آموزش شبکه

تعریف شبکه

شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. مستقل بودن کامپیوترها بدین معناست که هر کدام دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا بوده و بود و نبود یکی بر دیگری تأثیرگذار نیست. متصل بودن کامپیوترها یعنی از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل، فیبر نوری، ماهواره‌ها و… به هم وصل می‌باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می‌باشند اما شرط کافی برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری داشتن ارتباط و تبادل داده بین کامپیوترهاست. این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند تشکیل یک شبکه می‌دهند. در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان «ارتباطات راه دور: واژه‌نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور»، یک شبکه رایانه‌ای را این طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این طور تعریف شده‌است: «اتصال سه با چند نهاد ارتباطی» رایانه‌ای که به وسیله‌ای غیر رایانه‌ای متصل شده‌است (به عنوان نمونه از طریق ارتباط اترنت به یک پرینتر متصل شده‌است) ممکن است که یک شبکه رایانه‌ای به حساب آید، اگرچه این نوشتار به این نوع پیکربندی نمی‌پردازد.

این نوشتار از تعاریفی استفاده می‌کند که به دو یا چند رایانه متصل به هم نیازمند است تا تشکیل یک شبکه را بدهد. در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، اتصالات، ارتباطات و خدمات. اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.

انواع شبکه کامپیوتری

شبکه های کامپیوتری انواع مختلفی دارند و بر اساس معیار های مختلفی دسته بندی میشوند ؛ اما به طور کلی ( و علمی ) شبکه های کامپیوتری بر اساس اندازه به سه گروه کلی تقسیم میشوند .

شبکه کامپیوتری محلی یا LAN

شبکه LAN یا Local Area Network کوچکترین نوع شبکه کامپیوتری است . شبکه LAN برای ارتباط بین کامپیوتر های یک شرکت ، مدرسه ، ساختمان مسکونی یا تجاری مورد استفاده قرار میگیره . در کل شبکه های LAN از لحاظ موقعیت جغرافیایی و تعداد کامپیوتر ها محدود هستند . شبکه های محلی یا LAN برای انتقال اطلاعات داخل یه مجموعه کوچیک راه اندازی میشن و به همین خاطر برای راه اندازی یک شبکه LAN نیازی نیست از جایی مجوز بگیرید و یا با مخابرات هماهنگ کنید . خیلی راحت می توانید چند متر کابل و چند تا کارت شبکه و یه سوئیچ بخرید و خیلی راحت چند کامپیوتر را بهم وصل کنید . کامپیوتر های داخل یک مدرسه ، مغازه ، شرکت ، کافی نت و … در قالب یک شبکه LAN کار میکنند . شبکه های LAN بسیار ارزان هستند ، سرعت بسیار خوبی دارند و احتمال وقوع خطا و مشکل در شبکه LAN کمتراست . ضمن اینکه اگر ایرادی هم در یک شبکه LAN به وجود بیاد خیلی راحت و سریع میشه عیب یابی کرد .

شبکه کامپیوتری شهری یا MAN

شبکه MAN یا Metropolitan Area Network نسبت به شبکه های LAN بزرگ تر هستند و می توانند وسعتی به اندازه یک شهر یا بزرگ تر را پوشش بدهند. در واقع میتوان گفت از اتصال چند شبکه LAN به همدیگر یک شبکه MAN تشکیل میشود. برای راه اندازی یک شبکه MAN حتما باید با مخابرات ( و شاید ارگان هایی مثل سازمان تنظیم قوانین ارتباطات رادیویی ) هماهنگ کنید و مجوز های لازم را بگیرید . شبکه MAN چند شبکه LAN رو بهم وصل میکند. مثلا تصور کنید یک شرکت 10 تا شعبه در سطح شهر داشته باشد. برای ایجاد ارتباط بین کارمندان این شعبه ها باید یک شبکه MAN راه اندازی شود . با راه اندازی یک شبکه MAN شبکه محلی هر شعبه با سایر شعبه ها می تواند ارتباط داشته باشد . سرعت شبکه های MAN نسبت به LAN کمتراست ، احتمال وقوع خطا بیشتراست و طبیعی است که عیب یابی شبکه هم سخت تراست . هزینه راه اندازی شبکه های MAN نسبتا زیاداست و فقط برای شرکت ها و ارگان ها مقرون به صرفه است .

