آشنایی به شبکه های کامپیوتری

آشنایی به شبکه های کامپیوتری

امید صادقی ادمین
مدت زمان مطالعه: 15 دقیقه 22 خرداد 01

یک شبکه کامپیوتری از یک یا چند کامپیوتر مستقل و متصل بهم تشکیل شده است. هدف از این اتصال، انتقال اطلاعات و به اشتراک گذاری منابع سخت افزاری است. مستقل بودن کامپیوترها به این معنی است که هر کدام سیستم پردازشی مستقل و جداگانه خود را خواهد داشت.
شروع ایده شبکه های کامپیوتری در دهه 1960 در آمریکا بود.

هدف از ایجاد شبکه های کامپیوتری چیست؟

تسهیل ارتباطات

با استفاده از شبکه های کامپیوتری می توانیم از طریق ایمیل یا پیام رسان های فوری، اتاق های گفتگو و . . . ارتباطاتی آنلاین و با کیفیت با افراد دیگر در سراسر دنیا داشته باشیم.


اشتراک گذاری سخت افزار

در شبکه های کامپیوتری می توان منابع سخت افزاری مانند پرینتر، اسکنر و . . . را در میان کامپیوتر های موجود در شبکه به اشتراک گذاشت.


اشتراک گذاری پرونده ها

کامپیوتر ها و سخت افزار های دیگری که بر روی شبکه قرار دارند قادرند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اطلاعات و داده ها را به اشتراک گذاری کند. این ویژگی از قابلیت های بسیار مهم شبکه های کامپیوتری است. در این شبکه ها کاربران مجازند تا از اطلاعات موجود در سایر کامپیوتر ها استفاده کنند.


اشتراک گذاری نرم افزار

با استفاده از شبکه های کامپیوتری می توانیم نرم افزار ها و برنامه های کاربردی را به صورت ریموت روی سرورها و کامپیوترهای دیگر اجرا کنیم.
کامپیوتر ها در شبکه توسط یک تکنولوژی ماند کابل، فیبر نوری و . . . بهم متصل هستند.


دسته‌بندی شبکه‌های کامپیوتری

شبکه ها را بر اساس معیار های مختلف مانند تکنولوژی اتصال یا اندازه و وسعت شبکه دسته بندی کرد. در ادامه به برخی از مهمترین دسته بندی هایی که در شناخت شبکه لازم است می پردازیم.

 نوع اتصالات در شبکه

یکی از نکات مهم در شبکه های کامپیوتری اتصالات است. با چه تکنولوژی ای می توان کامپیوتر ها را بهم متصل کرد؟ در ادامه لیستی از برخی مهمترین شبکه ها که امروزه کاربرد وسیعی در جهان پیدا کرده اند معرفی می شوند:

  • کابل
  • فیبر نوری
  • اینترنت
  • شبکه محلی بی سیم 
  • HomePNA
  • ارتباط خط نیرو

در شبکه های سازمانی اترنت دستگاه ها توسط سیم بهم وصل می شوند. در شبکه معمولا دستگاه هایی مثل هاب، سوئیچ، پل و یا مسیر یاب وجود دارند.

در تکنولوژی بی سیم از امواج رادیویی برای انتقال داده و اتصال استفاده می شود. در این تکنولوژی از کابل و یا هیچ راه ارتباطی فیزیکی دیگری استفاده نمی شود و سیستم های روی شبکه از طریق امواج مادون قرمز و رادیویی با هم در تماس خواهند بود.

فناوری ITU-T G.  hn فناوری پیشرفته ای است که از سیم کشی داخل ساختمان مانند کابل هم محور و خطوط تلفن و خطوط برق می تواند یک شبکه محلی پرسرعت را ایجاد کند. 

انواع شبکه از لحاظ سیم کشی

زوج بهم تابیده

این رسانه معمولا در ارتباطات راه دور بکار می رود. این سیم ها همان سیم های تلفن هستند و از سیم مسی عایق که دو به دو بهم پیچ خورده اند تشکیل شده است. از این سیم ها برای انتقال صدا و داده ها استفاده می شود. 

تابیدن این دو سیم بهم باعث می شود تا القای الکترومغناطیسی و تداخل در آن کمتر خواهد شد. سرعت انتقال در این نوع سیم ها بسیار بالاست و تا حدود 100 میلیون بیت بر ثانیه است.

کابل هم‌محور

اکثر استفاده این نوع کابل در سیستم تلویزیون های کابلی و ساختمان های اداری است. این نوع کابل یک هسته رسانا داشته و توسط یه عایق منعطف احاطه شده است. 

