شبکه های کامپیوتری

شبکه کامپیوتری ارتباطی بین دو یا چند دستگاه شبکه مانند کامپیوترها، روترها و سوئیچ ها برای به اشتراک گذاشتن منابع شبکه است به عبارت دیگر مفهوم ابتدایی شبکه را، متصل شدن دو یا چند کامپیوتر به هم که هدفشان share کردن اطلاعات بین هم می باشد گویند مثل: فایل، فولدر،پرینتر و… که از راه دور با واسطه کابل به هم متصل باشند تا ارتباط برقرار کنند. ایجاد یک شبکه کامپیوتری به نیاز کانال ارتباطی بستگی دارد، یعنی شبکه می تواند سیمی یا بی سیم باشد.

دلایل لایه بندی شبکه های کامپیوتری

• تقسیم کار در رشته های مختلف
• فهم بهتر مسائل پیچیده

 

Osi یکی از مدل های مهم لایه بندی شبکه محسوب می شودکه در عکس (1-1) مشاهده میکنید.

(1-1)

Osi توسط شرکت iso معرفی شده که شبکه را به 7 لایه تقسیم کرده است، هر لایه یک وظیفه ای داشته و لایه ها دیتای مرتبط به خود را به آن لایه اضافه کرده و به لایه بعدی انتقال می دهند.

برای مفهوم بهتر مدل osi عکس (2-1) موارد استفاده مدل osi را در دو سیستم که سیستم اول به سیستم دوم میخواهد انتقال دیتا را انجام دهد نمایش داده شده است..

(1-2)

لایه اول physical
_وظیفه این لایه نحوه انتقال یک بیت از یک نقطه به نقطه دیگر است که در این لایه انتقال دیتا می تواند از طریق کابل ها و یا سیگنال ها به یک نقطه انتقال داده شود

جنس سیگنال ها نیزاز لیزر،نور و الکتریکی می باشد.

_در لایه physical از cable ها مثل کابل های کواکسیال، فیبرنوری و یا زوج سیم ها و یک دستگاهی به نام hub که در بعضی منابع در لایه دوم و در بعضی منابع در لایه اول می باشد استفاده می شود.

لایه دوم datalink

این لایه دو وظیفه مهم دارد LLC و MAC

LLC یک پروتکل است که وظیفه اش کنترل خطا می باشد و بررسی می کند این 0 و 1 ها به مقصد رسیده اند یا خیر

وظیفه دوم آن کنترل جریان داده ها می باشد به عنوان مثال کارت شبکه یک سیستم 100mbps می باشد و کارت شبکه سیستم دیگر 10mbps می باشد LLC کنترل میکند بیس روی 10mbps قرار گیرد تا دیتا ها و جریان داده ها با چه سرعت و پهنای باندی انتقال داده شود

وظیفه MAC کنترل دسترسی به media مشترک است. به عنوان مثال یک کابل بین دو سیستم مشترک می باشد وظیفه پروتکل mac است که بررسی کند media آزاد است تا دیتا را send , receive کند

وظیفه بعدی mac آدرس دهی فیزیکی به دستگاه ها می باشد که توسط شرکت سازنده کارت شبکه بر روی کارت شبکه ها ست شده و برای بررسی آدرس mac می توایند داخل سیستم خود در command prompt دستور ipconfig را زده و physical address mac شما را نمایش می دهد

به بسته های این لایه Frame نیز گفته می شود device که در این لایه وجود دارد سوئیچ نام داشته و پرتوکل های زیادی در این لایه وجود دارد اهم از: CDP,ARP,DTP,PPP,VLAN,STP,NDP و…می باشد.

