تحقیق مقاله انواع شبکه های جغرافیایی

انواع شبکه های جغرافیایی

 Internetwork چیست ؟

به مجموعه ای از شبکه های منحصر بفرد که به همدیگر متصلند که روی هم شبکه بزرگ تشکیل میدهند در واقع اینترنتورکینگ اشاره ای به این صنعت و محصول ها دارد و ما اید میگیرم اینا چی هستند

اولین شبکه های کامپیوتری که از کامپیوتر های mainframe استفاده میکردند و توسط ترمینالها به یکدیگر متصل بودند که به انها time-sharing networks میگفتند اینگونه محیط ها توسط محصولات IBM از نوع Systems Network Architecture یا SNA و Digital's network architecture تشکیل میشدند .

Local-area networks یا همان LAN برای ارتباط بین PC ها و گردش انها بین هم به کار امدند . شبکه های LAN به کاربران متفاوت اجازه میدادند در یک محیط گرافیکی در محیطی که قرار داشتند به تبادل اطلاعات و پیام ها بپردازند و همچنین قابلیت ان را داشتند که بعضی قطعات مثل پرینتررا با هم مصرف کنند .

Wide-area networks یا WAN تقریبا اینگونه عمل میکند که LAN ها را در محیط های جغرافیایی متفاوت با فاصله های بلند را به یکدیگر متصل کنند بعضی از تکنولوژی های مورد استفاده برای اتصال LAN ها به هم را میتوان از جمله T1, T3, ATM, ISDN, ADSL, Frame Relay, radio links و ... نام برد و البته روشهای جدید اتصالات LAN به یکدیگر هرروز بهبود و بهینه میشوند . امروزه LAN های پرسرعت و شبکه های اینترنتی به صورت عریضی مورد استفاده قرار میگیرند چراکه سرعت زیاد انها و همچنین حمایت از پهنای باند بالا موجب شاخص بودن انهاست .

اینترنتورکینگ در واقع برای سه راه حل زیر ابداع شده است : LAN های ایزوله توانایی اتصال مثلا دو اداره به هم را نداشتند . دوبل شدن منابع برای مثلا هر دو اداره باید یک نرم افزار و سخت افزار جداگانه تعبیه میشد . و در اخر هم عدم مدیریت کافی و نظارت مرکزی بر شبکه های ایجاد شده .

اما به هر حال عملی کردن و به سرانجام رسانیدن اینترنتورک کار ساده ای نیست . از مشکلات زیادی باید گذر کرد مخصوصا بعد از موفقیت در اتصال چرا که باید مدیریتی معتبر و نظارتی قابل انعطاف انجام داد .

به هر حال شبکه ای که تحت اینترنت به کار بیاد طبیعتا از لحاظ امنیتی هم باید مراقبت های ویژه ای داشته باشد چراکه هکرهای زیادی برای حمله به سایت ها در کین نشسته اند و البته از مشهورترین گونه این حملات distributed denial of service یا همان DDOS میباشد و البته این گونه حملات تنها افرادی را تهدید میکند که پا به شبکه اینترنتی نهاده اند بدون انکه نسایل امنیتی را در نظر بگیرند .

شبکه چیست ؟ یک شبکه متشکل از تعدادی کامپیوتر به هم مرتبط برای تبادل اطالاعات مپل هارددیسک ها یا سی دی رام ها تبادل فایل ها و یا ارتباطات الکترونیکی تشکیل شده است . کامپیوتر ها در شبکه میتوانند از طریق کابلها ؛ خطوط تلفن و امواج رادیویی ماهواره ها اشعه مادون قرمز ! به هم متصل شوند . سه نوع شبکه داریم : Local Area Network (LAN) Metropolitan Area Network (MAN) Wide Area Network (WAN) به تعریف اجمالی هر یک میپردازیم : Local Area Network

