آشنایی با مفاهیم شبکه
در این مقاله می خواهیم مفاهیم اولیه شبکه را معرفی کنیم. برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم با ما همراه باشید.
شبکههای رایانهای
شبکه رایانهای از اتصال دو یا چند رایانه برای تبادل اطلاعات و استفاده مشترک از منابع سختافزاری و نرمافزاری ایجاد میشود. منابع سختافزاری شامل چاپگر، دیسک سخت، حافظه، پردازنده و منابع نرمافزاری شامل پوشهها، فایلها و نرمافزارها هستند.
شبکه رایانهای به طور ساده میتواند دو رایانه متصل به یکدیگر باشد یا در حالت پیچیدهتر مثل اینترنت میتواند شامل میلیونها رایانه در سراسر جهان باشد.
هر وسیلهای (Device) مانند رایانه و چاپگر که به یک شبکه رایانهای متصل میشود و نشانی منحصر به فرد دارد، یک گره (node) مینامند. همانطور که هر دانشجو یک شماره دانشجویی دارد و به وسیله آن در دانشگاه شناسایی میشود، در شبکه رایانهای نیز هر رایانه دارای یک نام یکتاست که به این نام آدرس IP میگویند. آدرس IP مجموعهای از چند عدد است و در شبکه باید آدرس IP هر رایانه یکتا باشد.
همچنین میتوانید سایر مقالات مرتبط با آدرس IP را مطالعه فرمایید:
مزایای استفاده از شبكههاى رایانهای
- اشتراک منابع: نرمافزاری و سختافزاری.
- ارتباط بر خط: امکان تبادل پیغام و ارسال پرونده به صورت برخط یا آنلاین.
- مدیریت و پشتیبانی متمرکز.
- صرفه جویی در زمان و هزینه.
اجزای یک شبکه رایانهای
شبكههاى رایانهای از اجزای زیر تشکیل میشوند:
- رایانه سرویسدهنده (Server).
- رایانه سرویسگیرنده (Client).
- محیط انتقال (Communication Media).
- سیستمعامل شبکه.
- پروتکل (Protocol).
در یک شبکه رایانهای معمولا یک رایانه سرور و یک یا چند رایانه کلاینت بر اساس پروتکل خاصی با یکدیگر به تبادل اطلاعات میپردازند و یا از منابع مشترک استفاده میکنند.
رایانه سرویسگیرنده (کلاینت)
رایانهای است که درخواست استفاده از منابع موجود در شبکه را دارد که به رایانههای Workstation یا ایستگاه کاری نیز معروف هستند.
رایانه سرویسدهنده (سرور)
رایانهای است که به درخواست رایانههای سرویسگیرنده پاسخ میدهد و منابع را با آنها به اشتراک میگذارد؛ مثلاً اجازه استفاده از چاپگر شبکه را به رایانه سرویسگیرنده میدهد. همچنین مدیریت سرویسگیرندهها را نیز بر عهده دارد.
محیط انتقال
ارتباط بین رایانهها بهوسیله یک رسانه (Media) انجام میشود که میتواند بهصورت سیمی (Wired) و یا بیسیم (Wireless) باشد.
پروتکل
وقتی که شما بخواهید یک بسته پستی را برای شخص خاصی ارسال کنید، ابتدا باید بستهبندی آن را انجام داده و آدرس گیرنده و فرستنده را در محل خاصی بر روی بسته درج نموده و سپس به یک باجه پستی مراجعه نمایید همانطور که ملاحظه میکنید ارسال بسته پستی طبق مقررات و قوانین خاصی انجام میگیرد، به قوانین حاکم بر ارسال بستههای پستی پروتکل پستی میگویند.
با توجه به مطالب فوق میتوان گفت «مجموعه قوانینی که که با رعایت آنها سرویسدهی در شبکه برقرار میشود پروتکل در شبکه میگویند». در واقع میتوان گفت که پروتکل (Protocol) شیوه تقسیمبندی، ارسال و جمعبندی مجدد بستههای اطلاعاتی و زمان تبادل اطلاعات را کنترل میکند.
