آموزش نتورک پلاس قسمت اول

کامپیوترها به خودی خود دستگاه‌های بسیار قدرتمندی هستند. زمانی که کامپیوترها به شبکه متصل می‌شوند قدرت آن‌ها چند برابر می‌شود. شبکه های کامپیوتری کامپیوترها را به هم متصل می‌کنند تا آن‌ها از منابع مشترک استفاده کنند. مهم‌ترین علت به وجود آمدن شبکه کامپیوتری مسأله اشتراک منابع است. یک شرکت با حدودا 30 کارمند را در نظر بگیرید. اگر شبکه کامپیوتری وجود نداشت باید برای هر کارمند یک دستگاه پرینتر تهیه می‌شد؛ اما با استفاده از شبکه کامپیوتری و قابلیت‌های آن می‌توان برای هر بخش از یک دستگاه پرینتر استفاده کرد. این مسأله اشتراک منابع مهم‌ترین دلیل تلاش برای ایجاد شبکه های کامپیوتری است. شبکه‌های کامپیوتری هزینه‌های مجموعه‌های کاری و تجهیزات شبکه را بسیار کاهش داده‌اند. در پی تلاش برای کاهش هزینه با استفاده از قابلیت اشتراک منابع در شبکه های کامپیوتری قابلیت‌های جدیدی پا به عرصه وجود گذاشتند. بزرگ‌ترین دستاورد پیشرفت شبکه کامپیوتری، شبکه جهانی اینترنت است که امروزه زندگی بدون آن مشکل می‌شود.

در این مجموعه مقالات قصد داریم مبانی شبکه را مورد بررسی قرار داده و به آموزش نتورک پلاس بپردازیم.

موارد زیر را در این بخش از مقاله توضیح می‌دهیم:

مفهوم network

مفهوم LAN  و WAN

مفهوم و تفاوت مدل ارتباطی Half-Duplex و Full-Duplex

مفاهیم HOST و WORKSTAION و SERVER

معماری شبکه PEER to PEER و Cient Server

توپولوژی شبکه

مفهوم Network

در دنیای کامپیوتر لفظ نتورک به مجموعه‌ای اتلاق می‌شود که حداقل دو کامپیوتر یا بیشتر به هم متصل باشند و بتوانند منابع را با هم به اشتراک بگذارند. منابع شامل اطلاعات، یک پرینتر، اتصال اینترنت، برنامه‌های کاربردی و یا ترکیبی از این موارد است. المان‌های شبکه شامل کامپیوترها و دستگاه‌ها و بسترهای ارتباطی بین آن‌ها هستند که در ادامه رشته مقالات به بررسی همه آن‌ها می‌پردازیم.

 

مفهوم LAN  و WAN

در آموزش نتورک پلاس شبکه های کامپیوتری بر اساس مقیاس مساحت و مسافتی که در آن اجرا شده‌اند دسته بندی می‌شوند.

شبکه LAN

واژه LAN کوتاه شده عبارت Local Area Network می‌باشد. با توجه به همین عبارت شبکه LAN به معنی شبکه محلی است ، عموماً به اندازه یک دفتر کار تعریف می‌شود. شبکه‌های LAN در ابتدا در متراژی تعریف می‌شدند که بزرگ‌تر از 185 متر نبود و تعداد کامپیوترهای عضو آن از 30 تجاوز نمی‌کرد. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و شبکه کامپیوتری امکان طراحی و راه‌اندازی شبکه LAN بسیار بزرگ‌تری نیز وجود دارد. اما محدودیت‌های مدیریت شبکه حکم می‌کند که شبکه LAN به صورت مجموعه‌ای از گروه‌های کوچکی به نام WORKGROUP ایجاد شوند. WORKGROUP مجموعه‌ای است که اعضای آن کار مشترکی را انجام می‌دهند و اطلاعات مشترکی را روی شبکه LAN منتقل می‌کنند. به عنوان مثال بخش حسابداری یا بخش طراحی هر کدام یک WORKGROUP هستند.

