مبانی شبکه

  مفهوم ساده شبکه :

  شبکه‌ مجموعه‌ای‌ از سرویس‌ دهنده‌ها و سرویس‌ گیرنده‌های‌ متعددی‌ می‌باشد که‌به‌ یکدیگر متصل‌ هستند. در این‌ بین‌ سرویس‌ دهنده‌ها (Server) نقش‌ سرویس‌ دهنده‌ و خدمات‌ دهی‌ وسرویس‌ گیرنده‌ها ( (Clientنقش‌ سرویس‌ گیرنده‌ یا همان‌ مشتری‌ را بازی‌ می‌کنند.

   هدف از ایجاد شبکه :

  الف - استفاده از منابع مشترک ( اطلاعات ، نرم افزارها و سخت افزارها)

  ب - به روز بودن اطلاعات

  ج - جلوگیری از افزونگی اطلاعات

  د - تبادل سریعتر و دقیقتر اطلاعات

  ابزارهای اتصال در شبکه :

  هاب (Hub)  : هاب در یک شبکه، بعنوان نقطه متمرکز کننده و محل اتصالی برای گره های آن شبکه محلی می باشد . به آن دسته از هاب هایی که برای اتصال فیزیکی چندین قطعه کابل کوتاه بکار می رود ، هاب های انفعالی   (Passive) و به هاب هایی که برای اتصال کابل های طویل استفاده می شود ، هاب های فعال  (Active ) گفته می شود .

  انواع شبکه :

  شبکه ها از لحاظ مقیاس جغرافیایی به سه گروه Lan ، Wan و Man تقسیم بندی می شوند : 

شبکه محلی LAN : که مخفف Local Area Network می باشد ، شبکه ای با سرعت بالاست که به منظور برقراری ارتباط و مبادله ی داده ها بین کامپیوترها در یک محدوده ی جغرافیایی کوچک ، مثل یک اداره ، یک ساختمان و یا یک طبقه از یک برج طراحی شده است.

 

  شبکه گسترده یا WAN : که مخفف Width Area Network می باشد ، جهت مبادله ی اطلاعات بین فواصل بسیار دور بکار می رود . این شبکه ناحیه ی جغرافیایی وسیعی مانند کل یک کشور ، کل یک قاره را در بر می گیرد . شبکه های WAN ممکن است از خطوط استیجاری شرکت مخابرات و یا ماهواره های مخابراتی جهت مبادله ی اطلاعات استفاده کنند. 

 شبکه شهری یا MAN : که مخفف  Area Network  Metropolitan می باشد شبکه های متعددی را که در نواحی مختلف یک شهر بزرگ یا کوچک واقع شده اند را به یکدیگر مرتبط می کند .

استاندارد های شبکه

عمدتاً از دو نوع استاندارد شبکه استفاده میشود. Token Ring و Ethernet.

Ethernet:

یکی از نخستین معماری های شبکه های محلی است که در اواخر دهه 1970 توسط شرکت زیراکس معرفی گردید . قیمت پایین ، سرعت بالای انتقال و امکان اتصالPC   بهMain  از امکاناتی بود که باعث گردید طرفداران زیادی پیدا کند .

یک تکنولوژی مبتنی بر مجادله و درگیری است بدین معنا که هیچ کنترلی بر روی اینکه کدام کامپیوتر مجاز به ارسال اطلاعات از طریق شبکه است ندارید زمانی که 2 کامپیوتر همزمان اقدام به ارسال اطلاعات از طریق کابلها میکنند این امر منجر به برخورد داده ها میشود بنابـــراین اطلاعات پس از تاخیر به مقصد میرسند مجادله داده ها میتواند سرعت یک شبکه شلوغ را کاهش دهد . استفاده از تکنولوژی اترنت ارزانتر از تکنولوژی Token Ring است چرا که تکنولوژی اترنت وسیله ای برای کنترل اینکه یک کامپیوتر چه وقت میتواند انتقال داده ها را شروع کند ندارد اترنت برای دفاتر اداری کوچک و مصارف خانگی ایده آل است .  

استاندارد های شبکه

عمدتاً از دو نوع استاندارد شبکه استفاده میشود. Token Ring و Ethernet.

Ethernet:

یکی از نخستین معماری های شبکه های محلی است که در اواخر دهه 1970 توسط شرکت زیراکس معرفی گردید . قیمت پایین ، سرعت بالای انتقال و امکان اتصالPC   بهMain  از امکاناتی بود که باعث گردید طرفداران زیادی پیدا کند .

یک تکنولوژی مبتنی بر مجادله و درگیری است بدین معنا که هیچ کنترلی بر روی اینکه کدام کامپیوتر مجاز به ارسال اطلاعات از طریق شبکه است ندارید زمانی که 2 کامپیوتر همزمان اقدام به ارسال اطلاعات از طریق کابلها میکنند این امر منجر به برخورد داده ها میشود بنابـــراین اطلاعات پس از تاخیر به مقصد میرسند مجادله داده ها میتواند سرعت یک شبکه شلوغ را کاهش دهد . استفاده از تکنولوژی اترنت ارزانتر از تکنولوژی Token Ring است چرا که تکنولوژی اترنت وسیله ای برای کنترل اینکه یک کامپیوتر چه وقت میتواند انتقال داده ها را شروع کند ندارد اترنت برای دفاتر اداری کوچک و مصارف خانگی ایده آل است .