لایه سوم NETWORK

وظیفه این لایه مسیر یابی یا آدرس دهی منطقی می باشد(address ip)

به بسته های این لایه paket گفته می شود

دستگاه هایی که در این لایه وجود دارد سوئیچ MLS یا سوئیچ لایه 3 و روتر وجود دارد همچنین پروتکل هایی که در این لایه هستند:HSRP,VRRP,IP,ICMP,RIP,OSPF,NAT

لایه چهارم TRANSPARENT

وظیفه این لایه انتقال از مبدا به مقصد را دارد که سه موضوع مهم در این لایه وجود دارد TCP,UDPوPORT

TCP: تضمین میکند که بسته ای که از مبدا به مقصد ارسال می شود حتما به مقصد رسیده باشد

UDP: در این پروتکل بسته ارسال می شود ولی تضمینی نمی کند به مقصد برسد

PORT: تعیین کننده نوع سرویس یا خدماتی است که یک کامپیوتر ارائه می دهد

در این لایه SEGMENTADNREASEMBLE وجود دارد که وظیفه آن بسته های کامل را به بسته های مختلف تقسیم بندی کرده و به هر کدام ID داده و در مقصد دوباره این بسته های به هم متصل می کند.

لایه پنجم SESSION

وظیفه این لایه ارتباط و برقراری ارتباط می باشد.

لایه ششم PRESENTATION

این لایه دو وظیفه دارد یکی قالب و فرمت داده ها را مشخص می کند و دیگری ENCRYPT AND DECRYPT کردن می باشد که بعضی از پروتکل ها نیاز دارند ENCRYPTION داشته باشند

فشرده سازی و خارج کردن از فشرده سازی نیز در این لایه انجام می شود و فرمت هایی که دراین لایه مشخص می شود:

DOCT,TEMP,ZIPوHTML

لایه هفتم APPLICATION

هرچیزی که بر روی سیستم خود می بینید و اجازه می دهد ما با آن در ارتباط باشیم در این لایه قرار داد پروتکل های زیادی در این لایه وجود دارد: FTP,MAIL,HTTP,DHCP,DNS,SSH و…

مدل OSI بیشتر برای تدریس می باشد و یک مدل جدیدتر که مدلی می باشد که در دنیای واقعی وجود دارد که به آن مدلTCP/IP گفته می شود که در عکس (3-1) می توانید این مدل را مشاهده بفرمایید.

(1-3)

انواع شبکه های کامپیوتری

با توجه به الزامات ارتباطی، انواع مختلفی از اتصالات شبکه در دسترس هستند. اساسی ترین نوع طبقه بندی شبکه به پوشش جغرافیایی شبکه بستگی دارد.

در زیر انواع مختلفی از شبکه ها ذکر شده است:

• PAN (شبکه منطقه شخصی)
• LAN (شبکه محلی)
• MAN (شبکه منطقه شهری)
• WAN (شبکه وسیع)

شبکه های کامپیوتری محلی (LAN) چیست؟

شبکه محلی (LAN) برای اتصال چندین دستگاه و سیستم شبکه در یک فاصله جغرافیایی محدود طرح ریزی شده است. دستگاه ها با استفاده از پروتکل های متعدد برای تبادل صحیح و کارآمد داده ها و خدمات متصل می شوند.

ویژگی های شبکه LAN:

سرعت انتقال داده در شبکه LAN نسبتاً بالاتر از سایر انواع شبکه، MAN و WAN است.
LAN از آدرس های شبکه خصوصی برای اتصال به شبکه برای تبادل داده و سرویس استفاده می کند و از کابل برای اتصال شبکه، کاهش خطا و حفظ امنیت داده ها استفاده می کند.

مزایا و معایب شبکه LAN

 

مزایای	معایب
انتقال داده ها و خدمات نسبتاً بالاتر از سایر اتصالات شبکه است.	نیاز به مدیریت مستمر از مهندسان مجرب برای عملکرد.
سرور شبکه به عنوان یک واحد مرکزی برای کل شبکه عمل می کند.	احتمال نشت داده های حساس توسط مدیریت LAN.

شبکه کامپیوتری متروپولیتن (MAN) چیست؟

شبکه متروپولیتن (MAN) یک نوع شبکه است که اتصال شبکه کل یک شهر یا اتصال یک منطقه کوچک را پوشش می دهد. منطقه تحت پوشش شبکه با استفاده از یک شبکه سیمی مانند کابل های داده متصل می شود.

