تعریف شبکه
مفهوم شبکه اشتراک گذاری اطلاعات می باشد. در مفهوم شبکه در سیستم های کامپیوتری اتصال دو یا چند کامپیوتر به یکدیگر از طریق یک بستر مناسب که بتوان تبادل اطلاعات و یا تجهیزات را انجام داد شبکه گفته می شود.به طور مثال از اتصال دو کامپیوتر می توان اطلاعات را به یکدیگر منتقل نمود و یا برای مثال اشتراک گذاری یک پرینتر بر روی شبکه جهت دسترسی تمامی کاربران جهت پرینت گرفتن.
دسته بندی شبکه ها از نظر اندازه
شبکه های LAN :
این شبکه از نظر ابعاد و مسافت کوچک می باشد. یک LAN می تواند شامل هزاران کامپیوتر باشد. چیزی که شبکه را به LAN تبدیل می کند این است که کامپیوترهای شبکه در فواصل نسبتا نزدیک از هم قرار دارند. مانند شبکه در یک دفتر یا مدسه یا دانشگاه
شبکه های MAN :
این شبکه از نظر مسافت و ابعاد شبکه از LAN بزرگتر می باشد. این نوع ساختار شبکه در مسافت های نسبتا زیاد مانند شهرها استفاده می شود. مانند شبکه شتاب در بانک ها
شبکه های WAN :
این شبکه ها از نظر ساختار و مسافت بسیار بزرگ می باشند و قلمرو پوشش آنها قاره ای و جغرافیایی می باشد. ساختار WAN می تواند چندین LAN را به یکدیگر متصل می کند.
اجزای یک شبکه کامپیوتری
کارت شبکه :
کارت شبکه وسیله ای است که ارتباط بین کامپیوتر با محیط بیرونی را برقرار می کند. کارت های شبکه دارای یک استاندار با نام اترنت می باشند.
کامپیوتر کلاینت (سرویس گیرنده) :
کامپیوترهایی که کاربر نهایی از آنها برای دسترسی به منابع روی شبکه استفاده می کند. این کامپیوترها با نام کامپیوتر های سرویس گیرنده نیز معروف هستند.
کامپیوتر سرور (سرویس دهنده) :
سرور ها کامپیوتر هایی با طراحی خاص می باشند که ساختار آنها طوری طراحی شده تا بتوانند کمی از کامپیوتر های معمولی عملکرد بهتری از نظر سرعت و پردازش داشته و همچنین مدت زمان کارکرد بیشتری دارا می باشند.
بستر ارتباط :
محیطی برای انتقال اطلاعات بین کامپیوتر ها در شبکه (مانند کابل)
پروتکل :
مجموعه ای از قوانین خاص در یک شبکه جهت سرویس دهی به کامپیوتر ها
توپولوژی های شبکه
توپولوژی : عبارت توپولوژی شبکه به شکل و چگونگی اتصال کامپیوترها و سایر اجزای شبکه به یکدیگر اختصاص دارد.
Node : نود به معنای محل اتصال یک ابزار در شبکه می باشد. این نود می تواند یک کامپیوتر و یا هر وسیله تحت شبکه باشد.
Packet : پکت در لغت به معنای یک بسته می باشد. این بسته حاوی اطلاعات بین دو کامپیوتر و یا دو وسیله که در یک شبکه هستند، می باشد.
BUS :
اولین نوع توپولوژی در شبکه می باشد. این نوع توپولوژی از یک مسیر جهت اتصال تمامی تجهیزات استفاده می کند که به این مسیر Backbone گفته می شود. نحوه کابل کشی به این صورت می باشد که با کشیدن کابل Backbone کامپیوترها به Back bone متصل می شوند. مقداراین مقاومت ها براساس کابل کواکسیال استفاده شده بین 50 تا 75 اهم می باشد. در توپولوژی Bus در آن واحد تنها یک کامپیوتر می تواند یک Packet را انتقال دهد.در این توپولوژی کامپیوتر ها تنها Packet هایی را که شامل آدرس آنهاست می پذیرند.یک Packet ازلحظه ارسال شدن توسط کامپیوتر مبداء تا لحظه دریافت توسط کامپیوتر مقصد در طول مسیر در حرکت است . این بدان معنی است که شبکه تا زمانی که کامپیوتر مقصد آن Packet را بپذیرد اشغال می شود.در توپولوژی Bus برای جلوگیری از bounce ،اجزایی به نام ترمیناتور را در دو سر انتهایی کابل قرار می دهند .یک ترمیناتور سیگنالهای الکتریکی را جذب کرده و کابل را آزاد می کند ، بنابراین کامپیوترها می توانند Packet ها را به شبکه بفرستند .کانکتورهای مورد استفاده در این نوع اتصالات BNC می باشد.