Token Ring :

این شبکه در سال 1985 توسط کمپانی IBM  طراحی و سپس به عنوان استاندارد رسمی IEEE 802.5 معرفی گردید . 

در تکنولوژی Token Ring انتقال داده ها توسط Token ( یک کاربر الکترونیکی = نشانه) که در حلقه تشکیل دهنده کامپیوترها گردش می کند و کنترل میشود. تنها کامپیوتر دارای Token میتواند داده ها را انتقال دهد Token پس از انتقال و دریافت داده ها به کامپیوتر بعدی حلقه سپرده میشود و هیچ گونه مجادله در یک حلقه Token Ring به وجود نمی آید ، چرا که هر کامپیوتر نوبت خود را برای انتقال دارد هیچ کامپیوتر دیگری در آن زمان داده ارسال نمی کند.

ابزارهای اتصال قطعات شبکه :

برای برقراری ارتباط مابین شبکه های مختلف و یا قسمتهای مختلف یک شبکه از پل ها ( Bridges ) ، دروازه ها ( Gateway ) و مسیرگردان ها ( Router ) استفاده می شود .

 شبکه‌ مجموعه‌ای‌ از سرویس‌ دهنده‌ها و سرویس‌ گیرنده‌های‌ متعددی‌ می‌باشد که‌به‌ یکدیگر متصل‌ هستند. در این‌ بین‌ سرویس‌ دهنده‌ها (server) نقش‌ سرویس‌ دهنده‌ و خدمات‌ دهی‌ وسرویس‌ گیرنده‌ها (Client) نقش‌ سرویس‌ گیرنده‌ یا همان‌ مشتری‌ را بازی‌ می‌کنند.

توپولوژی های شبکه :

توپولوژی یا همبندی یک شبکه به معنای نوع ارتباطی است که مابین گره های آن شبکه برقرار است . این توپولوژی معمولاً نوع کابل مورد استفاده را نیز تعیین میکند.

الف - توپولوژی خطی باس (  Bus Linear ):

در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل به نام Bus متصل می شود . در این توپولوژی رسانه ی انتقال بین کلیه ی کامپیوتر ها مشترک است .

 توپولوژی Bus از متداولترین توپولوژیهاست که در شبکه های محلی مورد استفاده قرار می گیرد.

سادگی ، کم هزینه بودن و توسعه ی آسان این شبکه از نقاط قوت توپولوژی Bus می باشد .

ضعف عمده ی این شبکه آنست که اگر کابل اصلی یا Back Bone که به عنوان پل ارتباطی بین کامپیوترهای شبکه می باشد ، قطع شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد .  

 

• ب- توپولوژی رینگ - حلقوی : 

 در توپولوژی باس کامپیوترها توسط یک رشته سیم به هم متصل میشوند که آغاز و پایان آن سیم توسط یک مقاومت 50 اهمی بسته شده است . در توپولوژی رینگ به جای بستن دو سر سیم ، آنها را به یکدیگر وصل نموده و تشکیل یک حلقه میدهند. این توپولوژی تمامی مزایا و معایب باس را دارد با این تفاوت که کنترل مقاومت سیم استوار تر بوده و اتصال آغاز و پایان سیم گاهی اوقات به دلیل فاصله زیاد دو سرسیم مشکل ساز می گردد.

ج - توپولوژی هیبریدی : 

سیستمی که از ترکیب باس و ستاره ای پدید می آید هیبریدی نام دارد .

در این حالت برخی از مسیرهای شبکه به صورت باس و برخی دیگر بصورت ستاره ای می باشند معمول ترین طراحی از این نوع اتصال هابصورت باس و اتصال ستاره ای کامپیوترها به هاب مربوط به خودشان می باشد . 

•

د - توپولوژی ستاره ای : 

شبکه های متوسط و بزرگ اغلب از توپولوژی ستاره ای استفاده میکنند. در این پیکربندی از کابل و سخت افزار بیشتری استفاده میشود اما مدیریت آن آسانتر و احتمال خرابی آن کمتر است کابل مورد استفاده توپولوژی ستاره ای اترنت کابل زوج بهم تابیده بدون حفاظ است . هر کامپیوتر در پیکربندی ستاره ای به یک هاب متصل میشود یک سر کابل به کارت شبکه یک کامپیوتر متصل میشود و سر دیگر آن به هاب که نقطه اتصال مرکزی کابل کشی شبکه را نزد هم میکند متصل میشود. هاب ها به اندازه های مختلف عرضه میشوند و مدلهای پیشرفته آنها میتواند خطاهای موجود در سیگنالها را تقویت کند.آماده سازی توپولوژی ستاره ای آسان است و عیب یابی در آن آسانتر از شبکه باس است چرا که یک کابل آسیب دیده تنها به روی یک کامپیوتر تاثیر می گذارد و از طرف دیگر کابل زوج بهم تابیده معمولاً گرانتر از کواکسیال است . توپولوژی ستاره ای به کابل بسیار زیاد و یک هاب نیاز دارد . تمامی اینها منجر به بالا رفتن هزینه شبکه میشود با این تفاوت که روش بهتری است .