણુતાને અસર કરે છે.
- Bus: બધાં સાધનો એક backbone નું cable વહેંચે છે, જે સસ્તું છે પણ backbone તૂટતાં આખું network બંધ થાય છે.
- Ring: દરેક સાધન વર્તુળમાં બે પડોશીઓ સાથે જોડાય છે; એક જગ્યાએ તૂટે તો ring ખોરવાઈ શકે છે.
- Star: બધાં સાધનો કેન્દ્રીય switch સાથે જોડાય છે; cable તૂટતાં એક સાધન જાય છે, પણ switch એકમાત્ર નબળી કડી છે.
- Mesh: દરેક સાધન ઘણાં બીજાં સાથે જોડાય છે, જે અનેક રસ્તાઓને લીધે બહુ ભરોસાપાત્ર છે, પણ જોડાણોમાં મોંઘું છે.
- Tree: stars ની ઊતરતી ગોઠવણ, જે મોટાં networks માટે વિસ્તારી શકાય છે; અને star જ આજની પ્રભાવી topology છે.
- યાદ રાખવાની કડી: topologies સરખાવવા માટે પૂછો કે એક જોડાણ કે સાધન બગડે ત્યારે શું ભાંગે છે.