مبانی اولیه و شناخت شبکه های کامپیوتری

شناخت مفاهیم اولیه،ساختار و مبانی شبکه

برای دانشجویان و علاقمندان و یا تکنسینهای فنی شبکه دانستن اینکه سیستمهای کامپیوتری به چه نحوی در محیط شبکه با همدیگر ارتباط برقرار میکنند از اهمیت بسزایی برخوردار است ولذا در این مبحث به بررسی این مفاهیم می پردازیم.مقالات این بخش دائما ویرایش و تکمیل میگردند.

در این بخش اساس آنچه شبکه های کامپیوتری را میسازند،معرفی می گردد .دراینجا نگاهی می اندازیم به توپولوژی های مختلف،سیستم عامل های شبکه و اطلاعات عمومی راجع به شبکه های کامپیوتری .جهت درک بهتر مطالب دیگر بخشها ،فهم اساسی مطالب این بخش لازم می باشد.

این روزها استفاده از کامپیوترها در یک Setting خاص و حرفه ای بدون وجود شبکه تصور کردنی نیست. تکنسینهای شبکه باید تمامی ملزومات یک شبکه کامپیوتری را بدانند وبر نگهداری و اشکال زدایی شبکه های خود مسلط باشند.

یک شبکه کامپوتری از دو جزء اساسی تشکیل شده : Entity که اطلاعات و منابع را به اشتراک می گذارد،شبیه سرورها و ایستگاه های کاری . جزء دوم واسطه ایست که Entity ها را قادر به ایجاد ارتباط با یکدیگر می سازد ، که کابل یا واسط بی سیم می باشد.

Entity ها معمولا ایستگاه های کاری می باشند و واسط ها یک کابل یا یک واسط بی سیم مثل Infra red هستند.

یک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپیوتر ، چاپگر و … ) بوده که با استفاده از یک روش ارتباطی ( کابل ، امواج رادیوئی ، ماهواره ) و بمنظور 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 هائی باشند.

شبکه های کامپیوتری را بر اساس مولفه های متفاوتی تقسیم بندی می نمایند. در ادامه به برخی از متداولترین تقسیم بندی های موجود اشاره می گردد .

تقسیم بندی بر اساس نوع وظایف :

کامپیوترهای موجود در شبکه را با توجه به نوع وظایف مربوطه به دو گروه عمده : سرویس دهندگان (Servers) و یا سرویس گیرندگان (Clients) تقسیم می نمایند. کامپیوترهائی در شبکه که برای سایر کامپیوترها سرویس ها و خدماتی را ارائه می نمایند ، سرویس دهنده  نامیده می گردند. کامپیوترهائی که از خدمات و سرویس های ارائه شده توسط سرویس دهندگان استفاده می کنند ، سرویس گیرنده نامیده می شوند .

 Client Server:

در این نوع شبکه های کامپیوتری یعنی شبکه های مبتنی بر سرور، به تعداد محدودی از کامپیوتر ها وظیفه عمل به عنوان سرور داده می شود. در سازمان هایی که دارای بیش از ۱۰ کاربر در شبکه خود هستند، استفاده از شبکه های Peer to Peer نامناسب بوده و شبکه های مبتنی بر سرور ترجیح داده می شوند. در این شبکه ها از سرور اختصاصی برای پردازش حجم زیادی از درخواست های کامپیوترهای سرویس گیرنده استفاده می شود و آنها مسئول حفظ امنیت اطلاعات خواهند بود. در شبکه های مبتنی بر سرور، مدیر شبکه، مسئول مدیریت امنیت اطلاعات شبکه است و بر تعیین سطوح دسترسی به منابع شبکه مدیریت می کند. بدلیل اینکه اطلاعات در چنین شبکه هایی فقط روی کامپیوتر یا کامپیوتر های سرور متمرکز می باشند، تهیه نسخه های پشتیبان از آنها ساده تر بوده و تعیین برنامه زمانبندی مناسب برای ذخیره سازی و تهیه نسخه های پشتیبان از اطلاعات به سهولت انجام می پذیرد. در چنین شبکه هایی می توان اطلاعات را روی چند سرور نگهداری نمود، یعنی حتی در صورت از کار افتادن محل ذخیره اولیه اطلاعات (کامپیوتر سرور اولیه)، اطلاعات همچنان در شبکه موجود بوده و سیستم می تواند به صورت روی خط به کارکردخود ادامه دهد. به این نوع از سیستم ها Redundancy Systems یا سیستم های یدکی می گویند.

برای بهره گیری از مزایای هر دو نوع از شبکه ها، معمولاً سازمان ها از ترکیبی از شبکه های نظیر به نظیر و مبتنی بر سرور استفاده می کنند. این نوع از شبکه ها، شبکه های ترکیبی یا Combined Network نام دارند. در شبکه های ترکیبی دو نوع سیستم عامل برای تامین نیازهای شبکه مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال یک سازمان می تواند از سیستم عامل Windows NT Server برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات مهم و برنامه های کاربردی در شبکه خود استفاده کنند. در این شبکه، کامپیوتر های Client می توانند از سیستم عامل ویندوز ۹۵ استفاده کنند. در این وضعیت، کامپیوتر ها می توانند ضمن قابلیت دسترسی به اطلاعات سرور ویندوز NT، اطلاعات شخصی خود را نیز با دیگر کاربران به اشتراک بگذارند.

Peer-To-Peer :

نوع-شبکه

در یک شبکه نظیر به نظیر یا Peer to Peer، بین گره های شبکه هیچ ترتیب یا سلسله مراتبی وجود ندارد و تمام کامپیوتر های واقع در شبکه از اهمیت یا اولویت یکسانی برخوردار هستند. به شبکه Peer to Peer یک گروه کاری یا Workgroup نیز گفته می شود. در این نوع از شبکه ها هیچ کامپیوتری در شبکه به طور اختصاصی وظیفه ارائه خدمات همانند سرور را ندارد. به این جهت هزینه های این نوع شبکه پایین بوده و نگهداری از آنها نسبتاً ساده می باشد. در این شبکه ها براساس آن که کدام کامپیوتر دارای اطلاعات مورد نیاز دیگر کامپیوتر هاست، همان دستگاه نقش سرور را برعهده می گیرد. و براساس تغییر این وضعیت در هر لحظه هر یک از کامپیوتر ها می توانند سرور باشند. و بقیه سرویس گیرنده. به دلیل کارکرد دوگانه هر یک از کامپیوتر ها به عنوان سرور و سرویس گیرنده، هر کامپیوتر در شبکه لازم است تا بر نوع کارکرد خود تصمیم گیری نماید. این فرآیند تصمیم گیری، مدیریت ایستگاه کاری یا سرور نام دارد. شبکه هایی از نوع نظیر به نظیر مناسب استفاده در محیط هایی هستند که تعداد کاربران آن بیشتر از ۱۰ کاربر نباشد.

