روشهای عیب یابی شبکه

  • ۰

روشهای عیب یابی شبکه

روشهای عیب یابی شبکه

روشهای عیب یابی شبکه

روشهای عیب یابی شبکه

اشاره :
روشهای عیب یابی شبکه : با افزایش کاربرد کامپیوتر در بخش‌های مختلفی نظیر سازمان‌ها، شرکت‌ها و تقریباً هر بنگاه اقتصادی و بازرگانی، به تدریجج بحث به اشتراک‌گذاری منابع و ارتباط متقابل کامپیوترها و در واقع شبکه‌سازی (Networking) در ابعاد و مقیاس‌های کوچک، متوسط و بزرگ مطرح گردید. به طوری که امروزه شبکه‌ها به یک جزء ضروری و مهم برای تمامی دست‌اندرکاران رایانه تبدیل شده است. به دنبال طراحی، ایجاد و به بهره‌برداری رسیدن شبکه‌ها، خود به خود موضوع نگهداری و پشتیبانی و سرپا نگهداشتن شبکه موجود مطرح می‌گردد. در ادامه این روند، موضوع عیب‌یابی که شامل تشخیص و تعیین نوع مشکل و رفع آن می‌شود نیز از مباحث مهم نگهداری شبکه‌ها به شمار می‌رود. منشأ این عیب می‌تواند نرم‌افزاری، سخت‌افزاری، عدم تطابق تجهیزات، ناهماهنگی بین اجزا، تنظیمات نادرست و … باشد. افراد دست‌اندرکار رفع مشکلا‌ت شبکه در تمامی موارد، الزاماً نباید مدارک علمی چندان سطح بالا‌یی داشته باشند. چون در این میدان تجربه و کارآزمودگی حرف اول را می‌زند و معمولا‌ً داشتن اطلا‌عات اولیه و زیربنایی از شبکه‌ها کافی به نظر می‌رسد. عیب‌یابی یک شبکه بسیار شبیه حل معما است. اگر یک ایده کلی در مورد نحوه عملکرد شبکه به دست آورده‌اید و می‌دانید کدام بخش‌ها به یکدیگر وابسته هستند، معمولا‌ً اشاره به محل مشکل کار چندان دشواری نخواهد بود. در این گفتار به ذکر مختصر چند روش عیب‌یابی و برخی از ابزارهای عیب‌یابی TCP/IP و ابزارهای تحلیل شبکه می‌پردازیم.

 

1 – استفاده از مدل هفت لا‌یه‌ای OSI
شناخت لا‌یه‌های مختلف شبکه و نحوه ارتباط آن‌ها و همچنین دانستن این که هر وسیله یا ابزار شبکه در کدام لا‌یه از شبکهه قرار گرفته است و با کدام لا‌یه و تجهیزات دیگر مستقیماً در ارتباط است، کمک شایانی به تشخیص و پیدا کردن محل عیب می‌نماید. به عنوان مثال، چنانچه Cabling در یک نقطه از شبکه قطع یا شل شده باشد، این مسئله به لا‌یه فیزیکی مربوط می‌شود و به عنوان نمونه چک کردن bridge یا روتر که در لا‌یه‌های دوم و سوم قرار گرفته‌اند، هیچ توجیه منطقی ندارد. در جدول 1 لا‌یه‌ها و تجهیزات و مشخصات مرتبط با هر لا‌یه آورده شده است. (می‌توانید برای اطلا‌ع بیشتر در مورد لایه‌های شبکه به پوستر لایه‌های شبکه ضمیمه شماره 50 ماهنامه شبکه مراجعه نمایید. فایل این پوستر در سایت مجله نیز موجود است.)

2 – عیب‌یابی جعبه سیاه
عیب‌یابی جعبه سیاه (Black Box)، نحوه مواجه‌شدن با عملکرد یک سیستم پیچیده به عنوان یک سری سیستم‌های ساده‌ترر است. ایجاد جعبه سیاه در بسیاری از موارد علمی، کاربر دارد و در عیب‌یابی نیز بسیار مفید است. در این روش نگران جزئیات کم‌اهمیت نیستیم و محتویات پنهانی یک سیستم اهمیت چندانی ندارند و ما بیشتر روی صحت ورودی و خروجی‌های هر سیستم تکیه می‌نماییم.

 

لا‌یه‌ کاربرد
لا‌یه کاربرد Program – to – (N)OS interaction
لا‌یه ارائه فرمت متن، رمزگذاری، تبدیل کد
لا‌یه جلسه‌(sessionn) تصدیق اعتبار، نگهداری، هماهنگیاتصالا‌ت
لا‌یه انتقال کنترل جریان، ترتیب‌دهی، تصدیق
لا‌یه شبکه آدرس‌دهی منطقی، مسیریابی،(روترها،‌ سوییچ‌های لا‌یه 3)
لا‌یه Data Link فریم‌بندی و آدرس‌دهی فیزیکی(bridgeها و سوییچ‌ها)
لا‌یه فیزیکی تشخیص ولتاژ، سیگنالینگ‌ (cabling،repeaters ،hubs ،NICS)

جدول 1

3 – روش تشخیص تغییر در شبکه
ایجاد یا به وجود آمدن هر گونه تغییری در شبکه را باید به دقت بررسی کرد. به علا‌وه، چنانچه افراد دیگری نیز از شبکه شماا استفاده می‌کنند، باید در رابطه با تغییراتی که اخیراً انجام داده‌اند، از آن‌ها پرس‌وجو نمایید. تغییر نیروی کار هم می‌تواند مشکلا‌تی را در شبکه ایجاد کند؛‌به‌ویژه این‌که افراد در ثبت رخدادها و رویدادها معمولا‌ً بی‌نقص عمل نمی‌کنند.

4- مستندسازی
در اختیار داشتن نقشه شبکه بسیار مهم است. معمولا‌ً شبکه‌های غیرمستند، مبهم و غیرقابل درک هستند. مستندات شاملل نقشه کاربردی شبکه، مستندات فیزیکی (اطلا‌عات سیم‌کشی‌ها و…)، مستندات منطقی (Logical) که بخش‌های غیرفیزیکی یا مجازی شبکه مانند VLAN را نشان می‌دهد، برچسب‌گذاری کابل‌ها و دستگاه‌ها
(Labelingg) و … را شامل می‌شود.

همچنین ثبت رویدادها، هنری است که حل بسیاری از مشکلا‌ت بعدی را آسان‌تر می‌نماید. می‌توان در کنار هر دستگاه مانند سرور، سوییچ یا مسیریاب، هر کار انجام گرفته در مورد آن‌ها را به همراه زمان انجام آن یادداشت کرد. در مورد یک شبکه غیرمستند نیز حتی‌المقدور باید مستندسازی را در هر مرحله‌ای شروع کرد و این کار به نظم و سرعت در عمل کمک شایانی خواهد کرد.

5 – روش تقسیم‌بندی
تقسیم‌بندی یک شبکه باعث می‌شود کنترل آن آسان‌تر شود. در واقع منطقه‌بندی مشکل (Problem Localization) هنگامیی است که شما نمی‌دانید دقیقاً از کجا به جست‌وجوی مشکل بپردازید. منطقه‌بندی سریع مشکل، اهمیت بسیاری دارد؛ زیرا هیچ‌کس نمی‌خواهد صدها دستگاه را به عنوان منبع بالقوه‌ای از مشکلا‌ت بررسی کند.

6- مقایسه با مواردی که درست عمل می‌کنند
چنانچه یک نمونه شبکه خراب‌ شده دارید، می‌توانید با مقایسه آن با نمونه‌ای که درست کار می‌کند، روش سریعی برایی تشخیص دقیق خرابی پیدا کنید. این کار می‌تواند در مورد مقایسه ترکیب‌بندی سرورها و همچنین وسایل سخت‌افزاری نظیر مسیریاب‌ها، سوییچ‌ها و … نیز به کار رود. بررسی مقایسه‌ای زمانی خوب عمل می‌کند که شما بخواهید سایر موضوعات شبکه مانند تنظیمات کاربر و ترکیب‌بندی‌های ایستگاه کاری را نیز بررسی کنید. گاهی، اگر مشکلی را در یک ترکیب‌بندی خاص عیب‌یابی کرده باشید، می‌توانید آن را کاملا‌ً با یک ترکیب‌بندی که عملکرد خوبی دارد، جایگزین کنید.

7- فرمان‌های عیب‌یابی ipconfig و winipcfg در ویندوز
ترکیب‌بندی اصلی IP با استفاده از ipconfig (در خانواده ویندوز NT) و winipfgg (در خانواده ویندوز 9x) نشان داده می‌شود. اینن دو فرمان به شما امکان می‌دهند اجازه نامه DHCP خود را تجدید یا ترخیص نمایید یا این‌که اطلا‌عات اصلی TCP/IP را نمایش دهید. در اینجا برخی دیگر از فرمان‌های مفید مختص خانواده ویندوز NT (اکس‌پی‌و2000) ارائه شده‌اند.

●ipconfig‌/‌all: همه اطلا‌عات ترکیب‌بندی، نه فقط نشانی IP و نقاب (Mask) شبکه را نشان می‌دهد.

● ipconfig/release: نشانی‌های DHCP را برای همه آداپتورهای شبکه آزاد می‌کند (برای پرهیز از آزاد‌شدن همهِ نشانی‌ها نام یک آداپتور مشخص را وارد کنید.)

●‌‌ipconfig/renew: نشانی‌های DHCP را برای همه تطبیق‌گرها باز می‌کند.

●‌‌ipconfig/flushdns: فقط در ویندوز 2000 و بالا‌تر یکباره نهانگاه (Cache) محلی DNS را توسعه می‌دهد. اگر شماDNS را تغییر داده‌اید و لا‌زم است آن را تا این ایستگاه کاری تعمیم‌دهید، سوییچ مزبور بسیار سودمند خواهد بود. (اگر آن را تعمیم ندهید، تغییر مزبور برای لحظه‌ای در ایستگاه شما نشان داده نخواهد شد).

●ipconfig/display dns: فقط در ویندوز 2000 و بالا‌تر نهانگاه DNS را نمایش می‌دهد.

