شبکه های کامپیوتری

2600 تومان

دسته: تکنولوژی و مهندسی برچسب: پروژه شبکه های کامپیوتری, تحقیق شبکه های کامپیوتری, درباره شبکه های کامپیوتری, رایانه, سیستک, سیستم, شبکه, شبکه های کامپیوتری, شبکه های کامپیوتری چیست, کامپیوتر, مزایای شبکه های کامپیوتری, معایب شبکه های کامپیوتری, مقاله شبکه های کامپیوتری

توضیحات
نظرات (0)

«شبکه های کامپیوتری»

مقدمه

منظور از یک شبکه‌‌ی رایانه‌‌ای چیست؟ هرگاه بتوانیم بین یک سری از رایانه‌‌ها و وسایل جانبی آنها ارتباط برقرار کنیم، بطوری که همه‌‌ی آنها تحت یک سیستم‌‌عامل و یک قرارداد (پروتکل) کار نمایند آنگاه یک شبکه‌‌ی رایانه‌‌ای داریم. یک شبکه‌‌ی رایانه‌‌ای در پایه‌‌ای‌‌ترین سطح خود شامل فقط دو رایانه است که توسط یک کابل به یکدیگر متصل شده‌‌اند ولی می‌‌توانند از داده‌‌ها به طور مشترک استفاده نمایند.

هدف از شبکه کردن رایانه‌‌ها چیست؟ به همان نحوی که استفاده از رایانه‌‌های شخصی بین کاربران رواج پیدا می‌‌کرد، بسیاری از ادارات، سازمان‌‌ها و شرکت‌‌ها احساس کردند که به ارتباط مابین رایانه‌‌ها نیز نیازمند هستند و بر اساس همین نیاز و مزایای شبکه‌‌ها، شبکه‌‌های رایانه‌‌ای پدید آمدند و جای خود را تقریبا” در بیشتر مؤسسات، ارگان‌‌ها و ادارات باز نمودند.

مزایای استفاده از شبکه‌‌های رایانه‌‌ای به قرار زیر است: ـ کاهش هزینه‌‌ها از طریق به اشتراک گذاشتن برنامه‌‌های کاربردی، داده‌‌ها و وسایل جانبی. ـ دستگاه‌‌ها جانبی که از طریق شبکه می‌‌توانند به اشتراک گذاشته شوند عبارتند از: چاپگر، مودم، دیسک‌سخت، CD-ROM، رسام(Plotter)، CD-Recorder و… استفاده مؤثر از زمان و صرفه‌‌جویی در وقت. ارتباطات مؤثرتر بین کاربران شبکه. به فرض اگر کاربران یک شبکه بر روی یک پروژه گروهی کار نمایند، می‌‌توانند از اقدامات و پیشرفت‌‌های یکدیگر به طرز قابل ملاحظه‌‌ای سود ببرند. ـ استفادهٔ همزمان از یک برنامه‌‌ی خاص توسط کاربران متفاوت.

شبکه های کامپیوتری

تقسيم بندی بر اساس توپولوژی. الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپيوترها، توپولوژی ناميده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پياده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب يک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محيط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپيوترها به يکديگر، مستقيما” بر نوع محيط انتقال و روش های استفاده از خط تاثير می گذارد. با توجه به تاثير مستقيم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزينه های مربوط به آن، می بايست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی يک شبکه همت گماشت. عوامل مختلفی جهت انتخاب يک توپولوژی بهينه مطرح می شود. مهمترين اين عوامل بشرح ذيل است:
هزينه. هر نوع محيط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهايت می بايست عمليات نصب شبکه در يک ساختمان پياده سازی گردد. عمليات فوق فرآيندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است. در حالت ايده آل کابل کشی و ايجاد کانال های مربوطه می بايست قبل از تصرف و بکارگيری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بايست هزينه نصب شبکه بهينه گردد.

انعطاف پذيری. يکی از مزايای شبکه های LAN، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزيع گره ها در يک محيط است. بدين ترتيب توان محاسباتی سيستم و منابع موجود در اختيار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت. در ادارات همه چيز تغيير خواهد کرد.(لوازم اداری، اتاقها و…). توپولوژی انتخابی می بايست بسادگی امکان تغيير پيکربندی در شبکه را فراهم نمايد. مثلا” ايستگاهی را از نقطه ای به نقطه ديگر انتقال و يا قادر به ايجاد يک ايستگاه جديد در شبکه باشيم.

سه نوع توپولوژی رايج در شبکه های LAN استفاده می گردد:

BUS
STAR
RING
توپولوژی BUS. يکی از رايجترين توپولوژی ها برای پياده سازی شبکه های LAN است. در مدل فوق از يک کابل بعنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کامپيوترهای موجود در شبکه (سرويس دهنده، سرويس گيرنده) به آن متصل می گردند.