سیستم عامل هایی نظیر Windows NT Workstation، Windows 9X یا Windows for Workgroup نمونه هایی از سیستم عامل های با قابلیت ایجاد شبکه های نظیر به نظیر هستند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کاربری تعیین کننده آن است که در روی سیستم خود چه اطلاعاتی می تواند در شبکه به اشتراک گذاشته شود. این وضعیت همانند آن است که هر کارمندی مسئول حفظ و نگهداری اسناد خود می باشد.

در شبکه های Peer-To-Peer ، یک کامپیوتر می تواند هم بصورت سرویس دهنده و هم بصورت سرویس گیرنده ایفای وظیفه نماید.

تقسیم بندی بر اساس توپولوژی:

الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپیوترها ، توپولوژی نامیده می شود.

توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء 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 . عوامل مختلفی جهت انتخاب یک توپولوژی بهینه مطرح می شود. مهمترین این عوامل بشرح ذیل است :

   هزینه :  هر نوع محیط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهایت می بایست عملیات نصب شبکه در یک ساختمان پیاده سازی گردد. عملیات فوق فرآیندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است . در حالت ایده آل کابل کشی و  ایجاد کانال های مربوطه می بایست قبل از تصرف و بکارگیری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بایست هزینه نصب شبکه بهینه گردد.

   انعطاف پذیری:   یکی از مزایای شبکه های LAN ، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزیع گره ها در یک محیط است . بدین ترتیب توان محاسباتی سیستم و منابع موجود در اختیار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت . در ادارات همه چیز تغییر خواهد کرد.( لوازم اداری،  اتاقها و … ) . توپولوژی انتخابی می بایست بسادگی امکان تغییر پیکربندی در شبکه را فراهم نماید. مثلا” ایستگاهی را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال و یا قادر به ایجاد یک ایستگاه جدید در شبکه باشیم .

توپولوژی های مختلفی شبکه های کامپیوتری را می سازند.

    Bus   Star  Mesh  Ring   Wireless

 توپولوژی Bus  :

یکی از رایجترین توپولوژی ها برای پیاده سازی شبکه های LAN است . در مدل فوق از یک کابل بعنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به آن متصل می گردند.   این کار از لحاظ منطقی ممکن است عجیب باشد ، اما تنظیم و نصب چنین شبکه ای بسیار ساده می با شد.در توپولوژی Bus بیشر از کابل کواکسیال استفاده می شود.

در توپولوژی Bus در آن واحد تنها یک کامپیوتر می تواند یک Packet را انتقال دهد.در این توپولوژی کامپیوتر ها تنها Packet هایی را که شامل آدرس آنهاست می پذیرند.یک Packet ازلحظه ارسال شدن توسط کامپیوتر مبداء تا لحظه دریافت توسط کامپیوتر مقصد در طول مسیر در حرکت است . این بدان معنی است که شبکه تا زمانی که کامپیوتر مقصد آن Packet را بپذیرد اشغال می شود.در توپولوژی Bus برای جلوگیری از bounce ،اجزایی به نام ترمیناتور را در دو سر انتهایی کابل قرار می دهند .یک ترمیناتور سیگنالهای الکتریکی را جذب کرده و کابل را آزاد می کند ، بنابراین کامپیوترها می توانند Packet ها را به شبکه بفرستند .

توپولوژی Bus یک توپولوژی بی بهره است . این بدان معنی است که در توپولوژی Bus یک کامپیوتر اطلاعات را دریافت میکند ومی فرستد و هیچ data یی را دوباره تولید نمی کند ،بنابر این اگر یک کامپیوتر در یک شبکه fail شود شبکه از کار خواهد افتاد .

یکی از مزایای توپولوژی Bus هزینه آن می باشد.توپولوژی Bus کمتر از Star ویا Mesh کابل مصرف می کند.دیگر مزیت آن سادگی نصب این نوع توپولوژی می باشد .

 مهمترین عیب توپولوژی Bus مشکل بودن عیب یابی آن می باشد.

 مزایای توپولوژی BUS :

   – کم بودن طول کابل . بدلیل استفاده از یک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپیوترها ، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود.موضوع فوق باعث پایین آمدن هزینه نصب و ایجاد تسهیلات لازم در جهت پشتیبانی شبکه خواهد بود.

  – ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای یک ساختار ساده است . در مدل فوق صرفا” از یک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.

  – توسعه آسان . یک کامپیوتر جدید را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت ، می توان از تقویت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.

معایب توپولوژی BUS :

   – مشکل بودن عیب یابی . با اینکه سادگی موجود در تویولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می دهند، ولی در صورت بروز خطاء کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هائی که از توپولوژی فوق استفاده می نمایند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطاء می بایست نقاط زیادی بمنظور تشخیص خطاء بازدید و بررسی گردند.

  – ایزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتیکه یک کامپیوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل  گردد ، می بایست کامپیوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عیب نمود. در موارد خاص می توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتیکه اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت می بایست از شبکه خارج گردد.

 نصب کابل در یک شبکه Bus :

۱- همه کامپیوتر ها در کارت شبکه یک اتصال دهنده BNC دارند.

۲- کابل را بین کامپیوتر ها روی یک خط رد کنید ، طول کابل بیش از ۱۸۵ متر نباشد.

۳- از یک ابزار Crimping برای جاگذاری اتصال دهنده BNC در انتهای تمام کابل ها استفاده کنید .

۴- یک T-connector روی همه رابطهای BNC قرار دهید .

۵- انتهای هر کابل را به T-connector متصل کنید .

۶- ترمیناتور را روی دو کامپیوتری که در انتهای Bus قرار دارند و هر کدام یک سوکت T-connector خالی نیز دارند وصل کنید.

توپولوژی Star :

در این نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبیه “ستاره” استفاده می گردد.در این توپولوژی همه کامپیوتر ها به واسطه یک هاب یا سوییچ به هم متصل می شوند.

