هرگاه بتوانیم بین یک سری از رایانه ها و وسایل جانبی آنها ارتباط برقرار کنیم، بطوری که همه ی آنها تحت یک سیستم عامل و یک قرارداد (پروتکل) کار نمایند آنگاه یک شبکه ی رایانه ای داریم.
● منظور از یک شبکه ی رایانه ای چیست؟ هرگاه بتوانیم بین یک سری از رایانه ها و وسایل جانبی آنها ارتباط برقرار کنیم، بطوری که همه ی آنها تحت یک سیستم عامل و یک قرارداد (پروتکل) کار نمایند آنگاه یک شبکه ی رایانه ای داریم. یک شبکه ی رایانه ای در پایه ای ترین سطح خود شامل فقط دو رایانه است که توسط یک کابل به یکدیگر متصل شده اند ولی می توانند از داده ها به طور مشترک استفاده نمایند. ● هدف از شبکه کردن رایانه ها چیست؟ به همان نحوی که استفاده از رایانه های شخصی بین کاربران رواج پیدا می کرد، بسیاری از ادارات، سازمان ها و شرکت ها احساس کردند که به ارتباط مابین رایانه ها نیز نیازمند هستند و بر اساس همین نیاز و مزایای شبکه ها، شبکه های رایانه ای پدید آمدند و جای خود را تقریبا" در بیشتر موسسات، ارگان ها و ادارات باز نمودند. ▪ مزایای استفاده از شبکه های رایانه ای به قرار زیر است: کاهش هزینه ها از طریق به اشتراک گذاشتن برنامه های کاربردی، داده ها و وسایل جانبی. دستگاه ها جانبی که از طریق شبکه می توانند به اشتراک گذاشته شوند عبارتند از: چاپگر، مودم، دیسک سخت، CD-ROM، رسام(Plotter)، CD-Recorder و... استفاده موثر از زمان و صرفه جویی در وقت. ارتباطات موثرتر بین کاربران شبکه. به فرض اگر کاربران یک شبکه بر روی یک پروژه گروهی کار نمایند، می توانند از اقدامات و پیشرفت های یکدیگر به طرز قابل ملاحظه ای سود ببرند. استفاده همزمان از یک برنامه ی خاص توسط کاربران متفاوت. ● WAN , MAN , LAN این سه عبارت بر اساس محدوده جغرافیایی که یک شبکه ی رایانه ای در آن فعالیت می کند تقسیم بندی و تعریف شده اند. ▪ (Local Area Network)LAN: این نوع شبکه به شبکه ی محلی نیز معروف است و از لحاظ محدوده جغرافیایی، وسعتی در حد یک آپارتمان و یا یک ساختمان چند طبقه را پشتیبانی می نماید. بیشتر شبکه های رایانه ای که ممکن است ما با آنها برخورد داشته باشیم از نوع شبکه های محلی می باشند. ▪ (Metropolitan Area Network)MAN: این نوع از شبکه، که به شبکه ی کلان شهری نیز معروف است، محدوده بیشتری را نسبت به نوع قبلی در بر می گیرد. فرض کنید یک کارخانه ی بزرگ دارای مساحتی در حدود چند هکتار می باشد و چندین ساختمان چند طبقه و دور از هم نیز در وسعت آن پراکنده شده اند. اگر بخواهیم تمام رایانه های موجود در این کارخانه به یکدیگر وصل نموده و یک شبکه ی رایانه ای واحد داشته باشیم باید از این نوع شبکه بهره بگیریم. ▪ (Wide Area Network)WAN: این نوع از شبکه های رایانه ای حتی از نوع قبلی هم وسیع تر می باشند و ارتباط بین رایانه ها را در سطح شهرها و کشورها و حتی در تمام دنیا میسر می سازند. برای مثال باید بدانید که شبکه ی اینترنت از این نوع می باشد و به شبکه ی گسترده موسوم است. ● نیازها و اجزای فیزیکی یک شبکه ی رایانه ای در اینجا، قصد داریم تا نیازهای یک شبکه ی محلی را مورد بررسی قرار دهیم. تمام نیازهای یک شبکه ی رایانه ای محلی عبارت است از: ایستگاه های کاری (Work Station)، سرویس دهنده(Server)، بردهای شبکه (LAN