نوعی رسانای نازک برای انعطاف پذیری کابل دور لایه عایق پیچیده شده است. مجموعه حاصل داخل یک لایه عایق پیچیده می شودسرعت انتقال داده در این نوع کابل تا 500 میلیون بیت نیز می رسد.

فیبر نوری

الیاف شیشه ای پیچیده شده در لایه های محافظ فیبر نوری را تشکیل می دهند. این نوع کابل قادر است تا مصافت های طولانی نور را انتقال دهد. تابش های الکترومغناطیسی روی این نوع کابل تأثیری ندارند. سرعت انتقال در این نوع کابل بسیار بالاست و تا چند تریلیون بین در ثانیه می رسد. 

انواع شبکه بر اساس تکنولوژی بی‌سیم

ریزموج (مایکروویو) زمینی 

مایکروویو ها از گیرنده ها و فرستنده های زمینی برای فعال شدن استفاده می کنند. این اتصالات تکنولوژی ای شبیه دیش ماهواره دارند.
ریز موجها از دامنه کوتاه گیگاهرتز استفاده می کنند. تمام ارتباطات در شبکه های مایکروویو به صورت دید خطی محدود است. 

آنتن های مایکروویو باید در فاصله حداکثر 45 کیلومتری از هم باشند. معمولا این آنتن ها بر روی ساختمان های بلند و کوه ها نصب می‌شوند.

ماهواره‌های ارتباطی

 این تکنولوژی از موج های مایکروویو برای اتصال و انتقال استفاده می کند. این امواج تحت تأثیر جو زمین منحرف نمی شوند.

تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس

تلفن های همراه از چند نوع تکنولوژی برای ارتباط استفاده می کنند. این سیستم ها در مناطق جغرافیایی مختلف واقع شده اند. هر منطقه ار فرستنده های کم قدرت یا رله آنتن تلویزیون برای تقویت تماس از منطقه ای با منطقه دیگر است.

شبکه‌های محلی بی‌سیم

این نوع شبکه ها از دو نوع موج رادیویی با فرکانس بالا و فرکانس پایین استفاده می کنند. این دستگاهها برای اتصال در منطقه محدود مناسب هستند. نمونه معمول آن تکنولوژی بی سیم موج رادیویی است.

ارتباطات مادون قرمز

این نوع ارتباط برای فواصل کمتر از ده متر و به صورت همتا به همتاست. هیچ شی ای نباید در مسیر انتقال قرار داشته باشد.

دسته بندی شبکه بر اساس همبندی (توپولوژی)

شبکه های کامپیوتری از نظر شکل اتصال یا همان همبندی نیز تقسیم بندی کرد. انواع شکل های هندسی را می توان برای شبکه های کامپیوتری برای اتصال به کار برد. شبکه های کامپیوتری به صورت ذیل دسته بندی می شوند.

  • شبکه باس(Bus)
  • شبکه ستاره (Star)
  • شبکه حلقه‌ای (Ring)
  • شبکه توری (Mesh)
  • شبکه ستاره-باس (Star-Bus)
  • شبکه درختی (Tree)
  • یا شبکه سلسله مراتبی (Hierarchical)
  •  و ترکیبی و غیره. 

همبندی بر اساس نظم هندسی قابل پیاده سازی است. شبکه ها از همبندی های هندسی برای ایجاد شبکه فیزیکی استفاده می کنند. این طرح هندسی باید منطقی باشد. شکل ظاهری و فیزیکی و چینش کامپیوتر ها ربطی به همبندی آنها ندارد. 

می توان چند کامپیوتر را در یک خط بهم وصل کرد و در شبکه آنها یک هاب برقرار کرد؛ در این صورت همبندی ستاره تشکیل شده است. جنبه ظاهری و عملکردی سیستم ها می تواند متفاوت باشد.

انواع شبکه‌های رایانه ای از نظر اندازه کدامند؟

شبکه شخصی (PAN)

شبکه شخصی نوعی شبکه رایانه ای است که در فواصل محدود عمل می کند و بیشتر برای استفاده های داخل ساختمان و خانه مناسب است. از این نوع شبکه برای اتصالات با دستگاه ها و پکیج های دیجیتال در فاصله نزدیک استفاده می شود. نمونه این ابزار های دیجیتال می توان به تلفن و رایانه های جیبی اشاره کرد. برد این شبکه ها بسیار کم و در حد چند متر است.

شبکه شخصی بی سیم

شبکه شخصی بی سیم با استفاده از فناوری‌های بی سیم مانند WiFi ، بلوتوث توسعه یافته و برد کمی هم دارند.

شبکه شخصی سیمی

شبکه شخصی سیمی با استفاده از USB ایجاد می‌شود.

