معلومات عمومی در باره کمپیوتر


+ شبکه های کمپیوتری

شبکه کمپیوتری چیست ؟
اساساً یک شبکه کمپیوتری شامل دو یا بیش از دو کمپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار ونرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری ونرم افزاری موجود در شبکه منبع (Source) گویند.


در این تشریک مساعی با توجه به نوع پیکربندی کمپیوتر ، هر کمپیوتر کاربر می تواند در آن واحد منابع خود را اعم از ابزارها وداده ها با کمپیوترهای دیگر همزمان بهره ببرد.

دلایل استفاده از شبکه

 

" دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد
1 - استفاده مشترک از منابع :
استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند.
2 - کاهش هزینه :
متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها وپرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف واستفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت .
3 - قابلیت اطمینان :
این ویژگی در شبکه ها بوجود سرویس دهنده های پشتیبان در شبکه اشاره می کند ، یعنی به این معنا که می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی وسیستم ها در شبکه نسخه های دوم وپشتیبان تهیه کرد ودر صورت عدم دسترسی به یک از منابع اطلاعاتی در شبکه " بعلت از کارافتادن سیستم " از نسخه های پشتیبان استفاده کرد. پشتیبان از سرویس دهنده ها در شبکه کارآیی،، فعالیت وآمادگی دایمی سیستم را افزایش می دهد.
4 - کاهش زمان :
یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای ، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است ؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد.
5 - قابلیت توسعه :
یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد وتبدیل به یک شبکه بزرگتر شود. در اینجا هزینه توسعه سیستم هزینه امکانات وتجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مد نظر است.
6 - ارتباطات:
کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی ویا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند ؛ حتی امکان انتقال فایل نیز وجود دارد".

 

اجزا ءشبکه :


اجزا اصلی یک شبکه کمپیوتری عبارتند از :
1 - کارت شبکه NIC- Network Interface Card]5]" :
برای استفاده از شبکه وبرقراری ارتباط بین کمپیوتر ها از کارت شبکه ای استفاده می شود که در داخل یکی از شیارهای برد اصلی کمپیوتر های شبکه " اعم از سرویس دهنده وگیرنده " بصورت سخت افزاری وبرای کنترل ,ارسال ودریافت داده نصب می گردد.


2 - رسانه انتقال  Transmission Medium "]]:
رسانه انتقال ,کمپیوتر ها را به یکدیگر متصل کرده وموجب برقراری ارتباط بین کمپیوتر های یک شبکه می شود . برخی از متداولترین رسانه های انتقال عبارتند از : کیبل زوج سیم بهم تابیده " Twisted- Pair" ، کیبل کواکسیال " Coaxial" وکیبل فیبر نوری "Fiber- Optic" . که بعداًهرکدام  را مورد مطالعه قرارمیدهیم .
سیستم عامل شبکه " NOS- Network Operating System"]] :
سیستم عامل شبکه برروی سرویس دهنده اجرا می شود و سرویس های مختلفی مانند: اجازه ورود به سیستم "Login" ، رمز عبور "Password" ، چاپ فایل ها " Printfiles" ، مدیریت شبکه " Net work management " را در اختیار کاربران می گذارد.

 

انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی


نوع شبکه توسط فاصله بین کامپیوتر های تشکیل دهنده آن شبکه مشخص می شود:

شبکه شخصی ( PAN= Personal Area Network ) :

ارتباط و اتصال بیش از دو یا چند رایانه یا دستگاههای مختلف رایانه‌ای (مانند تلفن، دستیار شخصی دیجیتالیPDA ) که محدود به یک نفر می‌شود. این دستگاهها ممکن است متعلق به شخص مورد نظر باشد یا نباشد. دسترسی به این نوع شبکه عموماً به چند متر محدود می‌شود .


شبکه محلی (
LAN= Local Area Network ) :
ارتباط و اتصال بیش از دو یا چند رایانه در فضای محدود یک دفتر کار یا سازمان و با مدیریت نرم افزاری موسوم به سیستم عامل شبکه را شبکه محلی گویند. کامپیوتر سرویس گیرنده باید از طریق کامپیوتر سرویس دهنده به اطلاعات وامکانات به اشتراک گذاشته دسترسی یابند. همچنین ارسال ودریافت پیام به یکدیگر از طریق رایانه سرویس دهنده انجام می گیرد. از خصوصیات شبکه های محلی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
1 - اساسا در محیط های کوچک کاری قابل اجرا وپیاده سازی می باشند.
2 - از سرعت نسبتا بالایی برخوردارند.
3 - معمولا دارای یک ارتباط دایمی بین رایانه ها از طریق کیبل شبکه یا سیستم بیسیم میباشد.


اجزای یک شبکه محلی عبارتند از :
الف - سرویس دهنده
ب - سرویس گیرنده
ج - پروتکل
د- کارت واسطه شبکه
ط - سیستم ارتباط دهنده

 

شبکه محدوده کلان شهری یا ( Man = Metropolitan Area Network ) :

 شبکه‌های رایانه‌ای بزرگی هستند که معمولاً گستره وسیعی مانند شهر یا دانشگاه را پوشش می‌دهند. در این گونه شبکه معمولاً از اتصالات فیبر نوری برای پیوند دادن استفاده می‌کنند. برای نمونه یک دانشگاه یا یک دانشکده میتواند یک شبکه MAN داشته باشد که از بهم پیوستن چندین شبکه LAN  در مساحتی حدود چند هکتار تشکیل می شود .


