تحقیق مقاله شبکه های کامپیوتری

بعد از اختراع کامپیوتر دانشمندان خیلی زود به این نتیجه رسیدند که لازم است راهی ایجاد شودتا اطلاعات موجود بر روی کامپیوترها از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر انتقال یابد . راه متداول در آن زمان چاپ کردن اطلاعات یا ذخیره سازی آن روی دیسک و انتقال آن به کامپیوترهای دیگر بود.

اما این راه ، بادهی کافی نداشته و یک انتقال الکترونیکی لازم بود. این نیاز باعث شد که شبکه های کامپیوتری ساخته شوند. در ساده ترین نوع شبکه کامپیوتری تنها 2 کامپیوتر متصل به یکدیگر وجود دارد که این دو کامپیوتر اطلاعات درون خود را به اشتراک یکدیگر میگذارند.

شبکه های کامپیوتری میتوانند بسیار پیچیده تر از آنچه که در این فصل بررسی خواهد شد باشند. اما ما برای آشنایی دقیق با مفاهیم شبکه و اینکه چگونه کار میکند ابتدا به بررسی ساده ترین نوع شبکه ها می‌پردازیم .

مقدماتی که تا کنون در مورد شبکه ارائه شده شامل تعاریف عمومی بوده ومطالب تخصصی را شامل نمیشود. شبکه ای که محدود به یک منطقه کوچک باشد ، مثلا یک Site  یا یک شبکه محدود در یک ساختمان بطور اختصار LAN  نامیده میشود.

ساده ترین نوع شبکه با متصل کردن چند کامپیوتر بوسیله کابل های خاصی بوجود می آید . ممکن است یک چاپگر به یکی از کامپیوترها متصل باشد و با استفاده از این سیستم شبکه این چاپگر به اشتراک بقیه کامپیوترها نیز گذاشته میشود . همچنین ممکن است چاپگر مستقیما به شبکه متصل شده باشد . سایر تجهیزات جانبی کامپیوتر نیز میتوانند برای استفاده همه کاربران در یک شبکه به اشتراک گذاشته شوند.

هر دستگاه با یک کابل به شبکه اتصال می یابد . دارای یک آدرس یگانه و منحصر به فرد است . که در شبکه با آن آدرسی شناخته میشود. به همین دلیل اطلاعات دقیقا به همان کامپیوتری که مد نظر است فرستاده میشود و خطایی رخ نمی دهد . البته در فصلهای بعدی بیشتر به شرح این موضوع می پردازیم . سرور یا سرویس دهنده شبکه یکی از کامپیوترهای شبکه است که کنترل مرکزی کل شبکه را بر عهده دارد . این کامپیوتر قادر است شبکه را به اشتراک بگذارد . مثلا فضای دیسکها، برنامه ها ، دسترسی اینترنت ، کنترل چاپگرهایی که مستقیما به آن وصل هستند یا به شبکه متصل هستند را به اشتراک میگذارد .

در اصل وظیفه اصلی server به اشتراک گذاشتن منابع است اینکه تعیین کند، کدام کاربر در چه سطحی اجازه دسترسی به فایل به اشتراک گذاشته شده را دارد .

برای اینکه server کمتر دچار مشکل یا بروز خط شود. میتوان از مجموعه ای از دیسک ها . منبع تغذیه‌های جانبی ، RAM های چک کننده خطا و پردازش گرهای اضافی استفاده کرده . حتی برای جلوگیری از ایجاد وقفه زمان قطع برق میتوا ن از (Uninterruplable Power Supplies )  استفاده کرد.

مجموعه تجهیزات جانبی بیان شده میتواند کامپیوتر server   را بزرگتر از سایر کامپیوترهای شبکه جلوه دهد . Server  در سیستم عامل های شبکه دارای یک سری نرم افزارهای مربوط بخود میباشد که وظیفه آنها تخصیص منابع به کامپیوترهای دیگر است .

هنگامی که Server با استفاده از Server Service  منابع را به اشتراک میگذارد در واقع امکان دسترسی به این منابع را با مشتریها(Client) فراهم میکند. عمده‌ترین سیستم عامل‌های شبکه سیستم عاملهای Windows /Nt /2000/Net هستند که تمام نرم افزارهای لازم برای کنترل شبکه را دارا میباشند.

تا بحال متوجه شدیم که کار اصلی شبکه به اشتراک گذاردن و استفاده از منابع است ، که به اشتراک گذاشتن توسط Server و استفاده کردن توسط Client انجام میشود. البته اکثر کامپیوتر Client  میتواندهمزمان بعضی از فایل های خود را به اشتراک نیز بگذارد.