ویژگی های شبکه کامپیوتری MAN:

شبکه کل منطقه شهر یا بخشی از یک شهر را پوشش می دهد.
سرعت انتقال اطلاعات به دلیل نصب کابل های نوری و اتصالات سیمی نسبتاً بالاست.

مزایا و معایب شبکه MAN

 

مزایای	معایب
انتقال داده Full-Duplex را در کانال شبکه برای دستگاه ها فراهم می کند.	احتمال بالای حمله هکرها و مجرمان سایبری به دلیل شبکه های بزرگ.
منطقه اتصال شبکه با استفاده از کابل های نوری کل شهر یا برخی از قسمت ها را پوشش می دهد.	نیاز به سخت افزار با کیفیت خوب و هزینه نصب بسیار بالاست.

شبکه گسترده (WAN) چیست؟

شبکه گسترده (WAN) برای اتصال دستگاه ها در فواصل بزرگ مانند ایالت ها یا بین کشورها طرح ریزی شده است. اتصال در اکثر موارد بی سیم است و از دکل های رادیویی برای ارتباط استفاده می کند.

شبکه WAN می تواند از چندین شبکه LAN و MAN تشکیل شود.

ویژگی های شبکه WAN:

سرعت انتقال داده های WAN نسبت به شبکه های LAN و MAN به دلیل مسافت زیاد کمتر است.
شبکه WAN از یک رسانه ماهواره ای برای انتقال داده ها بین چندین مکان و دکل های شبکه استفاده می کند.

مزایا و معایب شبکه WAN:

 

مزایای	معایب
این شبکه محدوده جغرافیایی بالایی را پوشش می دهد و برای اتصالات از راه دور استفاده می شود	هزینه بالا برای راه اندازی شبکه و پشتیبانی تکنسین های مجرب برای نگهداری شبکه مورد نیاز است.
آنها همچنین از دکل های رادیویی استفاده می کنند و کانال هایی را برای کاربران متصل می کنند.	جلوگیری از هک و اشکال زدایی یک شبکه بزرگ دشوار است.

تفاوت بین LAN، MAN و WAN

 

اساس	LAN	MAN	WAN
معنی	LAN شبکه ای است که ارتباط بین بسیاری از دستگاه های متصل را امکان پذیر می کند. ایجاد ارتباط بین واحدهای محله اعم از دانشگاه و مدارس را بر عهده دارد.	چندین کامپیوتر را می توان در همان شهر یا جداگانه به MAN متصل کرد. این منطقه بزرگتر، از جمله شهرهای کوچک و شهرهای کوچک را در بر می گیرد.	شبکه WAN به منطقه بسیار بیشتری گسترش می یابد. می تواند چندین کشور را به هم مرتبط کند.
مرجع شبکه	LAN یک شبکه خصوصی و ایمن است. بیمارستان ها، مدارس، ادارات و غیره می توانند مالک آن باشند.	MAN می تواند عمومی یا خصوصی باشد. بسیاری از مشاغل و شرکت های تلفن می توانند مالک آنها باشند.	ممکن است یک شرکت واحد WAN نداشته باشد. می تواند خصوصی یا عمومی باشد.
سرعت	سرعت اینترنت ارائه شده از طریق LAN سریع است.	MAN سرعت اتصال اینترنت متوسطی را ارائه می دهد.	WAN اتصال اینترنت کندی را فراهم می کند.
نگهداری	در LAN بسیار آسان	تعمیر و نگهداری MAN در مقایسه با LAN آسان تر است.	تعمیر و نگهداری WAN بسیار دشوار است
تراکم، شلوغی	ازدحام در شبکه LAN کمتر است	در MAN بیشتر است.	ازدحام در WAN در مقایسه با LAN و MAN بیشتر است.
پهنای باند	پهنای باند در LAN بسیار بالاست	در MAN، پهنای باند کمتر است.	پهنای باند WAN کاملاً محدود است.
طرح ریزی	برای LAN بسیار آسان	برای MAN کار آسانی نیست.	در WAN بسیار یچیده

 

چگونه شبکه های کامپیوتری را راه اندازی کنیم؟

LAN

اترنت پایه و اساس تمام شبکه های LAN موجود، چه با سیم و چه بی سیم است. کامپیوترها و سرورها می توانند از طریق کابل یا بی سیم متصل شوند. نقاط دسترسی WiFi اتصال بی سیم را در ترکیب با یک شبکه سیمی فراهم می کند. دستگاه های دارای WAP به عنوان یک پیوند بین رایانه های شخصی و شبکه ها عمل می کنند. یک WAP ممکن است صدها یا حتی هزاران فرد بی سیم را به یک شبکه متصل کند. سرورهای شبکه LAN عموماً با سیم به هم متصل می شوند.

