مبانی شبکه‌های کامپیوتری و سخت‌افزار/مفاهیم شبکه مقدماتی
مقدمه
[ویرایش]شبکه رایانه‌ای چیست؟
[ویرایش]وقتی دو یا چند رایانه را به یکدیگر با اهدافی مانند اشتراک گذاری اطلاعات یا منابع وصل می‌کنیم در واقع ما یک شبکه رایانه‌ای ایجاد کرده‌ایم. شبکه‌های رایانه‌ای (کامپیوتری) خدمات ارزشمندی از جمله امکان ارتباطات از راه دور و اشتراک منابع بین افراد و سازمان‌ها را فراهم میکند. از زمان پیدایش شبکه تا به امروز شبکه‌ها توانمندتر و گسترده‌تر شده‌اند.
امروزه کمترین افرادی هستند که تاکنون از خدمات یک شبکه رایانه‌ای به ویژه شبکه اینترنت استفاده نکرده باشند.
نود (گره) چیست؟
[ویرایش]به هر دستگاهی که به شبکه وصل یک نود (node) یا گره گویند در برخی اوقات به آنها ایستگاه کاری نیز میگویند.
برای راه‌اندازی و طراحی یک شبکه رایانه باید از جنبه‌های متعددی آن را بررسی کنیم که در ادامه با آنها آشنا می‌شویم.
ویژگی‌های یک طراحی خوب شبکه
[ویرایش]برای راه‌اندازی و طراحی یک شبکه خوب آن شبکه باید قابلیت گسترش و تغییر را داشته باشد همچنین باید به جنبه‌های برگشت و افزونگی، مدیریت پذیری، لحاظ کردم امنیت، خروج از بحران و هزینه و نیز قابلیت سازگاری توجه شود در ادامه هر کدام را توضیح خواهیم داد.
۱. قابلیت گسترش و تغییر در شبکه
[ویرایش]در شبکه‌های کامپیوتری ممکن است هر ماه کاربران شبکه زیاد تر یا یک ماموریت جدید به شبکه داده بشود برای همین شبکه طراحی شده باید قابلیت این را داشته باشد که مثلاً حداقل ۵۰ درصد گسترش پیدا کند؛ و وقتی زیرساخت‌های شبکه تغییرکند که شبکه عمر مفید خود را از دست داده باشد.
۲. برگشت‌پذیری و افزونگی
[ویرایش]یک طراحی شبکه برگشت‌پذیر دارای این ویژگی است که در صورت بروز اختلال در هر نقطه از آن (شامل لینک‌های ارتباطی و سوییچ‌ها و پایگاه داده‌ها) شبکه قابلیت اصلاح و برگشت به شرایط عادی را داشته باشد. به این معنا که در ساختار شبکه عناصر سخت‌افزاری مثل سوییچ‌ها یا روترها بیش از یکی باشند تا در صورت از کار افتادن هر کدام از این عناصر شبکه بطور کلی از دسترس خارج نشود.
۳. مدیریت پذیری شبکه
[ویرایش]این قابلیت برای هر شبکه لازم است. هر شبکه باید مدیریت پذیر باشد زیرا هزینه مدیریت و نگهداری آن به حداقل میرسد. در مدیریپ پذیر بودن یک شبکه باید به مسائل پیکربندی سخت افزاری و نرم افزاری و مدیریت خرابی سیستم ها و نیز مدیریت دسترسی کاربران مختلف توجه نمود.
۴. امنیت و خروج از بحران شبکه
[ویرایش]طراحان شبکه ناگریزند تا ضمن پذیرفتن احتمال وقوع هر گونه فاجعه و بحران شرایطی را پیش بینی نماید تا بتوان در کوتاه ترین زمان شبکه را از حالت بحرانی بیرون آورد.
۵. هزینه
[ویرایش]در طراحی شبکه باید به هزینه های پیاده سازی شبکه توجه زیادی کرد. برای مثال بهتر از فناوری های جدیدی که از بوته آزمایش بیرون نیامده اند استفاده نشود یا ممکن است برخی از قابلیت ها که ممکن بسیار کم استفاده شود دور ریخته شوند و در نتیجه هزینه پیاده سازی کمتر خواهد بود. بطور خلاصه این که در هنگام خرید باید به هزینه و سودمندی تجهیزات بیشتر توجه شود.
۶. قابلیت سازگاری
[ویرایش]شبکه باید سازگاری با طرح های جدید را داشته باشد بطوری که نرم افزار ها و سیستم های اتوماسیون دچار مشکل نشوند.
