همه چیز درباره شبکه های کامپیوتری

در این مقاله ما به بررسی ابتدایی شبکه می‌پردازیم.
در این بخش سعی شده توضیحات کلی درباره شبکه بیان شود تا کسانی که دوست دارند با آن آشنا شوند یک دید کلی پیدا کرده و ابتدای راه آن‌ها برای ورود به دریای بیکران مباحث شبکه های کامپیوتری باشد. توجه داشته باشید که این بخش پیوسته در حال بروز رسانی خواهد بود پس با ما همراه باشید.

شبکه چیست

اولین و پایه ای ترین سوال برای ورود به دنیای شبکه این است که شبکه چیست؟
برای این اصطلاح می‌توان تعاریف بسیار متفاوتی بیان کرد که همه آن‌ها به یک منظور اشاره دارند و آن ارتباط است.
شبکه شامل گروهی از افراد و اشیا است که قادر و یا در حال اشتراک اطلاعات بین یکدیگر هستند.
ما از شبکه برای ارتباط بین انسان ها و دستگاها ( که آن‌ها هم در خدمت انسان‌ها هستند و برای ارتباط انسان ها با یکدیگر و راحت تر کردن زندگی انسان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند ) استفاده می‌کنیم.

شبکه های کامپیوتری چیست

در مبحث فناوری اطلاعات به سیستم‌های کامپیوتری که توسط کانال های ارتباطی به یکدیگر متصل می‌شوند و با یکدیگر بر اساس قوانین از پیش نوشته شده یا همان پروتکل، تبادل اطلاعات می‌کنند شبکه های کامپیوتری و یا به اختصار شبکه می‌گویند.
به بیان ساده تر اتصال دو یا چندین کامپیوتر به یکدیگر که آن کامپیوتر ها بتوانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند و تبادل اطلاعات کنند به اصطلاح شبکه های کامپیوتری گفته می‌شود.

این تبادل اطلاعات بسیار گسترده است و صرفا ارسال فایل نیست. این تبادل اطلاعات می‌تواند گرفتن سرویس از یک سرویس دهنده و یا مشاهده فایل ویدیویی و صوتی به صورت آنلاین و … نیز می‌باشد که در ادامه بیشتر با آن‌ها آشنا خواهیم شد.

تاریخچه شبکه های کامپیوتری

زمانی که  اتحاد جماهیر شوروی اولین ماهواره خود را به فضا ارسال کرد. در آن زمان رقابت سختی بین دو ابر قدرت اتحاد جماهیر شوروی و ابالات متحده آمریکا وجود داشت .

ایالات متحده آمریکا برای این که از رقیب خود عقب نماند، آژانس ARPA را تاسیس کرد.هدف از ایجاد این سازمان برقراری ارتباط در زمان جنگ بود.
در آن زمان در مراکز آموزشی نیز پروژه هایی برای برقراری ارتباط در حال انجام بود به صورتی که برخی کامپیوتر های Mainframe از طریق ترمینال به کامپیوتر های دیگر سرویس می‌دادند.

از این سو آژانس ARPA اسپانسر دانشگاه MIT که در آن زمان به عنوان یکی از برترین مراکز تحقیقاتی دنیا بود شد و هزینه مطالعات برقراری ارتباط دو کامپیوتر به یکدیگر را پرداخت کرد.
اواخر سال 1960 بود که اولین ارتباط بین چهار کامپیوتر که دوتای آن‌ها در MIT و یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد بود بر قرار شد و این شبکه ARPANET نامگذاری شد.

در همین راستا در سال 1965 نخستین ارتباط راه دور بین MIT و یک مرکز دیگر نیز برفرار شد.این شبکه مخصوص مصارف نظامی ایالات متحده بود.

این شبکه در سال 1927  برای استفاده عموم معرفی شد به صورتی که مراکز کامپیوتری بسیاری از دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی را به هم متصل کرد.

در سال 1927 اولین نامه الکترونیکی از طریق این شبکه ارسال شد.

پروژه MERIT یک پروژه غیر انتفاعی بود که توسط چندین دانشگاه صورت گرفت. آن ها در این پروژه مشغول توسعه روش های اتصال کاربران ترمینال به کامپیوتر مرکزی بودند.

آن‌ها مجبور بودند تجهیزات لازم را خودشان طراحی کنند.در همین راستا آن‌ها با طراحی تجهیزات واسطه برای مینی کامپیوتر DECPDP-11 اولین بستر اصلی (Backbone) شبکه های کامپیوتری را ساختند. در ادامه نسخه اصلاح شده این کامپیوتر با نام PCP یا Primary Communication Processor به عنوان میزبان در شبکه ایفای نقش کرد.