MAN

یک شبکه منطقه شهری بسیاری از شبکه های محلی را با یک فیبر نوری به عنوان پایه ترکیب می کند. خدماتی مشابه خدمات ارائه شده توسط یک ارائه دهنده خدمات اینترنتی برای شبکه های گسترده ارائه می دهد. MAN ها می توانند از لیزرهای مایکروویو یا مادون قرمز برای اتصال شبکه های محلی به صورت بی سیم استفاده کنند. MAN ها اغلب تنها متعلق به یک سازمان مهم هستند و عمدتاً برای شهرها یا شهرها ایجاد می شوند تا ارتباط داده ای بالایی داشته باشند.

WAN

کاربران و رایانه‌های موجود در یک منطقه ممکن است از طریق یک شبکه WAN، متشکل از دو یا چند شبکه محلی یا شبکه‌های شهری به هم پیوسته، با کاربران و رایانه‌های مکان‌های دیگر تعامل داشته باشند. رایانه های موجود در یک شبکه گسترده توسط شبکه های عمومی مانند خطوط تلفن، اتصالات ماهواره ای یا خطوط اجاره ای به هم متصل می شوند. برای گسترش قابلیت های شبکه در سراسر مکان ها، معمولا از خطوط اجاره ای پرهزینه برای ساخت شبکه های WAN استفاده می شود. در هر انتهای یک خط اجاره ای، یک روتر متصل می شود.

این شبکه ها چگونه کار می کنند؟

LAN

شبکه محلی مجموعه ای از رایانه ها و سایر فناوری ها با یک خط ارتباطی مشترک یا شبکه بی سیم و در بیشتر موارد، امکانات یک سرور یا پردازنده منفرد در یک منطقه جغرافیایی محدود است. به طور معمول، سرور ذخیره داده ها و برنامه های کاربردی مشترک برای بسیاری از کاربران رایانه را در خود جای می دهد.

MAN

شبکه های محلی متعدد توسط شبکه های شهری با استفاده از پایه های بی سیم و سیمی تخصصی به هم متصل می شوند. یک MAN ممکن است به یک نقطه تبادل شبکه و یک حامل تبادل محلی برای ارائه اتصالات بین شبکه های محلی و ارتباط آنی بین MAN و اینترنت باز پیوند دهد.

WAN

نقطه ای به سرویس دیگری که می تواند از خطوط تلفن یا مودم های سنتی برای اتصال دستگاه به خط تلفن استفاده کند. تامین کنندگان خدمات WAN نقطه به نقطه شامل ارائه دهندگان محلی تلفن همراه و اپراتورهای راه دور می شوند.

ویژگی های این شبکه های کامپیوتری

LAN

ساخت و نگهداری شبکه های محلی ساده است.
برای پیوند شبکه های LAN، به یک پایگاه داده متمرکز نیاز است.
یک مالک خصوصی مالک شبکه است.

MAN

منطقه جغرافیایی تحت پوشش بیش از منطقه LAN است.
از طریق این شبکه، بیش از یک کامپیوتر متصل است.

WAN

WAN بزرگترین منطقه را پوشش می دهد، قابل مقایسه با یک کشور.
شبکه های WAN را می توان در سراسر جهان شبکه کرد.
از طریق خطوط تلفن یا ماهواره، شبکه ها به هم متصل می شوند.