مقالات مرتبط با پروتکلهای شبکه از این قرارند:
سیستم عامل شبکه
برای مدیریت شبکه باید نرمافزار سیستمعامل قابلیت پشتیبانی از شبکه را داشته باشد و سیستمعامل شبکه، سیستم عاملی است که کنترل و مدیریت فعالیتهای رایانههای موجود در شبکه را به منظور دستیابی به منابع مشترک و تبادل اطلاعات بر عهده دارد.
تقسیمبندی شبكههاى رایانهای از نظر ابعاد و گستردگی فیزیکی
برای تقسیمبندی شبکهها به لحاظ فاصله رایانهای میتوان آنها را به دو گروه عمده LAN و WAN تقسیمبندی نمود، ولی دو نوع دیگر تقسیمبندی به نام های CAN و MAN نیز وجود دارد که در این بخش به تشریح هر کدام از آنها میپردازیم.
شبكههاى محلی یا LAN
شبکه محلی پایه شبكههاى دیگر است و کوچکترین فرم شبکه میباشد. در شبکه محلی فاصله رایانهها نسبت به هم کم میباشد. شبکه محلی میتواند از دو تا چندصد رایانه با فاصله کم تشکیل شود.
چند نمونه از شبکه محلی
- شبکهای متشکل از دو رایانه با فاصله ای کمتر از 100 متر.
- شبکه رایانههای یک اداره واقع در یک ساختمان متشکل از 100 رایانه.
- شبکه رایانهای یک برج 50 طبقه با بیش از 500 گره فعال.
- شبکه رایانههای موجود در کارگاه رایانهای با 20 رایانه.
شبکه دانشگاهی یا CAN
شبکهای که از چند شبکه محلی مجاور هم تشکیل شده است و معمولا در محیط دانشگاهی یا محیط پادگان نظامی یا کارخانههای بزرگ مورد استفاده قرار میگیرد. در بعضی از برگردانها به آن شبکه پردیس نیز میگویند. شبکه رایانههای دانشگاه تهران از نوع CAN میباشد. شبکه کارخانه ایران خود رو نیز از نوع CAN میباشد (ایرانخودرو دارای فضای وسیعی است که دارای چندین سوله و واحدهای مختلف میباشد).
شبکه شهری یا MAN
شبکهای که از چند شبکه محلی غیر مجاور در سطح یک شهر تشکیل شده باشد، یک شبکه شهری یا MAN میباشد. بر فرض شهری دارای سه منطقه آموزش و پرورش میباشد و بخواهیم سه منطقه آموزش و پرورش به هم متصل شوند نوع شبکه ایجاد شده، از نوع شبکه شهری میباشد به عنوان مثال دیگر، اگر هنرستانهای یک شهر به یکدیگر متصل شوند، باز هم شبکه ایجاد شده از نوع MAN میباشد.
شبکه گسترده (وسیع) یا WAN
بزرگترین نوع شبکه به لحاظ وسعت بوده و معمولا فضایی بزرگتر از یک شهر را در برمیگیرد و میتواند از نظر وسعت و فاصله در یک استان، کشور، قاره و یا کل جهان قرار بگیرد. یک شبکه گسترده یا WAN میتواند از ترکیب دو رایانه با فاصله دور تشکیل شود که از طریق خطوط تلفن با هم ارتباط دارند و یا این که از ترکیب دو یا چند شبکه LAN با فاصله دور و یا ترکیبی از چند شبکه MAN به وجود آمده باشد.
به عبارت دیگر میتوان گفت شبکه WAN به لحاظ وسعت جغرافیایی محدودیتی ندارد. کانال ارتباطی در این شبکهها اغلب امواج مایکروویو یا ماهواره و خطوط مخابرات میباشد.
به عنوان نمونه شبكههاى گسترده یا WAN میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- شبکهاینترنت بزرگترین شبکه گسترده WAN میباشد.
- شبکه بین شعب بانکهای کشور، یک شبکه گسترده یا WAN میباشد.
- شبکه بین هنرستانهای یک استان نیز یک شبکه گسترده یا WAN میباشد.
تقسیمبندی شبكههاى رایانهای از نظر مدل سرویسدهی
از نظر مدل سرویسدهی، شبکهها را میتوان به دو دسته زیر تقسیم نمود:
شبکه مبتنی بر سرویسدهنده یا Server Base
در یک شبکه Server Base ساده یک رایانه فقط نقش سرویسدهنده را داشته و بقیه سیستمهای شبکه در نقش سرویسگیرنده ظاهر میشوند و در شبكههاى بزرگتر تعدادی از سیستمها فقط نقش سرویسدهنده را دارند و سایر سیستمها نقش سرویسگیرنده را دارند.