یکی از مزایای توپولوژی ستاره ای تمرکز در کابل کشی است.در یک هاب اگر کابلی قطع شود بر دیگر ایستگاه های کاری تاثیری ندارد.تمرکز در اجزای شبکه ،قدرت مدیریت را بالا می برد.مدیریت متمرکز و مانیتورینگ ترافیک شبکه برای موفقیت شبکه می تواند اساسی و حیاتی باشد. با یک پیکربندی ستاره ای امکان اضافه کردن ویا تغیی در پیکربندی آسان می باشد زیرا همه اتصالات در یک نقطه متمرکز هستند .

مزایای توپولوژی STAR :

   – سادگی سرویس شبکه . توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در یک نقطه مرکزی است . ویژگی فوق تغییر در ساختار و سرویس  شبکه را آسان می نماید.

  – در هر اتصال یک دستگاه . نقاط اتصالی در شبکه ذاتا” مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR  اشکال در یک اتصال ، باعث خروج آن خط  از شبکه و سرویس و اشکال زدائی خط مزبور است . عملیات فوق تاثیری در عملکرد سایر کامپیوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .

  – کنترل مرکزی و عیب یابی . با توجه به این مسئله که نقطه  مرکزی  مستقیما” به هر ایستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ایرادات در شبکه بسادگی تشخیص  و مهار خواهند گردید.

   – روش های ساده دستیابی . هر اتصال در شبکه شامل یک نقطه مرکزی و یک گره جانبی است . در چنین حالتی دستیابی به محیط انتقال حهت ارسال و دریافت اطلاعات دارای الگوریتمی ساده خواهد بود.

 معایب توپولوژی STAR :

   – زیاد بودن طول کابل . بدلیل اتصال مستقیم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زیادی کابل مصرف می شود. با توجه به اینکه هزینه کابل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتیبنی آنها بطور قابل توجهی هزینه ها را افزایش خواهد داد.

    – مشکل بودن توسعه . اضافه نمودن یک گره جدید به شبکه مستلزم یک اتصال از نقطه مرکزی به گره جدید است . با اینکه در زمان کابل کشی پیش بینی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظیر زمانیکه طول زیادی از کابل مورد نیاز بوده و یا اتصال مجموعه ای از گره های غیر قابل پیش بینی اولیه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.

    – وابستگی به نقطه مرکزی . در صورتیکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غیرقابل استفاده خواهد بود.

 توپولوژی Mesh :

   این نوع توپولوژی در شبکه بندی زیاد رایج نمی باشد.در توپولوژی Mesh هر کامپیوتر با دیگر کامپیوترهای شبکه یک اتصال دارد.

   بزرگترین مزیت توپولوژی Mesh ، Fault tolerance می باشد. این بدان معنی است که اگر یک شکست یا پارگی در کابل بوجود بیاید ،جریان داده می تواند دوباره مسیردهی شود.

عیب این توپولوژیِ آن است که بکارگیری و مدیریت شبکه Mesh به دلیل اتصالات متعدد وزیاد بسیار مشکل است .هزینه نیزدر این نوع توپولوژی  زیاد می باشد .

 توپولوژی Ring :

در این نوع توپولوژی تمام کامپیوترها بصورت یک حلقه به یکدیگر مرتبط می گردند. تمام کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به یک کابل که بصورت یک دایره بسته است ، متصل می گردند. در مدل فوق  هر گره به دو و فقط دو همسایه مجاور خود متصل است . اطلاعات از گره مجاور دریافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراین داده ها فقط در یک جهت حرکت کرده و از ایستگاهی به ایستگاه دیگر انتقال پیدا می کنند.

توپولوژی Ring مداریست که نقطه شروع وپایان ندارد.در این توپولوژی به ترمیناتور نیازی نیست .سیگنالها یک مسیر دایره ای را تا زمانی که یک کامپیوتر آنها را به کامپیوتر دیگر رد می کند ،طی میکنند.هر کامپیوتر آدرس مقصد Packet را چک می کند و آن را مثل یک تکرار کننده عبور می دهد.

اگر یکی از کامپیوترهای شبکه حلقوی دچار اشکال شود،تمامی شبکه از کار میفتد.

مزایای توپولوژی Ring :

   بهترین قابلیت  این توپولوژی این است که همه کامپیوترها امکان دسترسی و ارتباط مساوی بر روی شبکه دارند .(در توپولوژی Bus وStar فقط یک ایستگاه کاری در آن واحد با شکه ارتباط دارد.)در توپولوژی حلقوی کامپیوتر هایی که حجم زیادی از اطلاعات را روی شبکه می فرستند از ارتباط دیگر کامپیوتر ها جلوگیری نمی کنند .دیگر مزایای Ring عبارتند از:

  – کم بودن طول کابل . طول کابلی که در این مدل بکار گرفته می شود ، قابل مقایسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ویژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات (کانکتور) در شبکه شده و ضریب اعتماد به شبکه را افزایش خواهد داد.

  – نیاز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود.بدلیل استفاده از یک کابل جهت اتصال هر گره به گره همسایه اش ، اختصاص محل هائی خاص بمنظور کابل کشی ضرورتی نخواهد داشت .

  – مناسب جهت فیبر نوری . استفاده از فیبر نوری باعث بالا رفتن نرخ سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است.  چون در توپولوژی فوق ترافیک داده ها در یک جهت است ، می توان از فیبر نوری بمنظور محیط انتقال استفاده کرد.در صورت تمایل می توان در هر بخش ازشبکه از یک نوع کابل بعنوان محیط انتقال استفاده کرد . مثلا” در محیط های ادرای از مدل های مسی و در محیط کارخانه از فیبر نوری استفاده کرد.

 معایب شبکه با توپولوژی Ring :

بزرگترین مشکل در توپولوژی Ring این است که اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، دچار خطا شود ویا کابل قطع شود کل شبکه از کار میفتد.

مفهوم توپولوژی Ring این است که حلقه شکسته نمی شود و سیگنالها از یک ایستگاه به ایستگاه دیگر پرش می کنند .

عیب دیگر توپولوژی حلقوی آن است که اگر تغییراتی در کابل یا شبکه ویا ایستگا های کاری اعمال کنیم مانند جابجایی و یا قطع موقت اتصالات ،شبکه را دچار اختلال و وقفه می کند .بنابر این مشکلات این نوع توپولوژی را می توان به صورت زیر بیان کرد :

  – اشکال در یک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در یک گره ، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانیکه گره معیوب از شبکه خارج نگردد ، هیچگونه ترافیک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت .

  – اشکال زدائی مشکل است . بروز اشکال در یک گره می تواند روی تمام گرههای دیگر تاثیر گذار باشد. بمنظور عیب یابی می بایست چندین گره بررسی تا گره مورد نظر پیدا گردد.

  – تغییر در ساختار شبکه مشکل است . در زمان گسترش و یا اصلاح حوزه جغرافیائی تحت پوشش شبکه ، بدلیل ماهیت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد .

 – توپولوژی بر روی نوع دستیابی تاثیر می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئولیت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دریافت داشته است . قبل از اینکه یک گره بتواند داده خود را ارسال نماید ، می بایست به این اطمینان برسد که محیط انتقال برای استفاده قابل دستیابی است .

 توپولوژی Wireless :

یک توپولوژی بی سیم آن است که در آن کمترین کابل برای اتصالات سیم ها بکار رفته است.در این توپولوژی شبکه از یک فرستنده استفاده می کند که Packet ها را با بکارگیری فرکانسهای رادیویی منتشر می کند.شبکه دارای فرستنده های مخصوصی است که Cell نامیده می شوند.کامپیوترهاو اجزای شبکه یک فرستنده/گیرنده مخصوص دارند که آنها را برای دریافت انتشارات و انتقال داده ها ی درخواست شده به Cell ،هدایت می کند.

حالت دیگر شبکه بی سیم نوعی است که از آنتن رادیویی در نزدیکی ساختمان استفاده می کند.این آنتن یک Cellرا برای احاطه محیط اطراف هدایت می کند.در یک ترکیب Campus-Type این دسترسی بهترین راه است .

شبکه بی سیم می تواند با ارتباطات Infrared سازگار باشد،مشابه کنترل تلوزیون اما این نوع ارتباط آهسته و کند است و یک خط مستقیم برای ایجاد ارتباط برای کار نیاز دارد.

این نوع شبکه بیشتر برای Laptop یا Laptop وپرینتر مفید است.

بهترین مزیت این شبکه ها نداشتن کابل کشی است .شبکه بی سیم به یک Backbon اساسی برای آنچه می خواهد به Cell های بی سیم متصل شود ،احتیاج دارد .

Backbon بخشی از کابل اصلی است که کابل های کوچکتر به آن متصل می شوند .

 مبانی شبکه های بدون کابل :

تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده ” ضرورتی به کابل ها ی جدید  نمی باشد” ، استفاده می نمایند. در این نوع شبکه ها ، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند.  این نوع  شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع از شبکه ها را  مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید مثلا” در صورتیکه این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر laptop باشیم که  از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.

شبکه های کامپیوتری از نقظه نظر نوع خدمات وسرویس دهی به دو گروه : نظیر به نظیر و سرویس گیرنده / سرویس دهنده  نقسیم می گردند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کامپیوتر قادر به ایفای وظیفه  در دو نقش  سرویس گیرنده  و سرویس دهنده  در هر لحظه است . در شبکه های سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، هر کامپیوتر صرفا” می تواند یک نقش را بازی نماید. ( سرویس دهنده  یا سرویس گیرنده ) . در شبکه های بدون کابل که بصورت نظیر به نظیر پیاده سازی می گردنند ، هر کامپیوتر قادر به ارتباط مستقیم با هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه است . برخی دیگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، پیاده سازی می گردند. این نوع شبکه ها دارای یک Access point می باشند. دستگاه فوق یک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر یک از کامپیوترها می باشند.

چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد ( از کند و ارزان  تا سریع و گران )

  • BlueTooth
  • IrDA
  • HomeRF))SWAP))
  • WECA))Wi-Fi))

     شبکه های Bluetooth در حال حاضر عمومیت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکه ها ی با سرعت بالا نمی باشند.( IrDA)Infrared Data Association استانداردی بمنظور ارتباط دستگاههائی است که از سیگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمایند. استاندارد فوق نحوه  عملیات کنترل از راه دور، ( تولید شده توسط یک تولید کننده خاص ) و یک دستگاه  راه دور ( تولید شده توسط تولید کننده دیگر ) را تبین می کند.  دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمایند.

قبل از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است که در ابتدا با استاندارد اولیه ای که دو مد ل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بیشتر آشنا شویم . اولین مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE 802.11 توسط موسسه IEEE عرضه گردید. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بین دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانیه مطرح شد. دو روش  فوق  بشرح زیر می باشند :

  • DSSS spectrum  Direct-sequence spread
  • FHSS))Frequency-hopping spread spectrum ) (

دو روش فوق از تکنولوژی) FSK)Frequency-shift keying) استفاده می نمایند. همچنین دو روش فوق از امواج رادیوئی Spread-spectrum در محدوده ۴/ ۲ گیگاهرتز استفاده می نمایند.

Spread Spectrum     ، بدین معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر  تقسیم و هر یک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستیابی در هر زمان  ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSS  استفاده می نمایند  ،  هر بایت داده را  به چندین بخش مجزا تقسیم  و آنها  را بصورت  همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ، ارسال می دارند. DSSS از پهنای باند بسیار بالائی استفاده می نماید ( تقریبا” ۲۲ مگاهرتز ) دستگاههائی که از FHSS استفاده می نمایند  ، دریک زمان پیوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده  کرده و با شیفت دادن فرکانس (hop) بخش دیگری از اطلاعات را ارسال می نمایند. با توجه به اینکه هر یک از دستگاههای FHSS که با یکدیگر مرتبط می گردند  ، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بایست Hop نمایند و از هر فرکانس در یک بازه زمانی بسیار کوتاه استفاده می نمایند ( حدودا” ۴۰۰ میلی ثانیه )  ،  بنابراین می توان از جندین شبکه FHSS در یک محیط استفاده کرد( بدون اثرات جانبی ) . دستگاههای FHSS صرفا” دارای پهنای باند یک مگاهرتز و یا کمتر می باشند.

 HomeRF و SWAP :

HomeRF     ، اتحادیه ای است که استانداری با نام SWAP)Shared Wireless Access protocol) را ایجاد نموده است . SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و ۸۰۲٫۱۱ است. دستگاههای SWAP در هر ثانیه ۵۰ hop ایجاد و در هر ثانیه قادر به ارسال یک مگابیت در ثانیه می باشند. در برخی از مدل ها میزان ارسال اطلاعات تا دو مگابیت در ثانیه هم می رسد.  ، توانائی فوق ارتباط مستقیم به  تعداد اینترفیس های موجود در مجیط عملیاتی دارد. مزایای SWAP عبارتند از :

  • قیمت مناسب
  • نصب آسان
  • به کابل های اضافه نیاز نخواهد بود
  • دارای Access point نیست
  • دارای شش کانال صوتی دو طرفه و یک کانال داده است
  • امکان استفاده از ۱۲۷ دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
  • امکان داشتن چندین شبکه در یک محل را فراهم می نماید.
  • امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ایمن سازی داده ها وجود دارد.

برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :

  • دارای سرعت بالا نیست ( در حالت عادی یک مگابیت در ثانیه )
  • دارای دامنه محدودی است ( ۷۵ تا ۱۲۵ فوت /  ۲۳ تا ۳۸ متر )
  • با دستگاههای FHSS سازگار نیست .
  • دستگاههای دارای فلز و یا وجود دیوار  می تواند باعث افت ارتباطات شود.
  • استفاده در شبکه های کابلی  ،  مشکل است .

تراتسیور بدون کابل واقعی بهمراه یک آنتن کوچک در یک کارت ISA , PCI و یا PCMCIA ایجاد( ساخته ) می گردد. در صورتیکه از یک کامپیوتر Laptop استفاده می شود  ، کارت PCMCIA بصورت مستقیم به یکی از اسلات های PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپیوترهای شخصی  ، می بایست از یک کارت اختصاصی ISA  ، کارت PCI HomeRF و یا یک کارت PCMCIA بهمراه یک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی  ، صرفا” کامپیوترها را می توان در یک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و سایر وسائل جانبی می بایست مستقیما” به یک کامپیوتر متصل و توسط کامپیوتر مورد نظر بعنوان یک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گیرند.

اکثر شبکه های SWAP بصورت ” نظیر به نظیر ” می باشند . برخی از تولیدکنندگان اخیرا” بمنظور افزایش دامنه تاثیر پذیری در شبکه های بدون کابل  ، Access point هائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRf نسبت به سایر شبکه های بدون کابل  ، دارای قیمت مناسب تری می باشند.

WECA  و Wi-Fi :

WECA)  )Wireless Ethernet Compatibility Allianceرویکرد جدیدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است . Wi-Fi  ، استانداردی است که به تمام تولیدکنندگان برای تولید محصولات مبتی بر استاندارد IEEE 802.11  تاکید می نماید . مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکید بر استفاده از DSSS دارد. ( بدلیل ظرفیت بالا در نرخ انتقال اطلاعات ) . بر اساس IEEE 802.11b  ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت یازده مگابیت در ثانیه است . در صورتیکه سرعت فوق پاسخگو نباشد  ، بتدریج سرعت به ۵/۵ مگابیت در ثانیه  ، دو مگابیت در ثانیه و نهایتا” به یک مگابیت در ثانیه تنزل  پیدا خواهد کرد. بدین ترتیب شبکه از صلابت و اعتماد بیشتری برخوردار خواهد بود.

مزایای Wi-Fi عبارتند از :

  • سرعت بالا ( یازده مگابیت در ثانیه )
  • قابل اعتماد
  • دارای دامنه بالائی می باشند ( ۱٫۰۰۰ فوت یا ۳۰۵ متر در قضای باز و ۲۵۰ تا ۴۰۰ فوت / ۷۶ تا ۱۲۲ متر در فضای بسته )
  • با شبکه های کابلی بسادگی ترکیب می گردد.
  • با دستگاههای DSSS 802.11 ( اولیه ) سازگار است .

برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :

  • گران قیمت می باشند.
  • پیکربندی و تنظیمات آن مشکل است .
  • نوسانات سرعت زیاد است .

Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختیار قرار می دهد. کارت های  سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکه های ” نظیر به نظیر ” وجود دارد  ، ولی معمولا” Wi-Fi به Access Point  نیاز خواهد داشت . اغلب Access point ها دارای یک اینترفیس بمنظور اتصال به یک شبکه کابلی اترنت نیز می باشند.  اکثر ترانسیورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از تولیدکنندگان کارت های PCI و یا ISA را نیز عرضه نموده اند.

سیستم عامل شبکه:

 حالا که یک تصور کلی از طرح یا همبندی شیکه ها داریم بهتر است به سیستم عامل شبکه

 (NOS) نگاهی بیندازیم .تمرکز ما بر روی سه سیستم عاملی است که در شبکه زیاد به کار میروند.

Microsoft  Windows NT/Windows 2000/Windows 2008/Windows2013

Network   Novell

Unix

 سیستم عامل شبکه در دو روش می تواند عمل کند .در یک محیط نظیر به نظیر هر ایستگاه کاری روی یک شبکه بصورت مساوی برای مدیریت منابع مسئول است .هر ایستگاه کاری منفرد می تواند منابعش را با دیگر سیستم های شبکه به اشتراک بگذارد.

در محیط Client/Server به یک دسترسی متمرکز برای NOS احتیاج است.اگر به عنوان مدیر شبکه یک ماشین را به عنوان Server تعریف کنید ،می توانید اشتراک منابع شبکه را متمرکز کنید .

مثال هایی از سیستم عامل های Server ،ویندوز NT و۲۰۰۰ سرور می باشند.Clientهای ممکن برای این سیستم عامل ها ویندوز xp حرفه ای و۲۰۰۰ حرفه ای ،Windows NT  workstation ،Win ME ،Win 98 ، Win 95 ،Win 3.1 و

 MS Dosمی باشند.

 کلاینت ها و منابع :

جزء اصلی موفقیت شبکه با یک NOS نرم افزار client است.در هر دو محیط نظیر به نظیر و client/server شما به نرم افزار client نیاز دارید.یک دلیل موفقیت NT وWIN2000 این است که این دو client های مختلفی را حمایت می کنند.

در یک محیط متمرکز یک کامپیوتر باید رئیس شبکه باشد ،کامپیوتری که به همه کامپیوترهای دیگر سرویس می دهد Server نام دارد.کلمه Server از این واقعیت می آید که کامپیوتر Server احتیاجات کامپیوترهای دیگر را در یک شبکه متمرکز سرویس می دهد.Windows NT Server وWindows 2000 Serverطراحی شده اند برای اینکه یک ماشین قدرتمند باشند جهت سرویس دهی دیگر کامپیوترها.به همین ترتیب Windows NT Workstation وWindows 2000 Profetional جهت اجرا روی یک دستگاه client طراحی شده اند.

