گلستانه ارقام پارسیان|های‌تک

شبکه های کامپیوتری

 یک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپیوتر ، چاپگر و ... ) بوده که با استفاده از یک روش ارتباطی ( کابل ، امواج رادیوئی ، ماهواره ) و به منظور اشتراک منابع فیزیکی ( چاپگر) و اشتراک منابع منطقی ( فایل )  به یکدیگر متصل می گردند. شبکه ها می توانند با یکدیگر نیز مرتبط شده و شامل زیر شبکه هایی باشند. رایانه های موجود در شبکه با یکدیگر ارتباطی پرسرعت دارند. این ارتباط پرسرعت می تواند به واسطه اتصال کابلی یا به صورت بی سیم برقرار شود که اولی را شبکه کابلی، و دومی را شبکه بی سیم می نامند.

تاریخچه شکل گیری شبکه

شبکه در واقع توسط کشور آمریکا و باهدف نظامی و سیاسی شکل گرفت. در سال 1957 نخستین ماهواره، یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد. در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابرقدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابر قدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به سر می برد. وزارت دفاع امریکا در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود ، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا (ARPA) را تاسیس کرد. یکی از پروژه های مهم این آژانس تامین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود. در اواخر سال 1960 اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو عدد از آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه اندازی شد. این شبکه آرپانت نامگذاری شد. در سال 1965 نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز برقرار گردید.

 

مزایای شبکه

1-      استفاده مشترک از منابع :
استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند.

 

2-      اشتراک چاپگر:

اگر از رایانه استفاده می کنید، احتمالاً چاپگر نیز برخی اوقات به کار می آید، با شبکه، چندین رایانه می توانند از یک چاپگر بهره مند شوند. اگرچه ممکن است به یک چاپگر گران قیمت تر برای اداره بار کاری اضافی نیاز پیدا کنید، اما باز هم، استفاده از یک چاپگر شبکه به جای استفاده از یک چاپگر به ازای هر رایانه از لحاظ اقتصادی به صرفه تر خواهد بود.

 

3-      کاهش هزینه :
متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها و پرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف و استفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت .

 

4-      کاهش زمان :
یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای ، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است ؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد.

 

5-      دسترسی از راه دور :

داشتن شبکه می تواند در عین حفظ بهره وری، پویایی و تحرک بیشتری را به شما ببخشد. با فعال سازی دسترسی از راه دور (Remote Access) کاربران می توانند بدون نیاز به حضور در محل کار، به همان فایل ها، داده ها و پیغام ها در هر کجا که باشند دسترسی پیدا کرده و به اصطلاح دورکاری کنند. این دسترسی می تواند به دستگاه های تلفن همراه و دستگاه های دیجیتال شخصی (PDA) داده شود.

 

6-      امنیت اطلاعات :

یکی از روش های افزایش اطمینان استفاده از شبکه های رایانه ای و سیستم های توزیع شده می باشد.در این حالت منابع هم بر روی چندین دستگاه رایانه در شبکه نصب شده تا در صورت خرابی یکی از سیستم ها بتوان از طریق سایر رایانه های موجود در شبکه به آن منابع دسترسی پیدا نمود.

 

7-    قابلیت توسعه :
یک شبکه کامپیوتری می تواند تا تعداد بسیار زیادی توسعه پیدا کند .

 

معایب شبکه

شبکه در کنار مزایای زیادی که دارد مشکلاتی را نیز داراست که به چند مورد از آنها اشاره می شود:

1-      در صورت بروز مشکل در سرور (برای شبکه های با مدیریت مرکزی)، شبکه از کار می افتد.

2-      مهارت های فنی مدیریت یک شبکه فراتر از مهارت های مورد نیاز برای اداره یک رایانه شخصی می باشد.

3-      چاپ یک متن به واسطه چاپگر در اتاق دیگر می تواند ناامید کننده باشد، به خصوص زمانی که متوجه شوید که چاپگر موردنظر خالی از کاغذ بوده است.

4-      ممکن است کاربران فضای ذخیره اطلاعات را بیش از حد اشغال کنند که این امر ممکن است مشکلاتی را برای شبکه ایجاد کند.

5-      ممکن است کاربران، به عنوان مثال، به واسطه گوش دادن به موسیقی یا نمایش فیلم از روی شبکه، از پهنای باند بیش از حد استفاده کنند. در چنین حالتی ممکن است برای دیگر کاربران شبکه مشکلاتی از حیث کُندی دسترسی و کاهش سرعت شبکه به وجود آید.

انواع شبکه

شبکه های کامپیوتری براساس فاصله جغرافیایی و نوع توپولوژی تقسیم بندی های متفاوتی دارند که در ادامه به آنها پرداخته می شود.

 

تقسیم بندی براساس فاصله جغرافیایی

• Lan
• Man
• Wan

 

 

شبکه محلی : Lan 

به‌زبان ساده، شبکه محلی (LAN) به گروهی از کامپیوترها و سایر دستگاه‌ها اطلاق می‌شود که از طریق شبکه با یکدیگر در ارتباط هستند و از طرف دیگر همه آن‌ها در یک مکان که معمولا یک ساختمان مانند اداره یا خانه است قرار دارند.

مزیت‌ها و فواید استفاده از LAN مشابه مزیت‌های دستگاه‌هایی است که با یکدیگر شبکه شده‌اند. این دستگاه‌ها می‌توانند یک ارتباط اینترنت را با یکدگیر به‌اشتراک بگذارند، یا اشتراک فایل داشته باشند، یا از پرینترهای اشتراک‌گذاری شده برای چاپ اسناد استفاده کنند.

