امروزه شبکه های کامپیوتری در خانه، شرکت، مراکز تفریحی، بیمارستان ها و بطور کلی در همه جا یافت می شود. شبکه کامپیوتری گروهی از دو یا چند سیستم کامپیوتری متصل به هم هستند که این اتصال با استفاده از کابل یا بی سیم در شبکه برقرار می شود. شبکه شامل سخت افزار و نرم افزار بوده که کامپیوترها و ابزارهای شبکه را به هم متصل می نماید. آشنایی با مفاهیم اولیه شبکه در درک این فناوری موثر خواهد بود. در این مقاله فناوری های اساسی شبکه، اصطلاحات و مفاهیم مورد استفاده در انواع شبکه های سیمی و بی سیم را شرح خواهیم داد.
مفاهیم اولیه شبکه
شبکه کامپیوتری
چندین دستگاه (میزبان) که با استفاده از مسیرهای متعدد به منظور ارسال/دریافت داده به هم متصل می شوند. شبکه کامپیوتری همچنین می‌تواند شامل چندین دستگاه/رسانه باشد که به ارتباط بین دو دستگاه مختلف کمک می‌کنند. این دستگاه ها شامل مواردی مانند روترها، سوئیچ ها، هاب ها و پل ها می شوند.
توپولوژی شبکه
کلمه "توپولوژی" از کلمه یونانی topos گرفته شده است که به معنای "مکان" است. در شبکه کامپیوتری توپولوژی، طرح فیزیکی کامپیوترها، کابل ها، سوئیچ ها، روترها و همچنین به معماری شبکه نیز اشاره دارد. هنگامی که یک شبکه طراحی می شود انتخاب توپولوژی بر اساس اندازه، معماری، هزینه و مدیریت شبکه تعیین می گردد.
توپولوژی های اصلی شبکه شامل موارد زیر است:
- توپولوژی اتوبوس
- توپولوژی حلقه
- توپولوژی ستاره
- توپولوژی مش
- توپولوژی درختی
- توپولوژی ترکیبی
شبکه محلی / شبکه گسترده
LAN مخفف Local Area Network و WAN مخفف Wide Area Network است. همانطور که گفته شد شبکه به گروهی از رایانه ها (سرورها و ایستگاه های کاری) و دستگاه هایی مانند تلفن های هوشمند و چاپگرها گفته می شود که به یکدیگر متصل شده و قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر هستند. بنابراین LAN یک شبکه محلی با دستگاه های شبکه متصل به هم در یک موقعیت جغرافیایی یکسان است. WAN نیز شبکه های محلی را به یکدیگر متصل می کند که معمولا از چندین مکان و دستگاه جدا (راه دور) به یکدیگر متصل می شوند. یک WAN ممکن است محدود به یک سازمان و یا قابل دسترسی برای عموم باشد. اینترنت نمونه ای از WAN عمومی در سراسر جهان است.
مدل OSI
مدل OSI نام کوتاهی برای مدل مرجع Open Systems Interconnection شبکه است. این مدل نظری چگونگی رفتار شبکه ها در یک مدل منظم و هفت لایه را بیان می کند. مدل OSI مختص یک مجموعه پروتکل نیست و می تواند برای اکثر پروتکل های شبکه اعمال شود.
مدل OSI 7 لایه
لایه 1 - لایه فیزیکی
لایه 2 - لایه پیوند داده
لایه 3 - لایه شبکه
لایه 4 - لایه حمل و نقل
لایه 5 - لایه جلسه
لایه 6 - لایه ارائه
لایه 7 - لایه کاربردی
تجهیزات شبکه (روتر و سوئیچ)
از دیگر مفاهیم اولیه شبکه که آشنایی با آن ضروری است آگاهی به تجهیزات شبکه است. تجهیزات شبکه شامل طیف گسترده ای از دستگاه هاست که به عنوان اجزای اصلی، سایر اجزای شبکه را به هم متصل می کنند. روتر و سوئیچ هر دو دستگاه های اتصال شبکه هستند.