8 – برخی از فرمان‌های اصلی خطایابی در TCP/IP و شبکه

(Ping Address (Hostname اتصال اصلی IP را با Hostname یا Address بررسی می‌کند. Arp   ‌-a: جدول تبدیل نشانی Mac به IP را نشان می‌دهد. netstat  ‌-rn: جدول مسیریابی TCP/IPP را به طور عددی نشان می‌دهد. netstat  -an همه سوکت‌های TCP/IP مورد استفاده را به طور عددی برای همه کلا‌ینت‌ها و سرورها نشان می‌دهد.
مراحل Pingg به ترتیب می‌تواند به این شکل باشد:

مرحله1‌:Ping کردن نشانی حلقه برگشتی (ping 127.0.0.1)

مرحله2: Ping کردن نشانی IP ایستگاه کاری

مرحله3: Ping کردن نشانی IP یک ایستگاه کاری دیگر در یک بخش

مرحله4: Ping کردن مسیریاب محلی

مرحله5: ping کردن سرور از طریق نشانی IP و نام (Tracert Address (Hostname مسیری که یک بستک (Packet)  از ایستگاه کاری تا Hostname یا Address طی می‌کند را ردیابی می‌نماید. هر مسیریابی که بستک مزبور از طریق آن به سمت Hostname یا Address می‌رود را نشان می‌دهد.

netsh: برنامه سودمند خط فرمان تعاملی که به شما امکان می‌دهد ترکیب‌بندی لا‌یه شبکه را فهرست کنید و آن را تغییر دهید.

net session: همه جلسات شبکه  ‌سازی ویندوز که  در این دستگاه فعال هستند را نشان می‌دهد (نظیر اشتراک‌گذاری و …)
net share: همه اشتراک‌گذاری‌های ویندوز به همراه Hidden Share  ها که در این دستگاه قابل دسترس هستند را فهرستت می‌کند. همچنین در صورت داشتن Windows Resource Kit با استفاده از فرامین آن می‌توان در بسیاری موارد خطایابی‌های دقیقی انجام داد. Resource Kit نه تنها منبعی از ابزارها به شمار می‌آید،‌بلکه یک منبع عالی به عنوان دانش اضافی ویندوز است.

9 – تحلیلگرهای پروتکل
استفاده از تحلیلگرهای پروتکل (Protocol Analyzerr) در حلا‌جی و تحلیل مشکلا‌ت شبکه بسیار سودمند است. یک تحلیلگرر پروتکل ابزاری  است که به بستک‌های(Packets) موجود در بخش اشتراکی شبکه گوش می‌دهد، آن‌ها را از حالت رمز خارج می‌نماید و به شکل فرمت قابل خواندن برای انسان تبدیل می‌کند.

دو نوع اصلی از ابزارهای تحلیل پروتکل عبارتند از:
● تحلیلگرهای بستک (Packet analyzer): بستک‌های موجود در سیم را می‌گیرند، آن‌ها را برای تحلیل بعدی ذخیره می‌کنند وو چند تحلیل آماری را نیز انجام می‌دهند، ولی این کار اصلی آن‌ها نیست.

●‌ تحلیلگرهای آماری (Statistical analyzer): کار اصلی آن‌ها جمع‌آوری داده‌های کمی است تا بعداً بتوانند درباره روش‌های مختلف آماری گزارش دهند، ولی معمولا‌ً بستک‌ها را برای تحلیل بعدی، ذخیره نمی‌کنند.
اکثر تحلیلگرهای بستک دو حالت عملیاتی دارند:

●‌ ‌حالت Capture/monitor (مانیتور / تسخیر)

●‌ ‌حالت Decode (رمزگشایی)

در مرحله تسخیر،‌تحلیلگر می‌تواند اطلا‌عات آماری، شامل تعداد خطاهای هر ایستگاه، تعداد بستک‌های دریافتی/‌ارسالی توسط هر ایستگاه، ضریب بهره‌وری از شبکه (میزان ازدحام در شبکه)  و …. را جمع‌آوری نماید.

تحلیلگرهای بسیارخوب، با نشان دادن نمودارها به شما امکان می‌دهند در مرحله تسخیر، برحسب ایستگاه فعال‌تر و سایر موارد، عمل مرتب‌سازی را انجام دهید. در مرحله رمزگشایی، داده‌های خاصی که تحلیلگر به دست می‌آورد را بررسی می‌کنید. لا‌زم به ذکر است استفاده از تحلیلگر متناسب با نوع شبکه اهمیت زیادی دارد. مثلا‌ً اگر یک شبکه FDDI قدیمی و بدقلق داشته باشید، از تحلیلگر خاص اترنتی که اتفاقاً با FDDI هم کار می‌کند، استفاده نکنید. بدین منظور بهتر است یک تحلیلگر مختص FDDI را به کار ببرید.

نکته جالب توجه در مورد تحلیلگرهای بستک این است که اگر دارای کارت شبکه مناسبی باشید (یعنی یک کارت شبکه کنجکاو که قادر به شنیدن همه بستک‌های شبکه است) این تحلیلگرها می‌توانند در اکثر پی‌سی‌ها اجرا شوند. برای دانلود یک تحلیلگر رایگان می‌توانید به  اینترنت مراجعه کنید.

10 – ابزارهای مدیریت شبکه
دست آخر این‌که، ابزارهای مدیریت شبکه نیز نقشی مهم در عیب‌یابی و شناسایی شکل شبکه‌ها ایفا می‌کنند. مدیریتت شبکه در واقع در بهترین شکل آن، شامل ترکیب‌بندی و دیده‌بانی دوردست Remote Monitoringشبکه می‌شود که به شما امکان می‌دهد علا‌وه بر انجام اصلا‌حات نهایی از راه‌دور، سالم‌بودن شبکه خود را نیز ارزیابی کنید، جزئیات بیشتر در مورد عیب‌یابی به کمک ابزارهای مدیریت شبکه را به مجالی دیگر واگذار می‌کنیم.

 

 


  • ۰

طراحی شبکه

طراحی شبکه

طراحی شبکه

طراحی شبکه

استراتژی طراحی شبکه  (بخش اول )
طراحی شبکه: 
استفاده از شبکه های کامپیوتری در  چندین سال اخیر رشد و به موازات آن سازمان ها  و موسسات متعددی اقدام به برپاسازی شبکه نموده اند. هر شبکه کامپیوتری می بایست با توجه به شرایط و سیاست های هر سازمان ، طراحی و در ادامه پیاده سازی گردد .شبکه ها ی کامپیوتری زیرساخت لازم برای استفاده از منابع فیزیکی و منطقی را در یک سازمان فراهم می نمایند . بدیهی است در صورتی که زیرساخت فوق به درستی طراحی نگردد،  در زمان استفاده از شبکه با مشکلات متفاوتی برخورد نموده و می بایست هزینه های زیادی  به منظور نگهداری  و تطبیق آن با خواسته ها ی مورد نظر( جدید) ، صرف گردد ( اگر خوش شانس  باشیم و مجبور نشویم که از اول همه چیز را مجددا” شروع نمائیم !)  . یکی از علل اصلی در بروز اینچنین مشکلاتی ،  به طراحی شبکه پس از پیاده سازی آن برمی گردد. ( در ابتدا شبکه را پیاده سازی می نمائیم و بعد سراغ طراحی می رویم ! ) .
برپاسازی هر شبکه کامپیوتری تابع مجموعه سیاست هائی  است که با استناد به آنان در ابتدا طراحی منطقی شبکه  و در ادامه طراحی فیزیکی ، انجام خواهد شد . پس از اتمام مراحل طراحی ، امکان پیاده سازی شبکه  با توجه به استراتژی تدوین شده ، فراهم می گردد.
در زمان طراحی یک شبکه ، سوالات متعددی مطرح می گردد :

  • برای طراحی یک شبکه از کجا می بایست شروع کرد ؟
  • چه پارامترهائی  را می بایست در نظر گرفت ؟
  • هدف از برپاسازی یک شبکه چیست ؟
  • انتطار کاربران از یک شبکه چیست ؟
  • آیا  شبکه موجود ارتقاء می یابد و یا  یک شبکه از ابتدا طراحی می گردد ؟
  • چه سرویس ها و خدماتی بر روی شبکه، ارائه خواهد شد  ؟
  • و …

سوالات فوق ، صرفا” نمونه هائی در این زمینه بوده که می بایست پاسخ آنان متناسب با واقعیت های موجود در هر سازمان ، مشخص گردد . ( یکی از اشکالات ما استفاده از پاسخ های ایستا در مواجهه با مسائل پویا است !) .
در این مقاله قصد داریم به بررسی پارامترهای لازم در خصوص  تدوین  یک استراتژی مشخص به منظور طراحی شبکه پرداخته تا از این طریق امکان  طراحی منطقی ، طراحی فیزیکی  و در نهایت  پیاده سازی مطلوب یک شبکه کامپیوتری ، فراهم گردد .

مقدمه
قبل از طراحی فیزیکی شبکه ، می بایست در ابتدا و بر اساس یک فرآیند مشخص ، خواسته ها  شناسائی و آنالیز گردند. چرا قصد ایجاد شبکه را داریم و این شبکه می بایست چه سرویس ها و خدماتی را ارائه نماید ؟  به چه منابعی نیار می باشد ؟ برای تامین سرویس ها و خدمات مورد نظر اکثریت کاربران ،  چه اقداماتی می بایست انجام داد ؟  در ادامه می بایست به مواردی همچون پروتکل مورد نظر برای استفاده در شبکه ، سرعت شبکه  و از همه مهم تر، مسائل امنیتی  شبکه پرداخته گردد. هر یک از مسائل فوق ، تاثیر خاص خود را در طراحی منطقی یک شبکه به دنبال خواهند داشت .یکی دیگر از پارامترهائی  که معمولا” از طرف مدیریت سازمان دنبال و به آن اهمیت داده می شود ، هزینه نهائی برپاسازی شبکه است . بنابراین لازم است در زمان طراحی منطقی شبکه به بودجه در نظر گرفته شده نیز توجه نمود .
در صورتی که قصد ایجاد یک شبکه  و تهیه نرم افزارهای جدیدی وجود داشته باشد ، زمان زیادی صرف بررسی توانمندی نرم افزارها ، هزینه های مستقیم و غیر مستقیم  آنان ( آموزش کاربران ، کارکنان شبکه و سایر موارد دیگر ) ، خواهد شد .در برخی موارد ممکن است تصمیم گرفته شود که از خرید نرم افزارهای جدید صرفنظر نموده  و نرم افزارهای قدیمی را ارتقاء داد. تعداد زیادی از برنامه های کامپیوتری که با استفاده از زبانهائی نظیر : کوبال ، بیسیک و فرترن نوشته شده اند ،  ممکن است دارای قابلیت های خاصی در محیط شبکه بوده که استفاده از آنان نیازمند بکارگیری پروتکل های قدیمی  باشد.  در چنین مواردی لازم است به چندین موضوع دیگر نیز توجه گردد :