شبکه کامپیوتری جهانی یا WAN

شبکه جهانی WAN یا World Area Network بزرگ ترین و پیچیده ترین نوع شبکه است . محدوده تحت پوشش شبکه های WAN در اندازه کشور و یا حتی قاره است . همونطور که کاملا مشخصه راه اندازی شبکه های WAN به مجوز های قانونی زیادی نیاز دارد و میتوان گفت فقط دولت ها و شرکت های بسیار بزرگ می تونن این مجوز ها را بگیرند . شبکه های WAN در واقع شبکه های محلی سازمان ها رو به اینترنت متصل میکند . شبکه Internet بزرگ ترین شبکه WAN در جهان است . سرعت انتقال در شبکه های جهانی ( WAN ) به مراتب کمتر از شبکه های MAN و LAN هست اما محدوده پوشش وسیعی دارد . یعنی در یک شبکه WAN یه کاربر تو ایران می تواند با یک کاربر دیگر در یک کشور دیگر مثلا کانادا که خیلی دوره ارتباط برقرار کند و با هم تبادل اطلاعات یا مکالمه تلفنی اینترنتی داشته باشند ( مثل وایبر و تلگرام و … ) . متاسفانه در شبکه های WAN نرخ خطا خیلی زیاد است و عیب یابی سیستم هم سخت تراست.

انواع توپولوژی شبکه و مزایا و معایب آن در شبکه های کامپیوتری چیست؟

زمانی که شما به عنوان مدیر شبکه وارد سازمانی می شوید و میخواهید شروع به ایجاد شبکه جدید کنید یا آن شبکه را گسترش دهید یا بهبود ببخشید باید به انواع توپولوژی شبکه آگاهی داشته باشید.علت اینکه باید درک درستی نسبت به انواع توپولوژی شبکه داشته باشید آن است زمانی که میخواهید شبکه ای را توسعه دهید یا ایجاد کنید به فاکتور های مهمی توجه می کنید از جمله بودجه و تجهیزات موجود و نوع انتقال داده و اهمیت داده های موجود و ابعاد شبکه که این عوامل از جمله عوامل تاثیرگذار در انتخاب نوع توپولوژی شبکه است.بطور مثال بعضی از توپولوژی ها علی رغم معایبی که دارند بدلیل هزینه کم ایجاد شبکه آن را انتخاب می کنیم (کمتر مصرف کردن کابل(

توپولوژی شبکه چیست:

به نحوه قرار گیری سیستم ها در داخل شبکه و ارتباط آنهاو طراحی قرار گیری تجهیزات در شبکه سازمان توپولوژی شبکه گویند.

انواع توپولوژی شبکه:

۱–توپولوژی خطی(BUS)

۲–توپولوژی ستاره ای(Star)

۳–توپولوژی حلقوی یا گردشی(Ring)

۴–توپولوژی ترکیبی(Hybrid)

۵–توپولوژی بی سیم(wireless)

۶–توپولوژی مش(Mesh)

۷–توپولوژی درختی(Tree)

توپولوژی BUS:

در این توپولوژی تمامی کامپیوتر ها توسط یک کابل به هم متصل می شوند.

انواع شبکه های BUS:

۱–شبکه Thin Net

2-شبکه Thick Net

در این نوع توپولوژی از کابل کواکسیال استفاده می شود و به شبکه هایی که از کابل نازک استفاده می کند Thin Net و شبکه هایی که از کابل ضخیم استفاده می کنند Thick Net نام دارند.

مزایای شبکه های خطی:

۱–میزان کابل مصرفی بسیار پایین بوده و درنتیجه هزینه پیاده سازی آن پایین است.

۲–پیاده سازی آن بسیار ساده بوده و نیاز به تجریه کمی دارد

معایب شبکه های خطی:

۱–بدلیل اینکه تمام سیستم ها توسط یک کابل به هم متصل شده اند قطعی یک قسمت از کابل باعث قطعی کل شبکه می شود.

۲–این نوع شبکه ها دارای سرعت کمتری نسبت به شبکه های دیگر دارند که علت آن علاوه بر نوع توپولوژی استفاده این نوع توپولوژی از کابل کواکسیال نیز می باشد که دارای ویژگی های خاص خود است.

۳–ایراد یابی و رفع اشکال آن بسیار مشکل می باشد.

۴–ایجاد تغییر در آن بسیار سختر نسبت به دیگر توپولوژی ها می باشد.

توپولوژی ستاره ای:

در این توپولوژی تمامی کامپیوتر ها توسط کابل به سوییچ متصل می شوند.در این توپولوژی تمام سیستم ها از یکدیگر مستقل هستند و برخلاف توپولوژی خطی قطع شدن کابل باعث قطع شدن کل شبکه نمی باشد زیرا تمام سیستم ها توسط کابل جداگانه به سوییچ متصل شده اند .

مزایای توپولوژی ستاره ای:

۱–قطع شدن یک کابل باعث قطع شدن کل ارتباطات نمی شود.

۲–توسعه این توپولوژی بسیار ساده است.

۳–دارای سرعت بسیار بلاتری نسبت به توپولوژی قبل دارد.