اولین شبکه از این نوع که باعث اتصال چندین ایالت شد Michnet نام گرفت.روش کار در این نوع به این صورت بود که یک نرم افزار بر روی کامپیوتر میزبان نصب می‌شد ارتباط کاربران را برقرار می‌کرد.

در سال 1976 نرم افزار جدید Hermes معرفی شد که به کاربران اجازه می‌داد با استفاده از ترمینال به صورت تعاملی به MERIT متصل شوند. د این نرم افزار کاربران می‌توانستند در هنگام برقراری ارتباط میزبان مورد نظر را انتخاب کنند.

تا آن رمان از روش سوئیچینگ مداری یا Circuit Switching برای تعیین مسیر ارتباطی استفاده می‌شد. بعد از آن نوع جدیدی از سوئیچینگ به نام سوئیچینگ بسته ای یا Packet Switching معرفی شد.

در سال 1974 با معرفی پروتکل TCP/IP از مفهموم سوئیچینگ بسته ای به صورت گسترده استفاده شد.این پروتکل جایگزین پروتکل قدیمی NCP شد که تا آن زمان از آن در آرپا نت استفاده می‌شد.

با گسترده شدن این شبکه و متصل شدن شبکه های گوناگون به این شبکه آرپانت به اینترنت تبدیل گشت. درآن زمان بود که ارتباطات گسترده و ترافیک شبکه ای مطرح شد.

مسیر یابی در این شبکه به کمک آدرس IP صورت گرفت که یک آدرس 32 بیتی بود. در دهه 70 میلادی مفهوم شبکه های LAN یا همان شبکه های محلی با WAN یا همان شبکه های گسترده از همدیگر تفکیک شد.

در سال 1983 سیستم نامگذاری دامنه ها DNS یا  Domain Name System  معرفی شدکه برای هر آدرس آی پی یک نام اختصاص می‌داد. این واقعه زمانی بود که تعداد میزبان‌های اینترنتی از مرز ده هزار عدد فراتر رفته بود.

هدف از ایجاد شبکه های کامپیتوری

ایجاد شبکه های کامپیوتری دلایل مختلفی دارد که همه آن‌ها به بهتر و راحتتر شدن زندگی انسان‌ها کمک می‌کند. در این قسمت به برخی از اهداف راه اندازی شبکه اشاره می‌کنیم.

•  از بین بردن فاصله
  یکی از مهم ترین اهداف ایجاد شبکه از بین بردن فاصله بین انسان‌ها است به صورتی که در صدم ثانیه می‌توان با یک شخص در دورترین نقطه کره زمین ارتباط داشت.

• سادگی در انتقال داده ها
  با استفاده از شبکه می‌توان به سادگی و با یک کلیک اطلاعات را به هر نقطه از جهان ارسال کرد.

• اشتراک منابع
  با استفاده از شبکه و ارتباطی که برای ما به ارمغان می‌آورد می‌توانیم منبع سخت افزاری و نرم افزاری خود را با دیگران در شبکه به اشتراک بگذاریم.

•  صرفه جویی در هزینه ها
  با استفاده اشتراکی از منابع می‌توان از تمام آن منابع به صورت کامل استفاده کرد همچنین هزینه رفت و آمد به شدن کاهش پیدا می‌کند.

• افزایش قابلیت اطمینان
  استفاده از چندین نسخه یکسان از یک نرم افزار بر روی سیستم های کامپیوتری متفاوت با استفاده از شبکه باعث افزایش اطمینان آن نرم افزار می‌شود.

•  کاهش افزونگی اطلاعات
  با قرار دادن یک نسخه از اطلاعات بر روی یک سیستم کامپیوتری به عنوان سرور و اتصال بقیه کاربران به آن سرور و دسترسی به آن اطلاعات می‌تواند از افزونگی و هدر رفتن منابع سخت افزاری جلوگیری کرد.

• بروز بودن اطلاعات
  با اتصال آنی به سیستم های تولید اطلاعات می‌توان همیشه اطلاعات بروزی در دسترس داشت.

انواع شبکه های کامپیوتری

انواع شبکه های کامپیوتری از لحاظ وسعت به موارد زیر تقسیم بندی می‌شوند:

• (Personal Area Network (PAN یا شبکه محلی شخصی
• (Local Area Network (LAN یا شبکه های محلی
• (Wireless Local Area Network (WLAN یا شبکه های محلی بیسیم
• (Campus Area Network (CAN یا شبکه منطقه پردازشی
• (Metropolitan Area Network (MAN یا شبکه های شهری
• (Wide Area Network (WAN یا شبکه های گسترده
• (Storage-Area Network (SAN یا شبکه های ذخیره سازی
• (System-Area Network (also known as SAN یا شبکه های سیستمی
• (Passive Optical Local Area Network (POLAN یا شبکه های محلی نوری غیر فعال
• (Enterprise Private Network (EPN یا شبکه خصوصی سازمانی
• (Virtual Private Network (VPN یا شبکه های خصوصی مجازی

همچنین انواع شبکه های کامپیوتری از لحاظ ساختار و توپولوژی به موارد زیر تقسیم می‌شوند:

به نحوه قرار گیری دستگاه‌های مختلف در شبکه که این دستگاه‌ها شامل کامپیوتر ها و یا تجهیزات ارتباطی  هستند توپولوژی شبکه می‌گویند.