مزایای این شبکه ها

LAN

مزایای اصلی آن، راه اندازی سریع، ساده و هزینه کم شبکه محلی است.
ایمن نگه داشتن هر چیزی که در سرور ذخیره شده است از طریق محافظت از داده ها انجام می شود.
مدل LAN و کابل‌کشی اترنت ایجاد شده به یک سیستم متصل به شبکه محلی اجازه می‌دهد تا مستقیماً با سرعت بسیار بالایی تعامل داشته باشد.

MAN

MAN امنیت بیشتری نسبت به WAN ارائه می دهد و به کارگیری آن ساده تر است.
به دلیل نیاز کمتر MAN به منابع نسبت به WAN، هزینه های استقرار MAN کمتر از WAN است. هزینه اجرا را کاهش می دهد.
MAN ها ممکن است به صورت مرکزی کنترل شوند، که نظارت و کنترل ترافیک شبکه را آسان تر می کند.

WAN

WAN دارای پوشش جغرافیایی گسترده ای است.
اطلاعات متصل به هر دستگاه در شبکه مربوطه را می توان از طریق شبکه WAN به اشتراک گذاشت.
مهارت های ضروری برای رهبری موثر را بیاموزید.

معایب شبکه ها

LAN

شبکه های محلی فقط در سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند زیرا نمی توانند در مناطق بزرگتر مورد استفاده قرار گیرند.
اگر تجهیزات سرور به درستی پیکربندی نشده باشد و مشکل فناوری وجود داشته باشد، کاربران غیرمجاز ممکن است به داده ها دسترسی پیدا کنند.
محدودیت هایی در مورد تعداد دستگاه هایی که ممکن است به شبکه های محلی متصل شوند وجود دارد.

MAN

به دلیل اندازه بزرگ، محافظت از سیستم در برابر هکرها دشوار است.
برای اتصال MAN از یک مکان به مکان دیگر، کابل های اضافی لازم است. MAN نیاز به استفاده از اتصالات فیبر نوری دارد که نسبتاً پرهزینه هستند.
MAN فضای زیادی را اشغال می کند و مدیریت یک شبکه بزرگ را دشوار می کند.

WAN

از آنجایی که شبکه‌های WAN فناوری‌های بیشتری را ترکیب می‌کنند، در مقایسه با شبکه‌های LAN و MAN، مشکلات امنیتی بیشتری دارند.
به دلیل پوشش جغرافیایی بسیار زیاد، شبکه های WAN پیچیده و پیچیده هستند.
زمان زیادی باید برای عیب یابی شبکه WAN صرف شود.

برخی دیگر از انواع شبکه های کامپیوتری

PAN – یک شبکه منطقه ای شخصی، دستگاه های الکترونیکی را به نزدیک ترین کاربر پیوند می دهد. اندازه یک PAN می تواند در چند متر باشد. اتصالات شبکه PAN با سیم و بی سیم امکان پذیر است. اما از آنجایی که اکثر PAN ها فاقد روتر هستند، نمی توانند مستقیماً به اینترنت دسترسی داشته باشند. از طرف دیگر، یک دستگاه درون یک PAN می تواند به یک شبکه محلی متصل شود که متعاقباً به اینترنت متصل می شود.

1-اهمیت LAN چیست؟

به اشتراک گذاری منابع، از جمله چاپگرها، برنامه ها و سایر خدمات مشترک اجازه دهید. به بسیاری از رایانه‌های موجود در شبکه محلی اجازه دهید از یک اتصال اینترنتی استفاده کنند.

2-اهمیت WAN چیست؟

از طریق یک ارائه‌دهنده WAN، شبکه‌های WAN می‌توانند ارتباط، اشتراک‌گذاری اطلاعات و انجام کارهای بیشتر را برای دستگاه‌ها در سراسر جهان آسان‌تر کنند.

3-وظیفه کابل LAN در شبکه چیست؟

کابل LAN به چندین دستگاه اجازه می دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

 

در نتیجه در این مقاله با عنوان «انواع شبکه‌ها» به بررسی انواع شبکه‌های کامپیوتری پرداختیم. همچنین اطلاعاتی در مورد ویژگی های هر شبکه به همراه مزایا و معایب شبکه ها یاد گرفتیم.