مزايای توپولوژی BUS

– کم بودن طول کابل. بدليل استفاده از يک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپيوترها، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود.موضوع فوق باعث پايين آمدن هزينه نصب و ايجاد تسهيلات لازم در جهت پشتيبانی شبکه خواهد بود.
– ساختار ساده. توپولوژی BUS دارای يک ساختار ساده است. در مدل فوق صرفا” از يک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.
– توسعه آسان. يک کامپيوتر جديد را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ايستگاههای بيشتر در يک سگمنت، می توان از تقويت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.

معايب توپولوژی BUS

– مشکل بودن عيب يابی. با اينکه سادگی موجود در تويولوژی 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 نمايند، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزيت نبوده و در صورت بروز خطاء می بايست نقاط زيادی بمنظور تشخيص خطاء بازديد و بررسی گردند.
– ايزوله کردن خطاء مشکل است. در صورتيکه يک کامپيوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد، می بايست کامپيوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عيب نمود. در موارد خاص می توان يک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتيکه اشکال در محيط انتقال باشد، تمام يک سگمنت می بايست از شبکه خارج گردد.
– ماهيت تکرارکننده ها. در موارديکه برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده می گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغييراتی نيز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگيری کابل بيشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است.
توپولوژی STAR. در اين نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است، از مدلی شبيه “ستاره” استفاده می گردد. در اين مدل تمام کامپيوترهای موجود در شبکه معمولا” به يک دستگاه خاص با نام ” هاب ” متصل خواهند شد.

مزايای توپولوژی STAR

– سادگی سرويس شبکه. توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در يک نقطه مرکزی است. ويژگی فوق تغيير در ساختار و سرويس شبکه را آسان می نمايد.
– در هر اتصال يکدستگاه. نقاط اتصالی در شبکه ذاتا” مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR اشکال در يک اتصال، باعث خروج آن خط از شبکه و سرويس و اشکال زدائی خط مزبور است. عمليات فوق تاثيری در عملکرد ساير کامپيوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت.
– کنترل مرکزی و عيب يابی. با توجه به اين مسئله که نقطه مرکزی مستقيما” به هر ايستگاه موجود در شبکه متصل است، اشکالات و ايرادات در شبکه بسادگی تشخيص و مهار خواهند گرديد.
– روش های ساده دستيابی. هر اتصال در شبکه شامل يک نقطه مرکزی و يک گره جانبی است. در چنين حالتی دستيابی به محيط انتقال حهت ارسال و دريافت اطلاعات دارای الگوريتمی ساده خواهد بود.

معايب توپولوژی STAR

– زياد بودن طول کابل. بدليل اتصال مستقيم هر گره به نقطه مرکزی، مقدار زيادی کابل مصرف می شود. با توجه به اينکه هزينه کابل نسبت به تمام شبکه، کم است، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتيبانی آنها بطور قابل توجهی هزينه ها را افزايش خواهد داد.

– مشکل بودن توسعه. اضافه نمودن يک گره جديد به شبکه مستلزم يک اتصال از نقطه مرکزی به گره جديد است. با اينکه در زمان کابل کشی پيش بينی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود، ولی در برخی حالات نظير زمانيکه طول زيادی از کابل مورد نياز بوده و يا اتصال مجموعه ای از گره های غير قابل پيش بينی اوليه، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.
– وابستگی به نقطه مرکزی. در صورتيکه نقطه مرکزی (هاب) در شبکه با مشکل مواجه شود، تمام شبکه غيرقابل استفاده خواهد بود.
توپولوژی RING. در اين نوع توپولوژی تمام کامپيوترها بصورت يک حلقه به يکديگر مرتبط می گردند. تمام کامپيوترهای موجود در شبکه (سرويس دهنده، سرويس گيرنده) به يک کابل که بصورت يک دايره بسته است، متصل می گردند. در مدل فوق هر گره به دو و فقط دو همسايه مجاور خود متصل است. اطلاعات از گره مجاور دريافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراين داده ها فقط در يک جهت حرکت کرده و از ايستگاهی به ايستگاه ديگر انتقال پيدا می کنند.

مزايای توپولوژی RING

– کم بودن طول کابل. طول کابلی که در اين مدل بکار گرفته می شود، قابل مقايسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ويژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات (کانکتور) در شبکه شده و ضريب اعتماد به شبکه را افزايش خواهد داد.
– نياز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود.بدليل استفاده از يک کابل جهت اتصال هر گره به گره همسايه اش، اختصاص محل هائی خاص بمنظور کابل کشی ضرورتی نخواهد داشت.
– مناسب جهت فيبر نوری. استفاده از فيبر نوری باعث بالا رفتن نرخ سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است. چون در توپولوژی فوق ترافيک داده ها در يک جهت است، می توان از فيبر نوری بمنظور محيط انتقال استفاده کرد.در صورت تمايل می توان در هر بخش ازشبکه از يک نوع کابل بعنوان محيط انتقال استفاده کرد. مثلا” در محيط های ادرای از مدل های مسی و در محيط کارخانه از فيبر نوری استفاده کرد.