شبه محلی Body

شبکه محلی Bodyبه شبکه هایی گفته می شود مانند خط دیتای اینترنت که با وجود حرکت همچنان به شبکه متصل هستیم.

شبکه آفلاین

این شبکه خانگی در یک ساختمان قرار داشته و وسایلی نظیر پرینتر، رایانه و تلویزیون را بهم متصل می کند.

شبکه محلی (LAN)
شبکه محلی نوعی شبکه رایانه ای است که در حد یک دفتر کار یا چند آپارتمان در یک ساختمان را پوشش می دهد. این شبکه ها نیاز به خط تلفن ندارند و سرعت انتقال داده در آنها بسیار بالاست. این شبکه ها وسعت نسبتا کمی را پوشش می دهند.

شبکه کلان‌شهری (MAN)
این شبکه نسبتا وسیع است و مساحتی به اندازه یک شهر را پوشش می دهد. نوعی شبکه رایانه ای بزرگ است و معمولاً از زیرساخت بی سیم یا فیبر نوری جهت ایجاد ارتباط استفاده می کند.

شبکه گسترده (WAN)
شبکه گسترده ای است که منطقه جغرافیایی وسیعی را تحت پوشش قرار می دهد. نمونه ای از این نوع شبکه شبکه های بین کشور ها و قاره هاست. این شبکه ها عموما از سرویس های موجود مانند خطوط تلفن و لینک های ارتباط عمومی برای اتصال استفاده می کنند.

شبکه های گسترده شبکه های محلی را بهم پیوند می دهد. در این شبکه کامپیوترهای یک سازمان در یک نقطه جغرافیایی می توانند با کاربران در مکان های دیگر نیز در ارتباط باشند. معمولا شبکه های گسترده به درخواست سازمان ها ایجاد می شوند و استفاده خصوصی دارند. برخی دیگر از این نوع شبکه ها هم به وسیله سرویس دهندگان اینترنت به اینترنت وصل می شوند.

شبکه متصل (Internetwork)
اگر دو یا چند شبکه را بهم از طریق تجهیزات لایه 3 در مدل مرجع OSI مانند مسیر یاب بهم وصل کنیم شبکه ای که متصل نام دارد تشکیل می شود. نمونه ای از شبکه های متصل می تواند شبکه ای که از اتصال داخلی شبکه های عمومی و صنعتی و سازمانی بوجود می آید.

در شبکه های جدید برای بهتر شدن سرویس از IP استفاده می شود. بسته به نحوه مدیریت شبکه و عضویت شبکه ها سه نوع شبکه متصل خواهیم داشت:

  • شبکه داخلی یا اینترانت (Intranet)
  • شبکه خارجی یا اکسترانت (Extranet)
  • شبکه‌اینترنت (Internet)

شبکه های داخلی و یا خارجی می توانند به اینترنت متصل شوند یا نشوند. این شبکه ها اگر به اینترنت وصل شوند بایستی در مقابل دسترسی های غیرمجاز محافظت شوند. 

اینترنت قسمتی از شبکه داخلی یا خارجی به حساب نمی آید ولی می توان از اینترنت به عنوان بستری برای برقراری اتصالات بین قسمت های مختلف شبکه خدمات خارجی استفاده کرد.

شبکه داخلی (Intranet)

مجموعه ای از کامپیوترها و شبکه های بهم پیوسته است که از IP برای شناسایی استفاده می کنند. یک نهاد مدیریتی این شبکه ها را اداره می کند. شبکه داخلی توسط رمز عبور از دسترس کاربران ازاد در اینترنت را محدود کند. 

فقط کاربرانی می توانند از این شبکه در اینترنت استفاده کنند که اطلاعات ورود به شبکه را داشته باشند. این نوع شبکه ها معمولاً در قالب شبکه داخلی یک شرکت یا سازمان دیده می شود.

شبکه خارجی (Extranet)

شبکه خارجی نوعی شبکه متصل است. این شبکه از لحاظ قلمرو مربوط به یک سازمان استغ اما با سازمان های دیگر و کاربران غیر قابل اعتماد اتصال دارد. 

نمونه این شبکه ها دسترسی کاربران به بخشی از شبکه داخلی شرکت از آن یک شبکه خارجی می سازد. شبکه خارجی باید دست کم یک اتصال به خارج از شبکه داشته باشد.

شبکه اینترنت (Internet)

یک شبکه سراسری در کل دنیاست که از اتصال شبکه های مختلف دولتی ، دانشگاهی و عمومی و خصوصی بوجود آمده است. اینترنت بر اساس شبکه قدیمی تری به نام آرپانت که متعلق به وزارت دفاع آمریکا ایجاد شد. هم اکنون در سرتاسر جهان گسترده شده است و هیچ نقطه کره زمین نیست که به شبکه اینترنت متصل نباشد.

