اصلی ایجاد شبکه مربوط به حل مساله انتقال اطلاعات به طور پیوسته میان چند کامپیوتر می باشد. به طور کلی و بدون بررسی تاریخی سیستم های شبکه های کامپیوتری امروزی بر چند پایه اصلی طراحی و پیاده می شوند.
1- نوع و شکل شبکه یا همان توپولوژی
2- سخت افزار که وابسته به نوع شبکه می باشد
3- سیستم های عامل و سیستم های مدیریت شبکه
مفهوم شبکه
شبکه کامپیوتری مورد بحث ما از چند استاندارد انتقال اطلاعات, سخت افزار و اتصلات تشکیل شده است که به طور کوتاه از این قرارند:
1- طرح شبکه یا توپولوژی: معمولاً به عنوان ستاره ای شناخته می شود (نوع بسیار ساده آن لینک دو به دو است.
2- پروتوکل: استاندارد انتقال اطلاعات در شبکه که به وسیله موسسه استاندارد IEEE به نام TCP/IP شناخته می شود. این پروتکل, پروتکل اصلی در شبکه اینترنت بوده و بهترین, پربازده ترین پروتکل با قابلیت ردیابی (مفهوم ردیابی مربوط به بخشی از بسته های اطلاعاتی است که آدرس نقطه ارسال و مقصد و دیگر مقادیر که به عنوان شناسه بسته مطرح می شوند, مربوط می گردد) و مسیریابی (گاهی به عنوان جادوی این پروتکل و علت اصلی موفقیت آن می باشد که امکان به وجود آمدن شبکه های بزرگ کامپیوتری را به وسیله انتخاب بهترین راه عبور در یک شبکه گسترده برای رسیدن به مقصد ایجاد می کند) می باشد. از مشخصه های این نوع پروتکل که تنظیمات خاص پارامتریک را در دستگاه ها ایجاد می کند:
IP – Subnet Mask – Broad cost – Gateway – DNS
و پارامترهای دیگر که خارج از بحث می باشد.
در توضیح این پارامترها:
1- IP (آدرس شبکه): در این نوع پروتکل مفهومی خاص و غیر قابل تکرار برای هر کامپیوتر و یا به عبارتی هر کارت شبکه وجود دارد که نشانی یا IP خوانده می شود. هر کامپیوتر در شبکه با این مشخصه شناخته شده و در شبکه با دیگر IPها ارتباط برقرار می کند. IP در حقیقت یک عدد 32 رقمی در مبنای 2 می باشد که برای راحتی کار آن را به 4 قسمت مساوی تقسیم کرده و هر قطعه را به مبنای 10 تبدیل می کنند, به این ترتیب هر IP ترکیب بدون فاصله ای است از 4 عدد که بین 0 تا 255 قرار داشته و با نقطه از هم جدا می شوند, به طور مثال: 200.102.0.25
IP واقعی و غیر واقعی: در یک شبکه بزرگ کامپیوتری تمامی IPها از نوع واقعی می باشند ولی زمانی که یک شبکه کوچک داخلی که شاید به گونه ای به این شبکه بزرگ خارجی اتصال دارد, می توان از IP غیرواقعی استفاده کرد (البته روش این استفاده و اینگونه اتصلات از این بحث خارج می باشد).
IP غیرواقعی خود به سه کلاس متفاوت, C, B, A طبقه بندی می شود که این کلاسها مربوط به تعداد کامپیوترهایی است که در آن شبکه موجود است. عمده استفاده از IP غیرواقعی از نوع کلاس C می باشد که بیشترین تعداد کامپیوتر را در یک شبکه پشتیبانی می کند که بسته به زیر کلاس این نوع, IP معمولاً به صورت زیر می باشد
192.168.0.1 ~ 192.168.0.255
Subnet Mask: نشان دهنده کلاس استفاده IP می باشد و به گونه ای دامنه نوسان آن را مشخص می کند. معمولاً در اینگونه شبکه ها از 255.255.255.0 استفاده می شود.
Broad Cost: دامنه انتهایی سرویسهای IP را مشخص می کند (معمولاً فقط در سرویسهای لینوکس کاربرد دارد). به طور مثال 255.255.255.255 .
Gateway: همانگونه که از نام آن مشخص است (به معنی دروازه) محل و یا آدرس کامپیوتری در شبکه می باشد که اطلاعات مورد درخواست برای سرویس مورد نظر از آن گرفته می شود و یا به عبارتی آدرس سرور یا سرویس دهنده شبکه می باشد (البته بیشتر در مورد سرویس دهنده اینترنت صادق می باشد).