معايب توپولوژی RING

– اشکال در يک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در يک گره، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانيکه گره معيوب از شبکه خارج نگردد، هيچگونه ترافيک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت.
– اشکال زدائی مشکل است. بروز اشکال در يک گره می تواند روی تمام گرههای ديگر تاثير گذار باشد. بمنظور عيب يابی می بايست چندين گره بررسی تا گره مورد نظر پيدا گردد.
– تغيير در ساختار شبکه مشکل است. در زمان گسترش و يا اصلاح حوزه جغرافيائی تحت پوشش شبکه، بدليل ماهيت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد.
– توپولوژی بر روی نوع دستيابی تاثير می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئوليت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دريافت داشته است. قبل از اينکه يک گره بتواند داده خود را ارسال نمايد، می بايست به اين اطمينان برسد که محيط انتقال برای استفاده قابل دستيابی است.
● تقسيم بندی بر اساس حوزه جغرافی تحت پوشش. شبکه های کامپيوتری با توجه به حوزه جغرافيائی تحت پوشش به سه گروه تقسيم می گردند:

کاربردهای شبکه

هسته اصلی سیستم های توزیع اطلاعات را شبکه های کامپیوتری تشکیل می دهند. مفهوم شبکه های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات سخت افزاری به یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند. کامپیوتر هایی که در یک شبکه واقع هستند، میتوانند اطلاعات، پیام، نرم افزار و سخت افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرایند نسخه ها یا کپی اطلاعات نرم افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می شود. هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت افزار سخن می گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن ها استفاده نمود.

تاریخچه پیدایش شبکه

در سال 1957 نخستین ماهواره، یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد. در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابرقدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابر قدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به سر می برد. وزارت دفاع امریکا در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا (ARPA) را تاسیس کرد. یکی از پروژه های مهم این آژانس تامین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود. در همین سال ها در مراکز تحقیقاتی غیر نظامی که بر امتداد دانشگاه ها بودند، تلاش برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در جریان بود. در آن زمان کامپیوتر های Mainframe از طریق ترمینال ها به کاربران سرویس می دادند. در اثر اهمیت یافتن این موضوع آژانس آرپا (ARPA) منابع مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر از راه دور به یکدیگر را در دانشگاه MIT بر عهده گرفت. در اواخر سال 1960 اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو تای آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه اندازی شد. این شبکه آرپانت نامگذاری شد. در سال 1965 نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز برقرار گردید.

امنیت شبکه

یکی از مهم ترین فعالیت های مدیر شبکه، تضمین امنیت منابع شبکه است. دسترسی غیر مجاز به منابع شبکه و یا ایجاد آسیب عمدی یا غیر عمدی به اطلاعات، امنیت شبکه را مختل می کند. از طرف دیگر امنیت شبکه نباید آنچنان باشد که کارکرد عادی کاربران را مشکل سازد.

برای تضمین امنیت اطلاعات و منابع سخت افزاری شبکه، از دو مدل امنیت شبکه استفاده می شود. این مدل ها عبارتند از: امنیت در سطح اشتراک (Share-Level) و امنیت در سطح کاربر (User-Level). در مدل امنیت در سطح اشتراک، این عمل با انتساب اسم رمز یا Password برای هر منبع به اشتراک گذاشته تامین می شود. دسترسی به منابع مشترک فقط هنگامی برقرار می گردد که کاربر اسم رمز صحیح را برای منبع به اشتراک گذاشته شده را به درستی بداند.

به عنوان مثال اگر سندی قابل دسترسی برای سه کاربر باشد، می توان با نسبت دادن یک اسم رمز به این سند مدل امنیت در سطح Share-Level را پیاده سازی کرد. منابع شبکه را می توان در سطوح مختلف به اشتراک گذاشت. برای مثال در سیستم عامل ویندوز ۹۵ می توان دایرکتوری ها را بصورت فقط خواندنی (Read Only)، برحسب اسم رمز یا به شکل کامل (Full) به اشتراک گذاشت. از مدل امنیت در سطح Share-Level می توان برای ایجاد بانک های اطلاعاتی ایمن استفاده کرد.

آشنایی با مدل OSI (هفت لایه شبکه)

هر فعالیتی در شبکه مستلزم ارتباط بین نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر و اجزای دیگر شبکه است. انتقال اطلاعات بین کامپیوترهای مختلف در شبکه وابسته به انتقال اطلاعات بین بخش های نرم افزاری و سخت افزاری درون هر یک از کامپیوتر هاست.

