Avaxnet

چکيده
استفاده از شبکه های کامپیوتری در چندین سال اخیر رشد فراوانی کرده وسازمانها وموسسات اقدام به برپایی شبکه نموده اند . هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط وسیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد. در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند؛در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگهداری شبکه وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود.
در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود:
-برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟
-چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟
-هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟
- انتظار کاربران از شبکه چیست ؟
- آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟
-چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟

بطور کلی قبل از طراحی فیزیکی یک شبکه کامپیوتری ، ابتدا باید خواسته ها شناسایی وتحلیل شوند، مثلا در یک کتابخانه چرا قصد ایجاد یک شبکه را داریم واین شبکه باید چه سرویس ها وخدماتی را ارائه نماید؛ برای تامین سرویس ها وخدمات مورد نظر اکثریت کاربران ، چه اقداماتی باید انجام داد ؛ مسائلی چون پروتکل مورد نظر برای استفاده از شبکه ، سرعت شبکه واز همه مهمتر مسائل امنیتی شبکه ، هریک از اینها باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. سعی شده است پس از ارائه تعاریف اولیه ، مطالبی پیرامون کاربردهای عملی آن نیز ارائه شود تا در تصمیم گیری بهتر یاری کند

شبکه کامپیوتری چیست ؟

اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار ونرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری ونرم افزاری موجود در شبکه منبع1(Source) گویند. در این تشریک مساعی با توجه به نوع پیکربندی کامپیوتر ، هر کامپیوتر کاربر می تواند در آن واحد منابع خود را اعم از ابزارها وداده ها با کامپیوترهای دیگر همزمان بهره ببرد. " دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد2" : 1 - استفاده مشترک از منابع : استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند. 2 - کاهش هزینه : متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها وپرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف واستفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت . 3 - قابلیت اطمینان : این ویژگی در شبکه ها بوجود سرویس دهنده های پشتیبان در شبکه اشاره می کند ، یعنی به این معنا که می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی وسیستم ها در شبکه نسخه های دوم وپشتیبان تهیه کرد ودر صورت عدم دسترسی به یک از منابع اطلاعاتی در شبکه " بعلت از کارافتادن سیستم " از نسخه های پشتیبان استفاده کرد. پشتیبان از سرویس دهنده ها در شبکه کارآیی،، فعالیت وآمادگی دایمی سیستم را افزایش می دهد. 4 - کاهش زمان : یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای ، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است ؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد. 5 - قابلیت توسعه : یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد وتبدیل به یک شبکه بزرگتر شود. در اینجا هزینه توسعه سیستم هزینه امکانات وتجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مد نظر است. 6 - ارتباطات: کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی ویا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند ؛ حتی امکان انتقال فایل نیز وجود دارد". در طراحی شبکه مواردی که قبل از راه اندازی شبکه باید مد نظر قرار دهید شامل موارد ذیل هستند: 1 - اندازه سازمان 2 - سطح امنیت 3 - نوع فعالیت 4 - سطح مدیریت 5 - مقدار ترافیک 6 - بودجه مفهوم گره " Node" وایستگاههای کاری " Work Stations "]1] : " هرگاه شما کامپیوتری را به شبکه اضافه می کنید ، این کامپیوتر به یک ایستگاه کاری یا گره تبدیل می شود. یک ایستگاه کاری ؛ کامپیوتری است که به شبکه الصاق شده است و در واقع اصطلاح ایستگاه کاری روش دیگری است برای اینکه بگوییم یک کامپیوتر متصل به شبکه است. یک گره چگونگی وارتباط شبکه یا ایستگاه کاری ویا هر نوع ابزار دیگری است که به شبکه متصل است وبطور ساده تر هر چه را که به شبکه متصل والحاق شده است یک گره گویند". برای شبکه جایگاه وآدرس یک ایستگاه کاری مترادف با هویت گره اش است.

مدل های شبکه[2]: در یک شبکه ، یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده وهم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی وهمچنین سیستم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بعهده دارد - را نگهداری می کند. برای آنکه سرویس گیرنده " Client" بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند ، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس سرویس دهنده اطلاعات در خواست شده را به سرویس گیرنده ارسال خواهد کرد. سه مدل از شبکه هایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : 1 - شبکه نظیر به نظیر  Peer- to- Peer  - شبکه مبتنی بر سرویس دهنده  Server- Based  - شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده " Client Server"