شبکه SB برای استفاده در شبكههاى متوسط و بزرگ مناسب میباشد.
در شبکه SB رایانه سرویسدهنده نمیتواند به عنوان سرویسگیرنده نیز مورد استفاده قرار گیرد. در شبكههاى بزرگ به بیش از یک سرویسدهنده نیاز میباشد به طوری که به هر سرویسدهنده یک سرویس خاص محول میشود.
سیستمعاملهای SB، از انواع خاصی میباشند مانند Novell و ویندوزهای سرور مایکروسافت، نصب، پیکربندی و مدیریت سیستمعاملهای شبکه SB پیچیده بوده و نیاز به متخصص دارد ولی مزایای زیادی نسبت به PtP دارد.
یکی دیگر از مزایای SB بالا بودن امنیت در شبکه میباشد چون یک مدیر، سیاستهای کلی را تعیین میکند و برای کلیه کاربران شبکه اعمال میکند.
در شبکه SB میتوان هزاران کاربر یا سرویسگیرنده داشت. به طوری که سرویسگیرندهها نیازی به داشتن سختافزار قوی به لحاظ RAM و CPU ندارند.
امنیت این شبکهها به نسبت بیشتر است. گذرواژهها روی این شبکه در یک مکان مرکزی مدیریت میشوند و به سادگی مدل نظیر به نظیر نیستند. مدیران شبکه نیز میتوانند از یک مکان مرکزی به کاربران اجازه دسترسی به منابع را بدهند یا ندهند. این مدل از شبکه به راحتی قابل نظارت، کنترل و بررسی و بازرسی است و از همه مهمتر اینکه گسترشپذیر هستند. یعنی اضافه کردن کامپیوتر و دستگاهها به سادگی در آنها امکان پذیر است.
یکی از معایب بزرگ شبکه SB این است که چنانچه سرویسدهنده دچار مشکل شود، سرویسدهی در کل شبکه دچار اختلال میشود. البته این عیب با پیشبینیهای مناسب قابل حل میباشد.
شبکه نظیر به نظیر یا Peer-to-Peer
تمام رایانهها به لحاظ سرویسدهنده بودن و سرویسگیرنده بودن با هم برابرند یعنی هر رایانه به طور همزمان هم سرویسدهنده و هم سرویسگیرنده میباشد و کاربران هر رایانه میتوانند دادههای خود را در شبکه به اشتراک بگذارند.
به لحاظ اندازه به شبکههای نظیر به نظیر غالبا Workgroup یا گروه کاری می گویند. گروه کاری، گروه کوچکی از افراد میباشند، حدود 10 رایانه یا کمتر که تشکیل شبکه نظیر به نظیر را میدهند.
شبکه نظیر به نظیر به نسبت شبکه سادهای است و به سرعت پیکربندی میشود، زیرا هر رایانه هم میتواند نقش سرویسدهنده و هم نقش سرویسگیرنده را داشته باشد و سرور مرکزی برای مدیریت شبکه وجود ندارد و به لحاظ راهاندازی، هزینه کمتری نسبت به شبکه SB خواهد داشت.
این شبکهها بسیار ارزان هستند.
از بیشتر سیستمعاملهای موجود میتوان در شبکه نظیر به نظیر استفاده نمود و به نرمافزار خاصی برای کار با شبکه نیاز ندارند ولی امکان رشد در آن خیلی محدود میباشد.
در شبکه نظیر به نظیر هر کاربر مدیر خودش میباشد و چون مدیریت متمرکز وجود ندارد چنانچه مشکلی برای یکی از رایانهها به وجود آید کل شبکه را دچار اختلال نمیکند.
برای جایی که تعداد رایانهها کمتر از 10 دستگاه میباشند، شبکه نظیر به نظیر انتخاب خوبی میباشد کاربران میتوانند منابع خود را به اشتراک بگذارند. در تمام سیستمعاملهای موجود میتوان از شبکه نظیر به نظیر استفاده نمود.