مزایا :
- مصرف کابل کمتر
- کابل کشی ساده تر
معایب
- در صورت قطع شدن کابل ارتباط بین کامپیوتر ها قطع می شود.
- عیب یابی آن زمان گیر می باشد.
- احتمال از دست رفتن اطلاعات بسیار زیاد می باشد.
- سرعت انتقال اطلاعات پایین می باشد.
STAR :
در اين نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبيه “ستاره” استفاده می گردد.در این توپولوژی همه کامپیوتر ها به واسطه یک هاب یا سوییچ به هم متصل می شوند. در واقع در یک نقطه تمامی کابل ها جمع می شوند که مرکز توپولوژی گفته می شود و در مرکز آن یک دستگاه وجود دارد که عمل گرفتن اطلاعات از یک کامپیوتر و ارسال آن برای کامپیوتر دیگر را بر عهده دارد.
مزایا :
- در صورت قطع شدن یک مسیر دیگر مسیر های ارتباطی از بین نمی رود.
- پهنای باند در این توپولوژی نسبت به باس بیشتر می باشد.
- عیب یابی در این توپولوژی ساده تر می باشد.
معایب
- مصرف کابل بیشتر
- استفاده از تجهیزات اکتیو گران قیمت در شبکه
- وابستگی به نقطه مرکزی
RING :
در اين نوع توپولوژی تمام کامپيوترها بصورت يک حلقه به يکديگر مرتبط می گردند. تمام کامپيوترهای موجود در شبکه ( سرويس دهنده ، سرويس گيرنده ) به يک کابل که بصورت يک دايره بسته است ، متصل می گردند. در واقع توپولوژِی رینگ همان توپولوژی باس است که دو سر آن را به هم متصل کرده ایم. این توپولوژی دارای دو حالت می باشد.رینگ یکطرفه و دو طرفه . در مدل فوق هر گره به دو و فقط دو همسايه مجاور خود متصل است . اطلاعات از گره مجاور دريافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراين داده ها فقط در يک جهت حرکت کرده و از ايستگاهی به ايستگاه ديگر انتقال پيدا می کنند. توپولوژی Ring مداریست که نقطه شروع وپایان ندارد.در این توپولوژی به ترمیناتور نیازی نیست .سیگنالها یک مسیر دایره ای را تا زمانی که یک کامپیوتر آنها را به کامپیوتر دیگر رد می کند ،طی میکنند.هر کامپیوتر آدرس مقصد Packet را چک می کند و آن را مثل یک تکرار کننده عبور می دهد. اگر یکی از کامپیوترهای شبکه حلقوی دچار اشکال شود،تمامی شبکه از کار میفتد.
مزایا :
- بهترین قابلیت این توپولوژی این است که همه کامپیوترها امکان دسترسی و ارتباط مساوی بر روی شبکه دارند .
- کم بودن طول کابل . طول کابلی که در اين مدل بکار گرفته می شود ، قابل مقايسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ويژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات (کانکتور) در شبکه شده و ضريب اعتماد به شبکه را افزايش خواهد داد.
معایب
- بزرگترین مشکل در توپولوژی Ring این است که اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، دچار خطا شود ویا کابل قطع شود کل شبکه از کار میفتد.
- عیب دیگر توپولوژی حلقوی آن است که اگر تغییراتی در کابل یا شبکه ویا ایستگا های کاری اعمال کنیم مانند جابجایی و یا قطع موقت اتصالات ،شبکه را دچار اختلال و وقفه می کند .
- اشکال زدائی مشکل است . بروز اشکال در يک گره می تواند روی تمام گرههای ديگر تاثير گذار باشد. بمنظور عيب يابی می بايست چندين گره بررسی تا گره مورد نظر پيدا گردد.
Mesh :
این توپولوژی از ترکیب رینگ و باس به وجود می آید و ساختاری متناسب با شکل دارد.
مزایا :
- در این شبکه سرعت ارسال و دریافت اطلاعات بسیار بالا می باشد
- اگر ارتباط مسیری قطع شود مسیرهای جاگزین دیگری وجود دارد به همین دلیل ضریب اطمینان در این توپولوژی بالا می باشد
معایب :
- حجم کابل مصرفی در آن زیاد می باشد
- تجهیزات اکتیو در این توپولوژی زیاد می باشد
Daisy Chain :
این توپولوژی توپولوژی گسترده شده باس می باشد.هنگام استفاده از این روش هاب یا سوئیچ طوری به هاب یا سوئیچ دیگر متصل می شود که گویی نود دیگر باس می باشد.
مزایا :
- حجم کابل کشی کم می باشد
- بیشتر در ارتباطات فیبر نوری به کار می رود
معایب :
- در صورت قطع در یک نقطه ارتباط به طور کامل قطع می شود
- هزینه تجهیزات اکتیو زیاد می باشد