شبکه های کامپیوتری چیست؟

[morteza.abbasi]

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فناوری اطلاعات و ارتباطات

شبکه کامپیوتری چیست؟

در دنیای امروز که سرعت رشد فناوری اطلاعات به طور چشم گیری افزایش داشته است و اگر اغراق نکنیم روزانه صدها خبر پیرامون این حوزه منتشر می شود، عبارت شبکه های کامپیوتری یکی از مهم ترین ارکان این حوزه می باشد. در حال حاضر کمتر کسی پیدا می شود که با شبکه های کامپیوتری سر و کار نداشته باشد، چه با اتصال تلفن همراه به اینترنت از طریق تکنولوژی اینترنت پرسرعت 4G و یا انجام امور مربوط به کسب و کار در حالی که در محل کار خود پشت کامپیوتر نشسته و متصل به شبکه سازمانی هستید.

حال ممکن است با شنیدن عبارت شبکه های کامپیوتری سؤالاتی به ذهن متبادر شود، شبکه های کامپیوتری چگونه کار می کنند؟ دسته بندی شبکه های کامپیوتری چگونه است؟ و هدف از ایجاد شبکه‌های کامپیوتری چیست؟

به طور خلاصه شبکه های کامپیوتری به گروهی از کامپیوترهای متصل به هم گفته می شود. این کامپیوترها می توانند کامپیوترهای شخصی (PC,Laptop) و یا کامپیوترهای سرویس‌دهنده (Server) باشند که با استفاده از دستگاه هایی نظیر سوئیچ (Switch) و مسیریاب (Router) به یکدیگر متصل شده و تشکیل یک شبکه کامپیوتری را داده اند.
امّا امروزه دستگاه های زیاد دیگری اعم از سیستم های دوربین مداربسته (CCTV) ، تلفن های مبتنی بر آی پی (VoIP) ، تبلت ها (Tablet) ، تلفن های هوشمند (Smartphone) و کنسول های بازی (Game Console) قابلیت اتصال به شبکه کامپیوتری را دارند. حتی فراتر از تمام این ها، اینترنت اشیاء (IoT-Internet of Things) قابلیت اتصال هرچیزی به شبکه های کامپیوتری را فراهم می کند. پس بهتر است تا چند سال آینده بگوییم «امروزه چیزی را پیدا نمی‌کنیم که با شبکه‌های کامپیوتری سرو کار نداشته باشد.»
هدف از ایجاد شبکه های کامپیوتری ایجاد اتصال (Connection) و به اشتراک گذاری منابع (Resource Sharing) است. اتصال بین کامپیوتر و سرور در یک شبکه سازمانی و یا اتصال لپ تاپ به اینترنت از طریق تکنولوژی WiFi ، به اشتراک گذاری پرینتر (Printer Sharing) و فایل (File Sharing) در شبکه کامپیوتری، دسترسی به نرم افزار اتوماسیون اداری بر روی وب (Web)، ارسال ایمیل (E-mail)، از جمله امکاناتی است که شبکه های کامپیوتری برای ما فراهم می‌کنند.
همچنین به لطف انواع تکنولوژی های VoIP و Video Conferance امکان ارتباط صوتی و تصویری بر روی بستر شبکه‌های کامپیوتری وجود دارد.

بررسی اجزای تشکیل دهنده یک شبکه کامپیوتری
همان طور که پیش تر گفتیم شبکه کامپیوتری مجموعه ای از کامپیوترهای متصل به هم است، پس ما اجزای شبکه های کامپیوتری را به سه دسته کلی تقسیم می کنیم: دستگاه های متصل شونده (کامپیوترهای کلاینت، سرور و...) ، دستگاه هایی که امکان اتصال را فراهم می آورند (سوئیچ و روتر) ، رسانه هایی که امکان اتصال فیزیکی بین این دستگاه ها را فراهم می کنند (کابل و امواج)
در ادامه این اجزاء را به طور کلی بررسی خواهیم نمود :

کلاینت (Client) : عبارت کلاینت به دستگاه هایی گفته می شود که مورد استفاده کاربران (End-User) قرار می گیرد. به طور مثال کامپیوترهای شخصی (PC) ، لپ تاپ (Laptop) ، تبلت (Tablet) و سایر دستگاه های از این دست موارد، کلاینت محسوب می شوند. البته تعریف حرفه ای تر از کلاینت آن است که آن را به نقطه سرویس گیرنده در شبکه های کامپیوتری تعبیر نماییم.

سرور (Server) : کامپیوترهای قدرتمندی هستند که همان طور که از نام آنها پیداست وظیفه سرویس دهی در شبکه های کامپیوتری را بر عهده دارند. سرویس هایی نظیر وب (Web) ، ایمیل (E-mail) ، فایل سرور (File Server) و ...

سوئیچ (Switch) : کار سوئیچ اتصال اجزاء مختلف شبکه کامپیوتری به یکدیگر و تبادل ترافیک بین آن‌هاست. این تبادل ترافیک توسط سوئیچ، در لایه 2 (Data Link) و بر اساس MAC Address انجام می شود.