اما این شبکهها دارای معایبی نیز هستند. آنها گسترشپذیر نیستند. یعنی به هر میزان که این شبکهها بزرگتر شود. پیادهسازی تغییرات و اعمال فعالیتها برای آنها دشوارتر خواهد بود. در مورد امنیت آنها نیز، از آنجا که پیادهسازی بسیار سادهای دارند، دادهها و منابع به سادگی اشتراک داده میشوند. از این رو اگر کاربر سودجویی بخواهد از این اطلاعات، استفاده نادرستی کند، کار دشواری نخواهد داشت!
انواع شبكههاى بی ىسیم
شبكههاى بىسیم با توجه به مسافتى كه مىتوانند اطلاعات را تبادل كنند به چند گروه تقسیم مىشوند:
WWANs
شبكه WAN به صورت بىسیم است كه به وسىله سىستم ماهوارهاى یا آنتنهایی كه در جاهاى مختلف نصب شده ارتباط را برقرار مىكند. به عنوان مثال سیستم ارتباطى تلفنهاى همراه بر مبناى WWANs است.
WMANs
این شبكه ساختارى شبىه WWANs دارد با این تفاوت كه وسعت سرویسدهى آن فقط در سطح شهرها است. در حال حاضر شبكههاى WMAN مىتوانند به عنوان ىك پشتوانه (Backup) براى شبكههاى سیم مسى یا فیبر نورى مورد استفاده قرار گىرند. معمولاً WMANها از امواج رادیویى و نور مادون قرمز براى انتقال اطلاعات استفاده مىكنند.
WLANs
این فناورى براى استفاده در محیطهاى كوچک مانند شركتها یا فضاى باز دانشكدهها یا اماكن عمومى با وسعت كم (مانند فرودگاه) مىباشد. از این نوع فناورى بیشتر به صورت موقتى در ادارات و شركتها یا محلهایی كه نصب سیم مسى سخت مىباشد استفاده مىشود.
در جاهایی كه كاربران محل مشخص و ثابتى را ندارند و مىخواهند به همه اطلاعات دسترسى داشته باشند و یا این كه كاربران از رایانه کیفی یا جیبی استفاده مىكنند بسیار مناسب است.
WLANs به دو صورت مختلف مورد استفاده قرار مىگیرد. در حالت اول رایانههاى مجهز به كارت شبكه بىسیم (Internal ،External) به دستگاه اكسس پوینت 2 متصل مىشوند و دستگاه اكسس پوینت پل ارتباطى بین رایانههاى بىسیم و شبكه داخلى موجود خواهد بود. در این حالت، کلیه رایانههاى بىسیم علاوه بر ارتباط با یکدیگر به شبكه داخلى هم متصل مىباشند. ولى در حالت دوم رایانههاى مجهز به كارت شبكه بىسیم به صورت نظىر به نظىر به یکدیگر متصل مىشوند و در این حالت ارتباط با شبكه داخلى وجود ندارد (به دلىل عدم استفاده از اكسس پوینت)
WGAN
این شبكه مانند شبكه تلفن جهانى كنونى عمل مىكند و كاربران مىتوانند در حالى كه بین كشورها مسافرت مىكنند متصل به شبكه باقى بمانند. از مزایاى این شبكه دارا بودن پهناى باند كافى براى دسترسى به اینترنت است.
WPANs
این فناورى قادر مىسازد تا كاربران به صورت AD HOC با یکدیگر ارتباط برقرار كنند. AD HOC استانداردى است كه ارتباط بىسیم بین رایانه و تجهیزات جانبى، مانند رایانه جیبی PDAs یا تلفن همراه و رایانه کیفی را برقرار مىكند.
منظور از Personal Area در این فناورى فضایی حدود 10 متر در اطراف رایانه شخصى یا رایانه کیفی است. این نوع فناورى بیشتر براى اهداف خاص و از پیش تعیین شده استفاده مىشود.
به عنوان مثال یک رایانه مجهز به كارت شبكه بىسیم مىتواند به صورت AD HOC اینترنت را به رایانه کیفی یا PDA منتقل كند یا تبادل اطلاعات داشته باشد. در حال حاضر دو نوع فناورى WPANs به نامهاى بلوتوث (Bluetooth) و مادون قرمز (Infrared) وجود دارد.