شبکه گسترده (WAN = Wide Area Network ) :
اتصال شبکه های کلان شهری MAN در یک منطقه بزرگتر که اغلب از مرز کشورها و ایالت ها عبور میکند را شبکه گسترده گویند. در این شبکه کاربران یا رایانه ها از مسافت های دور واز طریق خطوط مخابراتی به یکدیگر متصل می شوند. کاربران هر یک از این شبکه ها می توانند به اطلاعات ومنابع به اشتراک گذاشته شده توسط شبکه های دیگر دسترسی یابند. از این فناوری با نام شبکه های راه دور " Long Haul Network" نیز نام برده می شود. در شبکه گسترده سرعت انتقال داده نسبت به شبکه های محلی خیلی کمتر است. شبکه جهانی اینترنت را به نوعی میتوان یک شبکه گسترده بزرگ نامید .

 

شبکه جهانی ( GAN = Global Area Network ) :

اتصال شبکه های WAN و پوششی بدون محدودیت جغرافیایی ولی که تمامی تجهیزات الکترونیکی قابل برقراری ارتباط ( تلفن همراه ، رایانه ، دستیار شخصی دیجیتالیPDA ، تجهیزات مخابراتی نصب شده در ماهواره ها و ...) را شامل میشود .  بزرگترین ومهم ترین شبکه جهانی ، شبکه جهانی اینترنت می باشد.

Cable در شبکه ها

در  شبکه های محلی از کیبل به عنوان محیط انتقال و به منظور ارسال اطلاعات استفاده می گردد.ازچندین نوع کیبل در شبکه های محلی استفاده می گردد.  در برخی موارد ممکن است در یک شبکه  صرفا" از یک نوع کیبل استفاده و یا با توجه به شرایط موجود از چندین نوع کیبل استفاده گردد. نوع کیبل انتخاب شده برای یک شبکه به عوامل متفاوتی نظیر : توپولوژی شبکه،  پروتکل و اندازه  شبکه بستگی خواهد داشت . آگاهی از خصایص و ویژگی های متفاوت هر یک از کیبل ها و تاثیر هر یک از آنها بر سایر ویژگی های شبکه،  به منظور طراحی و پیاده سازی یک شبکه موفق بسیار لازم است .

کیبل Unshielded Twisted pair )UTP)
متداولترین نوع کیبلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد ، کیبل های بهم تابیده می باشند. این نوع کیبل ها دارای دو رشته سیم به هم پیچیده بوده که هر دو نسبت زمین  دارای یک امپدانش یکسان می باشند. بدین ترتیب امکان تاثیر پذیری این نوع کیبل ها از کیبل های مجاور و یا سایر منابع خارجی کاهش خواهد یافت . کیبل های بهم تابیده دارای دو مدل متفاوت : Shielded ( روکش دار ) و Unshielded ( بدون روکش ) می باشند. کیبل UTP نسبت به کیبل STP بمراتب متداول تر بوده و در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد.کیفیت کیبل های UTP متغیر بوده و از کیبل های معمولی استفاده شده برای تلفن تا کیبل های با سرعت بالا را شامل می گردد. کیبل دارای چهار زوج  سیم بوده  و درون یک روکش قرار می گیرند.  هر زوج  با تعداد مشخصی پیچ تابانده شده ( در واحد اینچ ) تا تاثیر پذیری آن از سایر زوج ها و یاسایر دستگاههای الکتریکی  کاهش یابد.

 

 

 

 

 

 کیبل های UTP دارای استانداردهای متعددی بوده که در گروههای (Categories) متفاوت  زیر تقسیم شده اند:

 Type

کاربرد

Cat 1

فقط صوت ( کیبل های تلفن )

Cat 2

داده  با سرعت 4 مگابیت در ثانیه

Cat 3

داده با سرعت 10 مگابیت در ثانیه

Cat 4

داده با سرعت 20 مگابیت در ثانیه

Cat 5

داده با سرعت 100 مگابیت در ثانیه

 

مزایای کیبل های Unshielded Twisted pair )UTP)  :

  • سادگی و نصب آسان
  • انعطاف پذیری مناسب
  • دارای وزن کم بوده و براحتی بهم تابیده می گردند.

معایب کیبل های Unshielded Twisted pair )UTP):

  • تضعیف فرکانس
  • بدون استفاده از تکرارکننده ها ، قادر به حمل سیگنال در مسافت های طولانی نمی باشند.
  • پایین بودن پهنای باند 
  • بدلیل پذیرش پارازیت در محیط های الکتریکی سنگین بخدمت گرفته  نمی شوند.