نرم افزاری که برای دستگاه سرویس دهنده طراحی شده ،به سادگی منابع روی شبکه را مدیریت و کنترل می کند.نرم افزار Server حقیقتا برای استفاده مدیر شبکه طراحی شده است .مدیر شبکه با بکار گیری این نرم افزار می تواند اعمالی از قبیل کنترل شبکه ، مسیردهی ، کنترل خطا ومدیریت کاربر را انجام دهد .

 سرویس های دایرکتوری :

در ویندوز NT سرور اصلی که Acount محرمانه را نگهداری می کند Domail Controller نامیده می شود.Domain Controller دسترسی کاربران به شبکه را کنترل و مدیریت می کند.وقتی کاربری به یک ایستگاه کاری در شبکه وارد می شود کلمه عبور او توسط یک Domail Controller بررسی و تصدیق می شود.

پروتکل :

فرآیند به اشتراک گذاشتن اطلاعات نیازمند ارتباط همزمان شده ای بین کامپیوتر های شبکه است. برای ایجاد سهولت در این فرایند، برای هر یک از فعالیت های ارتباط شبکه ای، مجموعه ای از دستور العمل ها تعریف شده است. هر دستور العمل ارتباطی یک پروتکل یا قرارداد نام دارد. یک پروتکل تامین کننده توصیه هایی برای برقراری ارتباط بین اجزای نرم افزاری و سخت افزاری در انجام یک فعالیت شبکه ای است. هر فعالیت شبکه ای به چندین مرحله سیستماتیک تفکیک می شود. هر مرحله با استفاده از یک پروتکل منحصر به فرد، یک عمل مشخص را انجام می دهد. این مراحل باید با ترتیب یکسان در تمام کامپیوترهای واقع در شبکه انجام شوند. در کامپیوتر مبدا مراحل ارسال داده از لایه بالایی شروع شده و به طرف لایه زیرین ادامه می یابد. در کامپیوتر مقصد مراحل مشابه در جهت معکوس از پایین به بالا انجام می شود. در کامپیوتر مبدا، پروتکل اطلاعات را به قطعات کوچک شکسته، به آن ها آدرس هایی نسبت می دهند و قطعات حاصله یا بسته ها را برای ارسال از طریق کابل آماده می کنند. در کامپیوتر مقصد، پروتکل ها داده ها را از بسته ها خارج کرده و به کمک نشانی های آن ها بخش های مختلف اطلاعات را با ترتیب صحیح به هم پیوند می دهند تا اطلاعات به صورت اولیه بازیابی شوند.

پروتکل های مسئول فرآیندهای ارتباطی مختلف برای جلوگیری از تداخل و یا عملیات ناتمام، لازم است که به صورت گروهی به کار گرفته شوند. این عمل به کمک گروهبندی پروتکل های مختلف در یک معماری لایه ای به نام Protocol Stack یا پشته پروتکل انجام می گیرد. لایه های پروتکل های گروه بندی شده با لایه های مدل OSI انطباق دارند. هر لایه در مدل OSI پروتکل مشخصی را برای انجام فعالیت های خود بکار می برد. لایه های زیرین در پشته پروتکل ها تعیین کننده راهنمایی برای اتصال اجزای شبکه از تولیدکنندگان مختلف به یکدیگر است.

لایه های بالایی در پشته پروتکل ها تعیین کننده مشخصه های جلسات ارتباطی برای برنامه های کاربردی می باشند. پروتکل ها براساس آن که به کدام لایه از مدل OSI متعلق باشند، سه نوع طبقه بندی می شوند. پروتکل های مربوط به سه لایه بالایی مدل OSI به پروتکل های Application یا کاربرد معروف هستند. پروتکل های لایه Application تامیین کننده سرویس های شبکه در ارتباط بین برنامه های کاربردی با یکدیگر هستند. این سرویس ها شامل انتقال فایل، چاپ، ارسال پیام و سرویس های بانک اطلاعاتی هستند. پروتکل های لایه نمایش یا Presentation وظیفه قالب بندی و نمایش اطلاعات را قبل از ارسال بر عهده دارند. پروتکل های لایه جلسه یا Session اطلاعات مربوط به جریان ترافیک را به داده ها اضافه می کنند.

پروتکل های نوع دوم که به پروتکل های انتقال (Transparent) معروف هستند، منطبق بر لایه انتقال مدل OSI هستند. این پروتکل ها اطلاعات مربوط به ارسال بدون خطا یا در واقع تصحیح خطا را به داده ها می افزایند. وظایف سه لایه زیرین مدل OSI بر عهده پروتکل های شبکه است. پروتکل های لایه شبکه تامیین کننده فرآیندهای آدرس دهی و مسیریابی اطلاعات هستند. پروتکل های لایه Data Link اطلاعات مربوط به بررسی و کشف خطا را به داده ها اضافه می کنند و به درخواست های ارسال مجدد اطلاعات پاسخ می گویند. پروتکل های لایه فیزیکی تعیین کننده استاندارد های ارتباطی در محیط مشخصی هستند.

عملکرد لایه های مختلف:

شکل-شماتیک-لایه-های-شبکه

هر لا یه عملکرد مخصوصی دارد که آن را تعریف می کند.برخی عملیات مثل کنترل خطا و کنترل جریان ،در بیش از یک لایه تعریف شده اند.این بدان معنی نیست که این عملیات مجبورند در دو لایه اجرا شوند.فراموش نکنید که OSI یک مدل است .یک طراح ممکن است کنترل خطا را در یک لایه ، ودیگر طراح آن را در لایه ای دیگر استفاده کند.اینها هما مربوط به اهداف طراح می باشد.

 لایه فیزیکی:

لایه زیرین ساختار OSI مربوط است به انتقال بیتهایی از داده به واسط شبکه. لایه فیزیکی واسط را مشخص نمی کند بلکه دسترسی به آن را معین می کند.این شامل توپولوژی فیزیکی شبکه یا ساختار شبکه،جنبه های الکتریکی ،فیزیکی واسط های بکار رفته،وEncoding  و زمانبندی انتقال و دریافت بیت می باشد.این لایه مربوط به تکرار کننده است .تکرارکننده سیگنالهای الکتریکی را تقویت می کند.

 پیوند داده:

   این لایه جریانات مربوط به انتقالات روی شبکه را کنترل می کند.(لایه شبکه که در قسمت بعد مطرح شده ،عملیات ضروری را برای انتقال به آنطرف یک شبکه فیزیکی انجام می دهد.)وقتی پیغامی از شبکه دریافت می شود این لایه اطلاعات را دوباره در فریم هایی جهت فرستادن به لایه های بالایی ، جمع آوری می کند .