Card)، کابل کشی شبکه، سیستم عامل شبکه و وسایل جانبی (مانند چاپگر...) که قرار است در داخل شبکه مورد استفاده قرار گیرند. منظور از ایستگاه های کاری، همان رایانه های موجود در شبکه(به غیر از سرویس دهنده) می باشند که از طریق کابل ها با یکدیگر در ارتباط هستند و از امکانات یکدیگر و سرویس دهنده برخوردار می شوند. سرویس دهنده که معمولا" به آن سرویس دهنده پرونده(File server) نیز گفته می شود. اغلب یک رایانه است که نسبت به بقیه ی کامپیوترهای شبکه هم از لحاظ سرعت پردازش داده ها و هم از لحاظ مقدار حافظه های اصلی و جانبی برتر است و در عمل تمامی رایانه های شبکه را مدیریت کرده و به نیازهای آنها پاسخ می دهد. در شبکه های محلی، رایانه های یک شبکه توسط کابل به یکدیگر متصل می شوند و این در صورتی است که قبلا" در هر یک از رایانه ها بردهای شبکه نصب و تنظیم شده است و کابل ها به درگاه های (Port) این بردها متصل می شوند. در واقع یک کارت شبکه (برد شبکه) در یک سیستم شبکه ای نقش های مهمی را ایفا می کند. اول این که، داده ها را برای انتقال به کابل شبکه آماده می کند. دوم، وظیفه ی ارسال داده ها به کامپیوتر دیگر را بر عهده دارد. همچنین کنترل داده هایی را که بین کامپیوتر و کابل شبکه ارسال و دریافت می شوند را بر عهده دارد. در مورد کابل شبکه این توضیح ضروری است که رایانه ای که در شبکه قرار دارد فقط می تواند یکی از دو کار، دریافت و ارسال پیام را در یک زمان خاص انجام دهد و این به مفهوم یک طرفه عمل کردن کابل می باشد. نکته ی قابل توجه دیگر این است که پیام ها و یا همان سیگنال های الکتریکی تا زمانی که در کابل شبکه هستند یک انتقال سریال دارند، یعنی به صورت هر بیت به دنبال بیت دیگر در طول کابل حرکت می کنند ولی هنگامی که داخل کارت شبکه هستند به صورت موازی پردازش و ساخت بندی می شوند. کارت های شبکه نیز مانند کارت های صدا و یا کارت های گرافیکی می توانند 16 بیتی یا 32 بیتی باشند. کارت هایی که از نوع ISA می باشند 16 بیتی و انواعی که از PCI هستند 32 بیتی، داده ها را پردازش می نمایند و از مواردی که باعث توانایی یک شبکه ی رایانه ای می شوند سرعت انتقال داده ها توسط شبکه است. از ملزومات دیگر یک شبکه، کابل کشی آن می باشد و همانطور که اشاره شد، رایانه ها توسط کابل ها به یکدیگر متصل می شوند. قصد بر این است که از کابل های شبکه اطلاعات بیشتری داشته باشیم، بنابراین: ● کابل های شبکه 1) کابل های کواکسیال: قبلا" این کابل ها پر مصرف ترین کابل ها برای شبکه های رایانه ای بودند. این نوع کابل نسبتا" ارزان، سبک، قابل انعطاف و کار با آنها ساده است. و در فرکانس های بسیار بالا( در حدود گیگاهرتز) قابل استفاده هستند. دو نوع مختلف کابل کواکسیال وجود دارد نازک (اترنت نازک) - ضخیم (اترنت ضخیم) نوع نازک می تواند سیگنال ها را تا حدود 185 متر بدون تضعیف حمل نماید. اترنت نازک در گروهی به نام RG-58 قرار می گیرد و مقاومت ظاهری (امپدانس) آن 150 اهم می باشد. نوع ضخیم آن که گاهی به نام اترنت استاندارد نیز نامیده می شود، می تواند سیگنال ها را تا حدود 500 متر حمل نماید. معمولا" این نوع کابل به عنوان کابل اصلی یا ستون فقرات (Back bone) یک شبکه در نظر گرفته می شود و توسط دستگاهی به نام فرستنده - گیرنده به کابل های کواکسیال نازک متصل می شود. 2) کابل های به هم تابیده شده: در این نوع کابل ها، دو رشته سیم روپوش دار وجود دارند که برای کاهش امواج و سیگنال های مزاحم (نویزnoise) تعبیه شده اند. تعدادی از این جفت سیم ها در داخل غلاف پلاستیکی قرار دارند و یک کابل را تشکیل می دهند. اگر مجموعه ی سیم های تابیده شده داخل یک روپوش آلومینیومی باشند به نام STP و در غیر این صورت به نام UTP خوانده می شوند. کابل هایی از نوعUTP به چند دسته (Category) تقسیم بندی می شوند که نوع متداول آن UTP دسته 5 یا به اصطلاح (UTP Cat 5) می باشد. کابل نوع Cat 5 شامل چهار زوج سیم مسی مارپیچ است و سرعت انتقال داده ها در آن حدود mbps 100(مگابیت در ثانیه) می باشد. 3) فیبر نوری: این نوع کابل ها به جای استفاده از جریان الکتریکی (سیگنال ها) از نور برای انتقال اطلاعات بهره می برند و بنابراین نسبت به انواع دیگر کابل ها نویز کمتری دارند. کابل فیبر نوری می تواند داده ها را تا فواصل دورتری انتقال دهد و ظرفیت و سرعت آن نیز نسبت به دیگر کابل ها بیشتر است. هزینه ی نسبتا" زیاد و اتصال بندی مشکل آن، از معایب استفاده این نوع کابل می باشد و هنوز به طور کامل متداول نشده است. ● چگونگی اتصال کابل به کارت شبکه: نکته ی دیگری که در اینجا مطرح است نحوه اتصال کابل های کواکسیال و به هم تابیده شده با رایانه و یا در واقع کارت های شبکه است. امروزه بیشتر کارت های شبکه دارای 2 نوع درگاه (Port) هستند که معمولا" یکی از آنها برای اتصال به کابل های کواکسیال و دیگری برای اتصال به کابل های به هم تابیده شده طراحی شده اند. کابل های کواکسیال توسط بستی به نام BNC به کابل کواکسیال دیگر و یا درگاه مربوطه (واقع در کارت شبکه) متصل می شوند. کابل های به هم تابیده شده نیز توسط بست RJ-45 (که از انواع بست های تلفن می باشد) به فیش RJ-45 وصل می شوند. فیش RJ-45 نیز بر روی کارت های شبکه تعبیه شده است. توجه داشته باشید، با این که بر روی کارت ها شبکه دو درگاه مختلف قرار گرفته اند، در هر توپولوژی شبکه (پیکربندی) فقط از یکی از این درگاه ها استفاده می شود. ● انتقال بدون کابل(Wire less) گاهی اوقات شبکه های محلی برای انتقال اطلاعات از روش های انتقال بدون کابل استفاده می نمایند. گاهی پیش می آید که نتوانیم از روش های قبلی برای انتقال داده ها بهره ببریم. مثلا" ساختمانی که قرار است در آن رایانه ها با یکدیگر شبکه شوند، از نظر فیزیکی قابلیت کابل کشی را نداشته باشد. بنابراین مجبوریم که از تکنیک انتقال داده ها به صورت بدون کابل استفاده نماییم. ▪ چهار روش عمده برای انتقال اطلاعات به صورت بدون کابل وجود دارد. 1) مادون قرمز 2) لیزر 3) رادیویی باریک (تک فرکانس) 4) رادیویی با طیف گسترده باید توجه داشت که فقط شبکه های محلی نیستند که از انتقال بدون کابل استفاده می نمایند، بلکه شبکه های گسترده (WAN) و رایانه های بسیار نیز از این روش سود می برند. ● سیستم عامل شبکه های رایانه ای همان طوری که یک رایانه تنها به سیستم عامل برای اجرای برنامه ها نیاز دارد، رایانه های تحت یک شبکه نیز به وجود چنین سیستم عاملی نیازمندند. وظیفه ی سیستم عامل شبکه، مدیریت و برآورده کردن نیازهای رایانه ها و وسایل جانبی داخل شبکه می