Network

شبکه به ارتباط بین کامپیوتر ها گفته می شود که در ابتدایی ترین حالت می تواند دو کامپیوتر به یکدیگر متصل شوند.

شبکه در ساده ترین حالت خود شامل دورایانه متصل به هم به وسیله یک کابل است به گونه ای که بتوانند از داده ها به طور مشترک استفاده کنند . همین شبکه ساده ، منشا تمام شبکه ها ، صرف نظر از کیفیت پیچیدگی آنها می باشد .
رایانه های شخصی ابزاری برای تولید اسناد متنی و گرافیکی و سایر انواع اطلاعاتند ، اماچنانچه فرد دیگری نیازمند استفاده از تولیدات شما باشد ، بدون وجود شبکه ، در بهترین حالت شما مجبورید که اطلاعات را روی دیسکت قرار داده و در اختیار او قرار دهید ، که اگر آن شخص تغییراتی در آنها اعمال کند ، هیچ روشی برای ادغام تغییرات وجود ندارد . به این روش کار در محیط های مستقل Stan_d-Alone می گویند .
مزایای شبکه:
برای پی بردن به مزایای شبکه از چند مثال کمک می گیرم . یک دفتر رسم نقشه های ساختمانی را فرض کنید که هشت نقشه کش و هشت کامپیوتر دارد . وظیفه این نقشه کش ها طراحی نقشه به وسیله کامپیوتر و چاپ آنها با پلاتر است . با این اوصاف آیا برای هر کامپیوتر باید یک پلاتر خرید . مطمئنا هزینه سرسام آوری را در پی دارد. وجود شبکه در این مکان باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود ، چون با قرار دادن یک پلاتر و به اشتراک گذاری آن برای همه کاربرها این مشکل حل می شود . با وجود شبکه اعتماد در امنیت داده ها بالا می رود ، دلیل آن هم وجود جند نسخه از اسناد در کامپیوتر های مختلف است .
امروزه شبکه ای همانند اینترنت ، محدودیت های جغرافیایی را از بین برده و با امکانات فراوان آن باعث صرفه جویی در وقت شده است . با شبکه ها می توان پیام ها – داد ها – چاپگرها- مودم ها و سایر منابع سخت افزاری به اشتراک گذاشت .
تاریخچه شبکه:
تاریخچه ایجاد شبکه را می توان از سیستم های Time Sharing شروع کرد ، یک Main Frame که به وسیله خطوط ارتباطی به ترمینالهایش وصل می شد . بعد ها که کامپیوتر های شخصی به وجود آمد ، مسئله شبکه پیش آمد و کم کم شبکه های امروزی پس از چند سال ایجاد شد ، در روند توسعه سیستم عامل شبکه ها می توان از Novell Netware و ویندوز نام برد . ایجاد استاندارد ها توسط انجمن IEEE و ISO و هزاران شرکت که در بخش های مختلف شبکه تلاش کردند .

برای مطالعه ی اصطلاحات شبکه و مشاهده انواع شبکه از لحاظ جغرافییایی و توپولوژی ها و…. به ادامه مطلب مراجه کنید.

اصطلاحات شبکه های کامپیوتری:

مقدمه :
امروزه اهمیت شبکه های رایانه بر هیچ کس پوشیده نیست . با توجه به مزیت های مختلف آنها (کاهش هزینه ، صرفه جویی در وقت ، حذف محدودیت های جغرافیایی و …) ، شاهد پیشرفت روزافزون این شاخه علمی می شویم . به همین دلیل اگر دیر بجنبیم از قافله عقب می مانیم ، به همین دلیل باید سعی کنیم همزمان با پیشرفت علم یه تکونی بخودمون بدیم .
• ( DTE ( Data Terminal Equipment : منبع و گیرنده داده ها را در شبکه های رایانه ای DTE می گویند .
• ( DCE ( Data Communication Equipment : تجهیزاتی که مشخصات الکتریکی داده ها را با مشخصات کانال داده ها تطبیق می دهد مانند مودم .
• (B.W ( Ban_d width : پهنای باند یا محدوده ای که در آن امواج آنالوگ بدون هیچ افتی حرکت می کنند .
• Noise : نویز یا پارازیت به امواج الکتریکی مزاحم می گویند که موجب اختلال در انتقال داده ها می شود .
• Bps : سرعت انتقال داده ها یا بیت در ثانیه.
• Network : ‌شبکه .
• Share : به اشتراک گذاری داده ها و منابع سخت افزاری برای استفاده همه کامپیوتر های موجود در شبکه .
• Time Sharing : نوعی شبکه در قدیم که از یک Main Frame به عنوان سرور استفاده می کردند .
• ( LAN ( Local area network : شبکه های محلی و کوچک .
• ( MAN ( Metropolition area network : شبکه های شهری .
• ( WAN ( Wide area network : شبکه های گسترده همانند اینترنت .
• Node : به هر کامپیوتر وصل به شبکه Node یا گره می گویند .
• Server : سرویس دهنده .
• Client : سرویس گیرنده .
• Peer – to – Peer : شبکه های نظیر به نظیر که در آن هر کامپیوتری هم سرویس دهنده هست و هم سرویس گیرنده ) .
• Server – Based : شبکه های بر اساس سرویس دهنده که در آن یک یا چند کامپیوتر فقط سرویس دهنده و بقیه کامپیوتر ها سرویس گیرنده هستند .
• Topology : توپولوژی به طرح فیزیکی شبکه و نحوه آرایش رایانه ها در کنار یکدیگر می گویند .
• BUS : توپولوژی خطی که در آن رایانه ها در یک خط به هم وصل می شوند . در این توپولوژی رایانه اول و آخر به هم وصل نیستند .
• Ring : توپولوژی حلقوی که بصورت یک دایره رایانه ها به هم وصلند و در این توپولوژی رایانه اول و آخر به هم وصلند .
• STAR : توپولوژی ستاره ای که در آن از یک هاب به عنوان قطعه مرکزی استفاده می شود . و رایانه ها به آن وصل می شوند .
• Collision : برخورد یا لرزش سیگنال ها .
• NIC : کارت شبکه .
• ‍Coaxial : نوعی کابل که به کابل های هم محور معروف است و دو نوع دارد ، و در برپایی شبکه ها به کار می رود . و دارای سرعت ۱۰ مگابیت در ثانیه است .
• TP ( Twisted Pair : کابل های زوج به هم تابیده هستند و دو نوع دارند ، و در برپایی شبکه ها به کار می رود . و حداکثر دارای سرعت ۱۰۰ مگابیت در ثانیه است .
• Fiber Optic : کابل فیبر نوری که در برپایی شبکه ها به کار می رود و سرعت بسیار بالایی ( بیش از ۱ گیگا بیت در ثانیه ) دارد.
• Thinnet : کابل کواکسیال ( هم محور ) نازک با پشتیبانی ۱۸۵ متر بدون تقویت کننده .
• Thiknet : کابل کواکسیال ( هم محور ) ضخیم با پشتیبانی ۵۰۰ متر بدون تقویت کننده .
• (UTP ( Unshielded T.P : نوعی کابل زوج به هم تابیده بدون حفاظ که شامل پنج رده می باشند .
• ( STP ( Shielded T.P : نوعی کابل زوج به هم تابیده دارای حفاظ می باشد .
• Rack : در شبکه های T.P. بزرگ برای جلوگیری از اشغال فضای زیاد توسط کابل ها مورد استفاده قرار می گیرد .
• Patch panel : دستگاهی که بین هاب و کابل قرار می گیرد .
• RJ-45 : فیش های مربوط به کابل های T.P. هستند .
• IRQ :‌ وقفه .
• Base I/O Port : آدرس پایه ورودی و خروجی .
• Base Memory : آدرس پایه حافظه .
• Boot ROM : قطعه ای برای بالا آوردن شبکه هایی که در آن هیچگونه دیسکی برای بالا آوردن نیست ( شبکه های Disk less ) .
• Wireless : بی سیم .
• ( WLAN ( Wireless LAN : شبکه هایی محلی بی سیم .
• ( AP ( Access Point : دستگاهی که یک کامپیوتر بی سیم را به یک شبکه LAN وصل می کند .
• ‍Cell : محدوده ای را که یک AP تحت پوشش دارد را سلول ( Cell ) می گویند .
• Protocol : پروتکلها ، قوانین و روالهایی برای ارتباط هستند و یک شبکه برای برقراری ارتباط از این قوانین استفاده می کند .
• OSI : استاندارد OSI برای برقراری ارتباط دو رایانه ، وظایف را به هفت قسمت تقسیم کرده و به ۷ لایه OSI معروف شده اند و به ترتیب ( فیزیکی – پیوند داده ها – شبکه – انتقال – جلسه – نمایش و کاربردی ) می باشند .
• پروژه ۸۰۲ : نوعی پروتکل برای اجزای فیزیکی شبکه های LAN می باشد .
• CSMA/CD : نوعی روش دسترسی به خط با استفاده از روش گوش دادن به خط .
• Token Ring : روش عبور نشانه که در شبکه های حلقوی به کار می رود ، از انواع روش دسترسی به خط است .
• MAU : وسیله ای مانند هاب ، اما در شبکه های حلقوی به کار می رود .
• Novell Netware‌ : نوعی سیستم عامل برای شبکه .
• Unix : نوعی سیستم عامل برای شبکه .
• Windows NT Server & Windows 2000 Advanced Server : نوعی سیستم عامل برای شبکه .
• Search Engine : موتور جستجو .