عملکرد روتر در لایه شبکه بوده و مسئول یافتن کوتاه ترین مسیر برای یک بسته است و دستگاه ها را در چندین شبکه متصل می کند.
سوئیچ نیز دستگاه های مختلف را در شبکه متصل نموده و هدف اصلی آن اتصال دستگاه های مختلف در یک شبکه است.
رسانه انتقال فیزیکی (کابل کشی)
کابل کشی شبکه اطلاعات از یک دستگاه را به دستگاه دیگر منتقل می شود. انواع مختلفی از کابل وجود دارد که اصولا در شبکه های LAN استفاده می شود.
دو نوع اصلی کابل کشی در محیط های شبکه LAN مورد استفاده قرار می گیرد:
کابل مسی عایق، سیگنال ها را با استفاده از ولتاژ و جریان الکتریکی منتقل می کند. این کابل بصورت کواکسیال، UTP یا STP است.
کابل فیبر نوری از رشته های شیشه ای ساخته شده و سیگنال ها را به صورت امواج نور یا پالس انتقال می دهد. فیبر نوری می‌تواند single-mode باشد که برای فاصله های زیاد استفاده می شود و multi-mode که ظرفیت بسیار بالاتری دارد.
شبکه بی سیم
شبکه بی سیم یک شبکه کامپیوتری بدون سیم است که دو یا چند دستگاه را با استفاده از ارتباطات بی سیم برای تشکیل یک شبکه محلی (LAN) در یک منطقه محدود مانند خانه، مدرسه، آزمایشگاه کامپیوتر، محوطه دانشگاه یا ساختمان اداری به هم متصل می کند.
پروتکل های ارتباطی
پروتکل های ارتباطی مجموعه ای از قوانین مورد نیاز برای تبادل اطلاعات بین سیستم های محاسباتی هستند. مانند هر زبان گفتاری، این پروتکل ها به رایانه ها اجازه می دهند یکدیگر را درک کنند. این پروتکل ها قوانین، نحو، معناشناسی و هماهنگ سازی ارتباطات و روش های احتمالی بازیابی خطا را تعریف می کنند.
رایج ترین پروتکل های ارتباطی:
- TCP/IP
- ARP
- HTTP
- FTP
- POP3
- SMTP
- SNMP
DHCP
پروتکل پیکربندی میزبان پویا (DHCP) یک پروتکل سرویس گیرنده/سرور است که به طور خودکار یک میزبان پروتکل اینترنت (IP) را با آدرس IP خود و سایر اطلاعات پیکربندی مرتبط مانند ماسک زیر شبکه و دروازه پیش فرض ارائه می دهد. DHCP به هاست ها اجازه می دهد تا اطلاعات پیکربندی TCP/IP مورد نیاز را از سرور DHCP بدست آورند.
DNS
به طور کلی DNS یک سیستم پایگاه داده جهانی است که آدرس های IP را با نامی که به راحتی قابل به خاطر سپردن است مرتبط می کند. برای ارتباط کامپیوترها لازم است که هر جزء شبکه یک شناسه منحصر به فرد (آدرس IP) داشته باشد. اما زمانی که یک شخص نیاز به شناسایی یک جزء شبکه خاص اشته باشد بخاطر سپردن آی پی مثل 101.87.23.122 بسیار دشوار است. به همین دلیل DNS این امکان را فرهم می کند تا نام خاصی به یک آدرس IP بدهید.
امنیت شبکه
آخرین مورد از مفاهیم اولیه شبکه کامپیوتری امنیت شبکه است. امنیت شبکه حفاظت از زیرساخت شبکه در برابر دسترسی غیرمجاز، سوء استفاده یا سرقت است. امنیت شبکه شامل ایجاد زیرساخت ایمن برای دستگاه ها، برنامه ها، کاربران و برنامه ها است تا به شیوه ای ایمن کار کنند.
همانطور که دیدیم مفاهیم اولیه شبکه از طرح شبکه تا امنیت آن را شامل می شود. ضروری است قبل از پیاده سازی شبکه با این مفاهیم آشنا بوده تا پیاده سازی متناسب با سازمان صورت پذیرد و از نظر هزینه و امنیت بصرفه باشد.