شبکه WAN

در دنیای امروز کمتر کسی وجود دارد که با شبکه WAN سر و کار نداشته باشد. شبکه جهانی اینترنت بزرگترین شبکه WAN روی زمین است. شبکه WAN شبکه‌ای است که مرزهای جغرافیایی را درمی‌نوردد و محدود به محله، شهر یا کشور نیست. برای دسترسی به شبکه WAN به دستگاه‌های متفاوتی نیاز است تا بتوان با آن‌ها مرز شبکه کوچک LAN را پشت سر گذاشت و به شبکه گسترده WAN دسترسی پیدا کرد. مدیران شبکه شیوه‌های متفاوتی برای طراحی و راه‌اندازی شبکه WAN در اختیار دارند. پیاده سازی شبکه کامپیوتری WAN، نسبت به شبکه LAN کار پیچیده‌ای است و نیاز به دانش متفاوتی دارد.

تفاوت‌های LAN و WAN

شبکه WAN محدوده بزرگتری را پوشش می‌دهد.

سرعت شبکه WAN اغلب پایین‌تر است.

شبکه WAN می‌تواند هم از ارتباط عمومی یا PUBLIC و هم از شیوه ارتباط PRIVATE استفاده کند در حالی که شبکه LAN از شیوه ارتباطی PRIVATE استفاده می‌کند.

شبکه WAN توانایی ارتباط در حالت FULL-DUPLEX و HALF-DUPLEX را دارد اما در گذشته شبکه LAN فقط می‌توانست در شرایط HALF-DUPLEX فعالیت کند. امروزه شبکه های LAN هم از شیوه ارتباطی FULL-DUPLEX پشتیبانی می‌کنند.

تفاوت ارتباط HALF-DUPLEX و ارتباط FULL-DUPLEX

ارتباط تمامی شبکه‌های کامپیوتری مثل LAN یا WAN می‌تواند به دو دسته HALF-DUPLEX و FULL-DUPLEX دسته‌بندی شود. در حالت HALF-DUPLEX ارتباط دو سویه برقرار است اما در یک لحظه یک سوی ارتباط قابل استفاده است. وقتی دو کامپیوتر به وسیله ارتباط HALF-DUPLEX با هم در ارتباط هستند، یکی از آن‌ها اطلاعات را ارسال می‌کند و دیگری دریافت می‌کند. پس از آن فرستنده و گیرنده تغییر می‌کنند و این بار کامپیوتر دوم اطلاعات را ارسال می‌کند و کامپیوتر دوم دریافت می‌کند. در مدل ارتباطی HALF-DUPLEX برقراری هر دو ارتباط انتقال اطلاعات در یک زمان امکان پذیر نیست. این مدل ارتباطی دقیقاً شبیه به دستگاه‌های ارتباط بی‌سیم تاکی‌واکی عمل می‌کند؛ یک نفر کلید را فشرده و حرف می‌زند و نفر دیگر گوش می‌کند. امکان صحبت همزمان هر دو نفر وجود ندارد. این نمونه بارز ارتباط HALF-DUPLEX است. در ارتباط FULL-DUPLEX هر دو سوی ارتباط به صورت کاملا هم‌زمان می‌توانند به ارسال و دریافت اطلاعات بپردازند. مانند تماس‌های تلفنی که هر دو سوی آن به صورت هم‌زمان و در یک لحظه هم صحبت می‌کنند و هم می‌شنوند.

تفاوت عملکرد شرایط FULL-DUPLEX و HALF-DUPLEX در زمان انجام انتقال اطلاعات است.

مفاهیم Host و Workstation و Server

برای درک صحیح مبانی آموزش نتورک پلاس باید مفاهیم زیر را فرا بگیرید. در قسمت‌های مختلف شبکه کامپیوتری مثل LAN یا WAN از دستگاه‌هایی برای برقراری ارتباط و به اشتراک گذاری منابع استفاده می‌شود.

مفهوم WorkStation در شبکه

عبارت WorkStaion به همه کامپیوترهای متصل به شبکه اتلاق می‌شود. همه کامپیوترهای شبکه که از هر کدام استفاده جداگانه‌ای جهت انجام امور متفاوت می‌شود یک WorkStation محسوب می‌شوند. باید توجه داشت که WorkStation با Client اشتباه گرفته نشود. هر دستگاهی که در شبکه درخواست منابع می‌کند یک Client است. تمامی WorkStation ها نیز در شبکه درخواست منابع می‌کنند. هر دو مثل هم به نظر می‌آیند اما یک WorkStation یک Client است اما هر Client یک WorkStation نیست. به این مثال توجه کنید، یک پرینتر در شبکه درخواست منابع ارسال می‎کند اما یک Client است و WorkStation نیست.

