در حال بارگزاری...

شبکه های کامپیوتری : مقدمه ای بر شناخت شبکه های LAN ، MAN ، WAN

شبکه های کامپیوتری را از نظر فنی می توان این گونه توصیف نمود که “حتی زمانی که دو رایانه با تکنولوژی Wifi به هم متصل شده اند نیز یک شبکه را شکل داده اند.” در نوشته ی ” شبکه های کامپیوتری : مقدمه ای بر شناخت شبکه های LAN ، MAN ، WAN” قصد داریم بحث را با تجهیزات سخت افزاری شبکه آغاز کنیم. چرا که این بخش از شبکه ممکن است از اجزائی پیچیده مشابه تصویر زیر تشکیل شده باشد. لازم به ذکر است که در شبکه های کامپیوتری هر Node نیاز به آدرسی دارد تا سایر Node ها آن را بیابند.

شبکه های کامپیوتری : مقدمه ای بر شناخت شبکه های LAN ، MAN ، WAN

شبکه های کامپیوتری LAN و تجهیزات سخت افزاری آن ها

تصویر بالا نوعی از شبکه های کامپیوتری موسوم به LAN (Local Area Network) است. این نوع شبکه در میان فارسی زبانان به “شبکه محلی” ترجمه شده است. در یک شبکه LAN هر Node می تواند به صورت مستقیم با سایر Node های شبکه ارتباط داشته باشد. آن چنان که مشاهده می کنید در تصویر بالا ۵ رایانه و تجهیزات مرتبط با آن ها به وسیله ی کابل به سوئیچ شبکه وصل شده اند.

سوئیچ و هاب شبکه

عملکرد سوئیچ در شبکه های کامپیوتری به این ترتیب است که سوئیچ اطلاعات ورودی را از یک درگاه (پورت) دریافت نموده و به درگاه هایی که به منظور انتقال اطلاعات به مقصد در نظر گرفته شده، هدایت می نماید. دقیقا همین نوع عملکرد است که موجب تمییز کارکرد سوئیچ از هاب (Hub) می شود. هابِ شبکه یکی از قدیمی ترین تجهیزات شبکه است. حتی شاید بتوان این گونه قلمداد کرد که استفاده از هاب شبکه دیگر منسوخ شده است. عملکرد هاب نیز به این ترتیب است که اطلاعات دریافت شده از یک دستگاه را به تمامی درگاه های خود منتقل می نماید. بر اساس این عملکرد تمامی دستگاه های موجود در یک شبکه قادر به دریافت اطلاعات خواهند بود.

تفاوت عمده سوئیچ و هاب در شبکه های کامپیوتری این است که سوئیچ به صورت هوشمندانه عمل نموده و ارتباط مستقیمی بین دستگاه مبداء و دستگاه مقصد ایجاد می نماید. بدین ترتیب بسته های اطلاعات صرفا به مقصد مورد نظر ارسال خواهند شد. نوع شبکه کامپیوتری که در تصویر بالا نمایش داده شده است به ستاره ای (Star Topology) موسوم است. در این نوع از توپولوژی شبکه به منظور ایجاد ارتباط میان تجهیزات شبکه تمامی دستگاه ها به سوئیچ مرکزی متصل شده است. در تصویر زیر نمونه هایی ازسوئیچ های شبکه قابل مشاهده است که رده ی سوئیچ های صنعتی قرار می گیرند.

آیا در یک شبکه LAN می توان از چندین سوئیچ استفاده نمود؟

گاهی این پرسش مطرح می شود که “آیا در شبکه های کامپیوتری LAN می توان از چندین سوئیچ استفاده نمود؟” پاسخ به این پرسش این است که: بلی. در صورت نیاز، در شبکه های کامپیوتری LAN می توان از چندین سوئیچ استفاده نمود. به عنوان مثال در شکل زیر مشاهده می شود که در شبکه از ۳ سوئیچ متصل به هم استفاده شده است. در این شکل خط های زرد نقش Backbone یا همان ستون فقرات را در شبکه ایفا می کنند. Backbone ها که عملکرد آن ها ایجاد اتصال بین بخش های گوناگون شبکه است، اغلب تحت عنوان  Network as Networksشناخته می شوند.