• توپولوژی خطی (Bus topology)
• توپولوژی ستاره ای (Star topology)
• توپولوژی حلقوی (Ring topology)
• توپولوژی ترکیبی (Hybrid topology)
• توپولوژی بی سیم (wireless topology)
• توپولوژی مش (Mesh topology)
• توپولوژی درختی (Tree topology)

پسیو (Passive) شبکه چیست

خدمات پسیو شبکه به بخشی از راه‌اندازی شبکه های کامپیوتری گفته می‌شود که به زیر ساخت اشاره دارد .
پسیو Passive به معنی غیر فعال است، ما در شبکه به قطعاتی که جریان برق ندارند و در انتقال دیتای شبکه فعالیتی انجام نمی‌دهند قطعات پسیو می‌گوییم و به همین صورت به نصب این تجهیزات نیز خدمات پسیو گفته می‌شود.
خدماتی مانند کابل کشی و ترانکینگ و نصب سخت افزاری رک و آرایش داخل آن و … را خدمات پسیو شبکه می‌گویند.

اکتیو (Active) شبکه چیست

به مجموعه خدماتی که بر روی تجهیزات شبکه انجام می‌شود، خدمات اکتیو شبکه می‌گوییم.
اکتیو Active به معنای فعال است، و به معنای فعال بودن جریان برق در قطعه مورد نظر است، لذا به خدماتی که روی این قطعات فعال، انجام می‌شوند، خدمات اکتیو می‌گوییم.
خدماتی شامل نصب سیستم عامل و یا کلنفیگ یک روتر و یا مودم ADSL را خدمات اکتیو می‌گویند.

انواع تجهیزات شبکه های کامپیوتری

تجهیزات شبکه های کامپیوتری به تجهیزات پسیو و اکتیو تقسیم بندی می‌شوند.

تجهیزات پسیو آن دسته از تجهیزات را شامل می‌شود که در اصطلاح دارای جریان برق نیستند البته استثنا‌هایی هم وجود دارد.
انواع تجهیزات Passive شامل موارد زیر است:

کابل های(Twisted Pair)

کابل Twisted Pair متداول ترین نوع کابل در ساختار شبکه های کامپیوتری می‌باشد. که در حال حاضر دارای هفت نوع CAT1 تا جدید ترین مدل آن یعنی CAT7 است.

کابل فیبر نوری

از این نوع کابل ها زمانی استفاده می‌شود که نیاز است ارتباط در مسافت های طولانی انجام گیرد و یا نیاز به پهنای باند بالایی داریم.

آنتن وایرلس (بیسیم)

برای ارتباط و یا تقویت سیگنال ها از این نوع تجهیزات استفاده می‌شود.

پچ پنل

قطعه ای که درون رک قرار می‌گیرد و محلی برای جمع کردن کابل های شبکه در یک نقطه متمرکز است.

رک شبکه

برای نگهداری از تجهیزات شبکه زمانی که تعداد آن ها بالا می‌رود از محفظه هایی به این منظور استفاده می‌شودکه به آن‌ رک گفته می‌شود.
رک ها به گونه ای ساخته شده اند که مکان های اختصاصی برای تجهیزات مختلف شبکه را فراهم می‌کنند.

سوکت

قطعه ای که برای اتصال کابل به تجهیزات شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تجهیزات Active شامل:

کارت شبکه ( Network Interface Card )

مهم ترین و ملزوم ترین تجهیز برای استفاده از شبکه های کامپیوتری کارت شبکه می‌باشد. به عبارتی دروازه هر سیستم کامپیوتری برای ارتباط با شبکه می‌باشد.
در سیستم های کامپوتری جدید بر روی Main Board اصلی سیستم یک کارت شبکه Onboard وجود دارد و اگر نیاز به کارت شبکه دیگر داشتید می‌توانید بر روی اسلات های موجود بر روی Main Board نصب کنید.

سوییچ ( Switch )

برای ارتباط چندین کامپیوتر به یکدیگر مورد استفاده قرار می‎‌گیرد. درون سوئیچ یک جدولی به نام MAC Table وجود دارد که وظیفه آن ذخیره کردن آدرس MAC هر سیستم است تا بتواند کامپیوتر ها را به یکدیگر متصل کند و مسیر یابی بسته های ارسالی از سوی کامپیوتر ها را انجام دهد.