مادون قرمز
در این فناورى از امواج مادون قرمز براى انتقال اطلاعات استفاده مىشود. هر دو دستگاه فرستنده و گیرنده مجهز به این فناورى باىد در دید مستقیم یکدیگر باشند و حداكثر فاصله آنها نباىد بیشتر از یک متر باشد.
امروزه از این فناورى كمتر استفاده مىشود. مادون قرمز فقط براى فضاى كمتر از پنج متر طراحى شده و در صورت وجود مانع بین فرستنده و گیرنده سرعت انتقال اطلاعات كم شده یا حتى ارتباط قطع مىشود. از فناورى مادون قرمز بیشتر در ساخت صفحه کلید و ماوس استفاده مىکنند كه فرستنده و گیرنده در فاصله كمى نسبت به هم قرار دارند.
بلوتوث
این فناورى جایگزین انتقال كابلى دادهها در فاصله كوتاه شده است و براى این كار از امواج رادىویی استفاده مىكند و مىتواند اطلاعات را تا مسافت 100 متر انتقال دهد.
امواج رادىویی مىتواند از موانعى متعدد مانند دیوار و كیف دستى به راحتى عبور كند، لذا دادهها در موقعیتهایی كه بین آنها موانعى قرار دارد به راحتى با این فناورى قابل انتقال است. از فناورى بلوتوث براى ارتباط بین تلفن همراه، رایانه جیبی، چاپگر و … در فاصلههاى كم مورد استفاده مىشود.
به طور كلى هدف اصلى طراحى فناورى بلوتوث حذف كابل ارتباطى مابین رایانه با تجهیزات جانبى مانند چاپگر، صفحهکلید، ماوس، دوربین و … مىباشد. در طراحى این فناورى همواره سعى بر این بوده كه این دستگاه از لحاظ قیمت و اندازه و توان مصرفى در حداقل باشد و بهراحتى در دسترس همگان باشد.
اگرچه طراحى و تولىد تجهیزات بىسیم قبل از ساخت فناورى بلوتوث بوده است اما امروزه مبناى طراحى همه تجهیزات بىسیم مطابق با استاندارد بلوتوث مىباشد. مانند هدفونهاى بىسیم كه براى تلفن همراه و رایانه استفاده مىشود یا ارتباط اینترنتى مانند Internet bridges.
اگر چه امروزه فناورى بلوتوث با شبكههاى بىسیم همواره در حال رقابت است اما بلوتوث فقط براى مسافتهاى كوتاه طراحى شده و به هىچ وجه براى مسافتهاى طولانى مورد استفاده قرار نمىگیرد.
كاربردهاى بلوتوث
هدست بلوتوث Headset
این دستگاه به راحتى قادر است با رایانه یا تلفن همراهى كه روى آن تنظىم شده است ارتباط صوتى برقرار كند. با توجه به این كه تلفن همراه معمولا در هنگام روشن بودن و صحبت كردن در نزدىكى سر انسان قرار دارد، ممكن است تشعشعات تلفن همراه براى ما مضر باشد. البته صحت این موضوع در حال بررسى و تحقىق است.
پل ارتباطى اینترنت Internet Bridge
اگر تلفن همراه مجهز به بلوتوث باشد از طرىق سرویس (Dial Up Networking (DUN مىتوان با اینترنت ارتباط برقرار كرد و سپس رایانهاى كه از طرىق بلوتوث به تلفن همراه متصل است مىتواند از اینترنت استفاده كند، بدون این كه به دستگاه مودم متصل باشد.
تبادل اطلاعات File exchange
در این روش تبادل اطلاعات به صورت نظیر به نظیر انجام مىشود. زمانى كه بلوتوث رایانه فعال شود به طور خودكار شروع به شناسایی سایر دستگاههاى نزدیک به خود مىكند و بعد از صدور مجوز از طرف ارسالكننده اقدام به ارسال اطلاعات مىكند.
چاپ (Printing)
بعضى از چاپگرها مجهز به این فناورى هستند. رایانهها و تلفنهاى همراه مىتوانند با شناسایی این چاپگرها اقدام به چاپ اسناد و پروندهها به چاپگر مزبور نمایند.
کتاب «شبکههای رایانهای» شاخه آموزش فنی و حرفهای آموزش جامع نتورک پلاس سایت «لیمانت» – قسمت دوم آموزش جامع نتورک پلاس سایت «لیمانت» – قسمت سوم
دیدگاهتان را بنویسید