مفهوم Server در شبکه

وظیفه Server همان‌طور که از نام آن پیداست تأمین منابع و ارائه آن به Client های شبکه است. Server ها کامپیوترهای قدرتمندی هستند که می‌توانند وظیفه اجرای نرم‌افزار کنترل کننده درخواست‌های داخل شبکه را به خوبی انجام دهند. این نرم‌افزار به سیستم عامل شبکه شناخته می‌شود. مثل ویندوز سرور یا نسخه‌های سرور سیستم عامل لینوکس که توانایی کنترل درخواست‌ها و دسترسی‌های اعضای شبکه را دارند. قسمت‌های بعدی بیشتر راجع به سیستم عامل شبکه صحبت خواهیم کرد. گاهی اوقات یک سرور برای یک مقصود خاص برنامه‌ریزی می‌شود. این به معنای عدم توان انجام چند کار هم‌زمان نیست بلکه سرورهایی که برای یک کار خاص برنامه‌ریزی می‌شوند، آن کار را بسیار بهینه‌تر انجام می‌دهند. در ادامه چند نمونه از این سرور ها که به صورت اختصاصی برنامه‌ریزی شده‌اند را به اختصار بررسی می‌کنیم.

• File Server :File Server وظیفه ذخیره و توزیع اطلاعات را بر عهده دارد.
• Print Server :Print Server توانایی مدیریت یک یا چند پرینتر را در شبکه دارد.
• Application Server :Application Server ها وظیفه میزبانی برنامه‌های تحت شبکه را دارند.
• Web Server :Web Server اطلاعات وب‌سایت ها را میزبانی می‌کند.
• Mail Server :Mail Server عملیات ذخیره و نقل و انتقال پست‌ها الکترونیک را به عهده دارد و دقیقا مانند یک مرکز پست عمل می‌کند.
• Fax Server :Fax Server اطلاعات و داده‌های سرویس Fax را در شبکه ارسال و دریافت می‌کند بدون اینکه کاغذی مصرف شود.
• Remote Access Server: این سرور اختصاصی برای ارتباط اینترنتی از بیرون به شبکه داخلی برنامه‌ریزی می‌شود.

همه این سرور های اختصاصی باید شرایط زیر را داشته باشند.

سخت افزار و نرم افزار متناسب با سرویسی که ارائه می‌کنند را داشته باشند.

ظرفیت ارائه سرویس به تعداد زیادی کلاینت را داشته باشند.

به طور کلی سرور ها دارای منابع بیشتری نسبت به کامپیترهای درون شبکه هستند. هارد درایو با ظرفیت بالاتر و پردازنده بسیار قوی‌تری نسبت به WorkStation ها دارند. دلیل آن هم این است که باید به تعداد زیادی کلاینت سرویس بدهند. سرور ها باید در مکان امن و دور از WorkStation ها قرار بگیرند. اگر مکان قرار‌گیری سرور تحت کنترل نباشد و هر کسی بتواند به آن دسترسی داشته باشد امنیت اطلاعات ذخیره شده در سرور به خطر می‌افتد و حتی امکان خراب کاری و مختل کردن فرآیند سرویس دهی سرور وجود دارد. در قسمت‌های بعدی بیشتر درباره امنیت توضیح خواهیم داد.

مفهوم Host در شبکه

عبارت Host به تمامی المان‌های شبکه کامپیوتری که از آدرس TCP/IP استفاده می‌کنند اتلاق می‌شود. سرور، WorkStation

 و تمامی دستگاه‌های دارای آدرس TCP/IP در Network Plus، Host نامیده می‌شوند.

معماری شبکه‌های کامپیوتری

در مباحث آموزش نتورک پلاس یکی از بخش‌های مهم معماری شبکه است. همان طور که بیان کردیم هدف از ایجاد شبکه کامپیوتری اشتراک منابع است. چگونگی انجام این فرآیند به معماری سیستم عامل شبکه وابسته است. دو نوع معماری شبکه که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند مدل Client-Server و Peer-to-Peer است. تفاوت بین این دو مدل معماری شبکه بسیار زیاد است.این تفاوت‌ها ظاهری نیست بلکه تفاوت در منطق عملکرد آن‌ها است.