  • هزینه ارتقاء هزاران خط کد نوشته شده قدیمی توسط نسخه های جدید و پیشرفته همان زبان های برنامه نویسی ، چه میزان است ؟
  • هزینه  ارتقاء برنامه ها به یک زبان برنامه نویسی شی گراء چه میزان است ؟
  • آیا به منظور صرفه جوئی در هزینه ها ، می توان بخش های خاصی از شبکه را ارتقاء و از سخت افزارها و یا نرم افزارهای خاصی برای ارتباط با عناصر قدیمی شبکه استفاده نمود؟

با توجه به هزینه و زمان ارتقاء برنامه های نوشته شده قدیمی توسط  زبان های جدید برنامه نویسی ، ممکن است تصمیم گرفته شود که فعلا” و تا زمانی که نرم افزارهای جدید نوشته و جایگزین گردند از  نرم افزارهای موجود حمایت و پشتیبانی شود. در این رابطه ممکن است بتوان از یک بسته نرم افراری به عنوان گزینه ای جایگزین در ارتباط  با  برنامه های قدیمی نیز استفاده نمود. در صورتی که می توان با اعمال تغییراتی اندک  و ترجمه کد منبع برنامه ، امکان اجرای برنامه را بر روی یک سیستم عامل جدید فراهم نمود ، قطعا” هزینه مورد نظر بمراتب کمتر از حالتی است که برنامه از ابتدا و متناسب با خواسته های جدید ، بازنویسی گردد. یکی دیگر از مسائلی که می بایست در زمان ارتقاء  یک برنامه جدید مورد توجه قرار گیرد ، آموزش کاربرانی است که از نرم افزار فوق استفاده می نمایند .

برنامه ریزی برای  طراحی منطقی شبکه
برای طراحی منطقی شبکه ، می توان از یک و یا دونقطه کار خود را شروع کرد: طراحی و نصب یک شبکه جدید و یا  ارتقاء شبکه موجود. در هر دو حالت ، می بایست اطلاعات مورد نیاز در خصوص چندین عامل اساسی و مهم را قبل از طراحی منطقی شبکه ، جمع آوری نمود. مثلا” با توجه به سرویس ها و خدماتی که قصد ارائه آنان به سرویس گیرندگان شبکه را داریم ، می بایست  به بررسی و آنالیز الگوهای ترافیک در شبکه پرداخته گردد . شناسائی نقاط حساس و بحرانی (در حد امکان )  ، کاهش ترافیک موجود با ارائه مسیرهای متعدد به منابع و  تامین سرویس دهندگان متعددی که مسئولیت پاسخگوئی به داده های مهم با هدف  تامینLoad balancing  را  دارا می باشند ، نمونه هائی در این رابطه می باشد .برای برنامه ریزی در خصوص طراحی منطقی شبکه می بایست به عواملی دیگر نیز توجه و در خصوص آنان تعیین تکلیف شود :

  •  سرویس گیرندگان، چه افرادی می باشند؟ نیاز واقعی آنان چیست ؟چگونه از نیاز آنان آگاهی پیدا کرده اید ؟ آیا اطلاعات جمع آوری شده معتبر است ؟
  • چه نوع سرویس ها  و یا خدماتی می بایست بر روی شبکه ارائه گردد؟ آیا در این رابطه محدودیت های خاصی وجود دارد ؟ آیا قصد استفاده و پیکربندی یک فایروال بین شبکه های محلی وجود دارد ؟ در صورت وجود فایروال ، به منظور استفاده از اینترنت به پیکربندی خاصی نیاز می باشد؟
  • آیا صرفا” به  کاربران داخلی شبکه ، امکان استفاده از اینترنت داده می شود و یا  کاربران خارجی ( مشتریان سازمان ) نیز می بایست قادر به دستیبابی شبکه  باشند ؟ هزینه دستیابی و ارائه سرویس ها و خدمات به کاربران خارجی از طریق اینترنت، چه میزان است ؟  ؟ آیا تمامی کاربران  شبکه مجاز به استفاده  از سرویس پست الکترونیکی  می باشند (سیستم داخلی و یا خارجی از طریق فایروال ) . کاربران شبکه ، امکان دستیابی به چه سایت هائی را دارا خواهند بود؟  آیا سازمان شما دارای کاربرانی است که در منزل و یا محیط خارج از اداره مشغول به کار بوده و لازم است به  شبکه از طریق Dial-up و یا VPN ( از طریق ایننترنت ) ، دستیابی نمایند ؟

یکی از موضوعات مهمی که امروزه مورد توجه اکثر سازمان ها می باشد  ، نحوه تامین امکان دستیابی نامحدود به اینترنت برای کاربران است. در صورتی که کاربران نیازمند مبادله نامه الکترونیکی با مشتریان سازمان و یا مشاوران خارج از شرکت می باشند ، می بایست ترافیک  موجود را از طریق یک برنامه فیلتر محتوا  و یا فایروال انجام و به کمک نرم افزارهائی که حفاظت لازم در مقابل ویروس ها را ارائه می نمایند ، عملیات تشخیص و پیشگیری از کد های مخرب و یا فایل ضمیمه آلوده را نیز انجام داد.
با استفاده از نرم افزارهائی نظیر FTP  ،کاربران قادر به ارسال و یا دریافت فایل  از طریق سیستم های راه دور می باشند .آیا در این خصوص تابع یک سیاست مشخص شده ای بوده و می توان پتانسیل فوق را بدون این که اثرات جانبی خاصی را به دنبال داشته باشد در اختیار کاربران قرار داد ؟ از لحاظ امنیتی ،امکان اجرای هر برنامه جدید بر روی هر کامپیوتر ( سرویس گیرنده و یا سرویس دهنده ) بدون بررسی لازم در خصوص امنیت برنامه ، تهدیدی جدی در هر شبکه کامپیوتری محسوب می گردد .

  • آیا کاربران شبکه با یک مشکل خاص کوچک که می تواند برای دقایقی شبکه و سرویس های آن را غیر فعال نماید ، کنار می آیند  و یا می بایست شبکه تحت هر شرایطی به منظور ارائه خدمات و سرویس ها ، فعال و امکان دستیابی به آن وجود داشته باشد ؟ آیا به سرویس دهندگان کلاستر شده ای  به منظور در دسترس بودن دائم  شبکه ، نیاز می باشد ؟ آیا کاربران در زمان غیرفعال بودن شبکه ، چیزی را از دست خواهند داد ؟ آیا یک سازمان توان مالی لازم در خصوص پرداخت هزینه های مربوط به ایجاد زیرساخت لازم برای فعال بودن دائمی شبکه را دارا می باشد ؟ مثلا” می توان توپولوژی های اضافه ای  را در شبکه پیش بینی تا  بتوان از آنان برای پیشگیری از بروز اشکال در یک نقطه و غیر فعال شدن شبکه ، استفاده گردد. امروزه با بکارگیری تجهیزات خاص سخت افزاری به همراه نرم افزاری مربوطه ، می توان از راهکارهای متعددی به منظور انتقال داده های ارزشمند در یک سازمان و حفاظت از آنان در صورت بروز اشکال ، استفاده نمود.
  • در صورتی که قصد ارتقاء شبکه موجود وجود داشته باشد ، آیا  می توان از پروتکل های فعلی استفاده کرد و یا می بایست به یک استاندارد جدید در ارتباط با پروتکل ها ، سوئیچ نمود ؟ در صورتی که یک شبکه  جدید طراحی می گردد ، چه عواملی می تواند در خصوص انتخاب پروتکل شبکه ،  تاثیر گذار باشد ؟ اترنت ، متداولترین تکنولوژی شبکه ها ی محلی ( LAN ) و TCP/IP ، متداولترین پروتکلی است که بر روی اترنت ، اجراء می گردد . در برخی موارد ممکن است لازم باشد که سایر تکنولوژی های موجود نیز بررسی و در رابطه با استفاده از آنان ، تصمیم گیری گردد .

استفاده کنندگان شبکه چه افرادی هستند ؟
این سوال به نظر خیلی ساده می آید. ما نمی گوئیم که نام استفاده کنندگان چیست ؟ هدف از سوال فوق، آشنائی با نوع عملکرد شغلی و حوزه وظایف هر یک از کاربران شبکه است . طراحان شبکه های کامپیوتری نیازمند تامین الگوها و خواسته ها  متناسب با ماهیت عملیاتی هر یک از بخش های  یک سازمان بوده تا بتوانند سرویس دهندگان را به درستی سازماندهی نموده و  پهنای باند مناسب برای هر یک از بخش های فوق را تامین و آن را در طرح  شبکه ، لحاظ نمایند . مثلا” در اکثر سازمان ها ، بخش عمده ترافیک شبکه مربوط به واحد مهندسی است . بنابراین در چنین مواردی لازم است امکانات لازم در خصوص مبادله داده در چنین واحدهائی به درستی پیش بینی شود .