دسته‌بندی شبکه‌های کامپیوتری و هم بندی آنها
[ویرایش]دسته بندی شبکه های کامپیوتری از لحاظ گستردگی
[ویرایش]شبکه های کامپیوتری از لحاظ گستردگی جغرافیایی یا اندازه (فاصله بین کامپیوتر های شخصی) میتوان به شبکه های PAN , LAN , HAN , MAN , WAN , INTERANET , EXTERNET , INTERNET تقسیم نمود.
1. شبکه شخصی (PAN)
[ویرایش]برای برقراری ارتباط میان تجهیزات کامپیوتری اطراف یک فرد مانند کامپیوتر و تبلت و لپ تاپ یا هدفون و .... شکل میگیرد. ارتباطات وسایل در شبکه شخصی معمولا از طریق کابل USB یا امواج بیسیم صورت میپذیرد.
2. شبکه محلی (LAN)
[ویرایش]از اتصال دو یا چندین سیستم کامپیوتری به یکدیگر در محدوده فیزیکی نسیتا کوچکی مثل دفتر کار یک شبکه محلی شکل میگیرد. lan کوتاه شده Local Area Network است.
3. شبکه خانگی (HAN)
[ویرایش]همانطور که از نام آن پیداست در یک ساختمان مسکونی چندین طبقه برای برقراری اتصال میان وسایل دیجیتالی موجود در آن راه اندازی میشود.
4. شبکه شهری (MAN)
[ویرایش]مجموعه چندین شبکه محلی که معمولا در سطج یک کلانشهر گسترده شده اند و توسط تجهیزات بیسیم یا اتصالات فیبر نوری به هم متصل شده اند . یک شبکه شهری را تشکیل میدهند. شبکه شهری معمولا توسط یک شرکت دولتی یا خصوصی طراحی گسترده و مدیریت میشود.
5. شبکه گسترده (WAN)
[ویرایش]شبکه گسترده بزرگ ترین نوع شبکه از لحاظ وسعت است و معمولا فضایی بزرگتر از یک شهر را در بر میگیرد. زمانی که یک شبکه قادر به پشتیبانی ارتباطات داده در سطح چندین شهر یا چندین کشور باشد میتوان به آن شبکه گسترده گفت. از شبکه اینترنت میتوان بعنوان بزرگترین شبکه WAN موجود در جهان یاد کرد.
شبکه های اینترانت و اکسترانت و اینترنت
[ویرایش]1. شبکه اینترانت
[ویرایش]در یک شبکه اینترانت که معمولا از پروتکل TCP/IP استفاده میشود فقط به کاربران خاصی (معمولا کارکنان یک سازمان یا شرکت) اجازه ورود به شبکه داده میشود.
2. شبکه اکسترانت
[ویرایش]شبکه اکسترانت تقریبا مثل شبکه اینترانت هست فرق آن در این است که در شبکه اکسترانت از بیرون افرادی نیز میتوانند از امکانات شبکه استفاده کنند.
3. شبکه اینترنت
[ویرایش]اینترنت شبکه از شبکه ها در مقیاس جهانی است که در آن همه مردم دنیا میتوانند با همدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه اینترنت بزرگترین شبکه در دنیا محسوب میشود.
دسته بندی شبکه از لحاظ توپولوژی (چیدمان) یا هم بندی
[ویرایش]منظور از توپولوژی چیست ؟
[ویرایش]به شکل هندسی نحوه اتصال رایانه ها در شبکه اصطلاحا توپولوژی گفته میشود. توپولوژی های اصلی و رایج عبارتند از :
- خطی
- حلقوی
- ستاره ای
علاوه بر توپولوژی های فوق برخی توپولوژی های دیگری وجود دارند که عبارتند از:
- بیسیم
- مِش
- ستاره ای چند سطحی
توپولوژی خطی
[ویرایش]در این روش ارتباط رایانه ها از طریق یک رشته کابل صورت میگیرد که این کابل به ترتیب از رایانه ای به رایانه ای دیگر کشیده شده است. در توپولوژی خطی اطلاعات ارسالی توسط یک رایانه از دوطرف کابل امتداد یافته و توسط دستگاه های دیگر قابل دریافت میباشد. رایانه دریافت کننده آدرس دریافت کننده (در پکت ارسالی موجود است) را با آدرس خود مقایسه میکند و اگر یکی بود اطلاعات را دریافت میکند و گرنه اطلاعات را از بین میبرد. هر رایانه که زودتر اطلاعات را بر روی خط قرار دهد نوبت اتصال را به خود اختصاص میدهد. معایب :
- اگر یکجا سیم قطع شود آن ور سیم قطع خواهد شد.
- داده برای همه ارسال میشود.
