شبکه و زیر ساخت

یک شبکه رایانه ای به گروهی از رایانه‌ها و دستگاه‌هایی می‌باشد که توسط کانال‌های ارتباطی به هم متصل شده‌اند. شبکه رایانه‌ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می‌دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند.

کاربردهای شبکه

از شبکه‌های رایانه‌ای می‌توان برای اهداف مختلفی استفاده کرد:

تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه، افراد می‌توانند به آسانی از طریق ایمیل، چت روم و ویدئو کنفرانس ارتباط برقرار کنند.

اشتراک گذاری سخت‌افزارها: در یک محیط شبکه‌ای، هر کامپیوتر در شبکه می‌تواند به منابع سخت‌افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن‌ها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده‌است.

اشتراک گذاری پرونده‌ها، داده‌ها و اطلاعات: در یک محیط شبکه‌ای، هر کاربر مجاز می‌تواند به داده‌ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه‌های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده‌است دسترسی پیدا کند.

اشتراک گذاری نرم‌افزارها: کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می‌توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.

اجزای شبکه

فایل سرور: سیستم عامل شبکه روی فایل سرور اجرا شده و سرویس های شبکه توسط این دستگاه در اختیار کاربران شکبه قرار داده می شود. این سرویس ها شامل سرویس های ذخیره سازی فایل؛ مدیریت کاربران؛ سرویس های امنیتی و ... می باشد.

ایستگاه کاری: بعد از برقراری ارتباط یک کامپیوتر با شبکه؛ این کامپیوتر یک گره از شیکه را تشکیل داده و به آن Workstation یا Client گفته می شود. یک ایستگاه کاری می تواند کامپیوتری مبتنی بر سیستم عامل Dos؛ اپل مکینتاش؛ سیستم عاملUNIX؛ سیستم عاملOS/2 و یا حتی یک ایستگاه کاری بدون دیسک باشد.

کارت های شبکه: هر کامپیوتر متصل به شبکه؛ نیاز به یک کارت رابط سخت افزاری برای ارتباط با شبکه دارد. هر کارت شبکه برای یک نوع سیستم شبکه خاص طراحی شده است.

سیستم کابل کشی: کابل ها؛ محیطی برای برقراری ارتباطات بین فایل سرور و ایستگاههای کاری را فراهم می نمایند. البته درسیستم هایی که از تکنولوژی بدون سیم برای برقراری ارتباطات استفاده می نمایند؛ انتقال توسط امواج رادیویی انجام می شود ونیازی به سیستم کابل کشی نخواهد بود.

منابع و ادوات اشتراکی: این منابع از ادوات و دستگاههای متصل به فایل سرور؛ نظیر دیسک های نوری؛ چاپگر ها؛ رسام ها و مجموعه ادوات دیگر تشکیل یافته اند که می توانند توسط کلیه کاربران مورد استفاده قرار گیرند.

دسته بندی‏ های شبکه‏ های رایانه‏ ای

شبکه ‏های رایانه ‏ای را بر اساس فاکتورهای مختلفی می توان دسته‏ بندی کرد. در ادامه به برخی از این دسته بندی ها می پردازیم.

وسعت

شبکه های کامپيوتری از نظر وسعت به سه گروه تقسيم می گردند:

شبکه های LAN . حوزه جغرافيائی که توسط اين نوع از شبکه ها پوشش داده می شود ، يک محيط کوچک نظير يک ساختمان اداری است .

شبکه های MAN . حوزه جغرافيائی که توسط اين نوع شبکه ها پوشش داده می شود ، در حد و اندازه يک شهر و يا شهرستان است.

شبکه های WAN . حوزه جغرافيائی که توسط اين نوع شبکه ها پوشش داده می شود ، در حد و اندازه کشور و قاره است. شبکه های بانکی که در کل کشور پراکنده اند یا اینترنت نمونه­های آشنائی از شبکه گسترده می باشند.

رسانه های انتقال داده در شبکه

کابل Unshielded Twisted pair )UTP )

متداولترين نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد ، کابل های بهم تابيده می باشند. اين نوع کابل ها دارای دو رشته سيم به هم پيچيده هستند. کابل های بهم تابيده دارای دو مدل متفاوت : Shielded ( روکش دار ) و Unshielded ( بدون روکش ) می باشند. کابل UTP نسبت به کابل STP بمراتب متداول تر بوده و در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد.کيفيت کابل های UTP متغير بوده و از کابل های معمولی استفاده شده برای تلفن تا کابل های با سرعت بالا را شامل می گردد. کابل دارای چهار زوج سيم بوده و درون يک روکش قرار می گيرند. هر زوج با تعداد مشخصی پيچ تابانده شده ( در واحد اينچ ) تا تاثير پذيری آن از ساير زوج ها و ياساير دستگاههای الکتريکی کاهش يابد.