لازم به ذکر است که کابل های به کار گرفته شده در ایجاد ارتباط Backbone امکان دارد از نظر سرعت متفاوت تر از کابل هایی باشند که به منظور ایجاد ارتباط بین رایانه ها به کار رفته اند. دلیل تفاوت کابل های Backbone با کابل های رایانه جایگاه عملکردی Backbone است. چرا که وظیفه ی Backbone ایجاب می نماید تا ترافیک سنگینی را مدیریت نموده و اطلاعات را به فاصله های دورتری انتقال دهد.

شبکه های کامپیوتری LAN و تجهیزات سخت افزاری آن ها

کارت شبکه

دستگاه ها و تجهیزات موجود در شبکه های کامپیوتری اعم از پرینترها، کامپیوترها، سوئیچ ها و غیره به صورت پیش فرض به درگاه شبکه مجهز هستند. درگاه یا پورت شبکه، محلی است که کاربر از طریق آن کابل شبکه را به دستگاه متصل می نماید. در برخی موارد ممکن است پورت شبکه به صورت Onboard بر روی Motherboard تجهیزات کامپیوتری نصب شده باشد. اما در صورتی که تجهیزات مورد استفاده فاقد پورت شبکه باشند، به وسیله ی یک Network Adapter یا همان کارت شبکه می توان پورت شبکه را به تجهیزات افزود. در تصویر زیر نمونه ای از یک پورت که به صورت Onboard جایگذاری شده و یک نمونه کارت شبکه قابل مشاهده است.

کارت های شبکه عموما در داخل یک اسلات بر روی Motherboard قرار می گیرند. اما امروزه با پیشرفت فناوری کارت های شبکه به صورت USB Dongle نیز توید می شوند و کاربران با با اتصال آن به درگاه USB دستگاه ها را به آسانی به شبکه های کامپیوتری متصل می نمایند.

کارت شبکه شبکه های کامپیوتری

شبکه های کامپیوتری

نمونه های توپولوژی در شبکه های کامپیوتری LAN

در شبکه های کامپیوتری انواع گوناگون توپولوژی فیزیکی معرفی شده است. به عنوان مثال در تصاویر پیشین از توپولوژی ستاره‌ای به منظور ایجاد ارتباط میان تجهیزات استفاده شده بود. دلیل نامگذاری ستاره‌ای برای این نوع از توپولوژی شکل معماری آن است که در آن تمامی دستگاه ها و تجهیزات به یک سوئیچ مرکزی متصل شده اند. در نمونه دیگر که در شکل زیر دیده می شود، شبکه توری (Mesh Networking) به منظور ایجاد ارتباط میان تجهیزات در یک شبکه نظیر به نظیر مورد استفاده قرار گرفته است.

در دیگر تصاویری که در زیر نمایش داده شده است دو گونه ی دیگر از توپولوژی فیزیکی قابل مشاهده است. در این نمونه ها سوئیچ هایی که در امتداد هم و مشابه به حلقه ی زنجیر با همدیگر مرتبط شده اند نمایشگر نوعی توپولوژی موسوم به توپولوژی اتوبوسی است. با این وجود اگر به شکل ارتباط سوئیچ ها دقت کنید، ترکیبی به شکل ستاره خواهید دید. بر این اساس می توان نتیجه گرفت که توپولوژی فوق از گونه ی Star Bus است. لازم به ذکر است که توپولوژی هایی که از ترکیب دو یا چند نوع توپولوژی شکل می گیرند، عموما با عنوان هایی چون توپولوژی هیربدی یا توپولوژی ترکیبی شناخته می شوند.