کانکتور استاندارد برای کیبل های UTP  ، از نوع  RJ-45 می باشد. کانکتور فوق شباهت زیادی به کانکتورهای تلفن (RJ-11) دارد. هر یک از پین های کانکتور فوق می بایست بدرستی پیکربندی  گردند. (RJ:Registered Jack)

 

 

 

 کیبل COAXIAL
یکی از مهمترین محیط های انتقال در مخابرات کیبل کواکسیال و یا هم محور می باشد . این نوع کیبل ها از سال 1936 برای انتقال اخبار و اطلاعات در دنیار به کار گرفته شده اند. در این نوع کیبل ها، دو سیم تشکیل دهنده یک زوج ، از حالت متقارن خارج شده و هر زوج از یک سیم در مغز و یک لایه مسی بافته شده در اطراف آن تشکیل می گردد. در نوع دیگر کیبل های کواکسیال ، به جای لایه مسی بافته شده ، از تیوپ مسی استوانه ای استفاده می شود. ماده ای پلاستیکی این دو هادی را از یکدیگر جدا می کند. ماده پلاستیکی ممکن است بصورت دیسکهای پلاستیکی یا شیشه ای در فواصل مختلف استفاده و مانع از تماس دو هادی با یکدیگر شود و یا ممکن است دو هادی در تمام طول کیبل بوسیله مواد پلاستیکی از یکدیگر جدا گردند.

 

مزایای کیبل های Coaxial :

  • قابلیت اعتماد بالا
  • ظرفیت بالای انتقال ، حداکثر پهنای باند 300 مگاهرتز
  • دوام و پایداری خوب
  • پائین بودن مخارج نگهداری
  • کیبلی استفاده در سیستم های آنالوگ و دیجیتال
  • هزینه پائین در زمان توسعه
  • پهنای باند نسبتا" وسیع که مورد استفاده اکثر سرویس های مخابراتی از جمله تله کنفرانس صوتی و تصویری است .

معایب کیبل های Coaxial :

  • مخارج بالای نصب
  • نصب مشکل تر نسبت به کیبل های بهم تابیده
  • محدودیت فاصله
  • نیاز به استفاده از عناصر خاص برای انشعابات

از کانکتورهای BNC)Bayone -Neill - Concelman) بهمراه کیبل های کواکسیال استفاده می گردد.  اغلب کارت های شبکه دارای کانکتورهای  لازم در این خصوص می باشند.

 

 فایبری نوری(Fiber optic)
یکی از جدیدترین محیط های انتقال در شبکه های کمپیوتری ، فیبر نوری است . فیبر نوری از یک میله استوانه ای که هسته نامیده می شود و جنس آن از سیلیکات است تشکیل می گردد. شعاع استوانه بین دو تا سه میکرون است . روی هسته ، استوانه دیگری ( از همان جنس هسته ) که غلاف نامیده می شود ، استقرار می یابد. ضریب شکست هسته را با M1 و ضریب شکست غلاف را با M2  نشان داده و همواره M1>M2 است . در این نوع فیبرها ، نور در اثر انعکاسات کلی در فصل مشترک هسته و غلاف ، انتشار پیدا خواهد کرد. منابع نوری در این نوع کیبل ها ، دیود لیزری و یا دیودهای ساطع کننده نور می باشند.منابع فوق ، سیگنال های الکتریکی را به نور تبدیل می نمایند.

 

مزایای Fiber Optic :

  • حجم و وزن کم
  • پهنای باند بالا
  • تلفات  سیگنال کم و در نتیجه فاصله تقویت کننده ها زیاد می گردد.
  • فراوانی مواد تشکیل دهنده آنها
  • مصون بودن از اثرات القاهای الکترو معناطیسی مدارات دیگر
  • آتش زا نبودن آنها بدلیل عدم وجود پالس الکتریکی در آنها
  • مصون بودن در مقابل عوامل جوی و رطوبت
  • سهولت در امر کیبل کشی و نصب
  • استفاده در شبکه های  مخابراتی آنالوگ و دیجیتال
  • مصونیت در مقابل پارازیت

معایب  Fiber Optic:

  • براحتی شکسته شده و می بایست دارای یک پوشش مناسب باشند. مسئله فوق با ظهور فیبر های تمام پلاستیکی و پلاستیکی / شیشه ای کاهش پیدا کرده است .
  • اتصال دو بخش از فیبر یا اتصال یک منبع نور به فیبر ، فرآیند دشواری است . در چنین حالتی می توان از فیبرهای ضخیم تر استفاده کرد اما این مسئله باعث تلفات زیاد و کم شدن پهنای باند می گردد.
  • از اتصالات T شکل در فیبر نوری نمی توان جهت گرفتن انشهاب استفاده نمود. در چنین حالتی فیبر می بایست بریده شده و یک Detector اضافه گردد. دستگاه فوفق می بایست قادر به دریافت و تکرار سیگنال را داشته باشد.
  • تقویت سیگنال نوری یکی از مشکلات اساسی در زمینه فیبر نوری است . برای تقویت سیگنال می بایست سیگنال های توری به سیگنال های الکتریکی تبدیل ، تقویت و مجددا" به علائم نوری تبدیل شوند.