• معماری شبکه : به ترکیبی از استانداردها ، پروتکل ها و توپولوژی ها معماری شبکه می گویند .
انواع شبکه از نظر جغرافیایی :

شبکه از نظر بعد جغرافیایی به سه نوع LAN ، MAN و WAN تقسیم می شوند . که هر کدام ویژگی های منحصر به خود را دارند .

Local Area Network یا LAN : این نوع شبکه ، که در محیط محدودی کاربرد دارد ، در داخل یک ساختمان و یا ساختمان های نزدیک به هم مورد استفاده قرار می گیرد . شبکه های محلی ، برای اتصال رایانه ها در دفاتر شرکت ها ، ادارات و کارخانه ها به کار می روند .
ویژگی های آنها :
_ رایانه ها نزدیک به هم و معمولا در یک ساختمان یا مجموعه ای از ساختمان ها به کار می روند .
_ مالکیت خطوط انتقال خصوصی است و از سوی سازمان مربوط ، نصب ونگهداری می شود
_ سرعت انتقال داده ها بالاست .
_ شبکه ها از ساختار و استاندار مشخص پیروی می کنند .

Metropolition Area Network یا MAN :
شبکه های شهری گسترده تر از شبکه های محلی است و برای وصل کردن کامپیوتر ها در یک شهر بکار میروند . مثلا ایجاد شبکه ای که کامپیوترهای کتابخانه عمومی شهر را به کامپیوترهای دانشگاه آن شهر وصل می کند

Wide Area Network یا WAN :

- رایانه ها از یکدیگر صدها و هزرها کیلومتر فاصله دارند .
- خطوط انتقال در این نوع شبکه ها از سوی شرکتهای مخابراتی ایجاد و پشتیبانی می گردد .
- سرعت انتفال داده ها نسبتا کم است .
عناصر کلی یک شبکه:
DTE : ماشین های مرتبط با داده ها همانند کامپیوتر را DTE می گویند .
کانال انتقال : انتقال داده ها از منبع به مقصد توسط کانل انتقال صورت می پذیرد .
DCE : برای انتقال داده ها از یک کامپیوتر به یک کامپیوتر دیگر توسط یک کابل نیاز به تجهیزاتی است که مشخصات الکتریکی دادها را با مشخصات کانال انتقال تطبیق دهد ، این تجهیزات DCE نام دارند . همانند مودم که وظیفه آن تبدیل سیگنال های دیجیتال به آنالوگ و بر عکس است .
پهنای باند و نویز و سرعت انتقال داده ها در شبکه.
به محدوده فرکانسی که امواج آنالوگ بدون هیچ افتی از سیستم مخابراتی منتقل می گردند ، گفته می شود . در حالی که فرکانس خارج از این محدوده عبور کند ، به شدت افت کرده و منتقل نمی شود .
به عنوان مثال ، سیستمی که فقط اجازه عبور امواج آنالوگ با فرکانس ۴۰۰ هرتز تا ۴۰۰۰ هرتز را دارد دارای پهنای باند ۳۶۰۰ هرتز است .
( B.W=4000 Hz – ۴۰۰ Hz )
با گسترش حوزه جغرافیایی ، شبکه های گسترده مطرح شدند . این شبکه ها دارای مشخصات زیر هستند : نویز امواج الکتریکی مزاحمی هستند که مواختلال در انتقال داده ها می شوند . مقدار نویز از رابطه توان امواج داده ها بر توان نویز بدست می آید و با (S/N ) بدست می آید . سرعت انتقال داده ها یعنی تعداد بیتی که در زمان مشخصی از کانل انتقال عبور می کند و به عوامل متعددی وابسته است . مهمترین عوامل موثر در این زمینه در یک خط انتقال ، پهنای باند و میزان نویز است . حداکثر سرعت داده ها در یک خط انتقال از رابطه شانون (SHANON) بدست می آید.