توپولوژی حلقه : گزینه ای منسوخ شده

توپولوژی حلقه از جمله توپولوژی های خاص در شبکه های کامپیوتری است که امروزه کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود ممکن است نام این نوع از توپولوژی در برخی منابع مشاهده شود. به منظور آشنایی کلی در رابطه با این نوع از توپولوژی شبکه می توان گفت که در توپولوژی حلقه Node ها مشابه به یک حلقه با هم ارتباط بر قرار می کنند. در این گونه از توپولوژی هر Node با ۲ Node مجاور خود مرتبط می شود. لازم به ذکر است که در توپولوژی حلقه ۱ Node قادر است اطلاعات را تا هنگامی که توکن شبکه در اختیار آن است بر روی حلقه جابجا نماید. بر این اساس، مجموعه کوچکی از اطلاعات در هر لحظه از امکان انتقال و جابجایی برخوردار خواهند بود. با توجه به سرعت کم جابجایی اطلاعات، استفاده از این نوع از توپولوژی امروزه تقریبا به صورت کامل منسوخ شده است.

روتر

در شبکه های کامپیوتری LAN به منظور ایجاد ارتباط با سایر شبکه ها از روتر (Router) استفاده می شود. عملکرد روتر بدین ترتیب است که دستگاه ترافیک جاری شبکه را مدیریت نموده و مطلوب ترین مسیر ترافیک را از شبکه ای به شبکه ی دیگر شناسایی می کند. در شبکه های کامپیوتری خانگی و اداری که عموما در آن ها کمتر از ۱۰ دستگاه کامپیوتری وجود دارد، یک روتر ساده قادر است اتصال شبکه ی کامپیوتری محلی را به اینترنت محیا سازد.

نمونه های توپولوژی در شبکه های کامپیوتری LAN

دستگاه هایCOMBO

در شبکه های کامپیوتری خانگی این امکان وجود دارد که از یک دستگاه COMBO استفاده شود. این دستگاه از یک سو روتر و از وی دیگر سوئیچ تلقی می گردد که در ضمن از اکسس پوینت بیسیم برخوردار است. این اکسس پوینت در اصل برای به وجود آوردن Wi-Fi Hotspot در نظر گرفته شده است. برای نمونه: دستگاه از ۳ پورت شبکه برخوردار بوده و از سوی دیگر Wi-Fi Hotspot را به عنوان قسمتی از شبکه ی LAN ارائه نموده است. از طرف دیگر دستگاه مذکور از ۱ پورت شبکه به منظور ارتباط با ISP نیز برخوردار است. در چنین شرایطی روتر مربوط به LAN در یک سو و شبکه اینترنت  در سوی دیگر واقع می شود. توجه داشته باشید که دستگاه COMBO را با روتر های اختصاصی که تک تک پورت های آن به یک LAN وصل می گردد اشتباه نگیرید.

در تصویر زیر شرایط مربوط به دستگاه COMBO نمایش داده شده است.

شبکه های کامپیوتری

تفاوت میان سوئیچ و روتر

روتر هایی که برای به کارگیری در رده های صنعتی و یا سازمانی در نظر گرفته شده اند ممکن است از چندین پورت برخوردار باشند. در چنین وضعیتی دستگاه به هر کدام از شبکه های کامپیوتری که با آن در ارتباط است، متعلق است. به عنوان نمونه در شکل فوق روتر به ۳ شبکه LAN وصل شده است. بدین ترتیب آدرس های متعلق به هر ۳ شبکه ی A، B و C در اختیار روتر است. به همین دلیل اصلی ترین تفاوت در بین سوئیچ و روتر این خواهد بود که “سوئیچ صرفا به LAN خود تعلق داشته، ولی روتر می تواند به چندین LAN متعلق باشد.”

تفاوت میان Host و Node

در بیان تفاون میان Host و Node می باید اشاره نمود که Host شامل هر رایانه ای در شبکه های کامپیوتری می باشد که منابعی چون نرم افزار ها یا اطلاعات بر روی آن میزبانی می گردد. اما یک Node به رایانه یا دستگاهی گفته می شود تنها قادر است به منابع LAN دسترسی داشته باشد. یک رایانه کلاینت و یا یک سرور، یک Node و یک Host محسوب می شوند. اما عموما یک سوئیچ یا یک روتر قادر نیست منابع شبکه های کامپیوتری را میزبانی نماید و بر این اساس یک Node بر روی شبکه به حساب می آید.