کیبل های استفاده شده در شبکه های اترنت

Specification

Cable Type

Maximum length

10BaseT

Unshielded Twisted Pair

100 meters

10Base2

Thin Coaxial

185 meters

10Base5

Thick Coaxial

500 meters

10BaseF

Fiber Optic

2000 meters

10

BaseT

Unshielded Twisted Pair

100 meters

100BaseTX

Unshielded Twisted Pair

220 meters

 

 

 

 

 

در طراحی شبکه مواردی که کیبلی از راه اندازی شبکه باید مد نظر قرار دهید شامل موارد ذیل هستند:
1 - اندازه سازمان
2 - سطح امنیت
3 - نوع فعالیت
4 - سطح مدیریت
5 - مقدار ترافیک
6 – بودجه


مدل های شبکه:

در یک شبکه ، یک کمپیوتر می تواند هم سرویس دهنده وهم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کمپیوتری است که فایل های اشتراکی وهمچنین سیستم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بعهده دارد - را نگهداری می کند.
برای آنکه سرویس گیرنده " Client" بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند ، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس سرویس دهنده اطلاعات در خواست شده را به سرویس گیرنده ارسال خواهد کرد.
سه مدل از شبکه هایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از :
1 - شبکه نظیر به نظیر " Peer- to- Peer "
2 - شبکه مبتنی بر سرویس دهنده " Server- Based "
3 - شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده " Client Server"

مدل شبکه نظیر به نظیر:
در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی وسیستم عامل شبکه وجود ندارد. هر ایستگاه می تواند به منابع سایر ایستگاه ها در شبکه دسترسی پیدا کند. هر ایستگاه خاص می تواند هم بعنوان Server وهم بعنوان Client عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت وارتقاء دادن نرم افزارهای ایستگاه خود را بعهده دارد. از آنجایی که یک ایستگاه مرکزی برای مدیریت عملیات شبکه وجود ندارد ، این مدل برای شبکه ای با کمتر از 10 ایستگاه بکار می رود .

 

 

 

مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده :
در این مدل شبکه ، یک کمپیوتر بعنوان سرویس دهنده کلیه فایل ها ونرم افزارهای اشتراکی نظیر واژه پرداز ها، کامپایلرها ، بانک های اطلاعاتی وسیستم عامل شبکه را در خود نگهداری می کند. یک کاربر می تواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کرده وفایل های اشتراکی را از روی آن به ایستگاه خود منتقل کند
مدل سرویس دهنده / سرویس گیرنده :
در این مدل یک ایستگاه در خواست انجام کارش را به سرویس دهنده ارائه می دهد وسرویس دهنده پس از اجرای وظیفه محوله ، نتایج حاصل را به ایستگاه در خواست کننده عودت می دهد.

در این مدل حجم اطلاعات مبادله شده شبکه ، در مقایسه با مدل مبتنی بر سرویس دهنده کمتر است واین مدل دارای کارایی بالاتری می باشد.

 

 


هر شبکه اساسا از سه بخش ذیل تشکیل می شود
1- ابزارهایی که به پیکربندی اصلی شبکه متصل می شوند بعنوان مثال : کمپیوتر ها ، چاپگرها، هاب ها " Hubs "
2- سیم ها ، کیبل ها وسایر رسانه هایی که برای اتصال ابزارهای شبکه استفاده می شوند.
3- سازگار کننده ها  Adaptor]] :
که بعنوان اتصال کیبل ها به کمپیوتر هستند . اهمیت آنها در این است که بدون وجود آنها شبکه تنها شامل چند کمپیوتر بدون ارتباط موازی است که قادر به سهیم شدن منابع یکدیگر نیستند . عملکرد سازگارکننده در این است که به دریافت وترجمه سیگنال ها ی درون داد از شبکه از جانب یک ایستگاه کاری وترجمه وارسال برون داد به کل شبکه می پردازد. 

 


ابزارهای اتصال دهنده : " Connectivity Devices" :
ابزارهای اتصال به یک شبکه اضافه می گردند تا عملکرد وگستره شبکه وتوانایی های سخت افزاری شبکه را ارتقاء دهند . گستره وسیعی از ابزارهای اتصال در شبکه وجود دارند اما شما احتمالا برای کار خود به ابزارهای ذیل نیازمند خواهید بود:
1 – تکرار کننده هاRepeaters ] ]:
تکرار کننده وسیله ای است که برای اتصال چندین سگمنت یک شبکه محلی بمنظور افزایش وسعت مجاز آن شبکه مورد استفاده قرار می گیرد . هر تکرار کننده از درگاه ورودی " Port " خود داده ها را پذیرفته وبا تقویت آنها ، داده ها را به درگاهی خروجی خود ارسال می کند. یک تکرار کننده در لایه فیزیکی مدل OSI عمل می کند.
هر کیبل یا سیم بکار رفته در شبکه که بعنوان محلی برای عبور ومرور سیگنال هاست آستانه ای دارد که در آن آستانه سرعت انتقال سیگنال کاهش می یابد ودر اینجا تکرار کننده بعنوان ابزاری است که این سرعت عبور را در طول رسانه انتقال تقویت می کند.