کاربران و هر کامپیوتری که به اینترنت متصل می شود یک IP دارند. برای یکپارچه بودن و استاندارد بودن آدرس ها شرکت های ثبت دامنه بوجود آمدند. این شکت ها دامین و IP یکتایی را به هر سیستم تخصیص می دهند.

اجزای اصلی سخت‌افزاری شبکه

همه شبکه ها به صورت فیزیکی از سخت افزارها ساخته می شوند. کارت های شبکه، هاب، بریج، روتر و . . . انواعی از این سخت افزارها هستند. برای اتصال این اجزا به هم از کابل های الکتریکی استفاده می شود.

کارت شبکه (network adapter)

کارت شبکه یک سخت افزار کامپیوتری است که به کامپیوتر ها در شبکه امکان می دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این قطعه باعث ایجاد دسترسی به یک شبکه می شوند. کاربران می توانند با اتصال کابل و آدرس های MAC دئر یک شبکه کوچک به یکدیگر متصل شوند.

رپیتر (repeater)

این جز سخت افزاری سیگنال ها را دریافت کرده، تقویت می کند و به فواصل دورتری می فرستد. رپیتر ها داده ها را صرفا منتقل کرده و پردازش نمی کنند. در واقع رپیتردر لایه فیزیکی یا لایه اول مدل مرجع OSI قرار دارد. 

هاب (جعبه تقسیم)- hub

هاب نیز در لایه فیزیکی قرار دارد. عملکرد این جز فیزیکی بسیار ابتدایی بوده و برای متصل کردن بخش های مختلف در یک شبکه محلی به کار می رود. هر هاب چندین درگاه یا پورت دارد. کار هاب این است که هر بسته اطلاعاتی که از درگاه وارد می شود را برای تمام مسیر های دیگر کپی و ارسال می کند.

سوویچ (switch)

عملکرد سوویچ اتصال قسمت های مختلف شبکه به یکدیگر است. در ظاهر شبیه هاب هستند. قیمت سوییچ از هاب بیشتر بوده و عملکرد پیچیده تری هم دارد. سوییچ می تواند بسته های اطلاعات را بررسی کرده و مبدا و مقصد آن را شناسایی کند. با این توانایی می تواند بسته را به شکل بهتری ارسال کند.

وقتی پیامی برای یک دستگاه خاص فرستاده می شود سوویچ پهنای باند را به شکل بهینه ای مورد استفاده قرار می دهد و پیام تنها برای دریافت کننده بسته ارسال خواهد شد.

روتر (router)

روتر ها در واقع با استفاده از سرآیند های بسته و جدول ارسال مسیر بسته را برای رسیدن به مقصد مشخص می کنند. با این کار بسته به ادرس مورد نظر فرستاده می شود. روتر ها در لایه شبکه قرار دارند. 

از دیگر کار هایی که مسیریاب می تواند انجام دهد اتصال بین بسترهای فیزیکی متفاوت است. روتر تمام این کارها با استفاده از سرآیند بسته دریافی انجام می دهد.

مفهوم Active (اکتیو) و Passive (پسیو ) در شبکه

  • به تجهیزاتی که برای کار کردن نیاز به برق و الکتریسیته دارند اکتیو گفته می شود. این اجزا در هدایت و تقویت سیگنال ها نقش دارند. سوئیچ ها و روتر ها از انواع سخت افزارهای اکتیو شبکه هستند.
  • سخت افزارهای پسیو دستگاه هایی هستند که به الکتریسیته برای کار کردن در شبک یازی ندارند. این اجزا در ایجاد ، تقویت و هدایت سیگنال های داده نقشی ندارند.
    کابل ها مثالی از اینگونه تجهیزات هستند.

جمع بندی

شبکه مبحث وسیعی است. مقاله حاضر در واقع به معرفی شبکه های کامپیوتری و اجزای داخل آن و انواع شبکه های موجود پرداخته است. از طریق مقاله فوق می توانیم به شناخت کلی و عمومی از ساختار شبکه های کامپیوتری و بخش های مختلفی که در آن وجود دارد و انواع مختلف آن آشنا شویم.

امیدواریم این مقاله برایتان مفید واقع شده باشد. اگر سوالی دارید که در این مقاله پاسخش را پیدا نکردید، در قسمت کامنت ها سوال خود را مطرح کنید، کارشناسان ما در کمتر از چند دقیقه به سوالات پاسخ خواهند داد.
این مقاله را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.

برچسب ها :
CDN
دسته بندی ها :
CDN