کابل کواکسيال

يکی از مهمترين محيط های انتقال در مخابرات کابل کواکسيال و يا هم محور می باشد. در اين نوع کابل ها، دو سيم تشکيل دهنده يک زوج ، از حالت متقارن خارج شده و هر زوج از يک سيم در مغز و يک لايه مسی بافته شده در اطراف آن تشکيل می گردد. در نوع ديگر کابل های کواکسيال ، به حای لايه مسی بافته شده ، از تيوپ مسی استوانه ای استفاده می شود. ماده ای پلاستيکی اين دو هادی را از يکديگر جدا می کند. ماده پلاستيکی ممکن است بصورت ديسکهای پلاستيکی يا شيشه ای در فواصل مختلف استفاده و مانع از تماس دو هادی با يکديگر شود و يا ممکن است دو هادی در تمام طول کابل بوسيله مواد پلاستيکی از يکديگر جدا گردند.

فيبر نوری

يکی از جديدترين محيط های انتقال در شبکه های کامپيوتری ، فيبر نوری است . فيبر نوری از يک ميله استوانه ای که هسته ناميده می شود و جنس آن از سيليکات است تشکيل می گردد. شعاع استوانه بين دو تا سه ميکرون است . روی هسته ، استوانه ديگری ( از همان جنس هسته ) که غلاف ناميده می شود ، استقرار می يابد. ضريب شکست هسته را با M1 و ضريب شکست غلاف را با M2 نشان داده و همواره M1>M2 است . در اين نوع فيبرها ، نور در اثر انعکاسات کلی در فصل مشترک هسته و غلاف ، انتشار پيدا خواهد کرد. منابع نوری در اين نوع کابل ها ، ديود ليزری و يا ديودهای ساطع کننده نور می باشند.منابع فوق ، سيگنال های الکتريکی را به نور تبديل می نمايند.

شبكه هاي بي سيم

به تكنولوژي ارتباطي اطلا‌ق مي‌شود كه در آن از امواج راديويي، مادون قرمز و مايكروويو به جاي كابل براي انتقال اطلاعات بين دو دستگاه فرستنده و گیرنده استفاده مي‌شود.

روش های ارتباطی در شبکه ها

Hub

هاب ها (Hub) 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 .

Switch

عملکرد سوئیچ ، همانند هاب است و تمامی کارهای مشابه یک هاب را انجام می دهد با این تفاوت که زمانی که یک کامپیوتر نیازمند مبادله داده با کامپیوتر دیگر باشد ، سوئیچ از مجموعه ای مدارات منطقی داخلی به منظور ایحاد یک مسیر منطقی و اختصاصی بین دو کامپیوتر استفاده می نماید . این بدان معنی است که دو کامپیوتر بدون نگرانی در خصوص بروز یک تصادم می توانند با یکدیگر داده مبادله نمایند .

Repeater

تکرار کننده ها با عمل در لایه فیزیکی، بسته های اطلاعاتی را از یک بخش شبکه به بخش دیگر ارسال می کنند.

Bridge

پل های ارتباطی برای برقراری ارتباط بین دو یا چند شبکه که می توانند متفاوت نیز باشند به کار گرفته شده و بسته های اطلاعاتی را از یک شبکه به شبکه دیگر ارسال می نمایند.

Router

مسیریاب ها عملکردی مشابه با پل های ارتباطی دارند، با این تفاوت که ابتدا آدرس مقصد بسته های اطلاعاتی را مورد بررسی قرار داده و سپس آنها را به مسیرهای مناسب ارسال می نمایند.

B Router

این تجهیزات ترکیبی از پل های ارتباطی و مسیریاب را ارایه می نمایند که معمولاً دارای چندین مسیر ارتباطی هستند که تعدادی از آنها می توانند به عنوان پل ارتباطی و تعدادی نیز به عنوان مسیریاب به کار گرفته شوند.

Gateways

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.

این تجهیزات در بالاترین سطح پشته پروتکل عمل می کنند و به سیستم ها و شبکه ها اجازه می دهند تا پروتکل های متفاوت را با یکدیگر مرتبط سازند.

استفاده از هر یک از تجهیزات فوق، وابسته به شبکه یا شبکه هایی است که این تجهیزات را به کار می گیرند. به عنوان مثال سازمانی را در نظر بگیرید که بخشهای آن در طبقات و ساختمانهای مختلف در سطح شهر و یا در سطح یک کشور دارای شبکه های مجزا می باشند. برای ارتباط شبکه هایی که در طبقات مختلف یک ساختمان قرار گرفته اند، می توان از تکرار کننده ها و پل های ارتباطی استفاده نمود. مسیریاب ها با استفاده از مسیرهای ویژه فیبر نوری یا خطوط تلفنی می توانند ساختمانهای مختلف در سطح شهر و یا کشور را به یکدیگر ارتباط دهند. برای برقراری ارتباط بین بخشهای مختلف که از پروتکل های ارتباطی گوناگون استفاده می کنند، باید یک بسته اطلاعاتی از ساختار وابسته به یک پروتکل خاص به ساختار دیگری تغییر شکل داده شود. این تغییرات می تواند توسطGateways ها داده شود.