 


2 - هاب هاHubs] ] :
ابزاری هستند در شبکه که برای اتصال یک یا بیش از دو ایستگاه کاری به شبکه مورد استفاده قرار می گیرد ویک ابزار معمول برای اتصال ابزارهای شبکه است . هاب ها معمولا برای اتصال سگمنت های شبکه محلی استفاده می شوند. یک هاب دارای در گاهی های چند گانه است. وقتی یک بسته در یک درگاهی وارد می شود به سایر در گاهی ها کپی می شود تا اینکه تمامی سگمنت های شبکه محلی بسته ها را ببینند. سه نوع هاب رایج وجود دارد:

 

 

الف - هاب فعال :
که مانند آمپلی فایر عمل می کند و باعث تقویت مسیر عبور سینگال ها می شود واز تصادم وبرخورد سیگنال ها در مسیر جلوگیری بعمل می آورد . این هاب نسبتا قیمت بالایی دارد.
ب - غیر فعال :
که بر خلاف نوع اول که در مورد تقویت انتقال سیگنال ها فعال است این هاب منفعل است.
ج - آمیخته :
که قادر به ترکیب انواع رسانه ها " کیبل کواکسیال نازک ،ضخیم و....." وباعث تعامل درون خطی میان سایر ها بها می شود.

 

 


3 - مسیر یاب ها Routers]]:
در شبکه سازی فرایند انتقال بسته های اطلاعاتی از یک منبع به مقصد عمل مسیر یابی است که تحت عنوان ابزاری تحت عنوان مسیر یاب انجام می شود. مسیر یابی یک شاخصه کلیدی در اینترنت
است زیرا که باعث می شود پیام ها از یک کمپیوتر به کمپیوتر دیگر منتقل شوند. این عملکرد شامل تجزیه وتحلیل مسیر برای یافتن بهترین مسیر است. مسیر یاب ابزاری است که شبکه های محلی را بهم متصل می کند یا به بیان بهتر بیش از دو شبکه را بهم متصل می کند. مسیر یاب بر حسب عملکردش به دونوع زیر تقسیم می شود:
الف - مسیریاب ایستا : که در این نوع ، جدول مسیر یابی توسط مدیر شبکه که تعیین کننده مسیر می باشد بطور دستی مقدار دهی می شود.
ب - مسیر یاب پویا : که در این نوع ، جدول مسیر یابی خودش را، خود تنظیم می کند وبطور اتوماتیک جدول مسیریابی را روز آمد می کند.
4 - دروازه هاGateways} }
دروازه ها در لایه کاربرد مدل ا اس ای عمل می کنند. کاربرد آن تبدیل یک پروتکل به پروتکل دیگر است. هر هنگام که در ساخت شبکه هدف استفاده از خدمات اینترنت است دروازه ها مقوله های مطرح در شبکه سازی خواهند بود.
پل ها] Bridge ]
یک پل برای اتصال سگمنت های یک شبکه " همگن " به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد. یک پل در لایه پیوند داده ها " Data link" عمل می کند.
پل ها فریم ها را بر اساس آدرس مقصدشان ارسال می کنند. آنها همچنین می توانند جریان داده ها را کنترل نموده وخطاهایی را که در حین ارسال داده ها رخ می دهد.
عملکرد این پل عبارتست از تجزیه وتحلیل آدرس مقصد یک فریم ورودی واتخاذ تصمیم مناسب برای ارسال آن به ایستگاه مربوطه . پل ها قادر به فیلتر کردن فریم ها می باشند. فیلتر کردن فریم برای حذف فریم های عمومی یا همگانی که غیر ضروری هستند مفید می باشد، پل ها کیبلی برنامه ریزی هستند ومی توان آنها را به گونه ای برنامه ریزی کرد که فریم های ارسال شده از طرف منابع خاصی را حذف کنند.
با تقسیم یک شبکه بزرگ به چندین سگمنت واستفاده از یک پل برای اتصال آنها به یکدیگر ، توان عملیاتی شبکه افزایش خواهد یافت . اگر یک سگمنت شبکه از کار بیفتد ، سایر سگمنت ها ی متصل به پل می توانند شبکه را فعال نگه دارند ، پل ها موجب افزایش وسعت شبکه محلی می شوند.
سوئیچ هاSwitches ] ]:
سوئیچ نوع دیگری از ابزارهایی است که برای اتصال چند شبکه محلی به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد که باعث افزایش توان عملیاتی شبکه می شود. سوئیچ وسیله ای است که دارای درگاه های متعدد است که بسته ها را از یک درگاه می پذیرد، آدرس مقصد را بررسی می کند وسپس بسته ها را به درگاه مورد نظر " که متعلق به ایستگاه میزبان با همان آدرس مقصد می باشد" ارسال می کند. اغلب سوئیچ های شبکه محلی در لایه پیوند داده های مدل ا اس آی عمل می کند.
سوئیچ ها بر اساس کاربردشان به متقارن "Symmetric" ونامتقارن " Asymmetric" تقسیم می شوند.
در نوع متقارن ، عمل سوئیچینگ بین سگمنت هایی که دارای پهنای باند یکسان هستند انجام می دهد یعنی 10mbps به 10mbps و.... سوئیچ خواهد شد. اما در نوع نامتقارن این عملکرد بین سگمنت هایی با پهنای باند متفاوت انجام می شود.