شبکه مورد نظر می بایست چه نوع سرویس ها و خدماتی  را ارائه نماید ؟
مهمترین وظیفه یک شبکه ، حمایت از نرم افزارهائی است که امکان استفاده از آنان برای چندین کاربر ، وجود داشته باشد. در این رابطه لازم است در ابتدا لیستی از انواع نرم افزارهائی که در حال حاضر استفاده می گردد و همچنین لیستی از نرم افزارهائی را که کاربران تقاضای استفاده از آنان را نموده اند، تهیه گردد. هر برنامه دارای یک فایل توضیحات کمکی است که در آن به مسائل متفاوتی از جمله رویکردهای امنیتی ، اشاره می گردد ( در صورت وجود ) . نرم افزارهای عمومی شبکه در حال حاضر FTP، telnet و مرورگرهای وب بوده که نسخه های خاص امنیتی در ارتباط با هر یک از آنان نیز ارائه شده است . برخی از این نوع نرم افزارها دارای نسخه هائی می باشند که همزمان با نصب ، حفره ها و روزنه های متعددی را برروی شبکه ایجاد می نمایند . صرفنظر از این که چه نرم افزارهائی برای استفاده  در شبکه انتخاب می گردد ، می بایست به دو نکته مهم در این رابطه توجه گردد :

  •  آیا برنامه ایمن و مطمئن می باشد؟ اکثر برنامه ها در حال حاضر دارای نسخه هائی ایمن بوده و یا می توان آنان را به همراه یک سرویس دهنده Proxyبه منظور کمک در جهت کاهش احتمال بکارگیری نادرست ، استفاده نمود.سرویس دهندگان Proxy ، یکی از عناصر اصلی و مهم در فایروال ها بوده و لازم است به نقش و جایگاه آنان بیشتر توجه گردد. حتی شرکت های بزرگ نیز در معرض تهدید و آسیب بوده و هر سازمان می بایست دارای کارشناسانی ماهر به منظور پیشگیری و برخورد با   مشکلات امنیتی خاص در شبکه باشد .
  • آیا یک برنامه با برنامه دیگر Overlap دارد؟ هر کاربر دارای نرم افزار مورد علاقه خود می باشد . برخی افراد یک واژه پرداز را دوست دارند و عده ای دیگر به  واژه پردازه دیگری علاقه مند می باشند. در زمان استفاده از چنین نرم افزارهائی لازم است حتی المقدور سعی گردد از یک محصول خاص بمظور تامین خواسته تمامی کاربران ،استفاده گردد. فراموش نکنیم که پشتیبانی چندین برنامه که عملیات مشابه و یکسانی را انجام می دهند هم سرمایه های مالی را هدر خواهد داد و هم می تواند سردرگمی ، تلف شدن زمان و بروز مشکلات مختلف در جهت مدیریت آنان توسط گروه مدیریت و پشتیبان شبکه را به دنبال داشته باشد .

هر برنامه و یا سرویس  جدیدی را که قصد نصب و فعال شدن آن  را در شبکه داشته باشیم ، می بایست در ابتدا بررسی و در ادامه متناسب با سیاست ها و شرایط موجود ، پیکربندی نمود . برنامه های جدید می بایست منطبق بر این حقیقت باشند که چرا به وجود آنان نیاز می باشد؟ در صورتی که یک برنامه موجود می تواند به منظور تحقق اهداف خاصی استفاده گردد ، چرا به برنامه ای دیگر نیاز می باشد ؟ آیا  عدم کارائی برنامه قدیمی  بررسی  و بر اساس نتایج به دست آمده به سراغ تهیه یک نرم افزار جدید می رویم ؟ همواره لازم است برنامه جدید بررسی تا اطمینان لازم در خصوص تامین خواسته ها  توسط آن حاصل گردد.این موضوع در رابطه با برنامه های قدیمی نیز صدق خواهد کرد: آیا این نوع برنامه ها بر روی شبکه جدید و یا شبکه موجود که قصد ارتقاء آن را داریم ، کار خواهند کرد؟
آیا استفاده از شبکه ، مانیتور می گردد؟ آیا به کاربران شبکه اجازه داده می شود که اکثر وقت خود را در طی روز به  استفاده از اینترنت و یا ارسال و یا دریافت نامه های الکترونیکی شخصی ، صرف نمایند ؟ تعداد زیادی از سازمان ها و موسسات  امکان استفاده از تلفن برای کاربردهای شخصی را با لحاط نمودن  سیاست های خاصی در اختیار کارکنان خود قرار می دهند. آیا در زمان تعریف آدرس الکترونیکی کاربران ، راهکاری مناسب در این خصوص انتخاب  و به آنان اعلام شده است ؟ آیا پیشگیری لازم به منظور دستیابی به سایت هائی که ارتباطی با  عملکرد شغلی پرسنل ندارند ، پیش بینی شده است ؟

برای هر یک از لینک های شبکه به چه درجه ای از اطمینان نیاز است ؟
از کار افتادن شبکه و غیر فعال شدن سرویس های آن تا چه میزان قابل قبول است ؟ شاید اکثر کاربران در پاسخ  زمان صفر را مطرح نموده و تمایل دارند که شبکه تحت هر شرایطی فعال و در دسترس باشد . عناصر مهم در شبکه ، نظیر سرویس دهندگان فایل دارای استعداد لازم برای پذیرش اشکالات و بروز خطاء می باشند . در سرویس دهندگان بزرگ ، از دو منبع تغذیه متفاوت که هر کدام  به یک ups جداگانه متصل می گردند ، استفاده می شود و از فن آوری های Raid  به منظور اطمینان از صحت ارائه اطلاعات در رابطه با حوادثی که ممکن است باعث از کار افتادن یک دیسک گردد ، استفاده می شود. در صورتی که دو بخش متفاوت یک سازمان از طریق یک خط ارتباطی ( لینک ) خاص با یکدیگر مرتبط شده باشند و لازم است که همواره ارتباط بین آنان بصورت تمام وقت برقرار باشد، می بایست برنامه ریزی  لازم در خصوص ایجاد چندین لینک بین دو سایت ، صورت پذیرد  (لینک Backup ). در چنین مواردی ، می بایست هزینه تامین لینک اضافه نیز پیش بینی گردد. در صورتی که از چندین لینک برای ارتباط با سایت های راه دور استفاده می شود ، می توان از  مسیرهای مختلفی  بدین منظور استفاده نمود . بدیهی است در صورت بروز اشکال در یکی از لینک های موجود، می توان از سایر مسیر ها استفاده به عمل آورد . در این رابطه لازم است به موارد زیر نیز توجه گردد :

  • علاوه بر در نظر گرفتن خطوط اختصاصی بین سایت ها ، استفاده از VPN)Virtual Private Networking) ، نیز روشی متداول به منظور اتصال به سایت های راه دور، می باشد . مهمترین مزیت روش فوق، ارزان بودن آن نسبت به یک لینک اختصاصی  با توجه به استفاده از زیرساخت اینترنت برای مبادله داده است . کاربران موبایل می توانند با استفاده از یک VPN به شبکه سازمان خود دستیابی داشته باشند ( در زمان حرکت از یک نقطه به نقطه ای دیگر ) . در چنین مواردی لازم است سایت راه دور ( و نیز سایت اصلی ) ، از دو ISP استفاده نموده تا اگر یکی از آنان با مشکل روبرو گردید ، امکان استفاده از اینترنت از طریق یک اتصال دیگر ، وجود داشته باشد .
  • فن آوری دیگری  که می توان از آن به منظور ارائه یک لایه اضافه  به منظور در دسترس بودن شبکه استفاده نمود ، دستیابی با سرعت بالا به دستگاههای ذخیره سازی و  شبکه ذخیره سازی  ( SAN:Storage Area Network ) است  . SAN ، شبکه ای است که از LAN جدا بوده و شامل صرفا” دستگاههای ذخیره سازی و سرویس دهندگان لازم  برای دستیابی به دستگاه ها است . با توجه به این که پهنای باند شبکه با کاربران شبکه محلیLAN  به اشتراک گذاشته نمی شود ، چندین سرویس دهنده قادر به دستیابی محیط ذخیره سازی مشابه و یکسانی ، خواهند بود. سایر سرویس دهندگان می توانند بگونه ای پیکربندی گردند که امکان دستیابی  به داده را فراهم نمایند . در این رابطه می توان از RAID و یا برخی فن آوری های دیگر مرتبط با دستگاه های ذخیره سازی نیز استفاده نمود .

در بخش دوم این مقاله به بررسی سایر پارامترهای لازم در خصوص تدوین استراتژی طراحی یک شبکه کامپیوتری خواهیم پرداخت .

 

 


  • ۰

مفهوم شبکه و انواع آن

مفهوم شبکه و انواع آن

مفهوم شبکه و انواع آن

مفهوم شبکه و انواع آن

مفهوم شبکه و انواع آن : یک شبکه کامپیوتری از اتصال دو و یا چندین کامپیوتر تشکیل می گردد . شبکه های کامپیوتری در ابعاد متفاوت و با اهداف گوناگون طراحی و پیاده سازی می گردند . شبکه های Local-Area Networks)  LAN ) و Wide-Area Networks) WAN ) دو نمونه متداول در این زمینه می باشند. در شبکه های  LAN ، کامپیوترهای موجود در یک ناحیه محدود جغرافیائی نظیر منزل و یا محیط کار به یکدیگر متصل می گردند . در شبکه های WAN ، با استفاده از خطوط تلفن و یا مخابراتی ، امواج رادیوئی و سایر گزینه های موجود ، دستگاه های مورد نظر در یک شبکه به یکدیگر متصل می گردند .

شبکه های کامپیوتری چگونه تقسیم بندی می گردند ؟
شبکه ها ی کامپیوتری را می توان بر اساس سه ویژگی متفاوت تقسیم نمود : توپولوژی ، پروتکل و معماری

  • توپولوژی ، نحوه استقرار( آرایش) هندسی یک شبکه را مشخص می نماید .  bus , ring و star ، سه نمونه متداول در این زمینه می باشند .
  • پروتکل ، مجموعه قوانین لازم به منظور مبادله اطلاعات بین کامپیوترهای موجود در یک شبکه را مشخص می نماید . اکثر شبکه ها  از “اترنت” استفاده می نمایند. در برخی از شبکه ها ممکن است از  پروتکل Token Ring شرکت IBM استفاده گردد . پروتکل ، در حقیت بمنزله یک اعلامیه رسمی است که در آن قوانین و رویه های  مورد نیاز به منظور ارسال و یا دریافت داده ، تعریف می گردد . در صورتی که دارای دو و یا چندین دستگاه ( نظیر کامپیوتر ) باشیم و بخواهیم آنان را به یکدیگر مرتبط نمائیم ، قطعا” به وجود یک پروتکل در شبکه نیاز خواهد بود .تاکنون صدها پروتکل با اهداف متفاوت طراحی و پیاده سازی شده است . TCP/IP یکی از متداولترین پروتکل ها در زمینه شبکه بوده که خود از مجموعه پروتکل هائی دیگر ، تشکیل شده است . جدول زیر متداولترین پروتکل های TCP/IP را نشان می دهد . در کنار جدول فوق ، مدل مرجع OSI نیز ارائه شده است تا مشخص گردد که هر یک از پروتکل های فوق در چه لایه ای از مدل OSI کار می کنند . به موازات حرکت از پائین ترین لایه ( لایه فیزیکی ) به بالاترین لایه  ( لایه Application ) ، هر یک از دستگاههای مرتبط با پروتکل های موجود در هر لایه به منظور انجام پردازش های مورد نیاز ، زمانی را صرف خواهند کرد .