اجزا ءشبکه : اجزا اصلی یک شبکه کامپیوتری عبارتند از : 1 - کارت شبکه : " NIC- Network Interface Card]]" : برای استفاده از شبکه وبرقراری ارتباط بین کامپیوتر ها از کارت شبکه ای استفاده می شود که در داخل یکی از شیارهای برد اصلی کامپیوتر های شبکه " اعم از سرویس دهنده وگیرنده " بصورت سخت افزاری وبرای کنترل ارسال ودریافت داده نصب می گردد. 2 - رسانه انتقال " Transmission Medium "]]: رسانه انتقال کامپیوتر ها را به یکدیگر متصل کرده وموجب برقراری ارتباط بین کامپیوتر های یک شبکه می شود . برخی از متداولترین رسانه های انتقال عبارتند از : کابل زوج سیم بهم تابیده " Twisted- Pair" ، کابل کواکسیال " Coaxial" وکابل فیبر نوری "Fiber- Optic" . سیستم عامل شبکه " NOS- Network Operating System"]] : سیستم عامل شبکه برروی سرویس دهنده اجرا می شود و سرویس های مختلفی مانند: اجازه ورود به سیستم "Login" ، رمز عبور "Password" ، چاپ فایل ها " Printfiles" ، مدیریت شبکه " Net work management " را در اختیار کاربران می گذارد.

انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی:
نوع شبکه توسط فاصله بین کامپیوتر های تشکیل دهنده آن شبکه مشخص می شود:


شبکه محلی " LAN= Local Area Network"]] :
ارتباط واتصال بیش از دو یا چند رایانه در فضای محدود یک سازمان از طریق کابل شبکه وپروتکل بین رایانه ها وبا مدیریت نرم افزاری موسوم به سیستم عامل شبکه را شبکه محلی گویند. کامپیوتر سرویس گیرنده باید از طریق کامپیوتر سرویس دهنده به اطلاعات وامکانات به اشتراک گذاشته دسترسی یابند. همچنین ارسال ودریافت پیام به یکدیگر از طریق رایانه سرویس دهنده انجام می گیرد. از خصوصیات شبکه های محلی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
1 - اساسا در محیط های کوچک کاری قابل اجرا وپیاده سازی می باشند.
2 - از سرعت نسبتا بالایی برخوردارند.
3 - دارای یک ارتباط دایمی بین رایانه ها از طریق کابل شبکه می باشند.
اجزای یک شبکه محلی عبارتند از :
الف - سرویس دهنده
ب - سرویس گیرنده
ج - پروتکل
د- کارت واسطه شبکه
ط - سیستم ارتباط دهنده

شبکه گسترده " WAN = Wide Area Network" ]9]: اتصال شبکه های محلی از طریق خطوط تلفنی ، کابل های ارتباطی ماهواره ویا دیگر سیستم هایی مخابراتی چون خطوط استیجاری در یک منطقه بزرگتر را شبکه گسترده گویند. در این شبکه کاربران یا رایانه ها از مسافت های دور واز طریق خطوط مخابراتی به یکدیگر متصل می شوند. کاربران هر یک از این شبکه ها می توانند به اطلاعات ومنابع به اشتراک گذاشته شده توسط شبکه های دیگر دسترسی یابند. از این فناوری با نام شبکه های راه دور " Long Haul Network" نیز نام برده می شود. در شبکه گسترده سرعت انتقال داده نسبت به شبکه های محلی خیلی کمتر است. بزرگترین ومهم ترین شبکه گسترده ، شبکه جهانی اینترنت می باشد.