 


دو نوع سوئیچ وجود دارد که عبارتند از :
1 - سوئیچ Cut - through : این نوع سه یا چهار بایت اول یک بسته را می خواند تا آدرس مقصد آنرا بدست آورد ، آنگاه آن بسته را به سگمنت دارای آدرس مقصد مذکور ارسال می کند این در حالی است که قسمت باقی مانده بسته را از نظر خطایابی مورد بررسی قرار نمی دهد.
2 - سوئیچ Store- and - forward : این نوع ابتدا کل بسته را ذخیره کرده سپس آن را خطایابی می کند ، اگر بسته ای دارای خطا بود آن بسته را حذف می کند ، در غیر اینصورت آن بسته را به مقصد مربوطه ارسال خواهد کرد. این نوع برای شبکه محلی بسیار مناسبتر از نوع اول است زیرا بسته های اطلاعاتی خراب شده را پاکسازی می کند و بهمین دلیل این سوئیچ باعث کاهش بروز عمل تصادف خواهد شد. 

کارت شبکه (Network Interface Adapter)
وسیله‌ای است که بین کامپیوتر و شبکه‌ای که کامپیوتر جزئی از آن است، اتصال برقرار می‌نماید. هر کامپیوتر در شبکه می‌بایست یک کارت شبکه داشته باشد که به باس گسترش سیستم(System's Expansion Bus) اتصال می‌یابد و برای رسانه شبکه (کیبلی شبکه) به عنوان یک واسطه عمل می‌کند. در برخی کامپیوترها، کارت شبکه با مادربورد یکی شده است، اما در بیشتر مواقع شکل یک کارت گسترش (Expansion Card) را به خود می‌گیرد که یا به ISA سیستم (Industry Standard Architecture: مجموعه مشخصاتی برای طراحی باس‌ها که امکان می‌دهد قطعات بصورت کارت به شیارهای گسترش استاندارد کامپیوترهای شخصی آی‌بی‌ام و سازگار با آنها افزوده شوند)، و یا به PCI (Peripheral Component Interconnect: مجموعه مشخصاتی که توسط شرکت اینتل ارائه شده و سیستم باس محلی را تعریف می‌کند که امکان نصب حداکثر 10 کارت گسترش سازگار با PCI را فراهم می‌کند) متصل می‌گردد.
کارت شبکه به همراه نرم‌افزار راه اندازی (device driver) آن، مسئول اکثر کارکردهای لایه data-link و لایه فیزیکی می‌باشد. کارت‌های شبکه، بسته به نوع کیبلی که پشتیبانی می‌کنند، اتصال دهنده‌های (Connectors) خاصی را می‌طلبند. (کیبلی شبکه از طریق یک اتصال دهنده به کارت شبکه وصل می‌شود) برخی کارت‌های شبکه بیش از یک نوع اتصال دهنده دارند که این شما را قادر می‌سازد که آنها را به انواع مختلفی از کابلهای شبکه اتصال دهید.

تقسیم بندی  شبکه ها بر اساس توپولوژی

 
 الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کمپیوترها ، توپولوژی نامیده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب یک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محیط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کمپیوترها به یکدیگر ، مستقیما" بر نوع محیط انتقال و روش های استفاده از خط تاثیر می گذارد. با توجه به تاثیر مستقیم توپولوژی انتخابی در نوع کیبل کشی و هزینه های مربوط به  آن ، می بایست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی یک شبکه همت گماشت . عوامل مختلفی جهت انتخاب یک توپولوژی بهینه مطرح می شود. مهمترین این عوامل قرار ذیل اند :

- هزینه (Cost). هر نوع محیط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهایت می بایست عملیات نصب شبکه در یک ساختمان پیاده سازی گردد. عملیات فوق فرآیندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کیبل ها و محل عبور کیبل ها در ساختمان است . در حالت ایده آل کیبل کشی و  ایجاد کانال های مربوطه می بایست کیبلی از تصرف و بکارگیری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بایست هزینه نصب شبکه بهینه گردد.

- انعطاف پذیری(Flexibility) . یکی از مزایای شبکه های LAN ، توانائی پردازش داده ها و گسترده گی و توزیع گرها در یک محیط است . بدین ترتیب توان محاسباتی سیستم و منابع موجود در اختیار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت . در ادارات همه چیز تغییر خواهد کرد.( لوازم اداری،  اتاقها و ... ) . توپولوژی انتخابی می بایست بسادگی امکان تغییر پیکربندی در شبکه را فراهم نماید. مثلا" ایستگاهی را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال و یا قادر به ایجاد یک ایستگاه جدید در شبکه باشیم .

-توازن(Scalability).

-سهولت درinstallation (Ease of Installation).

-سهولت درپیدا نمودن اشتباهات ونگهداری شبکه(Ease of fault finding and maintenance)

 

انوبع توپولوژی شبکه قرار ذیل اند:

  • ·         BUS TOPOLOGY
  • ·         RING TOPOLOGY
  • ·         STAR TOPOLOGY
  • ·         MESH TOPOLOGY
  • ·         HYBRID TOPOLOGY
  • TREE TOPOLOGY

 

توپولوژی BUS
 یکی از رایجترین توپولوژی ها برای پیاده سازی شبکه های LAN است . در مدل فوق از یک کیبل به عنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کمپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به آن متصل می گردند.