در رابطه با این مبحث لازم است تا توضیحی نیز در رابطه با تجهیزات اکتیو و تجهیزات پسیو شبکه ارائه گردد. در اصل تجهیزاتی که در شبکه های رایانه ای به منبع الکتریکی یعنی برق متصل شده و در رابطه با ایجاد، انتقال و نیرودهی سیگنال ها به کار گرفته می شوند، تجهیزات اکتیو شبکه نام دارند. از جمله این تجهیزات می توان به رایانه ها، روترها، مودم ها، سوئیچ ها و غیره اشاره نمود. در مقابل، تجهیزاتی که ارتباط مستقیم با برق نداشته و به صورت مستقیم به برق وصل نمی شوند تجهیزات پسیو شبکه نام دارند. این نوع تجهیزات می تواند شامل مواری چون: کابل ها، داکت ها و غیره باشد.

شبکه های کامپیوتری

شبکه‌ های گسترده (WAN)

از دیگر انواع شبکه های کامپیوتری می توان به شبکه‌ های گسترده (Wide Area Network) اشاره نمود. این نوع از شبکه ها مجموعه ای از شبکه های محلی هستند که در حوزه های گوناگون جغرافیاییِ گسترده توزیع شده اند. عموما برای ایجاد ارتباط بین این نوع از شبکه ها از از روتر ها استفاده می شود. این گونه از شبکه ها از ویژگی های خاصی برخوردار هستند که موجب متمایز بودن آن ها از سایر گونه های شبکه های کامپیوتری می شود.

شبکه های کامپیوتری

شبکه‌ های گسترده (WAN) شبکه های کامپیوتری

شبکه های دانشگاهی (CAN)

گونه ی دیگر شبکه های رایانه ای، شبکه های دانشگاهی (Campus Area Network) هستند که از متصل شدن چندین شبکه رایانه ای محلی (LAN) در یک حوزه جغرافیایی خاص شکل می گیرند. کاربرد رایج این گونه از شبکه ها عموما در مرکز های آموزشی چون مدارس و دانشگاه ها و یا مرکز های صنعتی و نظامی است. با این وجود در برخی از منابع آکادمیک شبکه های دانشگاهی زیر مجموعه ای از شبکه های کلان شهری توصیف شده است.

کلیه شبکه های یاد شده در قیاس با LAN از رویکرد ها و ابزارهای گوناگونی به منظور انتقال داده و اطلاعات بهره می برند. اینترنت وسیع ترین و معروفترین شبکه ی WAN شناخته شده در جهان است که در مقابل شبکه شخصی (Personal Area Network) به عنوان کوچک ترین نوع شبکه قرار دارد.

 

مطالب مرتبط

7اکتبر

شبکه های وایرلس و مشکلات استفاده از امواج رادیویی

اکتبر 7, 2020
توسط نت پرداز آذر

اگر شبکه های وایرلس بدون مشکل بودند، حتماً تا به حال جانشین شبکه های کابلی شده و آنها را از دور رقابت خارج می کردند. ولی مانند هر پدیده ی دیگر، در برابر مزایایی که دارند، شبکه های وایرلس مشکلاتی نیز دارند. یکی از مهمترین این مشکلات سرعت انتقال داده در این شبکه هاست. در متداول ترین شبکه های کابلی، نرخ ارسال اطلاعات ۱۰G  است و البته شبکه هایی با سرعت (۱۰۰۰Mbps (Gigabit Eternet  نیز در بازار وجود دارند. ولی به علت قیمت زیاد تجهیزات این شبکه ها، از آن ها در موارد خاص استفاده می شود.

ادامه مطلب
Open chat
1
سلام میتونم کمکتون کنم؟