شبکه ای که در آن تمام کامپیوترهای شبکه نسبت به یکدیگر از حق دسترسی های یکسان بر خوردارند . شبکه Peer – To – Peer  نامیده میشود و در آن Server خاصی وجود ندارد . در این موارد یک کامپیوتر هم  Server  و هم Client میباشد .

نکات مهم در شبکه های Peer – To – Peer  :

مدیریت کردن کامپیوترها در صورتی که تعداد آنها زیاد شود مشکل است .

گسترش شبکه بسیار محدود میشود .

هر کاربر مسئول حفاظت از فایل ها و منابع مربوط به خود است .

هر کاربر باید مهارت Server  شدن و اعمال امنیتهای لازم را داشته باشد .

 کاربران احتمالا فقط در یک اداره یا یک سازمان هستند.

شبکه Peer – To – Peer  دارای زمان استفاده خاص میباشد . یعنی مثلا در یک اداره در زمان ساعات اداری میتوان از آن استفاده کرد . زیرا در ساعت دیگر ممکن است فقط بعضی از کامپیوترها روشن باشند. شبکه Peer – To – Peer  میتواند دارای گروه بندی های مختلف باشد که هر کدام از کاربران با وجود این که در یک اداره هستند عضو گروه های مختلف یک شبکه Peer – To – Peer  باشند.

هنگامیکه نیاز به گسترش شبکه Peer – To – Peer  داشته باشیم و بخواهیم امنیت نیز رعایت شود نیاز به یک Server  داریم تا شبکه به کمک آن راه اندازی شود. این نوع شبکه معمولا Client / Server  نامیده میشود.

ویندوز NT به عنوان Prunary Domain  Controier  شناخته میشود .

Administrator  شبکه مسئول راه اندازی روزانه Server  و تهیه BackUp  از فایل ها است . این مسئولیت معمولا در نیمه شب انجام میشود زیرا ممکن است عمل Back Up  گیری به زمان زیادی احتیاج داشته باشد و باعث شود که Server  در این زمان نتواند منابع مورد نظر را به Client  ارائه دهد.

کامپیوتر Server  هر قدر هم که قوی باشد بدون سیستم عامل کارایی ندارد ، در واقع این سیستم عامل است که میتواند قابلیت های Server  را استفاده کند. پس ممکن است که کامپیوتر Server شما دارای ویژگی های بسیار زیادی باشد ولی به دلیل سیستم عامل ضعیفی که بر روی آن نصب شده است قابلیتهای کمی کامپیوتر Server  ارائه شود.

هر قدر که شبکه گسترش پیدا کند بر پیچیدگی آن افزوده میشود و لازم است بفکر یک راه بهتر برای اداره شبکه باشیم . راه بهتر برای اداره شبکه استفاده از راهنمای سرویس (Network Dierectory Service) است . توسط این راهنما سیستم عامل شبکه میتواند اطلاعات مورد نظر خود جهت موجود بودن یا نبودن منابع دسترسی پیدا کند.

راهنمای شبکه (Directory ) یک پایگاه داده از اطلاعات منابع موجود در شبکه است . هر منبع در واقع به عنوان یک شیء با صفات  مشخص شناخته میشود . بعنوان مثال چاپگر به عنوان یک شی به همراه کلیه صفات آن از قبیل مکان آن دو شبکه ، اندازه کاغذی که استفاده میکند، رنگی بودن یانبودن و غیره شناخته میشود.

سازماندهی میتوان  بدون اینکه نیازی به Fax باشد اطلاعات موجود در دفتر پاریس از طریق چاپگر موجود در نیویورک چاپ شود.

محصول سرویس دهنده راهنمای شرکت مایکروسافت guied Dierectory Service  نام دارد . محصول سرویس دهنده راهنمای تاول نیز NDS نامیده میشود . البته محصول مایکرو سافت در جزئیات بیشتری میباشد .

کارت شبکه یا NIC  یک سخت افزار است که کامپیوتر را کابل شبکه متصل میسازد . وظیفه کارت شبکه گرفتن اطلاعات کامپیوتر و تبدیل آنها به فرمت قابل ارسال توسط کابل شبکه کنترل عدم آشفتگی اطلاعات ارسالی و دریافتی است.

اطلاعات داخل کامپیوتر بطور موازی از طریق گذرگاههایی که معمولا 32 بیتی هستند منتقل میشوند. اما هنگامیکه کارت شبکه میخواهد آنها را به کابل شبکه بفرستد چون تنها 2 سیم کابل شبکه وجوددارد بنابراین BUS  آن 1 بیتی است .

پس کارت شبکه (NIC )  یک مبدل موازی به سری محسوب میشود . که البته هنگام ورود اطلاعات از شبکه به کامپیوتر بر عکس عمل میکند .