 

پروتکل های TCP/IP مدل مرجع OSI
  • OSI از کلمات Open Systems Interconnect اقتباس و یک مدل مرجع در خصوص نحوه ارسال پیام بین دو نقطه در یک شبکه مخابراتی و ارتباطی است . هدف عمده مدل OSI ،  ارائه راهنمائی های لازم به تولید کنندگان محصولات شبکه ای به منظور تولید محصولات سازگار با یکدیگر است .
    مدل OSI توسط کمیته IEEE ایجاد تا محصولات تولید شده توسط تولید کنندگان متعدد قادر به کار و یا سازگاری با یکدیگر باشند . مشکل عدم سازگاری بین محصولات تولیدشده توسط شرکت های بزرگ تجهیزات سخت افزاری زمانی آغاز گردید که شرکت HP تصمیم به ایجاد محصولات شبکه ای نمود و محصولات تولید شده توسط HP  با محصولات مشابه تولید شده توسط شرکت های دیگر نظیر IBM ، سازگار نبود . مثلا” زمانی که شما چهل کارت شبکه را برای شرکت خود تهیه می نمودید ، می بایست سایر تجهیزات مورد نیاز شبکه نیز از همان تولید کننده خریداری می گردید( اطمینان از وجود سازگاری بین آنان ) . مشکل فوق پس از معرفی مدل مرجع OSI ، برطرف گردید .
    مدل OSI دارای هفت لایه متفاوت است که هر یک از آنان به منظور انجام عملیاتی خاصی طراحی شده اند . بالاترین لایه ، لایه هفت ( Application ) و پائین ترین لایه ، لایه یک ( Physiacal ) می باشد . در صورتی که قصد ارسال داده برای یک کاربر دیگر را داشته باشید ،  داده ها حرکت خود را از لایه هفتم شروع نموده و پس از تبدیل به سگمنت ، datagram ، بسته اطلاعاتی ( Packet ) و  فریم، در نهایت در طول کابل ( عموما” کابل های twisted pair ) ارسال تا به کامپیوتر مقصد برسد .

معماری ، به دو گروه عمده معماری که عمدتا” در شبکه های کامپیوتری استفاده می گردد ، اشاره می نماید : Peer-To -Peer و Client – Server . در شبکه های Peer-To-Peer سرویس دهنده اختصاصی وجود نداشته و کامپیوترها از طریق work-group به منظور اشتراک فایل ها ، چاپگرها و دستیابی به اینترنت ، به یکدیگر متصل می گردند . در شبکه های Client – Server ، سرویس دهنده و یا سرویس دهندگانی اختصاصی وجود داشته ( نظیر یک کنترل کننده Domain در ویندوز ) که تمامی سرویس گیرندگان به منظور استفاده از سرویس ها و خدمات ارائه شده ، به آن log on می نمایند . در اکثر سازمان و موسسات از معماری Client – Server  به منظور پیکربندی شبکه های کامپیوتری ، استفاده می گردد.

 

 


  • ۰

مفاهیم Storage Networking

مفاهیم Storage Networking

در این مقاله می خواهیم درمورد مفاهیم اولیه Storage Networking صحبت کنیم، مفاهیمی که به عنوان تعاریف پایه در مباحث فضاهای ذخیره سازی وجود دارند.

Fiber Channel

iSCSI

FCoE

Ethernet

زمانیکه در مورد SAN و LAN صحبت میکنیم، ابتدا می بایست تفاوت بین این دو ساختار را متوجه شویم.

شبکه LAN در بحث Storage ها، همان مبحث NAS ها می باشد. این فضاهای ذخیره سازی از طریق شبکه Ethernet قابل رویت می باشند. سرورها و سیستم های موجود در شبکه از طریق لینک های ارتباطی Ethernet می توانند این فضا را مشاهده نمایند. به طور واضح تر اینگونه می توان بیان کرد که ترافیک های مربوط به Data از طریق ارتباطات شبکه ای نقل و انتقال می یابند.

اشکالات این ساختار:

  • افزایش ترافیک شبکه و در نهایت کندی شبکه
  • عدم استاندارد در Encapsulate کردن ترافیک Data
  • سربار بالای شبکه

راهکارهای حل مشکل:

ایجاد شبکه جداگانه برای نقل و انتقال اطلاعات Storage ها یا به اصطلاح Out Of Band Network

شبکه SAN ساختاری بود که به منظور رفع مشکلات مربوط به شبکه LAN ایجاد شد. در این شبکه یک سوئیچ مجزا با ارتباطی متفاوت نسبت به Ethernet مانند FC یا SAS تهیه می شود و فضاهای ذخیره ساز متناسب با این ساختار تامین شده و به این سوئیچ متصل می شوند.

بر روی سرورها نیز کارت های ارتباطی از نوع FC یا SAS نصب شده تا بتوانند به این سوئیچ اتصال برقرار نمایند.

این تعاریف تنها یک مفهوم کلی از ساختار شبکه های LAN و SAN بود. حال به بررسی پروتکل های مختلف در شبکه SAN و تفاوت آنها در شبکه LAN می پردازیم.

پروتکل Fiber Channel :

این پروتکل یک مفهوم است که زمانیکه از آن صحبت می شود، ناخودآگاه به یاد ارتباطات فیبر نوری می افتیم، در صورتیکه این مفهوم فارغ از نوع ارتباط می باشد و مانند پروتکل Ethernet دربردارنده استانداردهای خاص خود است، مانند:

  • ساختار کنترل جریان
  • نوع Encapsulation
  • اندازه MTU
  • نوع برقراری ارتباط بین دو نقطه

مدلی که این پروتکل فعالیت می کند دارای مزایایی است که مدل Ethernet آنها را ندارد. بزرگترین مزیت آن سرعت انتقال اطلاعات و نوع مدیای مورد استفاده در آن می باشد.

در این مدل پروتکل مورد استفاده Fiber Channel می باشد و مدیای مورد استفاده Fiber Optic است. نمونه سرعت هایی که در این پروتکل وجود دارد 2Gbps ، 4Gbps ، 8Gbps و 16Gbps می باشد.

نکته: در شبکه Ethernet هم می توانید از مدیای Fiber Optic استفاده نمایید اما پروتکل مورد استفاده Fiber Channel نمی باشد.

نکته: پروتکل Fiber Channel مخصوص شبکه های SAN می باشد.

پروتکل iSCSI :

این پروتکل بر خلاف Fiber Channel از مدیای Fiber Optic استفاده نمی کند. بستر این پروتکل از مدیاهای مسی (همان کابلهای شبکه) استفاده می نماید و از سوئیچ های شبکه بهره می برد اما به دلیل استفاده از ماژول های خاص Ethernet می تواند تا 10Gbps اطلاعات را منتقل نماید.

نکته: استفاده از پروتکل iSCSI در مقایسه با پروتکل Fiber Channel کم هزینه تر می باشد.

پروتکل FCoE :

درلیل ایجاد پروتکل FCoE یا Fiber Channel over Ethernet استفاده از مزایای Fiber Channel در بستر Ethernet بود. اولین دلیل ایجاد این پروتکل کاهش هزینه ها در ایجاد شبکه های SAN و LAN بود. زمانیکه شما می خواهید شبکه SAN در کنار شبکه LAN ایجاد نمایید، می بایست تجهیزات مخصوص این شبکه را تامین و در نهایت پیاده سازی نمایید لذا هزینه اضافی برای شبکه شما را در برخواهد داشت.

ایجاد پروتکل FCoE اولین کمکی که به مدیران شبکه کرد این بود که می توانستند از طریق یک ارتباط Fiber Optic هم اقدام به ارسال Data مربوط به شبکه (با تمام استانداردهای Ethernet) کنند و هم اقدام به ارسال Data مربوط به Storage با رعایت استانداردهای Fiber Channel نمایند.

در این پروتکل با استفاده از کارت های CNA یا Converged Network Adapter برای سرورها و سوئیچ هایی که پروتکل FCoE را پشتیبانی می کنند (مانند سری های Nexus شرکت سیسکو) به عنوان زیرساخت شبکه می توان همزمان بر روی یک لینک Fiber Optic هم اتصال Ethernet داشت و هم اتصال Fiber Channel را برقرار کرد.

پروتکل Ethernet :

این پروتکل همانطور که بیان شد، جهت برقراری ارتباط شبکه LAN استفاده می شود. این پروتکل استانداردهای مخصوص خود را دارد که همان استانداردهای TCP/IP می باشد. مدیای مورد استفاده در این پروتکل کابل مسی می باشد.