پروتکل های شبکه : ما در این دستنامه تنها دو تا از مهمترین پروتکل های شبکه را معرفی می کنیم: " پروتکل کنترل انتقال / پروتکل اینترنت "l/ Inernet Protocol Tcp / ip= Transmission Control Protoc" پروتکل فوق شامل چهار سطح است که عبارتند از : الف - سطح لایه کاربرد " Application " ب - سطح انتقال " Transporter" ج - سطح اینترنت " Internet" د - سطح شبکه " Net work"]17]: " از مهمترین ومشهورترین پروتکل های مورد استفاده در شبکه اینترنت است این بسته نرم افزاری به اشکال مختلف برای کامپیوتر ها وبرنامه ها ی مختلف ارائه می گردد. Tcp/ip از مهمترین پروتکل های ارتباطی شبکه در جهان تلقی می شود ونه تنها برروی اینترنت وشبکه های گسترده گوناگون کاربرد دارد، بلکه در شبکه های محلی مختلف نیز مورد استفاده قرار می گیردو در واقع این پروتکل زبان مشترک بین کامپیوتر ها به هنگام ارسال و دریافت اطلاعات یا داده می باشد. این پروتکل به دلیل سادگی مفاهیمی که در خود دارد اصطلاحا به سیستم باز مشهور است ، برروی هر کامپیوتر وابر رایانه قابل طراحی وپیاده سازی است. از فاکتورهای مهم که این پروتکل بعنوان یک پروتکل ارتباطی جهانی مطرح می گردد، به موارد زیر می توان اشاره کرد: 1 - این پروتکل در چار چوب UNIX Operating System ساخته شده وتوسط اینترنت بکار گرفته می شود. 2 - برروی هر کامپیوتر قابل پیاده سازی می باشد. 3 - بصورت حرفه ای در شبکه های محلی وگسترده مورد استفاده قرار می گیرد. 4 - پشتیبانی از مجموعه برنامه ها وپروتکل های استاندارد دیگر چون پروتکل انتقال فایل " FTP " وپروتکل دو سویه " Point to point Protcol = PPP " . بنیاد واساس پروتکل Tcp/ip آن است که برای دریافت و ارسال داده ها یا پیام پروتکل مذکور ؛ پیام ها وداده ها را به بسته های کوچکتر وقابل حمل تر تبدیل می کند ، سپس این بسته ها به مقصد انتقال داده می شود ودر نهایت پیوند این بسته ها به یکدیگر که شکل اولیه پیام ها وداده ها را بخود می گیرد ، صورت می گیرد. یکی دیگر از ویژگی های مهم این پروتکل قابلیت اطمینان آن در انتقال پیام هاست یعنی این قابلیت که به بررسی وبازبینی بسته ها ومحاسبه بسته های دریافت شده دارد. در ضمن این پروتکل فقط برای استفاده در شبکه اینترنت نمی باشد. بسیاری از سازمان وشرکت ها برای ساخت وزیر بنای شبکه خصوصی خود که از اینترنت جدا می باشد نیز در این پروتکل استفاده می کنند. [18] - پروتکل سیستم ورودی وخروجی پایه شبکه " [19]Net work basic input/ output System= Net Bios" واسطه یا رابطی است که توسط IBM بعنوان استانداردی برای دسترسی به شبکه توسعه یافت . این پروتکل داده ها را از لایه بالاترین دریافت کرده وآنها را به شبکه منتقل می کند. سیستم عاملی که با این پروتکل ارتباط برقرار می کند سیستم عامل شبکه "NOS" نامیده می شود کامپیوتر ها از طریق کارت شبکه خود به شبکه متصل می شوند. کارت شبکه به سیستم عامل ویژه ای برای ارسال اطلاعات نیاز دارد. این سیستم عامل ویژه را Net BIOS می نامند که در حافظه ROM کارت شبکه ذخیره شده است. Net BIOS همچنین روشی را برای دسترسی به شبکه ها با پروتکل های مختلف مهیا می کند . این پروتکل از سخت افزار شبکه مستقل است . این پروتکل مجموعه ای از فرامین لازم برای در خواست خدمات شبکه ای سطح پایین را برای برنامه های کاربردی فراهم می کند تا جلسات لازم برای انتقال اطلاعات در بین گره ها ی یک شبکه را هدایت کنند. در حال حاضر وجود " Net BIOS Net BEUI= Net BIOS Enhansed User Interface" امتیازی جدید می دهد که این امتیاز درواقع ایجاد گزینه انتقال استاندارد است و Net BEUI در شبکه های محلی بسیار رایج است. همچنین قابلیت انتقال سریع داده ها را نیز دارد . اما چون یک پروتکل غیر قابل هدایت است به شبکه های محلی محدود شده است.

