مقدمه :
شبکه چیست ؟
شبکه یا Netword یک اصطلاح عمومی است و به مجموعه ای از ابزارهای پردازش اطلاعات اطلاق می شود که با یکدیگر در ارتباط هستند . البته این ارتباط از نوع فیزیکی و منطقی است که از طریق سخت افزار و کابل بر قرار شده است و با یک روش استاندارد مدیریت می شود .
Wan and Lan
شبکه محلی یا (Local Area Networkinq) Lan شبکه ای است با تعداد محدودی از کامپیوترهای شخصی بطوری که در سطح یک مکان محدود با هم کار می کنند و از منابع یکدیگر مشترکاً استفاده می کنند . شبکه های محلی به اشکال گوناگون قابل استفاده اند اما با وجود این گوناگونی در اصل با هم یکسانند بطوریکه اشتراک در برنامه های کاربردی فایلها و وسایل جانبی از اهداف اصلی آنهاست .
همان طور که می دانیم از Lan برای فضاهای محدود استفاده می شود اما اگر بخواهیم در فواصل طولانی نقل و انتقال اطلاعات با سرعت بالائی انجام شود به سراغ شبکه های گسترده یا Wan ( Wide Aria Nedwork ) می رویم .یک Wan از مرتبط شدن دو یا چند Lan بوجود می آید .
تغییر و تحول در تکنولوژی شبکه ها :
با پیشرفت روزافزون فن آوری شبکه ها نحوه و نوع ارتباط مابین کامپیوترهای یک شبکه مداماً در حال تغییر است ، پیش از این شبکه به معنای محیط متمرکزتری برای پردازش اطلاعات بحساب می آمد و از ترمینالها به عنوان ابزاری برای دریافت و یا نمایش اطلاعات استفاده می شد . بطوریکه آنها فقط از منابع اطلاعاتی موجود در کامپیوترهای بزرگ استفاده می کردند و سیستم ها به تنهایی قابلیت اجرای فرامین نرم افزاری را نداشتند .
اجزای اصلی شبکه :
ارتباطات داده ها در ابتدا در انحصار کمپانیهای خاصی از قبیل IBM قرار داشت اما در حال حاضر شرکتهای زیادی دست اندرکار این قضیه هستند بطوریکه تمام اجزای مورد نیاز یک شبکه از نرم افزارهای سطح بالا تا رابط های سطح پایین را ارائه می دهند . تعداد این شرکتها باعث شده است که اجزای متفاوتی در ارتباط با شبکه های محلی بوجود آید . اما بطور کلی آنچه که باعث اختلاف مابین شبکه های محلی می شود تفاوت اجزای اصلی آنهاست .
ایستگاه کاری
مشهورترین جزء یک شبکه ، ایستگاه کاری یا Workstation می باشد که از طریق آن کاربرد با شبکه ارتباط برقرار می کند . ایستگاه کاری در شبکه به معنای یک پایانه هوشمند است زیرا از توانایی پردازش و اجرای برنامه ها بهره مند می باشد در حالیکه پایانه های ساده (Dumb ) فقط بعنوان یک ابزار ورودی – خروجی به کامپیوتر مرکزی متصل بوده و اطلاعات را جهت پردازش ، به واحد پردازشگر مرکزی ارسال می کنند .
ایستگاههای کاری در یک شبکه محلی به تنهایی قابل استفاده هستند و می توانند در سرعت پردازش ، مقدار حافظه ، برنامه های نصب شده و ابزارهای ذخیره سازی اطلاعات متفاوت باشند .
اغلب ایستگاههای کاری از یک سیستم عامل محلی (host) نظیر DOS و Windows یا OS/2 بهره می برند این سیستم عامل شرایطی را فراهم می کند تا ایستگاه کاری توانائی اجرای نرم افزارهای محلی را مستقلاً دارا باشد .
کارت های رابط شبکه
رابطی که جسم جدا از شبکه را به LAN متصل می سازد و آن را راه اندازی می کند ، کارت رابط شبکه یا آداپتور شبکه (Network Interface Adapter-NIC) نامیده می شود . یک NIC از شکاف های (SLOT) موجود بر روی برد اصلی کامپیوترها استفاده می کند . و باعث برقراری یک اتصال فیزیکی به رسانه انتقال یا کابل می شود . کارت شبکه ، باعث برقراری ارتباط مابین اجزاء شبکه از طریق سیگنال های خاص می شود . هر عنصری از شبکه محلی که دارای یک کارت شبکه باشد بعنوان یک گروه یا node شناخته می شود بطوریکه هر گروه از یک آدرس واحد برای مسیریابی اطلاعات استفاده می کند .