 

شبکه شهری : Man 

این شبکه ، شبکه های متعددی که در نواحی مختلف یک شهر بزرگ یا کوچک قرار دارند را به یکدیگر متصل می کند شبکه شهری یا MAN یک شهر را تحت پوشش دارد.شبکه های تلویزیونی از شبکه های شهری محسوب می شوند. در شبکه شهری سیگنال های تلویزیونی به یک ایستگاه اصلی متمرکز می روند تا بعدا به خانه های مردم توزیع شوند.

 

 

شبکه گسترده : Wan

شبکه های WAN برگرفته از ( wide-area network )،‌ یک شبکه ارتباطی است که یک حوزه جغرافیائی گسترده نظیر یک شهرستان ، استان و یا کشور را تحت پوشش قرار می دهد. در WAN کامپیوترها از طریق کابل‌های خارجی مانند فیبر نوری یا کابل تلفن به یکدیگر متصل شده‌اند و معمولا این کابل‌ها توسط شرکت ثالثی مدیریت و کنترل می‌شوند 

این نوع شبکه ها دارای خصوصیات زیر می باشند :

• دستگاه های موجود در یک حوزه جغرافیائی گسترده را به یکدیگر متصل می نمایند .
• از سرویس های ارائه شده توسط شرکت های مخابراتی به منظور حمل داده استفاده می نمایند .
• از اتصالات سریال مختلف به منظور دستیابی به پهنای باند در یک حوزه جغرافیایی گسترده استفاده می نمایند .

 

تقسیم بندی بر اساس نوع توپولوژی

به نحوه قرار گیری سیستم ها در داخل شبکه و ارتباط آنهاو طراحی قرار گیری تجهیزات در شبکه سازمان توپولوژی شبکه گویند .توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطا در شبکه خواهد بود. انتخاب یک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محیط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپیوترها به یکدیگر ، مستقیما بر نوع محیط انتقال و روش های استفاده از خط تاثیر می گذارد. با توجه به تاثیر مستقیم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزینه های مربوط به آن ، می بایست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی یک شبکه همت گماشت .

 

1. توپولوژی خطی (Bus topology)
2. توپولوژی ستاره ای (Star topology)
3. توپولوژی حلقوی (Ring topology)
4. توپولوژی ترکیبی (Hybrid topology)
5. توپولوژی بی سیم (wireless topology)
6. توپولوژی مش (Mesh topology)
7. توپولوژی درختی (Tree topology)

 

توپولوژی خطی 

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

 

در توپولوژی BUS برای ارتباط بین دستگاه ها از کابل کواکسیال استفاده می شود و شبکه هایی که از کابل نازک برای ارتباط استفاده می کند Thin Net و شبکه هایی که از کابل ضخیم استفاده می کنند Thick Net نام دارند.

 

مزایای شبکه های خطی :

1. میزان کابل مصرفی در این شبکه بسیار پایین است و در نتیجه هزینه پیاده سازی آن پایین خواهد بود.
2. سادگی در نصب و راه اندازی و ارزان بودن

معایب شبکه های خطی :

1. چون تمام سیستم ها بوسیله یک کابل به هم متصل شده اند قطع شدن بخشی از کابل می تواند کل شبکه را از کار بیاندازد.
2. دارای سرعت کمتری برای انتقال اطلاعات نسبت به سایر شبکه ها است و دلیل آن علاوه بر نوع توپولوژی استفاده این نوع توپولوژی از کابل کواکسیال نیز می باشد.
3. در این شبکه رفع ایراد و خطایابی آن بسیار سخت است.
4. اگر بخواهید در شبکه تغییراتی را ایجاد کنید کار بسیار سخت خواهد بود.

 

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

1-      قطع شدن یک کابل باعث قطع شدن کل ارتباطات نمی شود.

2-      توسعه این توپولوژی بسیار ساده است.

3-      دارای سرعت بسیار بالاتری نسبت به توپولوژی خطی دارد.

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

 

معایب توپولوژی ستاره ای

1-      به سبب استفاده از کابل بیشتر و سوییچ دارای هزینه زیادی می باشد.

2-      به علت متمرکز بودن تمام کامپیوتر ها به یک سوییچ در صورت بروز مشکل بر روی سوییچ کل شبکه دچار مشکل می شود 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 کند و 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 در واقع 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 می کند.

 

مزایای توپولوژی حلقوی

• کم بودن طول کابل مورد نیاز.
• مناسب جهت استفاده از فیبر نوری.

 

معایب توپولوژی حلقوی

• 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.
• 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.
• عیب یابی 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

1-      از توپولوژی بی سیم می توان در مکان هایی که امکان سیم کشی وجود ندارد استفاده کرد.

2-       توپولوژی بی سیم را می توان بدون کابل کشی گسترش داد .

3-       درتوپولوژی بی سیم به کاربران اجازه نقل وانتقال داده می شود .

 

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

• دارای امنیت و قلبلیت اطمینان بالاست.
• اگر کابلی قطع شود کل شبکه از کار نمی افتد.

 

معایب توپولوژی مش

• 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

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

معایب توپولوژی درختی

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

شبکه مبحث بسیار گسترده ای است که ما در اینجا به بخشی از آن پرداختیم و آینده نیز به مباحث دیگر آن پرداخته خواهد شد.

22 مهر 1397   |   1805 بازدید