تحقیق مقاله شبکه

از تعریف شبکه شروع می کنیم.

شبکه چیست؟

یک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها(کامپیوتروچاپگرو...) بوده که با استفاده از یک روش ارتباطی(کابل یا ماهواره یا ...) و بمنظور اشتراک منابع فیزیکی و اشتراک منابع منطقی به یکدیگر متصل می گردند.

تفسیم بندی شبکه ها

.شبکه های کامپیوتری را بر اساس مولفه های متفاوتی تقسیم بندی می نمایند. در ادامه به برخی از متداولترین تقسیم بندی های موجود اشاره می گردد.

تقسیم بندی بر اساس نوع وظایف

کامپیوترهای موجود در شبکه را با توجه به نوع وظایف مربوطه به دو گروه عمده سرویس دهندگان(Server

سرویس گیرندگان(Client )تقسیم مینمایند . کامپیوترهائی که از خدمات و سرویس های ارائه شده توسط سرویس دهندگان استفاده می کنند ، سرویس گیرنده نامیده می شوند و کامپیوترهایی که به سایر کامپیوترها سرویس می دهند سرویس دهنده نامیده می شوند.

در شبکه های Client-Serverیک کامپیوتر در شبکه نمی تواند هم بعنوان سرویس دهنده و هم بعنوان سرویس گیرنده ، ایفای وظیفه نماید

دز شبکه های Peer to Peerیک کامپیوتر می تواند هم بصورت سرویس دهنده و هم بصورت سرویس گیرنده ایفای وظیفه نماید.

برای کنار هم قرار دادن کامپیوترها قوانینی وجود دارد که توپولوژی که نامیده می شود.

انواع توپولوپی:

1-ستاره ای(Star)

2-حلقوی(Ring)

3-خطی(Bus)

4-توری(Fully connected or mesh)

5-درختی(Tree)

6-ترکیبی(Hybrid)

*از بین توپولوپی های فوق توپولوپی Star از اهمیت بیشتری بر خوردار است.

*Star:در این توپولوپی کلیه کامپیوترها به یک کنترل کننده مرکزی به نام Hub متصل می شوند.Hub اطلاعات را درون شبکه ارسال و دریافت می کند.

مزایای این توپولوپی:

1-نصب آسان

2-توسعه آسان

3-اگر یک کامپیوتر خراب شود فقط آن کامپیوتر از شبکه خارج می شود و تاثیری بر شبکه ندارد.

*Ring:این توپولوپی توسط شرکت IBM اختراع شد به همین دلیل به IBM Token Ring مشهور است.

در این توپولوپی کامپیوترها به صورت یک حلقه کنار هم چیده می شود

مزایای این توپولوپی:

1-کم بودن طول کابل

-2-نیاز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود

3-مناسب جهت فیبر نوری

تقسیم بندی بر اساس حوزه جغرافی تحت پوشش

شبکه های کامپیوتری با توجه به حوزه جغرافیائی تحت پوشش به سه گروه تقسیم می گردند

1-Lan (شبکه های کوچک)

2-Man (شبکه های متوسط)

3-Wan (شبکه های بزرگ)

شبکه 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

1-توانائی ارسال اطلاعات با سرعت بالا

2-محدودیت فاصله

3-قابلیت استفاده از محیط مخابراتی ارزان نظیر خطوط تلفن بمنظور ارسال اطلاعات

4-نرخ پایین خطاء در ارسال اطلاعات با توجه به محدود بودن فاصله

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:

1-پیچیدگی بیشتر نسبت به شبکه های محلی

2-قابلیت ارسال تصاویر و صدا

3-قابلیت ایجاد ارتباط بین چندین شبکه

 یک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپیوتر ، چاپگر و ... ) بوده که با استفاده از یک روش ارتباطی ( کابل ، امواج رادیوئی ، ماهواره ) و بمنظور اشتراک منابع فیزیکی ( چاپگر) و اشتراک منابع منطقی ( فایل )  به یکدیگر متصل می گردند. شبکه ها می توانند با یکدیگر نیز مرتبط شده و شامل زیر شبکه هائی باشند.

تفسیم بندی شبکه ها

.شبکه های کامپیوتری را بر اساس مولفه های متفاوتی تقسیم بندی می نمایند. در ادامه به برخی از متداولترین تقسیم بندی های موجود اشاره می گردد .

● تقسیم بندی بر اساس نوع وظایف . کامپیوترهای موجود در شبکه را با توجه به نوع وظایف مربوطه به دو گروه عمده : سرویس دهندگان (Servers) و یا سرویس گیرندگان (Clients) تقسیم می نمایند. کامپیوترهائی در شبکه که برای سایر کامپیوترها سرویس ها و خدماتی را ارائه می نمایند ، سرویس دهنده  نامیده می گردند. کامپیوترهائی که از خدمات و سرویس های ارائه شده توسط سرویس دهندگان استفاده می کنند ، سرویس گیرنده نامیده می شوند .

 در شبکه های Client-Server ، یک کامپیوتر در شبکه نمی تواند هم بعنوان سرویس دهنده و هم بعنوان سرویس گیرنده ، ایفای وظیفه نماید.

در شبکه های Peer-To-Peer ، یک کامپیوتر می تواند هم بصورت سرویس دهنده و هم بصورت سرویس گیرنده ایفای وظیفه نماید.

یک شبکه LAN  در ساده ترین حالت از اجزای زیر تشکیل شده است :

- دو کامپیوتر شخصی . یک شبکه می تواند شامل چند صد کامپیوتر باشد. حداقل یکی از کامپیوترها می بایست بعنوان سرویس دهنده مشخص گردد. ( در صورتیکه شبکه از نوع Client-Server باشد ). سرویس دهنده، کامپیوتری است که هسته اساسی سیستم عامل  بر روی آن نصب خواهد شد.

- یک عدد کارت شبکه (NIC) برای هر دستگاه. کارت شبکه نظیر کارت هائی است که برای مودم و صدا در کامپیوتر استفاده می گردد.  کارت شبکه مسئول دریافت ، انتقال ، سازماندهی و ذخیره سازی موقت اطلاعات در طول شبکه است . بمنظور انجام وظایف فوق کارت های شبکه دارای پردازنده ، حافظه و گذرگاه اختصاصی خود هستند.

 ● تقسیم بندی بر اساس توپولوژی . 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. 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 :

BUS

STAR

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

- 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.

- 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

- 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.