روتر ( Router )

دستگاهی که برای ارتباط بین شبکه های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه وظیفه اتصال شبکه ها با رنج های متفاوت را بر عهده دارد.

اکسس پوینت ( Access Point )

همان سوئیچ است که وطیفه خود را به صورت یبسیم انجام می‌دهد.

مودم ( Modem )

شاید وسیله ای که همه ما از آن استفاده کرده باشم مودم می‌باشد. مودم به عبارتی همان روتر است که وظیفه ارتباط شبکه داخلی  را با شبکه اینترنت برقرار می‌کند.

سرور ( Server )

سرور ها کامپیوتر هایی با ظرفیت پردازشی بالا هستند که وظیفه آن‌ها انجام دادن پردازش های سنگین و همیشگی است. سرور‌ها به گونه ای طراحی شده اند که همیشه روشن بوده و در حال سرویس دهی باشند.

آدرس IP چیست

IP Address مخفف عبارت Internet Protocol Address است و آدرس و یا نشانی هر دستگاه درون شبکه می‌باشد.
به زبان ساده تر آدرس IP یک شناسه است که با استفاده از آن می‌توانیم بین دستگاه های موجود درون یک شبکه تمایز قائل شویم.

انواع آدرس آی پی:

( IPv4 ( Internet Protocol  Version 4
( IPv6 ( Internet Protocol Version 6

آدرس MAC چیست

درون شبکه برای ایجاد ارتباط بین دو دستگاه از قوانین و پروتکل هایی استفاده می‌شود که با استفاده از این پروتکل ها اطلاعات به صورت بسته درآمده و ارسال می‌شود.
حال برای اینکه مشخص شود کدام بسته مربوط به کدام سیستم است و برای کدام سیستم ارسال شده است باید از یک آدرس یکتا برای هر کارت شبکه موجود روی سیستم استفاده کرد به آن آدرس که برای هر کارت شبکه منحصر به فرد است MAC Address می‌گویند.

MAC Address مخفف کلمه Media Access Control Address می‌باشد.

مک آدرس یک آدرس 48 بیتی است که در قالب xx:xx:xx:xx:xx:xx است. هر زوج xx که با رقم‌های هگزادسیمال پرمی‌شود، نمایان گر 8 بیت است. قسمت اول این آدرس که شامل 24 بیت اول می‌باشد، توسط شرکت سازنده کارت واسط شبکه تعیین می‌شود و 24 بیت دوم تعداد دستگاه‌های قابل شماره گذاری برای آن شرکت را نشان می‌دهد.

پشتیبانی شبکه چیست

پشتیبانی شبکه به مجموعه خدماتی گفته می‌شود که در زمینه اکتیو و پسیو شبکه انجام می‌گیرد تا سرویس هایی که ما از شبکه دریافت می‌کنیم همیشه در دسترس بوده و نهایت کارایی و بازدهی را داشته باشند.
پس ما برای استفاده از شبکه نیاز است که همیشه در حال چک کردن و یا به اصطلاح مانیتور کردن سرویس های شبکه باشیم تا بدون مشکل به فعالیت خود ادامه دهند.

مجازی سازی شبکه چیست

قابلیت ارائه دیوایس های فیزیکی موجود درشبکه در قالب مجازی را مجازی سازی شبکه می‌گویند. در واقع با استفاده از مجازی سازی شبکه دیوایس هایی نظیر سوییچ ها، فایروال ها، دستگاه های Load Balancing و … را می‌توانید به صورت مجازی پیاده سازی کنید.

این کارنه تنها هزینه خرید دیوایس های سخت افزاری را کاهش می‌دهد، بلکه سازگاری بهتر با محیط مجازی سازمان را به ارمغان می‌آورد.
نکته قابل توجه این است که مجازی سازی شبکه از لایه های 2 و 3 فرا تر رفته و در لایه های 4 و 7 شبکه قابل استفاده خواهد بود.مدیریت این راه کار بسیار ساده تر خواهد بود و سازمان بدون تماس فیزیکی با زیر ساخت شبکه خود آن را مدیریت خواهد کرد.

مانیتورینگ شبکه چیست

ابزاری است که با شما این امکان را به شما می‌دهد که بتوانید دستگاه های ارتباطی موجود در شبکه خود را رصد کرده و از صحت عملکرد آن ها اظمینان حاصل کنید.

این ابزار ها بعد از وقوع مشکل می‌توانند پیغامی برای شما ارسال کنند و شما را از مشکل به وجود آمده مطلع سازند.

در برخی ابزارها رفع مشکل به صورت اتوکاتیک هم قابل اجراست.

خوشحال میشیم نظرات خودتون رو با ما درمیون بزارید.

شما همچنین می‌توانبد فایل PDF مقاله را از اینجا دانلود کنید