 

مزایای توپولوژی BUS

  •  کم بودن طول کیبل . بدلیل استفاده از یک خط انتقال جهت اتصال تمام کمپیوترها ، در توپولوژی فوق از کیبل کمی استفاده می شود.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 کیبل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.
  • توسعه آسان . یک کمپیوتر جدید را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت ، می توان 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 می دهند، ولی در صورت بروز خطاء کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هائی که از توپولوژی فوق استفاده می نمایند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطاء می بایست نقاط زیادی به منظور تشخیص خطاء بازدید و بررسی گردند.
  •  ایزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتی که یک کمپیوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد ، می بایست کمپیوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عیب نمود. در موارد خاص می توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتی که اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت می بایست از شبکه خارج گردد.
  • ماهیت تکرارکننده ها . در مواردیکه برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده می گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغییراتی نیز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگیری کیبل بیشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است .

توپولوژی RING
در این نوع توپولوژی تمام کمپیوترها بصورت یک حلقه به یکدیگر مرتبط می گردند. تمام کمپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به یک کیبل که بصورت یک دایره بسته است ، متصل می گردند. در مدل فوق  هر گره به دو و فقط دو همسایه مجاور خود متصل است . اطلاعات از گره مجاور دریافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراین داده ها فقط در یک جهت حرکت کرده و از ایستگاهی به ایستگاه دیگر انتقال پیدا می کنند.

 

مزایای توپولوژی RING

  •  کم بودن طول کیبل . طول کیبلی که در این مدل بکار گرفته می شود ، کیبلی مقایسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ویژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات ( کانکتور) در شبکه شده و ضریب اعتماد به شبکه را افزایش خواهد داد.
  • نیاز به فضائی خاص جهت انشعابات در کیبل کشی نخواهد بود.بدلیل استفاده از یک کیبل جهت اتصال هر گره به گره همسایه اش ، اختصاص محل هائی خاص به منظور کیبل کشی ضرورتی نخواهد داشت .
  •  مناسب جهت فیبر نوری . استفاده از فیبر نوری باعث بالا رفتن سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است.  چون در توپولوژی فوق ترافیک داده ها در یک جهت است ، می توان از فیبر نوری به منظور محیط انتقال استفاده کرد.در صورت تمایل می توان در هر بخش ازشبکه از یک نوع کیبل به عنوان محیط انتقال استفاده کرد . مثلا" در محیط های ادرای از مدل های مسی و در محیط کارخانه از فیبر نوری استفاده کرد.

معایب توپولوژی RING

  •  اشکال در یک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در یک گره ، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانیکه گره معیوب از شبکه خارج نگردد ، هیچگونه ترافیک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت .
  •  اشکال زدائی مشکل است . بروز اشکال در یک گره می تواند روی تمام گرههای دیگر تاثیر گذار باشد. به منظور عیب یابی می بایست چندین گره بررسی تا گره مورد نظر پیدا گردد.
  • تغییر در ساختار شبکه مشکل است . در زمان گسترش و یا اصلاح حوزه جغرافیائی تحت پوشش شبکه ، بدلیل ماهیت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد .
  • توپولوژی بر روی نوع دستیابی تاثیر می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئولیت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دریافت داشته است . کیبلی از اینکه یک گره بتواند داده خود را ارسال نماید ، می بایست به این اطمینان برسد که محیط انتقال برای استفاده کیبلی دستیابی است .

 

 

 

توپولوژی STAR
 در این نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبیه "ستاره" استفاده می گردد. در این مدل تمام کمپیوترهای موجود در شبکه معمولا" به یک دستگاه خاص  با نام " هاب " متصل خواهند شد.

 

 

 

 

 

مزایای STAR  TOPOLOGY   

  • سادگی سرویس شبکه . توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در یک نقطه مرکزی است . ویژگی فوق تغییر در ساختار و سرویس  شبکه را آسان می نماید.
  • در هر اتصال یکدستگاه . نقاط اتصالی در شبکه ذاتا" مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR  اشکال در یک اتصال ، باعث خروج آن خط  از شبکه و سرویس و اشکال زدائی خط مزبور است . عملیات فوق تاثیری در عملکرد سایر کمپیوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .
  • کنترل مرکزی و عیب یابی . با توجه به این مسئله که نقطه  مرکزی  مستقیما" به هر ایستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ایرادات در شبکه بسادگی تشخیص  و مهار خواهند گردید.
  • روش های ساده دستیابی . هر اتصال در شبکه شامل یک نقطه مرکزی و یک گره جانبی است . در چنین حالتی دستیابی به محیط انتقال حهت ارسال و دریافت اطلاعات دارای الگوریتمی ساده خواهد بود.

 

 

 

معایب STAR  TOPOLOGY

زیاد بودن طول کیبل . بدلیل اتصال مستقیم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زیادی کیبل مصرف می شود. با توجه به اینکه هزینه کیبل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کیبل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتیبنی آنها بطور کیبلی توجهی هزینه ها را افزایش خواهد داد.