مدل ۸۰۲ لایه پیوند داده را به دو زیر لایه تقسیم می کند ،کنترل پیوند منطقی (LLC) و کنترل دسترسی Media(MAC).

لایه LLC ارتباط بین دو وسیله را آغاز و حفظ می کند.زمانیکه ما دادهای را از ایستگاه کاری خود به سمت سرور می فرستیم ،زیر لایه LLCاست که یک اتصال با سرور برقرار میسازد.

زیر لایهMAC چند وسیله را قادر می سازد تا Media را به اشتراک بگذارند.بیشتر LAnها بیش از دو کامپیوتر دارند و زیر لایه MAC تعیین کننده این است که کدام کامپیوتر اجازه استفاده از شبکه را دارد.

مهمترین کار دیگر لایه پیوند داده آدرس دهی فیزیکی وسایل شبکه است.MAc ،آدرس فیزیکی وسایل شبکه را مشخص می کند.(معمولا MAC Address نامیده می شود).هر وسیله روی شبکه باید یک MAC Address منحصر بفرد داشته باشد والا شبکه نخواهد فهمید که اطلاعات زمان درخواست یک شخص به کجا باید فرستاده شوند .

در پایان لایه پیوند داده کنترل جریان و تصحیح خطا بین وسایل در یک شبکه  مشابه را مدیریت می کند .

 لایه شبکه :

لایه شبکه یکی از مهمترین و پیچیده ترین لایه هاست.این لایه آدرس دهی و رساندن Packetها روی یک شبکه پیچیده را کنترل و مدیریت می کند.شبکه های داخلی با وسایلی به نام روتر متصل شده اند.روتر دستگاهی است که جداول مسیردهی و الگوریتمهای مسیردهی را برای چگونگی فرستادن داده ها از یک شبکه به دیگر شبکه ها ،مورد استفاده قرار میدهد.

هر شبکه باید یک آدرس داشته باشد که این آدرس آن را از شبکه های دیگر مجزا سازد.وقتی داده ای را از یک شبکه به شبکه دیگر می فرستیم روتر ها در طول راه ،آدرس شبکه را برای تعیین گام بعدی در مسیر استفاده می کنند.

 لایه انتقال:

وظیفه این لایه حفظ و اطمینان از رسیدن صحیح داده به مقصدش می باشد .لایه انتقال بسیار دقیق وسخت کار می کند .این لایه متاثر از لایه شبکه است .

 لایه Session:

این لایه دیالوگ بین کامپیوتر ها را مدیریت می کند .لایه Session سه نوع دیالوگ را بکار می برد:

Simplex، Half Duplex و  Fuul Duplex.

Simplex:

اطلاعات را تنها در یک مسیر جاری می سازد.از آنجا که دیالوگ یکطرفه است اطلاعات تنها می توانند فرستاده فرساتده شوند .یک مثال از دیالوگ یکطرفه اخطار عمومی (PA)در یک ساختمان بزرگ می باشد.اخطار داده می شود اما سیستم PA قادر نیست از شنونده  پاسخی دریافت کند.

 Half Duplex:

به داده ها امکان می دهد که در دو مسیر جریان داشته باشند ولی در آن فقط یک مسیر باز است.بی سیم یک مثال واضح از این نوع دیالوگ می باشد.

 Full Duplex:

این متد امکان جریان یافتن در دو مسیر به طور همزمان را به داده ها می دهد .این نوع دیالوگ انعطاف پذیر تر است اما به متد های ترکیبی بیشتری نیاز دارد.تلفن اصلی ترین مثال ارتباط Full Duplex می باشد.

 زمانی که یک Session تشکیل میگردد مراحل زیر را شامل می شود :در ابتدا در خواست کننده ارتباط، سرویس را آغاز می کند و قوانینی برای ایجاد ارتباط ایجاد می شود.به محض اینکه قاعده ها ایجاد شدند مرحله انتقال داده شروع می شود.هر دو طرف می دانند که چگونه باید با یکدیگر صحبت کنند.در پایان جلسه کامل شده و ارتباط پایان می یابد.

 لایه نمایش:

لایه نمایش بررسی می کند که داده های فرستاده شده از لایه تقاضا و دریافت شده توسط لایه  جلسه در فرمت مناسب هستند یا خیر.

انواع مختلف کامپیوتر میتوانند داده های یکسان را به صورتهای مختلف ترجمه کنند.استاندارد شبکه فرمت مناسبی را برای داده های انتقالی تعریف می کند.زمانی که لایه نمایش داده ها را از لایه Application  دریافت کرد قبل از فرستادن آنها به شبکه از درستی فرمت آنها مطمئن می شود.اگر داده ها در فرمت مناسب نبودند آنها را بر می گرداند.لایه نمایش دربرابر داده های دریافتی از لایه Session  نیز همین عملیات را انجام می دهد.

 لایه Application:

این لایه یک واسط بیطرف استوار برای شبکه است.لایه Application شامل راه های فراوانی است برا ی درخواست ذخیره فایلها در یک فایل سرور شبکه یا چاپ با یک چاپگر شبکه و …این لایه  منابع قابل دسترسی یک سیستم را به بقیه شبکه معرفی می کند.

مثال:

ما درقسمتهای قبل مطالبی درباره مدل OSI خواندیم،حال می توانیم این مطالب را در مثال زیر به کار بریم.

فرض کنیم می خواهیم فایلی را از سرویس دهنده FTP (FTP Server)، Download کنیم.

پروسه ای که برای انتقال فایل بین کامپیوترها روی سیستم ما اتفاق میفتد به شرح زیر است:

۱ – رابط FTP باز شده و PC راه دور ازاین رابط انتخاب می شود تا ارتباط با آن برقرار شود.

۲ – رابط FTP روی لایه Application اجرا می شودو اطلاعات را به لایه نمایش می دهد.این لایه تقاضا را برای فهم دیگر کامپیوترها، به فرم اصلی برمیگرداند .

۳ – درخواست به لایه Session فرستاده می شود واتصال برقرار می شود.

۴ – packetهای داده به لایه انتقال فرستاده می شوند.اگر برای انتقال روی واسط شبکه نیاز باشد، این لایه دوباره آنها را تقسیمبندی می کند .

۵ – packetهای داده به لایه شبکه فرستاده می شوند.

۶ – توقف بعدی در لایه پیوند داده هاست که آدرس فیزیکی مقصد packetها در این لایه تکمیل می شود.