جدول مقایسه ای مفاهیم بیان شده:

مفاهیم Storage Networking

مفاهیم Storage Networking

 

 


  • ۰

انواع توپولوژی شبکه های کامپیوتری

انواع توپولوژی شبکه های کامپیوتری

تقسیم بندی بر اساس توپولوژی

انواع-توپولوژی-شبکه-های-کامپیوتری
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.
انواع توپولوژی شبکه های کامپیوتری

● 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 .
سه نوع توپولوژی رایج در شبکه های LAN استفاده می گردد :
۱) BUS
۲) STAR
۳) RING
▪ 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.
▪ 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
ـ 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.
ـ ماهیت تکرارکننده ها: در مواردیکه برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده می گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغییراتی نیز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگیری کابل بیشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است . توپولوژی STAR . در این نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبیه “ستاره” استفاده می گردد. در این مدل تمام کامپیوترهای موجود در شبکه معمولا” به یک دستگاه خاص با نام ” هاب ” متصل خواهند شد. مزایای توپولوژی STAR
ـ 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 یکدستگاه: 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
ـ 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.
ـ 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 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.
▪ مزایای توپولوژی RING
ـ 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 توپولوژی RING
– 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 .
▪ تقسیم بندی بر اساس حوزه جغرافی تحت پوشش: شبکه های کامپیوتری با توجه به حوزه جغرافیائی تحت پوشش به سه گروه تقسیم می گردند :
۱) شبکه های محلی ( کوچک ) LAN
۲) شبکه های متوسط MAN
۳) شبکه های گسترده WAN
۱) 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
۲) 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
۳) 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
● کابل در شبکه
در شبکه های محلی از کابل بعنوان محیط انتقال و بمنظور ارسال اطلاعات استفاده می گردد.ازچندین نوع کابل در شبکه های محلی استفاده می گردد. در برخی موارد ممکن است در یک شبکه صرفا” از یک نوع کابل استفاده و یا با توجه به شرایط موجود از چندین نوع کابل استفاده گردد. نوع کابل انتخاب شده برای یک شبکه به عوامل متفاوتی نظیر : توپولوژی شبکه، پروتکل و اندازه شبکه بستگی خواهد داشت . آگاهی از خصایص و ویژگی های متفاوت هر یک از کابل ها و تاثیر هر یک از آنها بر سایر ویژگی های شبکه، بمنظور طراحی و پیاده سازی یک شبکه موفق بسیار لازم است .
▪ کابل Unshielded Twisted pair )UTP)
متداولترین نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد ، کابل های بهم تابیده می باشند. این نوع کابل ها دارای دو رشته سیم به هم پیچیده بوده که هر دو نسبت زمین دارای یک امپدانش یکسان می باشند. بدین ترتیب امکان تاثیر پذیری این نوع کابل ها از کابل های مجاور و یا سایر منابع خارجی کاهش خواهد یافت . کابل های بهم تابیده دارای دو مدل متفاوت : Shielded ( روکش دار ) و Unshielded ( بدون روکش ) می باشند. کابل UTP نسبت به کابل STP بمراتب متداول تر بوده و در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد.کیفیت کابل های UTP متغیر بوده و از کابل های معمولی استفاده شده برای تلفن تا کابل های با سرعت بالا را شامل می گردد. کابل دارای چهار زوج سیم بوده و درون یک روکش قرار می گیرند. هر زوج با تعداد مشخصی پیچ تابانده شده ( در واحد اینچ ) تا تاثیر پذیری آن از سایر زوج ها و یاسایر دستگاههای الکتریکی کاهش یابد.
● کاربردهای شبکه
هسته اصلی سیستم های توزیع اطلاعات را شبکه های کامپیوتری تشکیل می دهند. مفهوم شبکه های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات سخت افزاری به یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند. کامپیوتر هایی که در یک شبکه واقع هستند، میتوانند اطلاعات، پیام، نرم افزار و سخت افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرایند نسخه ها یا کپی اطلاعات نرم افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می شود. هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت افزار سخن می گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن ها استفاده نمود.
به عنوان مثال در یک سازمان معمولاً اطلاعات مربوط به حقوق و دستمزدپرسنل در بخش حسابداری نگهداری می شود. در صورتی که در این سازمان از شبکه کامپیوتری استفاده شده باشد، مدیر سازمان می تواند از دفتر خود به این اطلاعات دسترسی یابد و آن ها را مورد بررسی قرار دهد. به اشتراک گذاشتن اطلاعات و منابع نرم افزاری و سخت افزاری دارای مزیت های فراوانی است. شبکه های کامپیوتری می توانند تقریباً هر نوع اطلاعاتی را به هر شخصی که به شبکه دسترسی داشته باشد عرضه کنند. این ویژگی امکان پردازش غیر متمرکزاطلاعات را فراهم می کند. در گذشته به علت محدود بودن روش های انتقال اطلاعات کلیه فرایند های پردازش آن نیز در یک محل انجام می گرفته است. سهولت و سرعت روش های امروزی انتقال اطلاعات در مقایسه با روش هایی نظیر انتقال دیسکت یا نوار باعث شده است که ارتباطات انسانی نیز علاوه بر مکالمات صوتی، رسانه ای جدید بیابند.
به کمک شبکه های کامپیوتری می توان در هزینه های مربوط به تجهیزات گران قیمت سخت افزاری نظیر هارد دیسک، دستگاه های ورود اطلاعات و… صرفه جویی کرد. شبکه های کامپیوتری، نیازهای کاربران در نصب منابع سخت افزاری را رفع کرده یا به حداقل می رسانند. از شبکه های کامپیوتری می توان برای استاندارد سازی برنامه های کاربردی نظیر واژه پردازها و صفحه گسترده ها، استفاده کرد. یک برنامه کاربردی می تواند در یک کامپیوتر مرکزی واقع در شبکه اجرا شود و کاربران بدون نیاز به نگهداری نسخه اصلی برنامه، از آن در کامپیوتر خود استفاده کنند.
استاندارد سازی برنامه های کاربردی دارای این مزیت است که تمام کاربران و یک نسخه مشخص استفاده می کنند. این موضوع باعث می شود تا پشتیبانی شرکت عرضه کننده نرم افزار از محصول خود تسهیل شده و نگهداری از آن به شکل موثرتری انجام شود. مزیت دیگر استفاده از شبکه های کامپیوتری، امکان استفاده از شبکه برای برقراری ارتباطات روی خط (Online) از طریق ارسال پیام است. به عنوان مثال مدیران می توانند برای ارتباط با تعداد زیادی از کارمندان از پست الکترونیکی استفاده کنند.
● تاریخچه پیدایش شبکه
در سال ۱۹۵۷ نخستین ماهواره، یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد. در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابرقدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابر قدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به سر می برد. وزارت دفاع امریکا در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا (ARPA) را تاسیس کرد. یکی از پروژه های مهم این آژانس تامین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود. در همین سال ها در مراکز تحقیقاتی غیر نظامی که بر امتداد دانشگاه ها بودند، تلاش برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در جریان بود. در آن زمان کامپیوتر های Mainframe از طریق ترمینال ها به کاربران سرویس می دادند. در اثر اهمیت یافتن این موضوع آژانس آرپا (ARPA) منابع مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر از راه دور به یکدیگر را در دانشگاه MIT بر عهده گرفت. در اواخر سال ۱۹۶۰ اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو تای آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه اندازی شد. این شبکه آرپانت نامگذاری شد. در سال ۱۹۶۵ نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز برقرار گردید.
در سال ۱۹۷۰ شرکت معتبر زیراکس یک مرکز تحقیقاتی در پالوآلتو تاسیس کرد. این مرکز در طول سال ها مهمترین فناوری های مرتبط با کامپیوتر را معرفی کرده است و از این نظریه به یک مرکز تحقیقاتی افسانه ای بدل گشته است. این مرکز تحقیقاتی که پارک (PARC) نیز نامیده می شود، به تحقیقات در زمینه شبکه های کامپیوتری پیوست. تا این سال ها شبکه آرپانت به امور نظامی اختصاص داشت، اما در سال ۱۹۲۷ به عموم معرفی شد. در این سال شبکه آرپانت مراکز کامپیوتری بسیاری از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی را به هم متصل کرده بود. در سال ۱۹۲۷ نخستین نامه الکترونیکی از طریق شبکه منتقل گردید.
در این سال ها حرکتی غیر انتفاعی به نام MERIT که چندین دانشگاه بنیان گذار آن بوده اند، مشغول توسعه روش های اتصال کاربران ترمینال ها به کامپیوتر مرکزی یا میزبان بود. مهندسان پروژه MERIT در تلاش برای ایجاد ارتباط بین کامپیوتر ها، مجبور شدند تجهیزات لازم را خود طراحی کنند. آنان با طراحی تجهیزات واسطه برای مینی کامپیوتر DECPDP-۱۱ نخستین بستر اصلی یا Backbone شبکه کامپیوتری را ساختند. تا سال ها نمونه های اصلاح شده این کامپیوتر با نام PCP یا Primary Communications Processor نقش میزبان را در شبکه ها ایفا می کرد. نخستین شبکه از این نوع که چندین ایالت را به هم متصل می کرد Michnet نام داشت.