ریخت شناسی شبکه ” Net work Topology” ]10]:
توپولوژی شبکه تشریح کننده نحوه اتصال کامپیوتر ها در یک شبکه به یکدیگر است. پارامترهای اصلی در طراحی یک شبکه ، قابل اعتماد بودن ومقرون به صرفه بودن است. انواع متداول توپولوژی ها در شبکه کامپیوتری عبارتند از :


نقاط ضعف این توپولوژی آن است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته است. این بدان معناست که اگر هاب از کار بیفتد، کل شبکه از کار خواهد افتاد . نقاط قوت توپولوژی ستاره عبارتند از:
* نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.
* توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.
* اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود ، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می شود. ۱ – توپولوژی ستاره ای ” Star” ]11]: در این توپولوژی ، کلیه کامپیوتر ها به یک کنترل کننده مرکزی با هاب متصل هستند. هرگاه کامپیوتری بخواهد با کامپیوتر ی دیگری تبادل اطلاعات نماید، کامپیوتر منبع ابتدا باید اطلاعات را به هاب ارسال نماید. سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود. اگر کامپیوتر شماره یک بخواهد اطلاعاتی را به کامپیوتر شماره ۳ بفرستد ، باید اطلاعات را ابتدا به هاب ارسال کند، آنگاه هاب آن اطلاعات را به کامپیوتر شماره سه خواهد فرستاد.

توپولوژی حلقوی ” Ring ” ]12]:
این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبهمین دلیل است که این توپولوژی بنام IBM Tokenring ” مشهور است.
در این توپولوژی کلیه کامپیوتر ها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را می سازد. کامپیوتر مبدا اطلاعات را به کامپیوتری بعدی در حلقه ارسال نموده وآن کامپیوتر آدرس اطلاعات رابرای خود کپی می کند، آنگاه اطلاعات را به کامپیوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبهمین ترتیب این روند ادامه پیدا می کند تا اطلاعات به کامپیوتر مبدا برسد. سپس کامپیوتر مبدا این اطلاعات را از روی حلقه حذف می کند.
نقاط ضعف توپولوژی فوق عبارتند از:
*اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، کل شبکه متوقف می شود.
* به سخت افزار پیچیده نیاز دارد ” کارت شبکه آن گران قیمت است “.
* برای اضافه کردن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.
نقاط قوت توپولوژی فوق عبارتند از :
* نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.
* توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.
* در این توپولوژی از کابل فیبر نوری میتوان استفاده کرد.

توپولوژی اتوبوسی ” BUS”]13]:
در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام اتوبوسی متصل می شوند. در این توپولوژی ، رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. یکی از مشهورترین قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی اترنت است. توپولوژی اتوبوس از متداوالترین توپولوژی هایی است که در شبکه محلی مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی ، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه ، از نقاط قوت توپولوژی اتوبوسی می باشد. نقطه ضعف عمده این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که بعنوان پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه می باشد قطع شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

توپولوژی توری ” Mesh”]14] :
در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه متصل می شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند.
از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای مثال ، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری ، ایستگاه شماره یک نیازمند به نود ونه می باشد. تعداد کابل های مورد نیاز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2
محاسبه می شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می باشد.

توپولوژی درختی ” Tree” ]15] :
این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال یا تکرار کننده برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی در ختی است : زیرا کلیه ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند. وظیفه هاب دریافت اطلاعات از یک ایستگاه و تکرار وتقویت آن اطلاعات وسپس ارسال آنها به ایستگاه دیگر می باشد.
توپولوژی ترکیبی ” Hybrid”
این توپولوژی ترکیبی است از چند شبکه با توپولوژی متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام استخوان بندی ” Back bone” به یکدیگر مرتبط شده اند . هر شبکه توسط یک پل ارتباطی ” Bridg” به کابل استخوان بندی متصل می شود.
پروتکل:
برای برقراری ارتباط بین رایانه ها ی سرویس گیرنده و سرویس دهنده قوانین کامپیوتری برای انتقال ودریافت داده مشخص شده اند که به قرارداد یا پروتکل موسومند. این قرارداد ها وقوانین بصورت نرم افزاری در سیستم برای ایجاد ارتباط ایفای نقش می کنند. پروتکل با قرارداد ، در واقع زبان مشترک کامپیوتری است که برای درک وفهم رایانه بهنگام در خواست وجواب متقابل استفاده می شود. پروتکل تعیین کننده مشخصه های شبکه ، روش دسترسی وانواع فیزیکی توپولوژی ها ، سرعت انتقال داده ها وانواع کابل کشی است .