باشد. بعضی از نرم افزارهایی که امروزه به عنوان سیستم عامل شبکه به کار برده می شوند عبارتند از: Win NT,Win9x,Windows3.11 Workgroup, Novell Net ware و... امروزه می توان هم شبکه های تحتWindows و هم شبکه های تحت سیستم عامل Dos را تواما" بر روی یک رایانه به اجرا درآورد. در هر کدام از سیستم عامل های شبکه فردی که به عنوان مدیر شبکه می باشد. امکان دسترسی به تمامی امکانات شبکه را دارا می باشد و هم اوست که می تواند به سایر کاربران شبکه امکان دسترسی به تجهیزات و داده های شبکه را بدهد. در ضمن مدیر شبکه می تواند تاریخ، زمان و حدود استفاده کاربران شبکه را تعریف و به اجرا درآورد. ● توپولوژی(پیکربندی) شبکه: یک شبکه ی رایانه ای می تواند پیکربندی متفاوتی داشته باشد که اصطلاحا" به آن توپولوژی شبکه می گویند. توپولوژی شبکه به طرح فیزیکی یا آرایش رایانه ها، کابل ها و سایر اجزای شبکه مرتبط است. توپولوژی بر روی توانایی ها و قابلیت های یک شبکه موثر است و با انتخاب توپولوژی های متفاوت موارد زیر نیز در شبکه فرق خواهند کرد. ▪ نوع تجهیزات مورد نیاز شبکه ▪ توانایی تجهیزات ▪ روشی که شبکه مدیریت می شود ▪ امکان رشد و توسعه ی شبکه ● انواع توپولوژی ▪ سه نوع متداول توپولوژی استاندارد وجود دارد که عبارتند از: 1)توپولوژی خطی:(BUS) ساده ترین نوع توپولوژی است که تمام رایانه های شبکه توسط یک کابل اصلی به یکدیگر متصل می شوند. در این توپولوژی خراب شدن یک ایستگاه کاری بر روی عملکرد شبکه تاثیری ندارد. ولی موجب از کار افتادن ایستگاه های کاری بعد از خود می شود و برای رفع مشکل می بایست ایستگاه کاری خراب را از شبکه خارج کرد. 2) توپولوژی ستاره ای (STAR) در این نوع توپولوژی سرویس دهنده و یک قطعه مرکزی به نام هاب (Hub ) در مرکز دایره قرار دارد و ایستگاه های کاری در اطراف آن قرار دارند. در این نوع توپولوژی خراب شدن سرویس دهنده و یا Hub باعث از کار افتادن کل شبکه می شود. ولی از کار افتادن یک ایستگاه کاری بر کل شبکه موثر نیست. 3) توپولوژی حلقوی(RING) در این نوع توپولوژی، رایانه ها طوری با یکدیگر در ارتباط هستند که یک دایره را تشکیل می دهند سیگنال های الکتریکی که حاوی پیام هستند در یک جهت از یک رایانه به رایانه ی بعد حرکت می کنند. همان طوری که از شکل زیر مشخص است، از کار افتادن یک ایستگاه کاری و یا Server باعث اشکال در کل شبکه می شود. امروزه بیشتر شبکه های محلی فیزیک از توپولوژی های فوق الذکر می باشند. شبکه های ترکیبی که می توان به عنوان مثال از آنها یاد کرد عبارتند از: ستاره ای خطی و ستاره ای حلقوی ● کدام توپولوژی بهتر است؟ بعد از شناخت توپولوژی های شبکه، این سوال پیش خواهد آمد که کدام توپولوژی بهتر است و بیشتر استفاده می شود؟ جواب این سوال به همان سادگی که ما فکر می کنیم نمی باشد. بلکه هرگاه در صدد برآییم تا بهترین نوع توپولوژی را برای یک شبکه انتخاب نماییم باید عوامل زیادی را در نظر بگیریم و در اینجاست که شخصی به نام طراح شبکه های محلی با لحاظ کردن تمامی فاکتورهای موجود، بهترین نوع پیکربندی را پیشنهاد می کند. ▪ عواملی که طراح شبکه های محلی در نظر می گیرد عبارتند از: 1) تعداد رایانه های موجود در شبکه 2) توانایی رایانه ها 3) مساحت و ابعاد ساختمانی که قرار است