روش اتصال کاربران به کامپیوتر میزبان در آن زمان به این صورت بود که یک نرم افزار خاص بر روی کامپیوتر مرکزی اجرا می شد. و ارتباط کاربران را برقرار می کرد. اما در سال ۱۹۷۶ نرم افزار جدیدی به نام Hermes عرضه شد که برای نخستین بار به کاربران اجازه می داد تا از طریق یک ترمینال به صورت تعاملی مستقیما به سیستم MERIT متصل شوند.این، نخستین باری بود که کاربران می توانستند در هنگام برقراری ارتباط از خود بپرسند: کدام میزبان؟
از وقایع مهم تاریخچه شبکه های کامپیوتری، ابداع روش سوئیچینگ بسته ای یا Packet Switching است. قبل از معرفی شدن این روش از سوئیچینگ مداری یا Circuit Switching برای تعیین مسیر ارتباطی استفاده می شد. اما در سال ۱۹۷۴ با پیدایش پروتکل ارتباطی TCP/IP از مفهوم Packet Switching استفاده گسترده تری شد. این پروتکل در سال ۱۹۸۲ جایگزین پروتکل NCP شد و به پروتکل استاندارد برای آرپانت تبدیل گشت. در همین زمان یک شاخه فرعی بنام MILnet در آرپانت همچنان از پروتکل قبلی پشتیبانی می کرد و به ارائه خدمات نظامی می پرداخت. با این تغییر و تحول، شبکه های زیادی به بخش تحقیقاتی این شبکه متصل شدند و آرپانت به اینترنت تبدیل گشت. در این سال ها حجم ارتباطات شبکه ای افزایش یافت و مفهوم ترافیک شبکه مطرح شد.
مسیر یابی در این شبکه به کمک آدرس های IP به صورت ۳۲ بیتی انجام می گرفته است. هشت بیت اول آدرس IP به شبکه های محلی تخصیص داده شده بود که به سرعت مشخص گشت تناسبی با نرخ رشد شبکه ها ندارد و باید در آن تجدید نظر شود. مفهوم شبکه های LAN و شبکه های WAN در سال دهه ۷۰ میلادی از یکدیگر تفکیک شدند.
در آدرس دهی ۳۲ بیتی اولیه، بقیه ۲۴ بیت آدرس به میزبان در شبکه اشاره می کرد.
در سال ۱۹۸۳ سیستم نامگذاری دامنه ها (Domain Name System) به وجود آمد و اولین سرویس دهنده نامگذاری (Name Server) راه اندازی شد و استفاده از نام به جای آدرس های عددی معرفی شد. در این سال تعداد میزبان های اینترنت از مرز ده هزار عدد فراتر رفته بود. اجزای شبکه
یک شبکه کامپیوتری شامل اجزایی است که برای درک کارکرد شبکه لازم است تا با کارکرد هر یک از این اجزا آشنا شوید. شبکه های کامپیوتری در یک نگاه کلی دارای چهار قسمت هستند. مهمترین قسمت یک شبکه، کامپیوتر سرویس دهنده (Server) نام دارد. یک سرور در واقع یک کامپیوتر با قابلیت ها و سرعت بالا است.. تمام اجزای دیگر شبکه به کامپیوتر سرور متصل می شوند. کامپیوتر سرور وظیفه به اشتراک گذاشتن منابع نظیر فایل، دایرکتوری و غیره را بین کامپیوترهای سرویس گیرنده بر عهده دارد. مشخصات کامپیوترهای سرویس گیرنده می تواند بسیار متنوع باشد و در یک شبکه واقعی Client ها دارای آرایش و مشخصات سخت افزاری متفاوتی هستند. تمام شبکه های کامپیوتری دارای بخش سومی هستند که بستر یا محیط انتقال اطلاعات را فراهم می کند. متداول ترین محیط انتقال در یک شبکه کابل است.
تجهیزات جانبی یا منابع سخت افزاری نظیر چاپگر، مودم، هارددیسک، تجهیزات ورود اطلاعات نظیر اسکند و غیره، تشکیل دهنده بخش چهارم شبکه های کامپیوتری هستند. تجهیزات جانبی از طریق کامپیوتر سرور در دسترس تمام کامپیوترهای واقع در شبکه قرار می گیرند. شما می توانید بدون آنکه چاپگری مستقیماً به کامپیوتر شما متصل باشد، از اسناد خود چاپ بگیرید. در عمل چاپگر از طریق سرور شبکه به کامپیوتر شما متصل است.
● ویژگی های شبکه
همانطور که قبلاً گفته شد، 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.● تقسیم بندی شبکه
▪ تقسیم بندی براساس گستره جغرافیایی (Range)
شبکه های کامپیوتری براساس موقعیت و محل نصب دارای انواع متفاوتی هستند. یکی از مهمترین عوامل تعیین نوع شبکه مورد نیاز، طول فواصل ارتباطی بین اجزای شبکه است.
شبکه های کامپیوتری گستره جغرافیایی متفاوتی دارند که از فاصله های کوچک در حدود چند متر شروع شده و در بعضی از مواقع از فاصله بین چند کشور بالغ می شود. شبکه های کامپیوتری براساس حداکثر فاصله ارتباطی آنها به سه نوع طبقه بندی می شوند. یکی از انواع شبکه های کامپیوتری، شبکه محلی (LAN) یا Local Area Network است. این نوع از شبکه دارای فواصل کوتاه نظیر فواصل درون ساختمانی یا حداکثر مجموعه ای از چند ساختمان است. برای مثال شبکه مورد استفاده یک شرکت را در نظر بگیرید. در این شبکه حداکثر فاصله بین کامپیوتر ها محدود به فاصله های بین طبقات ساختمان شرکت می باشد.
در شبکه های LAN کامپیوترها در سطح نسبتاً کوچکی توزیع شده اند و معمولاً توسط کابل به هم اتصال می یابند. به همین دلیل شبکه های LAN را گاهی به تسامح شبکه های کابلی نیز می نامند.
نوع دوم شبکه های کامپیوتری، شبکه های شهری MAN یا Metropolitan Area Network هستند. فواصل در شبکه های شهری از فواصل شبکه های LAN بزرگتر است و چنین شبکه هایی دارای فواصلی در حدود ابعاد شهری هستند. شبکه های MAN معمولاً از ترکیب و ادغام دو یا چند شبکه LAN به وجود می آیند. به عنوان مثال از شبکه های MAN موردی را در نظر بگیرید که شبکه های LAN یک شهر را از دفتر مرکزی در شهر A به دفتر نمایندگی این شرکت در شهر B متصل می سازد.
در نوع سوم شبکه های کامپیوتری موسوم به WAN یا (Wide Area Network) یا شبکه های گسترده، فواصل از انواع دیگر شبکه بیشتر بوده و به فاصله هایی در حدود ابعاد کشوری یا قاره ای بالغ می شود. شبکه های WAN از ترکیب چندین شبکه LAN یا MAN ایجاد می گردند. شبکه اتصال دهنده دفاتر هواپیمایی یک شرکت در شهرهای مختلف چند کشور، یک یک شبکه WAN است.
▪ تقسیم بندی براساس گره (Node)
این نوع از تقسیم بندی شبکه ها براساس ماهیت گره ها یا محل های اتصال خطوط ارتباطی شبکه ها انجام می شود. در این گروه بندی شبکه ها به دو نوع تقسیم بندی می شوند. تفاوت این دو گروه از شبکه ها در قابلیت های آن نهفته است. این دو نوع اصلی از شبکه ها، شبکه هایی از نوع نظیر به نظیر (Peer to Peer) و شبکه های مبتنی بر Server یا Server Based نام دارند. 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 ۹X 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 نوع دوم 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.
● تقسیم بندی شبکه ها براساس توپولوژی
نوع آرایش یا همبندی اجزای شبکه بر مدیریت و قابلیت توسعه شبکه نیز تاثیر می گذارد. برای طرح بهترین شبکه از جهت پاسخگویی به نیازمندی ها، درک انواع آرایش شبکه دارای اهمیت فراوانی است. انواع همبندی شبکه، بر سه نوع توپولوژی استوار شده است. این انواع عبارتند از:
▪ توپولوژی خطی یا BUS
▪ حلقه ای یا RING
▪ ستاره ای یا STAR.
توپولوژی BUS ساده ترین توپولوژی مورد استفاده شبکه ها در اتصال کامپیوتر ها است. در این آرایش تمام کامپیوتر ها به صورت ردیفی به یک کابل متصل می شوند. به این کابل در این آرایش، بستر اصلی (Back Bone) یا قطعه (Segment) اطلاق می شود. در این آرایش، هر کامپیوتر آدرس یا نشانی کامپیوتر مقصد را به پیام خودافزوده و این اطلاعات را به صورت یک سیگنال الکتریکی روی کابل ارسال می کند. این سیگنال توسط کابل به تمام کامپیوتر های شبکه ارسال می شود. کامپیوتر هایی که نشانی آن ها با نشانی ضمیمه شده به پیام انطباق داشته باشد، پیام را دریافت می کنند. در کابل های ارتباط دهنده کامپیوتر های شبکه، هر سیگنال الکتریکی پس از رسیدن به انتهای کابل، منعکس شده و دوباره در مسیر مخالف در کابل به حرکت در می آید. برای جلوگیری از انعکاس سیگنال در انتهای کابل ها، از یک پایان دهنده یا Terminator استفاده می شود. فراموش کردن این قطعه کوچک گاهی موجب از کار افتادن کل شبکه می شود. در این آرایش شبکه، در صورت از کار افتادن هر یک از کامپیوتر ها آسیبی به کارکرد کلی شبکه وارد نخواهد شد. در برابر این مزیت اشکال این توپولوژی در آن است که هر یک از کامپیوتر ها باید برای ارسال پیام منتظر فرصت باشد. به عبارت دیگر در این توپولوژی در هر لحظه فقط یک کامپیوتر می تواند پیام ارسال کند. اشکال دیگر این توپولوژی در آن است که تعداد کامپیوتر های واقع در شبکه تاثیر معکوس و شدیدی بر کارایی شبکه می گذارد. در صورتی که تعداد کاربران زیاد باشد، سرعت شبکه به مقدار قابل توجهی کند می شود. علت این امر آن است که در هر لحظه یک کامپیوتر باید برای ارسال پیام مدت زمان زیادی به انتظار بنشیند. عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود آن است که در صورت آسیب دیدگی کابل شبکه، ارتباط در کل شبکه قطع شود.
آرایش نوع دوم شبکه های کامپیوتری، آرایش ستاره ای است. در این آرایش تمام کامپیوتر های شبکه به یک قطعه مرکزی به نام Hub متصل می شوند. در این آرایش اطلاعات قبل از رسیدن به مقصد خود از هاب عبور می کنند. در این نوع از شبکه ها در صورت از کار افتادن یک کامپیوتر یا بر اثر قطع شدن یک کابل، شبکه از کار خواهد افتاد. از طرف دیگر در این نوع همبندی، حجم زیادی از کابل کشی مورد نیاز خواهد بود، ضمن آنکه بر اثر از کار افتادن هاب، کل شبکه از کار خواهد افتاد.