شبکه LAN یک شبکه محدود شده به محیطی کوچک میباشد . و عموما به یک محدوده جغرافیایی همچون آزمایشگاه ؛ مدرسه یا ساختمان میباشد . و کمتر اتفاق میفتد که یک شبکه LAN از یک مایل فاصله بیشتری داشته باشد . نوعی از پیکر بندی شبکه LAN به اینگونه است که یک کامپیوتر به عنوان file server قرار میگرد . و این کامپیوتر مخزن تمامی نرم افزارهایی است که شبکه را کنترل میکنند . کامپیوترهایی که به فایل سرور متصل میشوند را ایستگاه کاری یا workstation میگویند . کامپیوتر های ایستگاه کاری میتوانند از لحاظ قدرت نسبت به سرور کمتر باشند . و میتوانند نرم افزارهای اضافی نیز در خودشان علاوه بر نرم افزارهای ویژه اتصال در خود داشته باشند . در اکثر شبکه های LAN کابلهایی برای اتصال به شبکه موجود است و از طریق کابل به یکدیگر متصل میشوند . که بعدا در مورد کابل بندی و توپولوژی و سخت افزارهای مورد نیاز صحبت خواهیم کرد .

Metropolitan Area Network یک شبکه MAN بر محیطهای جغرافیایی بزرگتری از LAN را پوشش میدهند مانند درون شهری و ناحیه ها . با بهم پیوستن شبکه های کوچکتر به هم اطلاعات به اسانی از اینطریق منتشر میشوند . کتابخانه های محلی و نمایندگیهای دولتی عموما از این نوع شبکه برای اتصال به شرکت های خصوصی و یا عموم استفاده میکنند . Wide Area Network خوب همانطور که از اسمش پیداست شبکه ای بزرگتر از دو نوع بالاست و ارتباطات در این نوع شبکه میتواند بصورت کشوری باشد . که ساختار پیچیده تری دارد اما ساختمان ان شبیه به همین شبکه های محلی میباشد . از مجموعه مزایای شبکه همانطور که قبلا هم گفتم باز هم هست که باز هم میگویم : سرعت تبادل اطلاعات بسیار بالا میرود به جای اینکه مثلا فایلی را در فلاپی دیسک بریزید و به کامپیوتر دیگری متصل کنید اگر به بیش از یک کامپیوتر احتیاج داشته باشید اینکار با ارتباطات شبکه ای به راحتی امکان پذیر است . و علاوه بر مزایا مشکلاتی نیز در پی دارد : قیمت تقریبا بالایی برای نصب دارند . به یک مسئول شبکه محتاجید . ممکن است سرور از بین برود . ممکنست کابلها فرسوده شوند و ...

مفهوم شبکه

شبکه در ساده ترین حالت خود شامل دو رایانه است که به وسیله کابل
به یکدیگر متصل شده اند. به گونه ای که بتوانند از داده ها به طور
مشترک یا Share استفاده کنند.

رایانه های شخصی ابزاری برای تولید داده ها و اسناد متنی و ... هستند
چنانچه دیگران به اطلاعات شما نیاز داشته باشند باشند و شبکه ای وجود نداشته باشد شما اطلاعات را بر روی فلاپی میزنید و به شخص میدهید که به این روش کار Stand-Alone گویند.

رایانه هایی که قسمتی از شبکه هستند میتوانند از موارد زیر به صورت
مشترک استفاده کنند :

داده ها

چاپگرها

پیام ها

مودمها

سایر منابع سخت افزاری

از این رو شبکه های رایانه ای را میتوان مجموعه ای از DTE ها دانست که برای به اشتراک گزاری داده ها به یکدیگر متصل شده اند.

چرا از شبکه استفاده میکنیم ؟

الف- حذف محدودیت های جغرافیایی

با استفاده از شبکه میتوان محدودیت های جغرافیایی را حذف کرد و به
اطلاعات شخصی که هزاران کیلومتر با ما فاصله دارد دست یافت.

ب- افزایش اعتماد

با داشتن منابع متعدد در سیستم های موجود در شبکه میتوان از اعتماد
بالایی برخوردار بود. به عنوان مثال وقتی که یک فایل بر روی سیستمهای شبکه کپی میشود در صورتی که این فایل در یک سیستم از بین برود میتوان از فایل موجود بر روی سیستم دیگر استفاده کرد.

ج- کاهش هزینه ها

شبکه ها این امکان را برای چندین نفر فراهم آورده اند تا هم از
داده ها و هم از دستگاه های جانبی به طور همزمان و مشترک استفاده کنند.

د- صرفه جویی در وقت

از طریق به اشتراک گزاری داده ها میتوان در وقت صرفه جویی کرد

قبل از ظهور شبکه اطلاعات مشترک محدود به موارد زیر بود :

الف- گفتن اطلاعات به یکدیگر

ب- نوشتن یادداشت

ج- قرار دادن اطلاعات بر روی فلاپی دیسک

با استفاده از شبکه عملیات فوق حذف و باعث صرفه جویی در وقت گردیده است.