مدل معماری شبکه Peer-to-Peer

در شبکه‌های کامپیوتری Peer-to-Peer، از بین کامپیوترهای متصل به هم هیچ کدام ارجحیت تصمیم‌گیری نسبت به دیگری ندارند، از این نقطه نظر همه آن‌ها با هم برابرند. در حقیقت کامپیوترها در این معماری جفت جفت هستند. وقتی کامپیوتری درخواست اطلاعات از کامپیوتر دیگر می‌کند احراز حق دسترسی به آن اطلاعات بر عهده دارنده آن اطلاعات می‌باشد و کامپیوتر دیگری این حق دسترسی را کنترل نمی‌کند.

هر کامپیوتر در شبکه Peer-to-Peer هم می‌تواند نقش درخواست کننده را داشته باشد و هم نقش سرویس دهنده را ایفا کند.

ویژگی‌های مدل معماری Peer-to-Peer

هر کاربر مسئولیت نگهداری و تهیه پشتیبان از اطلاعات کامپیوترش را دارد. به این دلیل که داده‌ها و اطلاعات به صورت پراکنده روی همه کامپیوترها ذخیره شده است جستجوی داده‌ها مشکل است.

شبکه Peer-to-Peer مشکلات امنیت کمی دارد. اطلاعات احراز هویت هر کاربر باید روی همه کامپیوترهای موجود در شبکه ذخیره شده باشد تا کاربران بتوانند از منابع به اشتراک گذاشته شده بقیه کامپیوترها استفاده کنند.

تعداد کامپیوتر کمی در این شبکه استفاده می‌شوند. این معماری شبکه از تعداد بسیار زیاد کامپیوتر پشتیبانی نمی‌کند.

مدل معماری شبکه Client Server

در تضاد با مدل شبکه Peer-to-Peer شبکه Client Server دارای سیستم عامل شبکه هستند. این سیستم عامل روی یک کامپیوتر مرکزی قرار دارد و به کنترل کل شبکه می‌پردازد. این کامپیوتر مرکزی سرور نامیده می‌شود. Client ها درخواست خود را به سرور ارسال می‌کنند و سرور اطلاعات مورد نظر را برای آن‌ها ارسال می‌کند و یا دسترسی آن‌ها را به منابع مورد نظر فراهم می‌کند. مدل شبکه Client Server نسبت به مدل شبکه Peer-to-Peer دارای برتری است. شبکه Client Server سازمان‌یافته تر است. جستجوی اطلاعات به دلیل ذخیره شدن همه اطلاعات روی سرور بسیار راحت‌تر و سریع‌تر است. کنترل امنیت شبکه Client Server بهتر از شبکه‌های Peer-to-Peer است. به این دلیل که اطلاعات احراز هویت در یک پایگاه داده روی سرور ذخیره شده و هیچ کاربری حق استفاده مستقیم از سرور را ندارد و اطلاعات احراز هویت کاربران محفوظ می‌ماند. شبکه Client Server می‌تواند به تناسب منابعش به ده‌ها هزار کاربر سرویس بدهد.

توپولوژی شبکه

در آموزش نتورک پلاس توپولوژی‌های شبکه مورد بررسی قرار می‌گیرد. توپولوژی شبکه همان نقشه شبکه کامپیوتری است. توپولوژی شبکه نحوه کابل کشی، شیوه اتصال کابل‌ها و موقعیت اجزای تشکیل دهنده شبکه را نشان می‌دهد. گاهی توپولوژی شبکه فقط فیزیکی نیست، بلکه توپولوژی شبکه می‌تواند روش و شیوه منطقی انتقال اطلاعات و اشتراک منابع را در شبکه نشان دهد. شبکه‌های کامپیوتری می‌توانند توپولوژی ظاهری یکسان اما از لحاظ توپولوژی منطقی تفاوت‌های بنیادین زیادی داشته باشند.

انتخاب توپولوژی اجرایی شبکه برای یک شرکت یا یک سازمان بسیار مهم است. چون تغییر مدل کابل‌کشی و شیوه اتصال بعد از اجرا کار دشوار و پرهزینه‌ای است. بهتر است از ابتدا کاملا به کاربری شبکه برای مجموعه و شرایط فیزیکی مکان مورد نظر در طراحی و اجرای توپولوژی شبکه توجه کنیم.

انواع رایج توپولوژی شبکه کامپیوتری

• BUS
• RING
• STAR
• MESH
• WIRELESS

در قسمت دوم آموزش نتورک پلاس به توضیح انواع متفاوت توپولوژی شبکه می‌پردازیم و مبحث نتورک پلاس را ادامه می‌دهیم. با ما همراه باشید. 

نظرات خود را با ما در میان بگذارید.

منبع : نت ران