سومین نوع توپولوژی، حلقه ای نام دارد. در این توپولوژی همانند آرایش BUS، تمام کامپیوتر ها توسط یک کابل به هم متصل می شوند. اما در این نوع، دو انتهای کابل به هم متصل می شود و یک حلقه تشکیل می گردد. به این ترتیب در این آرایش نیازی به استفاده از قطعه پایان دهنده یا Terminator نخواهد بود. در این نوع از شبکه نیز سیگنال های مخابراتی در طول کابل حرکت کرده و از تمام کامپیوتر ها عبور می کنند تا به کامپیوتر مقصد برسند. یعنی تمام کامپیوتر ها سیگنال را دریافت کرده و پس از تقویت، آن را به کامپیوتر بعدی ارسال می کنند. به همین جهت به این توپولوژی، توپولوژی فعال یا Active نیز گفته می شود. در این توپولوژی در صورت از کار افتادن هر یک از کامپیوتر ها، کل شبکه از کار خواهد افتاد، زیرا همانطور که گفته شده هر کامپیوتر وظیفه دارد تا سیگنال ارتباطی (که به آن نشانه یا Token نیز گفته می شود) را دریافت کرده، تقویت کند و دوباره ارسال نماید. این حالت را نباید با دریافت خود پیام اشتباه بگیرد. این حالت چیزی شبیه عمل رله در فرستنده های تلوزیونی است.
از ترکیب توپولوژی های ستاره ای، حلقه ای و خطی، یک توپولوژی ترکیبی (Hybrid) به دست می آید. از توپولوژی هیبرید در شبکه های بزرگ استفاده می شود. خود توپولوژی هیبرید دارای دو نوع است. نوع اول توپولوژی خطی – ستاره ای نام دارد. همانطور که از نام آن بر می آید، در این آرایش چندین شبکه ستاره ای به صورت خطی به هم ارتباط داده می شوند. در این وضعیت اختلال در کارکرد یک کامپیوتر، تاثیر در بقیه شبکه ایجاد نمی کند. ضمن آنکه در صورت از کار افتادن هاب فقط بخشی از شبکه از کار خواهد افتاد. در صورت آسیب دیدگی کابل اتصال دهنده هاب ها، فقط ارتباط کامپیوتر هایی که در گروه های متفاوت هستند قطع خواهد شد و ارتباط داخلی شبکه پایدار می ماند. نوع دوم نیز توپولوژی ستاره ای – حلقه ای نام دارد. در این توپولوژی هاب های چند شبکه از نوع حلقه ای در یک الگوی ستاره ای به یک هاب مرکزی متصل می شوند.
● امنیت شبکه
یکی از مهم ترین فعالیت های مدیر شبکه، تضمین امنیت منابع شبکه است. دسترسی غیر مجاز به منابع شبکه و یا ایجاد آسیب عمدی یا غیر عمدی به اطلاعات، امنیت شبکه را مختل می کند. از طرف دیگر امنیت شبکه نباید آنچنان باشد که کارکرد عادی کاربران را مشکل سازد. برای تضمین امنیت اطلاعات و منابع سخت افزاری شبکه، از دو مدل امنیت شبکه استفاده می شود. این مدل ها عبارتند از: امنیت در سطح اشتراک (Share-Level) و امنیت در سطح کاربر (User-Level). در مدل امنیت در سطح اشتراک، این عمل با انتساب اسم رمز یا Password برای هر ترفند شبکه – به اشتراک گذاشته تامین می شود. دسترسی به منابع مشترک فقط هنگامی برقرار می گردد که کاربر اسم رمز صحیح را برای ترفند شبکه – به اشتراک گذاشته شده را به درستی بداند.
به عنوان مثال اگر سندی قابل دسترسی برای سه کاربر باشد، می توان با نسبت دادن یک اسم رمز به این سند مدل امنیت در سطح Share-Level را پیاده سازی کرد. منابع شبکه را می توان در سطوح مختلف به اشتراک گذاشت. برای مثال در سیستم عامل ویندوز ۹۵ می توان دایرکتوری ها را بصورت فقط خواندنی (Read Only)، برحسب اسم رمز یا به شکل کامل (Full) به اشتراک گذاشت. از مدل امنیت در سطح Share-Level می توان برای ایجاد بانک های اطلاعاتی ایمن استفاده کرد.
در مدل دوم یعنی امنیت در سطح کاربران، دسترسی کاربران به منابع به اشتراک گذاشته شده با دادن اسم رمز به کاربران تامیین می شود. در این مدل کاربران در هنگام اتصال به شبکه باید اسم رمز و کلمه عبور را وارد نمایند. در اینجا سرور مسئول تعیین اعتبار اسم رمز و کلمه عبور است. سرور در هنگام دریافت درخواست کاربر برای دسترسی به ترفند شبکه – به اشتراک گذاشته شده، به بانک اطلاعاتی خود مراجعه کرده و درخواست کاربر را رد یا قبول می کند.
تفاوت این دو مدل در آن است که در مدل امنیت در سطح Share-Level، اسم رمز به ترفند شبکه – نسبت داده شده و در مدل دوم اسم رمز و کلمه عبور به کاربر نسبت داده می شود. بدیهی است که مدل امنیت در سطح کاربر بسیار مستحکم تر از مدل امنیت در سطح اشتراک است. بسیاری از کاربران به راحتی می توانند اسم رمز یک ترفند شبکه – را به دیگران بگویند. اما اسم رمز و کلمه عبور شخصی را نمی توان به سادگی به شخص دیگری منتقل کرد.
● آشنایی با مدل OSI (هفت لایه شبکه)
هر فعالیتی در شبکه مستلزم ارتباط بین نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر و اجزای دیگر شبکه است. انتقال اطلاعات بین کامپیوترهای مختلف در شبکه وابسته به انتقال اطلاعات بین بخش های نرم افزاری و سخت افزاری درون هر یک از کامپیوتر هاست. هر یک از فرایند های انتقال اطلاعات را می توان به بخش های کوچک تری تقسیم کرد. هر یک از این فعالیت های کوچک را سیستم عامل براساس دسته ای از قوانین مشخص انجام می دهد. این قوانین را پروتکل می نامند. پروتکل ها تعیین کننده روش کار در ارتباط بین بخش های نرم افزاری و سخت افزاری شبکه هستند. بخش های نرم افزاری و سخت افزاری تولیدکنندگان مختلف دارای مجموعه پروتکل های متفاوتی می باشند.
برای استاندارد سازی پروتکل های ارتباطی، سازمان استاندارد های بین المللی (ISO) در سال ۱۹۸۴ اقدام به تعیین مدل مرجع OSI یا Open Systems Interconnection نمود. مدل مرجع OSI ارائه دهنده چارچوب طراحی محیط های شبکه ای است. در این مدل، جزئیات بخش های نرم افزاری و سخت افزاری برای ایجاد سهولت انتقال اطلاعات مطرح شده است و در آن کلیه فعالیت های شبکه ای در هفت لایه مدل سازی می شود. هنگام بررسی فرآیند انتقال اطلاعات بین دو کامپیوتر، مدل هفت لایه ای OSI روی هر یک از کامپیوتر ها پیاده سازی می گردد. در تحلیل این فرآیند ها می توان عملیات انتقال اطلاعات را بین لایه های متناظر مدل OSI واقع در کامپیوتر های مبدا و مقصد در نظر گرفت. این تجسم از انتقال اطلاعات را انتقال مجازی (Virtual) می نامند. اما انتقال واقعی اطلاعات بین لایه های مجاور مدل OSI واقع در یک کامپیوتر انجام می شود. در کامپیوتر مبدا اطلاعات از لایه فوقانی به طرف لایه تحتانی مدل OSI حرکت کرده و از آنجا به لایه زیرین مدل OSI واقع در کامپیوتر مقصد ارسال می شوند. در کامپیوتر مقصد اطلاعات از لایه های زیرین به طرف بالاترین لایه مدل OSI حرکت می کنند. عمل انتقال اطلاعات از یک لایه به لایه دیگر در مدل OSI از طریق واسطه ها یا Interface ها انجام می شود. این واسطه ها تعیین کننده سرویس هایی هستند که هر لایه مدل OSI می تواند برای لایه مجاور فراهم آورد.
بالاترین لایه مدل OSI یا لایه هفت، لایه کاربرد یا Application است. این لایه تامیین کننده سرویس های پشتیبانی برنامه های کاربردی نظیر انتقال فایل، دسترسی به بانک اطلاعاتی و پست الکترونیکی است.
لایه شش، لایه نمایش یا Presentation است. این لایه تعیین کننده فرمت یا قالب انتقال داده ها بین کامپیوتر های واقع در شبکه است. این لایه در کامپیوتر مبدا داده هایی که باید انتقال داده شوند را به یک قالب میانی تبدیل می کند. این لایه در کامپیوتر مقصد اطلاعات را از قالب میانی به قالب اولیه تبدیل می کند.
لایه پنجم در این مدل، لایه جلسه یا Session است. این لایه بر برقراری اتصال بین دو برنامه کاربردی روی دو کامپیوتر مختلف واقع در شبکه نظارت دارد. همچنین تامین کننده همزمانی فعالیت های کاربر نیز هست.
لایه چهارم یا لایه انتقال (Transmission) مسئول ارسال و دریافت اطلاعات و کمک به رفع خطاهای ایجاد شده در طول ارتباط است. هنگامی که حین یک ارتباط خطایی بروز دهد، این لایه مسئول تکرار عملیات ارسال داده است.
لایه سوم در مدل OSI، مسئول آدرس یا نشانی گذاری پیام ها و تبدیل نشانی های منطقی به آدرس های فیزیکی است. این لایه همچنین مسئول مدیریت بر مشکلات مربوط به ترافیک شبکه نظیر کند شدن جریان اطلاعات است. این لایه، لایه شبکه یا Network نام دارد.
لایه دوم مدل OSI، لایه پیوند یا Data Link است. این لایه وظیفه دارد تا اطلاعات دریافت شده از لایه شبکه را به قالبی منطقی به نام فریم (Frame) تبدیل کند. در کامپیوتر مقصد این لایه همچنین مسئول دریافت بدون خطای این فریم ها است.
لایه زیرین در این مدل، لایه فیزیکی یا Physical است. این لایه اطلاعات را بصورت جریانی از رشته های داده ای و بصورت الکترونیکی روی کابل هدایت می کند. این لایه تعریف کننده ارتباط کابل و کارت شبکه و همچنین تعیین کننده تکنیک ارسال و دریافت داده ها نیز هست.
● پروتکل ها
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.
نویسنده :مهرداد امن زاده


  • ۰

لایه Data Link در شبکه

لایه Data Link در شبکه

لایه Data Link در شبکه

لایه Data Link در شبکه

این لایه وظیفه مدیریت منابع سخت افزاری موجود در شبکه های LAN را به عهده دارد. در یک شبکه LAN از آنجایی که منابع سخت افزاری در یک بستر ارتباطی مشترک به تبادل اطلاعات می پردازند ، نیاز به تعریف یکسری استانداردها برای جلوگیری از تصادم و از بین رفتن داده وجود دارد . تعریف این استاندارد ها در لایه دوم از مدل هفت لایه ای OSI صورت می گیرد . اطلاعات دریافتی از لایه بالاتر در بسته هایی به نام فریم بسته بندی می شود و آدرس دهی هر فریم براساس آدرس سخت افزاری ( Address MAC ( خواهد بود . یکی از سخت افزارهایی که وظیفه مدیریت منابع سخت افزاری و ارتباط هر یک از آنها را براساس لایه دوم به عهده دارد سوئیچ می باشد . در ادامه این کتاب با سوئیچ و نحوه عملکرد آن در شبکه به خوبی آشنا می شوید .

 

 


آخرین دیدگاه‌ها

    دسته‌ها