DNS: مخفف کلمه Domain Name Server می باشد که در شبکه های اینترنت کاربرد داشته, نشان دهنده آدرس سرور تبدیل کننده Domain به IP می باشد.
سرویس دهنده و سرویس گیرنده در شبکه:
در یک شبکه کامپیوتری معمولاً هدف از ایجاد شبکه سرویس دهی و سرویس گیری کامپیوترها در شبکه می باشد. به این ترتیب که به طور معمول در یک شبکه کوچک یا محلی یک سرویس دهنده و چندین سرویس گیرنده وجود دارند.
انواع سرویس ها:
سرویس چاپ (Print Server): این سرویس که به وسیله کامپیوتر خدمتگزار در شبکه یا سرور چاپ ارائه می شود این اجازه را به دیگر کامپیوترهای موجود در شبکه می دهد که همگی به طور اشتراکی از چاپ گر متصل به سرور چاپ استفاده کنند.
سرویس فایل (File Server): این سرویس به کلیه کامپیوترهای موجود در شبکه این اجازه را می دهد که از فضای حافظه مشترک (موجود بر روی کامپیوتر سرور) برای ذخیره اطلاعات و بازخوانی آن استفاده نمایند.
سرویس اینترنت (Internet Server): این سرویس به اینترنت سرور این اجازه را می دهد که سرویس اتصال و ارتباط با شبکه جهانی اینترنت در اختیار سرویس گیرندگان قرار دهند. در این نوع سرویس سرور به عنوان یک Gateway معرفی می شود. در این نوع سرویس در حقیقت, سرور تنها راه اتصالی بین سرورهای موجود در شبکه جهانی اینترنت و کامپیوترهای موجود در شبکه می باشد نه سرویس دهنده واقعی خدمات اینترنتی مثل FTP, HTTP یا Mail.
سرویسهای خاص: در این نوع سرویسها, کامپیوترهای سرویس گیرنده در شبکه قابلیت اتصال و استفاده از سخت افزار خاصی را که به سرور متصل می باشد به دست می آورند مانند سرویس انتخاب توان مصرفی.
مدیریت سرویسها در یک شبکه:
در یک شبکه که در آن سرور یا سرویس دهنده ای وجود دارد کلیه امور مربوط به کنترل یا مدیریت, کاربرد و استفاده و روش سرویس دهی در خود سرویس دهنده انجام می شود. به طور مثال نحوه دستیابی یا سطح دستیابی (فقط خواندنی یا خواندنی نوشتنی), محدودیت حجمی و یا زمان استفاده.
سیستمها و روشهای پیکربندی سرویسها:
پیکربندی با اتصال مستقیم: در این نوع پیکربندی, مدیر سرویس دهنده با حضور در کنار کامپیوتر و به طور مستقیم آن را پیکربندی می کند (یعنی با استفاده مستقیم از کنسولهای مانیتور و کیبورد و ...)
پیکربندی از راه دور:
الف) اتصال مستقیم از راه دور (معمولاً به وسیله مودم): در این حالت اتصال مستقیمی از راه دور بین مدیر سیستم و سرور برقرار می شود (RAS)
ب) اتصال در محیط اینترنت: در این حالت اتصال از طریق پروتکلهای اینترنتی و بدون اتصال مستقیم انجام می شود. این حالت بیشترین مورد استفاده را برای مدیریت از راه دور دارد. از جمله این پروتکلها, Tel Net, SSH و HTTP می باشد.
سرویس فایل
مفهوم سرویس فایل:
در این سرویس, کامپیوترهای روی شبکه به اطلاعات موجود بر روی کامپیوتر سرور به طور اشتراکی دسترسی پیدا می کنند که بر حسب نوع استفاده, پیکربندی متفاوتی از این نوع سیستم وجود دارد. در این سرویس قسمتی از حافظه جانبی سرور به صورت فضای مشترک که به وسیله هر کامپیوتر سرویس گیرنده در شبکه قابل استفاده می باشد قرار می گیرد.
سطح دستیابی:
سطح دستیابی, قسمتی از سیستم مدیریت سرور می باشد که عمل کنترل و مدیریت دستیابی به فایلها را انجام می دهد به این شکل که هر سرویس گیرنده با توجه به مشخصه خود مانند (IP – Work Group – User Name.Password - ...) قابلیت دسترسی در سطح خاص خود را دارد. سطح مختلف مربوط به نحوه دستیابی به فایل به صورتهای نوشتنی خواندنی, فقط خواندنی, فقط نوشتنی, محدود می باشد.
مدیریت زمان دستیابی:
محدوده زمان دستیابی, کاربر را با توجه به مشخصه آن کنترل می کند.