  • مشکل بودن توسعه . اضافه نمودن یک گره جدید به شبکه مستلزم یک اتصال از نقطه مرکزی به گره جدید است . با اینکه در زمان کیبل کشی پیش بینی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظیر زمانیکه طول زیادی از کیبل مورد نیاز بوده و یا اتصال مجموعه ای از گره های غیر کیبلی پیش بینی اولیه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.
  • وابستگی به نقطه مرکزی . در صورتی که نقطه مرکزی ( hub ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غیرقابل استفاده خواهد بود.

Extended Star Topology

  این نوع از توپولوژی متشکل از چندین توپولوری های ستار میبا شد.که در شکل ذیل نشان داده شده است.

 

 

توپولوژی MESH :

ازاین نوع توپولوژی  درWide Area Network  استفاده بعمل میاید که هر گره با گره دیگد وصل بوده و یگانه خوبی ایکه دراین دیده میشود اینست که این این نوع ازتوپولوژی (fault tolerant) میبا شد. و در صورت قطع شدن network اگر یکی از گره های این هم فعال با شد شبکه down نمیشود

 

  

 

توپولوژی Hybrid :

از ترکیب توپولوژی‌های ستاره‌ای، حلقه‌ای و خطی، یک توپولوژی  ترکیبی (‌Hybrid) به‌دست میآید. از توپولوژی هیبرید در شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود. خود توپولوژی هیبرید دارای دو نوع است. نوع اول توپولوژی خطی - ستاره‌ای نام دارد. همان طور که از نام آن بر میآید، در این آرایش چندین شبکه ستاره‌ای به صورت خطی به هم ارتباط داده می‌شوند. در این وضعیت اختلال در کارکرد یک کامپیوتر، تأثیر دربقیه شبکه ایجاد نمی‌کند.‌

ضمن آن که در صورت از کار افتادن هاب ‌‌‌(Hub)، فقط بخشی از شبکه از کار خواهد افتاد. در صورت آسیب‌دیدگی کابل اتصال‌دهنده هاب‌ها، فقط ارتباط کامپیوترهایی که در گروه های متفاوت هستند قطع خواهد شد و ارتباط داخلی شبکه پایدار می ماند.

نوع دوم نیز، توپولوژی ستاره ای  حلقه ای نام دارد. در این توپولوژی هاب‌های چند شبکه از نوع حلقه ای در یک الگوی ستاره ای به یک هاب مرکزی متصل می شوند

 

 

شبکه های بی سیم WirelessNetworking

مفاهیم و تعاریف

وقتی از شبکه اطلاع‌رسانی سخن به میان می‌آید، اغلب کیبلی شبکه به عنوان وسیله انتقال داده در نظر گرفته می‌شود. در حالیکه چندین سال است که استفاده از شبکه سازی بی‌سیم در دنیا آغازگردیده است. تا همین اواخر یک LAN بی‌سیم با سرعت انتقال پایین و خدمات غیرقابل اعتماد و مترادف بود، اما هم اکنون تکنولوژی‌های LAN بی‌سیم خدمات کیبلی کیبلی را با سرعتی که حداقل برای کاربران معمولی شبکه کیبلی پذیرفته شده می‌باشد، فراهم می‌کنند.
WLANها (یا LANهای بی‌سیم) از امواج الکترومغناطیسی (رادیویی یا مادون قرمز) برای انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌کنند. امواج رادیویی اغلب به عنوان یک حامل رادیویی تلقی می‌گردند، چرا که این امواج وظیفه انتقال انرژی الکترومغناطیسی از فرستنده را به گیرنده دورتر از خود بعهده دارند داده هنگام ارسال برروی موج حامل رادیویی سوار می‌شود و در گیرنده نیز به راحتی از موج حامل تفکیک می‌گردد. به این عمل مدولاسیون اطلاعات به موج حامل گفته می‌شود. هنگامیکه داده با موج رادیویی حامل مدوله می‌شود، سیگنال رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی علاوه بر فرکانس اصلی موج حامل می‌گردد. به عبارت دیگر فرکانس اطلاعات داده به فرکانس موج حامل اضافه می‌شود. در گیرنده رادیویی برای استخراج اطلاعات، گیرنده روی فرکانس خاصی تنظیم می‌گردد و سایر فرکانس‌های اضافی فیلتر می‌شوند.

 

تصویر یک WLAN]]


هر کاربر می‌تواند از طریق یک کارت شبکه بی‌سیم (Wireless Adapter) به سیستم WLAN متصل شود. این کارت‌ها به صورت استاندارد برای رایانه‌های شخصی و کیفی ساخته می‌شوند. کارت WLAN به عنوان واسطی بین سیستم عامل شبکه کاربر و امواج دریافتی از آنتن عمل می‌کند. سیستم عامل شبکه عملاً درگیر چگونگی ارتباط ایجاد شده نخواهد بود.

 

نویسنده : محمدحنیف دانشیار ; ساعت ۸:۱٥ ‎ب.ظ ; ۱۳٩۱/٢/٥
comment نظرات () لینک