انواع شبکه

شبکه های محلی LAN

این نوع شبکه ها که در محیط محدود کاربرد دارند در داخل یک ساختمان و یا ساختمان های نزدیک به هم مورد استفاده قرار میگیرد. شبکه های محلی برای اتصال رایانه ها در دفاتر شرکتها و ... به کار میرود. این نوع شبکه ها سریع ترین رشد را در میان صنعت ارتباطات داشته اند. این نوع شبکه دارای مشخصات زیر میباشد.

الف- رایانه ها نزدیک به هم و معمولا در یک ساختمان هستند
ب- مالکیت خطوط انتقال خصوصی است و از سوی سازمان مربوط نصب و نگهداری میشود

ج- سرعت انتقال داده ها بسیار بالاست ( 1 تا 400 MBPS )
د- شبکه ها از ساختار مشخصی استفاده میکنند.

شبکه های گسترده WAN

زمانی که مزایای شبکه سازی شناخته شد سازمانها نیاز به گسترش شبکه را احساس نمودند. با گسترش حوزه ی جغرافیایی شبکه های WAN مطرح شد.

این شبکه های ناحیه ی جغرافیایی وسیعی را در بر میگیرند و دارای
مشخصات زیر هستند :

الف- رایانه ها صدها و هزارها کیلومتر با یکدیگر فاصله دارند

ب- خطوط انتقال از سوی شرکتهای مخابراتی ایجاد و پشتیبانی میشود

ج- سرعت انتقال داده ها کم است. از 9600 bps تا 2 mbps

شبکه های شهری MAN

شبکه های شهری در مقایسه با LAN وسعت بیشتری دارند ولی از WAN
کوچکترند. این شبکه ها معمولا برای اتصال دفاتر یک شرکت در یک شهر مورد استفاده قرار میگیرند.

تعریف شبکه :

مجموعه ای از چند کامپیوتر مستقل که از طریق یک محیط ارتباطی با یکدیگر ارتباط دارند و می‌توانند عملیات انتقال داده را انجام دهند.

تقسیم بندی شبکه ها از نظر گستردگی

شبکه های محلی  (Lan )

Local Area Network

شبکه محلی عبارتست از ارتباط یک سری کامپیوترهای شخصی یا ادوات کامپیوتری از طریق یک محیط مخابراتی تحت یک قانون و به کمک یک سیستم عامل در یک محدوده جغرافیایی محدود.

 شبکه های گسترده ( Wan )

   Wide Area Network

شبکه های Wan  محدودیت جغرافیایی ندارند و در اکثر موارد ، یک Wan‌ از چندین Lan  مرتبط با یکدیگر ایجاد می‌شود شاید بتوان اینترنت را بزرگترین Wan  در نظر بگیریم.

عوامل پیشرفت سریع شبکه عبارتند از :

1-      تعداد زیاد میکروکامپیوترها.

2-   شبکه های محلی علاوه بر دارا بودن بسیاری از مزایای مینی کامپیوترها و کامپیوترهای بزرگ توانایی کار در محیط سیستم عامل عادی را نیز دارند.

3-      به وجود آمدن استانداردهای ملی و بین المللی در زمینه طراحی و کاربرد شبکه ها .

4-      شبکه های محلی دارای قابلیت توسعه خوبی هستند.

5-   در یک شبکه محلی سیستم همگام با نیاز سازمان توسعه می‌یابد و هزینه اضافی را به سازمان مربوطه تحمیل نمی‌کند.

6-      شبکه های محلی انعطاف پذیر و قابل اطمینان هستند.

7-   شبکه های محلی امکان استفاده مشترک از سخت افزار گران قیمت مانند هارد دیسکهای بزرگ ، چاپگرهای لیزری و دستگاه های تهیه پشتیبان را فراهم می‌کند.

 تعریف Pack‌:

در شبکه های محلی برای سهولت در کنترل ترافیک اطلاعاتی در خطوط ارتباطی اطلاعات به بسته هایی با حجم کوچکتر تقسیم می‌شوند سپس آدرس مبدا ، آدرس مقصد و اطلاعات مربوط به تصحیح خطا و ... به آن اضافه می‌شود . این بسته ها Packet  نامیده می‌شوند.