۴– عیب یابی در آن بسیار ساده تر می باشد که علت آن جدا بودن هر سیستم از نظر اتصال به سوییچ می باشد.

در این توپولوژی از کابل هایی با استاندارد های متفاوت استفاده می شود که جدول آن در زیر نشلن داده شده است.

معایب توپولوژی ستاره ای:

۱–به سبب استفاده از کابل بیشتر و سوییچ دارای هزینه زیادی می باشد.

۲–به علت متمرکز بودن تمام کامپیوتر ها به یک سوییچ در صورت بروز مشکل بر روی سوییچ کل شبکه دچار مشکل میشود که بهتر است برای جلوگیری از آن یا نوع توپولوژی را عوض کرد و یا از روش های Back Up استفاده کرد.

توپولوژی حلقوی:

در این توپولوژی تمام سیستم ها بصورت حلقوی به یکدیگر متصل می شوند و داده در جهت عقربه ساعت شروع به گردش می کند و به مقصد می رسد به این توپولوژی که اصطلاحا به آن Token Ring گفته می شود اولین کامپیوتری که روشن می شود سیگنالی را به نشانه Token ایجاد می کندو در شبکه این نشانه شروع به حرکت می کند و هر زمان کامپیوتری بخواهد داده ای را ارسال کند منتظر می ماند تا این نشانه به آن برسد و سپس داده را ارسال کند درواقع این نشانه اجازه ارسال را به هر سیستم در حین گردش می دهد و زمانی که داده ارسال شده به مقصد رسید سیستم مقصد برای آنکه سیستم مبدا را از دریافت کردن داده با خبر سازد پیغامی را تحت عنوان Acknowledge ارسال میکند.

مزایای توپولوژی حلقوی:

۱–کم بودن طول کابل مورد نیاز.

۲–مناسب جهت استفاده از فیبر نوری.

معایب توپولوژی حلقوی:

۱–اشکال در یک گره باعث بروز اشکال در کل شبکه می شود زیرا برای انتقال داده یک سیستم به سیستم دیگر بایستی این داده توسط سیستم های واسط منتقل شود که در صورت بروز مشکل بر روی یکی از این سیستم های واسط امکان انتقال داده صورت نمی پذیرد.

۲–این نوع توپولوژی بر روی دستیابی هر سیستم برای انتقال داده تاثیر گذار است بدین صورت که هر سیستم بایستی منتظر بماند تا نشانه به آن برسد تا اجازه ارسال داده را داشته باشد.

۳–عیبیابی آن مشکل است زیرا وقوع یک مشکل برای یک سیستم بر روی سیستم های دیگر تاثیر می گذارد در نتیجه برای عیب یابی آن باید چندین سیستم مورد بررسی قرار بگیرد.

توپولوژی ترکیبی:

این توپولوژی ترکیبی از چند شبکه با توپولوژی متفاوت است که توسط یک کابل اصلی به یکدیگر مرتبط شده است.

توپولوژی بی سیم :

در این نوع توپولوژی ارتباط بین کامپیوتر ها بصورت بی سیم می باشد بدین صورت که تمام کامپیوتر ها با استفاده از کارت شبکه Wireless با یکدیگر ارتباط دارند که این ارتباط بصورت بی سیم بوده و ارسال اطلاعات در باند فرکانسی مشخص در شبکه منتقل می شود.

مزایای توپولوژی بی سیم :

۱– از توپولوژی بی سیم می توان در مکانهایی که امکان سیم کشی وجود ندارد استفاده کرد . ۲ – توپولوژی بی سیم را می توان بدون کابل کشی گسترش داد . ۳ – درتوپولوژی بی سیم بهکاربران اجازه نقل وانتقال را می دهد .

توپولوژی مش:

در این توپولوژی تمام سیستم ها توسط کابل به یکدیگر متصل هستند که مصرف کابل در این روش بسیار زیاد می باشد.در این روش هر سیستم ارتباط جدا با سیستم های دیگر دارد .

مزایای توپولوژی مش:

۱–دارای امنیت و قلبلیت اطمینان بالاست.

۲–اگر کابلی قطع شود کل شبکه از کار نمی افتد.

معایب توپولوژی مش:

۱–بدلیل استفاده زیاد از کابل دارای هزینه زیاد می باشد.

توپولوژی درختی :

در این توپولوژی از چندین HUB برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کنیم HUB مهمترین عنصر در شبکه های مبتنی بر توپولوژی درختی می باشد زیرا تمام ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند.

مزایای توپولوژی درختی :

۱–امکان ایجاد کابل کشی مجزا برای هر ایستگاه فراهم می باشد.

معایب توپولوژی درختی :

۱–اگر کابل قطع شود، کل قسمت‌های شبکه از کار می‌افتد.