انواع کابل در شبکه هاي کامپيوتري

امروزه از کابل هاي مختلفي در شبکه ها استفاده مي گردد.نوع و سيستم کابل کشي استفاده شده در يک شبکه بسيار حائز اهميت است. در صورتي که قصد داشتن شبکه اي را داريم که داراي حداقل مشکلات باشد و بتواند با استفاده مفيد از پهناي باند به درستي خدمات خود را در اختيار کاربران قرار دهد، مي بايست از يک سيستم کابلينگ مناسب، استفاده گردد. در زمان طراحي يک شبکه مي بايست با رعايت مجموعه قوانين موجود در خصوص سيستم کابلينگ، شبکه اي با حداقل مشکلات را طراحي نمود.با اين که استفاده از شبکه هاي بدون کابل نيز در ابعاد وسيعي گسترش يافته است، ولي هنوز بيش از 95 درصد سازمان ها و موسسات از سيستم هاي شبکه اي مبتني بر کابل، استفاده مي نمايند.

ايده هاي اوليه ايده مبادله اطلاعات به صورت ديجيتال، تفکري جديد در عصر حاضر محسوب مي گردد. درسال 1844 فردي با نام “ساموئل مورس”، يک پيام را از Washington D.C به Baltimore و با استفاده از اختراع جديد خود (تلگراف)، ارسال نمود. با اين که از آن موقع زماني زيادي گذشته است و ما امروزه شاهد شبکه هاي کامپيوتري بزرگ و در عين حال پيچيده اي مي باشيم ولي مي توان ادعا نمود که اصول کار، همان اصول و مفاهيم گذشته است.

کدهاي مورس، نوع خاصي از سيستم باينري مي باشند که از نقطه و خط فاصله با ترکيبات متفاوت به منظور ارائه حروف و اعداد، استفاده مي نمايد. شبکه هاي مدرن داده از يک و صفر، استفاده مي نمايند. بزگترين تفاوت موجود بين سيستم هاي مدرن مبادله اطلاعات و سيستم پيشنهادي “مورس “، سرعت مبادله اطلاعات در آنان است.تلگراف هاي اواسط قرن 19، قادر به ارسال چهار تا پنج نقطه و يا خط فاصله در هر ثانيه بودند، در حالي که هم اينک کامپيوترها با سرعتي معادل يک گيگابيت در ثانيه با يکديگر ارتباط برقرار مي نمايند (ارسال 1،000،000،000 صفر و يا يک در هر ثانيه).تلگراف و تله تايپ رايتر، پيشگام مبادله داده مي باشند. در طي سي و پنج سال اخير همه چيز با سرعت بالا و غيرقابل تصوري تغيير نموده است. ضرورت ارتباط کامپيوترها با يکديگر و با سرعت بالا، مهمترين علل پياده سازي تجهيزات شبکه اي سريع، کابل هائي با مشخصات بالا و سخت افزارهاي ارتباطي پيشرفته است.

پياده سازي تکنولوژي هاي جديد شبکه اترنت در سال 1970 توسط شرکت زيراکس و در مرکز تحقيقات Palo Alto در کاليفرنيا پياده سازي گرديد. در سال 1979 شرکت هاي DEC و اينتل با پيوستن به زيراکس، سيستم اترنت را براي استفاده عموم، استاندارد نمودند. اولين مشخصه استاندارد در سال 1980 توسط سه شرکت فوق و با نام Ethernet Blue Book ارائه گرديد. (استاندارد DIX).

تهیه شده از اینترنت

فهرست مطالب

مقدمه 1
تاریخچه شبکه های کامپیوتری 2
شبکه های کامپیوتری 3
مزايای توپولوژی BUS 4
معايب توپولوژی BUS 5
مزايای توپولوژی STAR 5
معايب توپولوژی STAR 6
مزايای توپولوژی RING 7
معايب توپولوژی RING 7
کابل در شبکه 9
کاربردهای شبکه 10
تاریخچه پیدایش شبکه 11
اجزای شبکه 13
ویژگی های شبکه 14
تقسیم بندی شبکه 15
امنیت شبکه 20
آشنایی با مدل OSI (هفت لایه شبکه) 21
پروتکل ها 23
کابل کواکسیال 25
انواع کابل در شبکه هاي کامپيوتري 26
منابع 30

مقاله فوق دارای صفحه مشخصات، تصویر، فهرست مطالب و 30 صفحه متن (در قالب و ) با رعایت کامل صفحه بندی می باشد. همچنین فونت های کار شده برای متن مقاله B Nazanin(14) و برای تیترهای داخل مقاله B Titr می باشند.