لایه های شبکه و مدل OSI

OPEN SYSTEM INTERCONECT

مدل OSI  معروفترین و معتبرترین استاندارد شبکه های محلی می‌باشد . این استاندارد رسمی‌به صورت یک مفهوم کلی ارائه شده و به عنوان چهار چوب اصلی برای تعریف بسیاری از قراردادهای ارتباطی

 ( Communication Protocol ) در شبکه های کامپیوتری به کار گرفته می‌شود. این مدل یک چهار چوب و طبقه بندی کلی برای ارتباط ارائه می‌دهد و به جزئیات و چگونگی برقراری ارتباط نمی‌پردازد.

این مدل از هفت لایه تشکیل شده است . هر لایه از خدمات ارائه شده توسط لایه قبلی استفاده می‌کند و خدماتی را به لایه بعدی ارائه می‌دهد.

در حالت کلی وجود تمامی لایه ها الزامی نیست و ممکن است در یک شبکه یک یا چند لایه وجود نداشته باشد. مزیت طبقه بندی در این است که کلیه پردازش و فرایندهای انجام شده در لایه n ام بر اساس خدمات ارائه شده توسط لایه (n-1 )ام طراحی می‌شود و بستگی به ساختار و نوع لایه های n-2 و قبل از آن ندارد. به این ترتیب شبکه هایی با قراردادهای متفاوت تنها در یک یا چند لایه با یکدیگر تفاوت خواهد داشت و ایجاد روشهایی برای برقراری ارتباط بین این شبکه ها ساده تر صورت می‌گیرد.

امروزه اهمیت شبکه های رایانه بر هیچ کس پوشیده نیست . با توجه به مزیت های مختلف آنها (کاهش هزینه ، صرفه جویی در وقت ، حذف محدودیت های جغرافیایی و ...) ، شاهد پیشرفت روزافزون این شاخه علمی می شویم . به همین دلیل اگر دیر بجنبیم از قافله عقب می مانیم ، به همین دلیل بنده در این مقاله به اصطلاحات مربوط به شبکه های کامپیوتری پرداخته ام

• ( DTE ( Data Terminal Equipment : منبع و گیرنده داده ها را در شبکه های رایانه ای DTE می گویند .

• ( DCE ( Data Communication Equipment : تجهیزاتی که مشخصات الکتریکی داده ها را با مشخصات کانال داده ها تطبیق می دهد مانند مودم .

• (B.W ( Band width : پهنای باند یا محدوده ای که در آن امواج آنالوگ بدون هیچ افتی حرکت می کنند .

• Noise : نویز یا پارازیت به امواج الکتریکی مزاحم می گویند که موجب اختلال در انتقال داده ها می شود .

• Bps : سرعت انتقال داده ها یا بیت در ثانیه.

• Network : ‌شبکه .

• Share : به اشتراک گذاری داده ها و منابع سخت افزاری برای استفاده همه کامپیوتر های موجود در شبکه .

• Time Sharing : نوعی شبکه در قدیم که از یک Main Frame به عنوان سرور استفاده می کردند .

• ( LAN ( Local area network : شبکه های محلی و کوچک .

• ( MAN ( Metropolition area network : شبکه های شهری .

• ( WAN ( Wide area network : شبکه های گسترده همانند اینترنت .

• Node : به هر کامپیوتر وصل به شبکه Node یا گره می گویند .

• Server : سرویس دهنده .

• Client : سرویس گیرنده .

• Peer - to - Peer : شبکه های نظیر به نظیر که در آن هر کامپیوتری هم سرویس دهنده هست و هم سرویس گیرنده ) .

• Server – Based : شبکه های بر اساس سرویس دهنده که در آن یک یا چند کامپیوتر فقط سرویس دهنده و بقیه کامپیوتر ها سرویس گیرنده هستند .

• Topology : توپولوژی به طرح فیزیکی شبکه و نحوه آرایش رایانه ها در کنار یکدیگر می گویند .

• BUS : توپولوژی خطی که در آن رایانه ها در یک خط به هم وصل می شوند . در این توپولوژی رایانه اول و آخر به هم وصل نیستند .

• Ring : توپولوژی حلقوی که بصورت یک دایره رایانه ها به هم وصلند و در این توپولوژی رایانه اول و آخر به هم وصلند .