در شبكه‌هايي با نام اترنت سريع١ (Fast Ethernet) دو نوع كابل به چشم مي‌خورد: - 100Base TX: يعني شبكه‌اي كه در آن از كابل UTP نوع Cat5 استفاده شده و عملاً دو جفت سيم در انتقال ديتا دخالت دارند (دو جفت ديگر بيكار مي‌مانند)، سرعت در آن 100 مگابيت در ثانيه و روش انتقال Baseband است. - 100Base T4: تنها تفاوت آن با نوع بالا اين است كه هر چهار جفت سيم در آن بكار گرفته مي‌شوند. كابل فيبر نوري كاملاً متفاوت از نوع Coaxial و Twisted Pair عمل مي‌كند. به جاي اينكه سيگنال الكتريكي در داخل سيم انتقال يابد، پالسهايي از نور در ميان پلاستيك يا شيشه انتقال مي‌يابد. اين كابل در برابر امواج الكترومغناطيس كاملاً مقاومت مي‌كند و نيز تأثير افت سيگنال بر اثر انتقال در مسافت زياد را بسيار كم در آن مي‌توان ديد. برخي از انواع كابل فيبر نوري مي‌توانند تا 120 كيلومتر انتقال داده انجام دهند. همچنين امكان به تله انداختن اطلاعات در كابل فيبر نوري بسيار كم است. كابل مذكور دو نوع را در بر مي‌گيرد:[36] 1- Single Mode: كه دراين كابل ديتا با كمك ليزر انتقال مي‌يابد و بصورت 8.3/125 نشان داده مي‌شود كه در آن 8.3 ميكرون قطر فيبر نوري و 125 ميكرون مجموع قطر فيبر نوري و محافظ آن مي‌باشد. اين نوع كه خاصيت انعطاف‌پذيري كم و قيمت بالايي دارد براي شبكه‌هاي تلويزيوني و تلفني استفاده مي‌گردد. 2- Multi Mode: كه در آن ديتا بصورت پالس نوري انتقال مي‌يابد و بصورت 62.5/125 نشان داده مي‌شود كه در آن 62.5 ميكرون قطر فيبر نوري و 125 ميكرون مجموع قطر فيبر نوري و محافظ آن مي‌باشد. اين نوع مسافت كوتاهتري را نسبت به Single Mode طي مي‌كند و قابليت انعطاف‌پذيري بيشتري دارد. قيمت آن نيز ارزان‌تر است و در شبكه‌هاي كامپيوتري استفاده مي‌شود. بطوركلي كابل فيبر نوري نسبت به دو نوع Coaxial و Twisted pair قيمت بالايي دارد و نيز نصب آن نياز به افراد ماهري دارد. شبكه‌هاي 100Base FX، شبكه‌هايي هستند كه در آنها از فيبر نوري استفاده مي‌شود، سرعت انتقال در آنها 100 مگابيت در ثانيه بوده و روش انتقال Baseband مي‌باشد. امروز، با پيشرفت تكنولوژي در شبكه‌هاي فيبر نوري مي‌توان به سرعت 1000 مگابيت در ثانيه دست يافت. در شكل صفحه بعد يك كابل فيبر نوري مشاهده مي‌شود

كارت شبكه (Network Interface Adapter)
كارت شبكه يا NIC ، وقتي كه در شيار گسترش كامپيوتر( expansion slot: سوكتي در يك كامپيوتر كه براي نگهداري بوردهاي گسترش و اتصال آنها به باس سيستم (مسير انتقال داده‌ها) طراحي مي‌شود. شيارهاي گسترش روشي براي افزايش يا بهبود ويژگيها و قابليت‌هاي كامپيوتر هستند)
قرار مي‌گيرد، وسيله‌اي است كه بين كامپيوتر و شبكه‌اي كه كامپيوتر جزئي از آن است، اتصال برقرار مي‌نمايد. هر كامپيوتر در شبكه مي‌بايست يك كارت شبكه داشته باشد كه به باس گسترش سيستم(System's Expansion Bus) اتصال مي‌يابد و براي رسانه شبكه (كابل شبكه) به عنوان يك واسطه عمل مي‌كند. در برخي كامپيوترها، كارت شبكه با مادربورد يكي شده است، اما در بيشتر مواقع شكل يك كارت گسترش (Expansion Card) را به خود مي‌گيرد كه يا به ISA سيستم (Industry Standard Architecture: مجموعه مشخصاتي براي طراحي باس‌ها كه امكان مي‌دهد قطعات بصورت كارت به شيارهاي گسترش استاندارد كامپيوترهاي شخصي آي‌بي‌ام و سازگار با آنها افزوده شوند)، و يا به PCI (Peripheral Component Interconnect: مجموعه مشخصاتي كه توسط شركت اينتل ارائه شده و سيستم باس محلي را تعريف مي‌كند كه امكان نصب حداكثر 10 كارت گسترش سازگار با PCI را فراهم مي‌كند) متصل مي‌گردد.[39]
كارت شبكه به همراه نرم‌افزار راه اندازي (device driver) آن، مسئول اكثر كاركردهاي لايه data-link و لايه فيزيكي مي‌باشد. كارت‌هاي شبكه، بسته به نوع كابلي كه پشتيباني مي‌كنند، اتصال دهنده‌هاي (Connectors) خاصي را مي‌طلبند. (كابل شبكه از طريق يك اتصال دهنده به كارت شبكه وصل مي‌شود) برخي كارت‌هاي شبكه بيش از يك نوع اتصال دهنده دارند كه اين شما را قادر مي‌سازد كه آنها را به انواع مختلفي از كابلهاي شبكه اتصال دهيد.