شبکه در آنجا ایجاد شود 4) هزینه 5) ایمنی مورد نظر در شبکه 6) بسیاری از موارد دیگر حال که در مورد انواع پیکربندی شبکه صحبت کردیم، بدنیست استانداردهایی را که هر کدام از این پیکربندی ها برای خود استفاده می کنند بشناسیم. توپولوژی خطی از استانداردی به نام اترنت(Ethernet) استفاده می کند. توپولوژی ستاره ای از استانداردArcnet و توپولوژی حلقوی نیز از استانداردی به نام Tokenring استفاده می کنند. ● روش های انتقال اطلاعات در شبکه ها ▪ اساسا" دو نوع روش برای انتقال اطلاعات در شبکه ها وجود دارد که عبارتند از: 1) روش انتقال علامت (Token passing) 2) روش گوش دادن به خط(Carrier Sensc Maltiple Access) دو روش انتقال، علامت یک بسته (Packet) به نام علامت (token) دایما" در محیط ارتباطی شبکه از یک ایستگاه به ایستگاه دیگر در حال حرکت است و هر دو دستگاه فقط زمانی می تواند اقدام به ارسال پیام نماید که علامت (token) در اختیار آن باشد. هنگامی که یک دستگاه (Station) علامت را دریافت می کند دو حالت پیش می آید. یا این که ایستگاه مایل به ارسال پیام است که در این صورت باید علامت را از خط خارج کرده، پیام خود را وارد آن نموده و سپس مجددا" علامت را وارد خط نماید و آن را برای ایستگاه بعدی ارسال نماید. 2- یا این که ایستگاه پیامی برای ارسال ندارد، که در آن صورت فقط آدرس علامت را عوض کرده آن را برای ایستگاه بعدی ارسال می نمایید. از روش فوق در استانداردهای Arcnet ، Tokenring استفاده می شود. در روش گوش دادن به خط، نحوه ارسال پیام به این ترتیب است که ایستگاهی که می خواهد پیام خود را ارسال نماید، ابتدا یک بسته اطلاعات را آماده می کند و منتظر می ماند تا وقتی که ایستگاه دیگری در حال ارسال پیام نباشد، آن گاه بسته ی خود را ارسال می کند. اگر در ایستگاه به طور همزمان بسته های خود را ارسال نمایند، پدیده تصادف (Collision) رخ می دهد و بسته های حاوی اطلاعات خراب می شوند. در این مواقع هر دو ایستگاه مدتی منتظر می مانند و سپس پیام خود را مجددا" ارسال می کنند. با این توضیحات، مشخص می شود که اگر مقدار ایستگاه های کاری زیاد باشد، ترافیک زیادی در خط وجود خواهد داشت و این ترافیک عملا" سرعت انتقال اطلاعات را کاهش می دهد. ● Boot ROM چیست؟ در برخی از ادارات و یا سازمان ها به لحاظ ایمنی و یا به لحاظ اقتصادی، ایستگاه های کاری دارای دیسک گردان اعم از دیسک گردان نرم و یا سخت نمی باشند و کاملا" واضح است که بدون آنها کاربران قادر به کپی اطلاعات نیستند. ولی نکته ای که در اینجا مطرح می شود این است که رایانه ها یا از طریق فلاپی و یا از طریق دیسک سخت راه اندازی می شوند و در این مواردی که رایانه ی ما دارای هیچکدام از این وسایل نمی باشد تکلیف چیست؟ بلی راه دیگری نیز برای راه اندازی و بوت کردن رایانه ها (رایانه های مجهز به کارت شبکه) وجود دارد. کارت های شبکه در قسمتی از برد خود دارای یک تراشه به نام Boot ROM می باشند که سایز و ظرفیت آن در کارت های متفاوت فرق دارد. ولی همه ی آنها وظیفه ی راه اندازی رایانه را بر عهده دارند. وقتی که رایانه روشن می شود بعد از عملیات اولیه (عملیات Post) به سراغ این تراشه رفته و از همان طریق راه اندازی (Boot) شده، به شبکه متصل می شود. کامپیوتر جوان |