مدیریت امنیت و تداخل اطلاعات:
این نوع مدیریت مربوط به سرویسهای بانکهای اطلاعاتی در سطح شبکه می باشد که وظیفه کنترل دستیابی به فایلها را برای جلوگیری از تداخل دسترسی همزمان به فایلها را بر عهده دارد.
سرویس چاپ
مفهوم سرویس چاپ:
این سرویس, چاپگر متصل به کامپیوتر سرور را برای استفاده کلیه سیستمهای متصل به شبکه در اختیار قرار می دهد.
این سرویس نیز برای خود روش ها و انواع لایه های مدیریت را داراست.
توپولوژی (طرح شبکه)
1-1 شبکه های نظیر به نظیر
در این نوع شبکه ها معمولاً از هیچ نوع سخت افزار خاص به جز کارت و کابل شبکه استفاده نمی شود, حداکثر سرعت انتقال 10 MB/S و از لحاظ استفاده عملاً از دور خارج شده و فقط به عنوان نوعی که قبلاً وجود داشته از آن صبحت می شود.
مزایا
الف) ارزانی و راحتی ایجاد شبکه
ب) برد قطعی بین دو نقطه 180 متر موثر
ج) حساسیت کم نسبت به اختلالات مغناطیسی
د) سادگی راه اندازی نرم افزاری و کنترل شبکه
معایب
الف) کندی شبکه
ب) مناسب برای حداکثر 10 کاربر فعال در یک زمان (چون در اثر افزایش کاربران عملاً شبکه دچار فشار مجازی اطلاعات شده و از کار می افتد)
ج) پایداری پایین (چون در صورت خاموش بودن یا از کار افتادگی یکی از سیستمها, همه شبکه, مختل می شود)
د) در این نوع شبکه قادر به استفاده از سرویسهای دیواره آتش (Fire Wall) و مسیریابی (Rotting)
سخت افزار شبکه
کارت شبکه (NIC): کارت شبکه با پورت کوواکسیال (BNC) (این پورت شباهت بسیاری به پورت سیم آنتن و کابلهای انتقال تصاویر ویدیویی دارد)
کابل شبکه (10 Base 2): این نوع نامگذاری را می توان به صورت زیر تفسیر کرد:
عدد 10 به معنای نرخ انتقال بر اساس واحد MB/S می باشد, عدد 2 نشان از حداکثر توان طول یکپارچه کابل می باشد که در این مثال 200 متر محاسباتی است.
مقاومتهای بست دهنده: در هر شبکه نظیر به نظیر پس از اتصال کابلها به کارتهای شبکه, دو انتهای باقیمانده کابل به وسیله دو مقاومت 50 اهمی بسته می شود تا شبکه فعال شود.
هدف از ایجاد اینگونه شبکه
این گونه شبکه معمولاً در زمانی استفاده می شود که کلیه کامپیوترهای روی شبکه حالت Client/Server دارند یعنی همگی هم به یکدیگر سرویس داده و هم از یکدیگر سرویس می گیرند و بار شبکه بسیار پایین می باشد.
2-1 شبکه های اترنت
در این نوع شبکه از طرح یا توپولوژی های پیچیده تری استفاده می شود که در کل امکان ایجاد شبکه های با ابعاد بسیار بزرگ مثل شبکه جهانی اینترنت را فراهم می آورد.
سخت افزار شبکه
کارت شبکه (NIC): این کارتها با سرعتهای 10 و 100 MB/S (گاهی فیبرهای نوری با سرعت های چند گیگا بایت بر ثانیه) موجود می باشند.
کابل شبکه: کابلهای مورد استفاده در این نوع شبکه, زوج به هم تابیده با انواع جانبی روپوش دار و بی روپوش می باشد. حداکثر طول کابل در این حالت 100 متر موثر است و برای طولانی تر کردن مسیر بیشتر از دو هاب یا سوئیچ نمی توان در امتداد هم استفاده کرد.
هاب: معمولاً به عنوان مرکز اتصال در شبکه شناخته می شود. عملکرد هاب اتصال چندین NIC از طریق کابل اتصال می باشد به این صورت که هاب عمل تکرار یا به عبارت دیگر عمل کپی برداری از بسته های اطلاعاتی شبکه ارسال شده از هر کامپیوتر متصل و ارسال مجدد آن به تمامی کامپیوترهای متصل به خود را انجام می دهد به صورتیکه اگر بسته اطلاعاتی از طریق یک کامپیوتر متصل به هاب به طرف شبکه فرستاده شده باشد هاب کپی از آن بسته را برای تمامی کامپیوترهای متصل به شبکه ارسال می کند (حتی برای خود کامپیوتر ارسال کننده بسته).