کابل بندی (Cablinq)
اتصال فیزیکی گره های شبکه را کابل بندی شبکه می نامند . کابلی که در Lan استفاده می شود از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا این عنصر در شبکه ، بیشترین تاثیر را بر میزان نرخ انتقال داده و بازدهی ورودی – خروجی دارد . دو اصطلاحی که در این زمینه برای رسانه انتقال اطلاعات (Media) استفاده می شود عبارتند از : باند پایه (Base Band) و باند پهن (Broad band) . باند پایه روشی از انتقال اطلاعات است که در آن سیگنال دیجیتال تنها با یک فرکانس ، کل پهنای باند رسانه را اشغال می سازد . از طرفی باند پهن به مفهوم آن است که پهنای باند به چندین کانال تقسیم
می شود که این تقسیم بندی بر اساس فرکانس های متفاوت و یا دامنه فرکانسی مختلـف برای سیگنـال آنــالوگ می باشد . در یک چنین حالتی اگر پهنای باند کافی وجود داشته باشد ، می توان چندین سیستم انتقال را تنها با استفاده از یک کابل پیاده سازی کرد . اصطلاحی که چگونگی مشترک بودن رسانه را بوسیله کانال های متعدد ، بیان می کند تسهیم سازی یا Multiplexing
می باشد البته نوع تسهیم سازی ، بستگی به رسانه انتقال دارد .
رسانه های نوع باند پهن، چندین کانال متفاوت دارند که این نوع تقسیم بندی بر اساس فرکانس های مختلف سیگنال های آنالوگ می باشد . به این نوع تسهیم سازی ، مالتی پلکس بر اساس تقسیم فرکانس یا FDM (Frequency Division Multiplexing) گفته می شود . تلویزیون کابلی نمونه ای از EDM است . باند پایه روشی از انتقال داده است که تنها یک فرکانس از سیگنال دیجیتال ، سراسر پهنای باند را اشغال می کند . رسانه از نوع باند پایه در هر لحظه می تواند با یک فرکانس کار کند که البته می تواند مالتی پلکس شده باشد . این عمل به وسیله تقسیم کانال به فواصل زمانی یکسانی انجام می گردد که داده های مربوط به کانال های مختلف ، در این فواصل زمانی جاسازی می شوند . به این روش ، TDM یا مالتی پکس بر اساس تقسیم زمانی (Time Division Multiplexing) گفته
می شود .
انواع کابلهایی که عموماً استفاده می شود عبارتند از زوج سیم بهم تابیده (Twisted pair) کابل هم محور (Coaxial) و فیبر نوری (Fiber-Optic). امروزه همچنین از ارتباطات بی سیم که دارای تکنولوژی مادون قرمز یا مایکروویو هستند ، استفاده مس شود .
توپولوژی (topology) یک شبکه محلی ، معرف نوع ارتباط فیزیکی گره ها و اتصالات کابلی آنهاست . نوع کابل ، توپولوژی و قوانین کنترل دسترسی به رسانه ، در مجموع ، پیکره بندی شبکه را مشخص می کند .
سرویس دهنده (server)
سرویس دهنده ، یک کامپیوتر است که عملیات دسترسی به فایل ها وانواع سرویس های دیگر را برای شبکه فراهم می سازد . سرویس دهندگان از پردازشگری قدرتمند بهمراه حافظه موقت و دائم با حجم بالا استفاده می کنند . یک سرویس دهنده ، دارای یک سیستم عامل شبکه (Network Operating System-NOS) می باشد که بعنوان مغز فعال شبکه کار می کند و چگونگی دسترسی ایستگاه های کاری را به منابع مشترک کنترل می نماید . امروزه از سیستم عامل هایی نظیر IBM,s OS/2 ,Novells Netware و Microsoft W indows NT برای شبکه های محلی استفاده می شود .
ممکن است برای شبکه های محلی ، سرویس دهنده گان متفاوتی استفاده شود که هر کدام وظایف خاصی را انجام میدهند . از عمومی ترین آنها سرویس دهنده فایل یا file server می باشد که چگونگی امکان دسترسی کاربران شبکه به فایلهای موجود بر روی حافظه اصلی (Master) را تعیین می کند . همچنین یک سرویس دهنده می تواند بعنوان یک بانک اطلاعاتی برای برنامه های کاربردی بکار رود همچنین یک سرویس دهنده چاپ یا print server ، امکان دسترسی به یک یا چند چاپگر موجود در شبکه را مهیا می سازد . از وظایف بعضی از آنها ایجاد امکاناتی برای خصوصی سازی اطلاعات و بالا بردن، امنیت داده ها می باشد که باعث می شود کاربران مختلف در استفاده از منابع شبکه ، محدود شوند .
ابزارهای اتصال در شبکه
ابزارهای اتصال به دستگاه هایی اطلاق می شود که قطعات یا گره های یک شبکه را بهم متصل
می کند . در ساده ترین حالت ، ممکن است وسیله ای باشد که کابل ها و اتصال گره ها را مدیریت کند و یا ممکن است شامل کامپیوترهایی باشد که عملیات مسیر یابی اطلاعات را برای شبکه های وسیع تدارک ببیند .