۷ – در پایان packetهای داده به لایه فیزیکی فرستاده می شوند جاییکه به سیگنالهای الکتریکی تبدیل شده و به واسط شبکه انتقال داده می شوند. واسط شبکه می تواند یک خط تلفن باشد .

۸ – packetهای داده به سرویس دهنده FTP هدایت می شوند و فیل درخواستی شما برگردانده می شود

(در مسیری مشابه گامهای ۱ تا ۷).

 ۸-۱: معرفی برخی اصطلاحات شبکه های کامپیوتری :

 Server :

    یکی از مهمترین اجزای شبکه های کامپیوتری، کامپیوتر سرور است. سرور مسئول ارائه خدماتی از قبیل انتقال فایل، سرویس های چاپ و غیره است. با افزایش حجم ترافیک شبکه، ممکن است برای سرور مشکلاتی بروز کند. در شبکه های بزرگ برای حل این مشکل، از افزایش تعداد کامپیوترهای سرور استفاده می شود که به این سرور ها، سرور های اختصاصی گفته می شود. دو نوع متداول این سرور ها عبارتند از File and Print server و Application server. نوع اول یعنی سرویس دهنده فایل و چاپ مسئول ارائه خدماتی از قبیل ذخیره سازی فایل، حذف فایل و تغییر نام فایل است که این درخواست ها را از کامپیوتر های سرویس گیرنده دریافت می کند. این سرور همچنین مسئول مدیریت امور چاپگر نیز هست.

هنگامی که یک کاربر درخواست دسترسی به فایلی واقع در سرور را ارسال می کند، کامپیوتر سرور نسخه ای از فایل کامل را برای آن کاربر ارسال می کند. بدین ترتیب کاربر می تواند به صورت محلی، یعنی روی کامپیوتر خود این فایل را ویرایش کند.

کامپیوتر سرویس دهنده چاپ، مسئول دریافت درخواست های کاربران برای چاپ اسناد است. این سرور این درخواست ها را در یک صف قرار می دهد و به نوبت آن ها را به چاپگر ارسال می کند. این فرآیند Spooling نام دارد. به کمک Spooling کاربران می توانند بدون نیاز به انتظار برای اجرای فرمان Print به فعالیت برروی کامپیوتر خود ادامه دهند.

  نوع دیگر سرور، Application Server نام دارد. این سرور مسئول اجرای برنامه های Client/Server و تامین داده های سرویس گیرنده است. سرویس دهنده ها، حجم زیادی از اطلاعات را در خود نگهداری می کنند. برای امکان بازیابی سریع و ساده اطلاعات، این داده ها در یک ساختار مشخص ذخیره می شوند. هنگامی که کاربری درخواستی را به چنین سرویس دهنده ای ارسال می کند. سرور نتیجه درخواست را به کامپیوتر کاربر انتقال می دهد. به عنوان مثال یک شرکت بازاریابی را در نظر بگیرید. این شرکت در نظر دارد تا برای مجموعه ای از محصولات جدید خود تبلیغ کند. این شرکت می تواند برای کاهش حجم ترافیک، برای مشتریان با طیف درآمدهای مشخص، فقط گروهی از محصولات را تبلیغ نماید.

علاوه بر سرور های یاد شده، در یک شبکه می توان برای خدماتی از قبیل پست الکترونیک، فکس، سرویس های دایرکتوری و غیره نیز سرورهایی اختصاص داد. اما بین سرور های فایل و Application Server ها تفاوت های مهمی نهفته است. یک سرور فایل در پاسخ به درخواست کاربر برای دسترسی به یک فایل، یک نسخه کامل از فایل را برای او ارسال می کند درحالی که یک Application Server فقط نتایج درخواست کاربر را برای وی ارسال می نماید.

MANs  ,  WANs , LANs

شبکه های کامپیوتری با توجه به حوزه جغرافیائی تحت پوشش به سه گروه تقسیم می گردند :

  • شبکه های محلی ( کوچک ) LAN
  • شبکه های متوسط MAN
  • شبکه های گسترده WAN

شبکه های LAN : حوزه جغرافیائی که توسط این نوع از شبکه ها پوشش داده می شود ، یک محیط کوچک نظیر یک ساختمان اداری است . این نوع از شبکه ها دارای ویژگی های زیر می باشند :

  • توانائی ارسال اطلاعات با سرعت بالا
  • محدودیت فاصله
  • قابلیت استفاده از محیط مخابراتی ارزان نظیر خطوط تلفن بمنظور ارسال اطلاعات
  • نرخ پایین خطاء در ارسال اطلاعات با توجه به محدود بودن فاصله

یک شبکه LAN  در ساده ترین حالت از اجزای زیر تشکیل شده است :

  – دو کامپیوتر شخصی . یک شبکه می تواند شامل چند صد کامپیوتر باشد. حداقل یکی از کامپیوترها می بایست بعنوان سرویس دهنده مشخص گردد. ( در صورتیکه شبکه از نوع Client-Server باشد ). سرویس دهنده، کامپیوتری است که هسته اساسی سیستم عامل  بر روی آن نصب خواهد شد.

  – یک عدد کارت شبکه (NIC) برای هر دستگاه. کارت شبکه نظیر کارت هائی است که برای مودم و صدا در کامپیوتر استفاده می گردد.  کارت شبکه مسئول دریافت ، انتقال ، سازماندهی و ذخیره سازی موقت اطلاعات در طول شبکه است . بمنظور انجام وظایف فوق کارت های شبکه دارای پردازنده ، حافظه و گذرگاه اختصاصی خود هستند.

شبکه های MAN  : حوزه جغرافیائی که توسط این نوع شبکه ها پوشش داده می شود ، در حد و اندازه یک شهر و یا شهرستان است . ویژگی های این نوع از شبکه ها بشرح زیر است :

  • پیچیدگی بیشتر نسبت به شبکه های محلی
  • قابلیت ارسال تصاویر  و صدا
  • قابلیت ایجاد ارتباط بین چندین شبکه

شبکه های WAN : حوزه جغرافیائی که توسط این نوع شبکه ها پوشش داده می شود ، در حد و اندازه کشور و قاره است . ویژگی این نوع شبکه ها بشرح زیر است :

  • قابلیت ارسال اطلاعات بین کشورها و قاره ها
  • قابلیت ایجاد ارتباط بین شبکه های LAN
  • سرعت پایین ارسال اطلاعات نسبت به شبکه های LAN
  • نرخ خطای بالا با  توجه به گستردگی محدوده تحت پوشش