کارت شبکه باید بتواند موقعیت خود را در بین سایر کامپیوتر مشخص کند . تمام کارت شبکه ها در سراسر جهان یک شماره سریال دارند که از طرف سازنده روی لایه فیزیکی آنها قرار داده شده است ( بصورت سخت افزاری ) . بوسیله این شماره سریال که مورد تائیدIEEE نیز می‌باشد ، این کارتهای شبکه از یکدیگر متمایز میشوند.

مثلا در  ویندوز 2000 اگر کامپیوتر شما بصورت TCP/IP  شبکه متصل باشد میتوانید در Command  دستور IPConging/ All  را تایپ کنید و با فشار دادن کلید Enter یک شماره 12 رقمی بر مبنای 16 مشاهده خواهید کرد که آدرس فیزیکی کارت شبکه شما خواهد بود. برای مثال عدد زیر یک نمونه از آدرس فیریکی کارت میباشد oo – oo – 21 –CC –EA – BD  هنگامیکه یک کارت شبکه میخواهد با کارت شبکه دیگری اطلاعات مبادله کند فرآیندی بنام دست دادن یا Hand Shaking   اتفاق می افتد که در آن دو کارت شبکه از پارامترهای یکدیگر حجم اطلاعات سرعت انتقال و غیره مطلع میشوند.

در شبکه های LAN نوع کابلی که استفاده میشود بستگی مستقیم به سرعت مورد نیاز برای انتقال داده ها و نوع داد هایی که کارت های شبکه میتوانند انتقال دهند دارد .

Ethernet  های نازک از یک کابل هم محور استفاده میکنند که دارای که مغزی روکش شده است و انتهای آن به فیش BNC ختم میشود. این نوع کابل مستقیما توسط یک اتصال T شکل کارت شبکه قطع شود زیرا کابل شبکه از یک کامپیوتر دیگر انتقال می یابد لذا همه آنها را به هم متصل میکند. اگر یکی از کابلها از این اتصال جدا شود بقیه کامپیوترهایی که به این کابل متصل هستند دیگر در شبکه وجود ندارند .

دو انتهای کابل شبکه یک Terminator با مقاومت 50 اهم به یکدیگر متصل شده است . نام رسمی Etherenet  نازک “10 Base”  است . ( که استاندارد IEEE میباشد ). این نام نشان میدهد که قابلیت انتقال و طول کابل میتواند حداکثر 200 متر باشد . البته در عمل در هر 5 متر یک تقویت کننده سیگنال لازم است . اطلاعات این کابل حداکثر 10mb/sec است و طول کابل می‌تواند حداکثر 200 متر باشد در عمل در هر 185 متر یک تقویت کننده سیگنال لازم است.

نوع ضخیم تر Ethernet یا 10 base  مشابه نوع نازک آن است ولی مغزی صخیم تری دارد و از یک فرستنده و گیرنده در محل اتصال با کارت شبکه استفاده میکندو حداکثر فاصله 500  متر را پشتیبانی میکند. کابل فرستنده به فیش های DIX یا AUT  روی کارت شبکه متصل میشود. روش اتصال فرستنده و گیرنده به کابل شبکه متفاوت است به این ترتیب که مغزی کابل به فیش کارت شبکه ثابت میشود.

کابل شبکه UTP  متداولترین سیستم است . زیرا سرعت بیشتری را پشتیبانی میکند . ارزان تر و انعطاف پذیرتر نیز میباشد علاوه بر قابلیت کابل کشی بین دو کامپیوتر میتوان کابل کشی را بین کامپیوترها و یک سیستم توزیع کننده مثل Hub یا Switch  نیز انجام داد. Hub ، سوئیچ ها و سایر دستگاههای شبکه را در فصلهای بعدی بررسی میکنند.

کابل های UTP  در زیر مجموعه 3 با سرعت Sec زیرمجموعه 5 با سرعت 100Mb/Sec  میتوانند متداول ترین سیستم کابل شبکه هستند . کابلهای جفت با غلاف داخلی براساس تعداد پیچش در طول یک متر مشخص میشوند و همچنین این کابلها دارای مقاومت ناچیزی هستند تا افت سیگنال به حداقل برسد . این ویژگی جز خواص الکتریکی کابلهای موازی است . البته پیچش کابل بدور خود تداخل رانیزکاهش میدهد.

اگر از رابط کابل نوری استفاده کنیم سرعت انتقال داده ها رفته رفته و بطور کلی حدود 1000  Mb/Sec میشود . فیبر نوری مغزیی از جنس شیشه یا پلاستیک است که دارای نوعی روکش  روکش Kevlar  میباشد . پوشش Kevlar  باعث استحکام  آن میشود.