مزایا :
- نصبش آسان و ارزان است.
پروتکل
[ویرایش]پروتکل چیست؟
[ویرایش]به مجموعه قوانینی که تعیین کننده چگونگی ارتباط رایانه ها در شبکه هست پروتکل (Protocol) گفته میشود. در واقع پروتکل دستورالعمل هایی برای رایانه ها که چگونگی ارتباط آن ها با شبکه داخلی و خارجی را مشخص میکند.
انواع پروتکل‌ها
[ویرایش]- HTTP: پروتکل رایج برای وبسایت های اینترنتی
- HTTPS: پروتکل امن شده HTTP
- FTP: پروتکلی برای انتقال فایل در اینترنت
- IP: پروتکلی برای تعین مسیر و ارسال Packet
- SMTP: پروتکل رایج برای پست الکترونیکی
- TCP: پروتکل کنترل و نظارت برتحویل منظم بسته های داده
- شبکه اینترنت بر اساس پروتکل TCP/IP کار میکند.
آیپی (IP)
[ویرایش]هر کامپیوتر متصل به اینترنت یک شماره مخصوص به خود دارد که با آن شناخته میشود به آن IP میگویند.
تغییر IP در سیستم عامل ویندوز
[ویرایش]مراحل تغییر IP در سیستم عامل Microsoft Windows 10 و نسخه های قبلی به شرح زیر است:
- وارد Control Panel سیستم عامل شوید (از طریق منو میتونید این کار رو انجام بدهید).
- از بین گزینه ها Network and sharing center را انتخاب کنید.
- سپس بر روی Change adapter settings کلیک کنید.
- کارت های شبکه سیستم شما به شما نمایش داده خواهند شد بر روی کارت شبکه مورد نظر خود کلیک راست کنید و سپس بر روی آخرین گزینه Properties کلیک کنید.
- در پنجره جدید بر روی Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4) دابل کلیک (دوبار کلیک) کنید.
- گزینه Use the following IP Address را روشن کنید.
- آیپی مورد نظر خود را در باکس ها وارد کنید.
در سیستم عامل ویندوز 11 میتوانید از مسیر زیر در برنامه Setting این کار را انجام دهید.
- باز کردن Setting
- رفتن به بخش Network & Internet سپس بخش Ethernet و به پایین اسکرول کنید.
جلوی متن IP assignment دکمه Edit کلیک کنید. از بین گزینه های موجود بر روی Manual بگذارید تیک IPV4 رو بزنید در بخش IP Address آیپی مورد نظر خود را وارد کنید.
پروتکل های ایمیل
[ویرایش]پروتکل های ایمیل قوانینی هستند که چگونی انتقال اطلاعات در بین سرویس دهنده های ایمیل را مشخص میکند.
پروتکل SMTP
[ویرایش]SMTP کوتاه شده عبارت Simple Mail Transfer Protocol است. این پروتکل اولین بار در سال ۱۹۸۲ مطرح شد. این پروتکل برای ارسال ایمیل به طور ایمن از طریق اینترنت استفاده می شود.
پروتکل IMAP
[ویرایش]IMAP کوتاه شده عبارتInternet Mail Access Protocol است. این پروتکل اولین بار در سال ۱۹۸۶ مطرح شد.
از این پروتکل برای دسترسی به ایمیل در یک وب سرور، از طریق یک سرویس گیرنده محلی استفاده می شود.این پروتکل یکی از رایج ترین پروتکل ها در اینترنت برای دسترسی به ایمیل ها هستند.
پروتکل POP3
[ویرایش]POP کوتاه شده عبارت Post Office Protocol است.
POP3 به معنای نسخه سوم از POP است این پروتکل برای دریافت ایمیل از یک سرور به یک سرویس گیرنده محلی استفاده میشود.
پروتکل VOIP
[ویرایش]VoIP (صوت بر بستر IP) روش و گروهی از فناوری‌ها برای ارائه ارتباطات صوتی و جلسات چند رسانه‌ای بر بستر شبکه‌های مبتنی بر پروتکل IP همانند اینترنت است.
دیوار آتش
[ویرایش]دیوار آتش یا Firewall یک دستگاه یا نرم‌افزار امنیتی شبکه‌های کامپیوتری است که ترافیک ورودی و خروجی شبکه را مدیریت و رصد میکند و بر اساس مجموعه‌ای از قوانین امنیتی تعریف شده برای فایروال تصمیم میگیرد که ورودی یا خروجی را مجاز یا مسدود کند.
منابع این فصل
[ویرایش]کتاب مبانی شبکه و سخت افزار دکتر رحیم شهبازی