هاب (Hub)
هاب در یک شبکه ، بعنوان نقطه متمرکز کننده و محل اتصالی برای گره های آن شبکه محلی می باشد . به آندسته 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 بکار می شود ، هاب های فعال (Active) ، گفته می شود . هاب های فعال سیگنال ها را همانند تقویت کننده ها مجدداً تولید و ارسال می کنند در صورتیکه هاب های انفعالی فقط انتقال سیگنال را انجام می دهند .
بعضی از هاب ها دارای اصطلاح خاصی هستند که نوع دسترسی به رسانه را مشخص می کنند . بعنوان مثال هاب هایی که برای شبکه حلقه نشانه (Token Ring) استفاده می شود با نام واحد دسترسی چند ایستگاهی یا MAU معرفی می گردد .
MAU = Multi Station Users
ابزارهای اتصال قطعات شبکه
برای برقراری ارتباط مابین شبکه های مختلف یک شبکه از پل ها (bridges) ، دروازه ها (gateway) و مسیر گردان ها (routers) استفاده می شود .
ابزارهای جانبی
یکی از قابلیت اصلی شبکه های محلی . به اشتراک گذاشتن وسایل جانبی است یعنی این ابزار
می توانند توسط بیش از یک برنامه یا ایستگاه کاری مورد استفاده قرار بگیرد . این وسایل می تواند حافظه جانبی ، چاپگر و یا مودم باشد .
خصوصیات شبکه
نرم افزار شبکه
در یک ارتباط شبکه ای ، چندان مناسب نیست که هر ایستگاه محلی از طریق نرم افزار شبکه و بطور جداگانه ، به منابع مشترک دسترسی داشته باشد . برنامه های شبکه را می توان به نحوی طراحی کرد تا برای کاهش فعالیتهای اضافی ، کارهای یک گروه را جمع آوری و اجرا کند نرم افزارهای شبکه عموماً از یک بانک اطلااعاتی مشترک استفاده می کنند .
دسترسی از راه دور
امروزه دسترسی به منابع اطلاعاتی موجود در یک مرکز ، بوسیله ایستگاه های کاری که خارج از این محیط قرار دارند ، کاری بسیار معمولی و عادی است به این عمل اصطلاحاً دسترسی از راه دور یا Remote Access گفته می شود در این حالت یک دستگاه کاری با استفاده از مودم و یک نرم افزار خاص با کامپیوتر دیگر ارتباط برقرار می کند . همانند شبکه های گسترده (WAN)، ارتباط از راه دور سرشار از مسائل حفاظتی است .
امنیت شبکه کل یک صنعت است که ممکن است به سخت افزار و نرم افزار خاص و پیچیده ای نیاز پیدا کند .
وسایل جانبی مشترک
یکی از راههایی که باعث افزایش کارایی شبکه می شود ، استفاده مشترک از وسایل جانبی است . یعنی چندین کاربر می توانند به وسایلی از قبیل چاپگرها ، دستگاه های ذخیره سازی ، ماشین های FAX و ابزارهای دیگر شبکه ، بطور مشترک دسترسی داشته باشند .
پست الکترونیکی (Email)
در ساده ترین حالت ، پست الکترو.نیکی به مفهوم نقل و انتقال رشته های متنی (ASC II) ، مابین شبکه های محلی و یا گسترده است . نرم افزارهای جدیدتر حتی اجازه می دهند که تصاویر گرافیکی و فایل ها اطلاعاتی را هم بتوان به متن منتقل شده ، متصل کرد . امروزه در اکثر اداره ها ، پست الکترونیکی جای مکاتبات اداری پر دردسر را گرفته است .
اینترنت
اینترنت به مجموعه ای از شبکه های متصل به هم و گاهاً متفاوت ، گفته می شود که باعث برقراری ارتباط مابین نقاط مختلف دنیا می شود . از آنجائیکه این ارتباط در سطح وسیعی انجام
می گیرد . باید شبکه های مختلف بتوانند با استفاده از یک زبان مشترک با یکدیگر ارتباط برقرار کنند .
TCP/IP مجموعه ای از پروتکل های ارتباطی است که بعنوان یک استاندارد ، در برقراری ارتباطات جهانی از طریق اینترنت ، بکار می رود .
خلاصه مقدمه :
- شبکه یک اصطلاح عمومی است که برای توصیف مجموعه ای از ابزارهای پردازش اطلاعات که با هم در ارتباط هستند استفاده می شوند .
- یک شبکه محلی Lan معرف شبکه ایاست که از نظر مساحت جغرافیایی محدود می باشد .
- یک شبکه Wan شبکه ای است که مابین چند شبکه محلی ارتباط برقرار می کند .
- مفهوم شبکه از یک پردازشگر مرکزی با چند ترمینال ارتباط نظیر به نظیر ( Peer to Peer ) تغییر کرده است .
- شبکه به کاربران این امکان را میدهد که از منابع ، امکانات و سرویسهای موجود بصورت بهینه استفاده کنند . که این قابلیت در کاهش زمان و هزینه مؤثر است .