مسیریاب (Router) : کاربرد روتر اتصال شبکه های کامپیوتری مختلف به یکدیگر است. این اتصال و تصمیم گیری برای تبادل ترافیک بین شبکه های کامپیوتری، بر اساس IP Address و Routing Table یک مسیریاب انجام می‌شود.

رسانه (Media) : برای اتصال فیزیکی بین تمام دستگاه هایی که در بالا ذکر کردیم نیاز است از یک Media استفاده شود که می تواند کابل های مسی، فیبر نوری و یا امواج رادیویی در شبکه های بی سیم باشد.

اتصال به شبکه های گسترده (WAN Link) : برای اتصال یک شبکه کامپیوتری به شبکه جهانی اینترنت و یا سایر شبکه های گسترده نظیر شبکه ملّی اطلاعات در کشور عزیزمان می بایست یک درگاه ارتباطی فراهم شود. این درگاه می‌تواند از طریق فناوری ADSL، MPLS و یا سایر تکنولوژی های دیگر باشد.

 

دسته بندی شبکه های کامپیوتری بر اساس ابعاد :
شبکه های کامپیوتری را می توان بر اساس استانداردهای مختلفی دسته بندی نمود از جمله این استانداردها دسته بندی بر اساس ابعاد گستردگی شبکه‌های کامپیوتری است. این دسته بندی به ترتیب زیر می‌باشد :

LAN - Local Area Network : ابعاد این نوع شبکه در سطح یک ساختمان می باشد. در LAN از تکنولوژی هایی نظیر Ethernet) IEEE 802.3) و WiFi) IEEE 802.11) استفاده می شود. امروزه اغلب شبکه های سازمانی در رده شبکه های LAN قرار می‌گیرند.

[size=undefined]

 [/size]

WAN - Wide Area Network : شبکه های گسترده یا WAN امکان اتصال شبکه های مختلف که از لحاظ جغرافیایی از یکدیگر جدا هستند را فراهم می‌کنند. به طور مثال اتصال شعب یک سازمان با دفتر مرکزی از طریق لینک های وایرلس Point-to-Point و یا با استفاده از MPLS . بزرگترین شبکه WAN در حال حاضر شبکه جهانی اینترنت می باشد.

[size=undefined]
[/size]

WLAN - Wireless LAN : به یک شبکه بی سیم در ابعاد یک LAN گفته می شود. فراهم آوردن امکان اتصال به اینترنت از طریق وای فای در یک مجتمع تجاری، از این دست شبکه‌ها می‌باشد.

SAN - Storage Area Network : شبکه ای است که برای اتصال مطمئن و تبادل پرسرعت اطلاعات بین سرور و دستگاه های ذخیره ساز با استفاده از فیبر نوری ایجاد می شود.
انواع دیگر دسته بندی شبکه های کامپیوتری که کمتر در اصطلاحات فنی مورد استفاده قرار می گیرند به ترتیب زیر است :

CAN - Campuse Area Network : به مجموعه ای از شبکه های LAN متصل به هم در یک محوطه با ابعاد تا 10 کیلومتر، که هر کدام از این شبکه های LAN مربوط به یک ساختمان می باشد گفته می‌شود. به طور مثال شبکه های در ابعاد یک پردیس دانشگاهی یا شهرک صنعتی

MAN - Metropolitan Area Network : کمی بزرگتر از یک CAN و کوچکتر از یک WAN، شبکه ای است که در بخشی از یک ناحیه شهری پیاده سازی می شود.

PAN - Personal Area Network : شبکه های کوچکتر از LAN ، به طور مثال اتصال دوربین با لپ تاپ از طریق کابل USB و اتصال گوشی تلفن همراه با دستگاه پخش خودرو از طریق Bluetooth که به آن WPAN نیز اطلاق می‌شود.

 

تقسیم بندی شبکه های کامپیوتری از لحاظ زیرساخت منابع:

شبکه های کامپیوتری عموماً به دو دسته Peer-to-Peer و Client/Server تقسیم می شوند :

شبکه های Peer-to-Peer: در این نوع شبکه کامپیوتری، یک نقطه متمرکز به عنوان سرور وجود ندارد و هر کامپیوتر در هر لحظه می تواند Client و یا Server باشد. این نوع زیر ساخت شبکه معمولاً در دفاتر کوچک و با تعداد سیستم‌های کلاینت حداکثر تا 10 عدد قابل پیاده سازی است. منابعی که بر روی این نوع شبکه ها به اشتراک گذاشته می شود، اغلب پرینتر و فایل است.
مدیریت این نوع شبکه ها کمی سخت است چون یکپارچگی در آنها وجود ندارد. امّا هزینه پیاده سازی آن پایین می‌باشد. 

شبکه های Client/Server : همان طور که از نام آن پیداست، در این نوع شبکه تمامی منابع بر روی یک یا چند سرور متمرکز قرار دارند و سایر دستگاه های کلاینت متصل به شبکه، نقش سرویس گیرنده را دارند.
از مزایای این نوع زیرساخت شبکه می توان به مدیریت آسان منابع (Administration) اشاره نمود. این مدیریت می تواند شامل تعیین سطح دسترسی ها، کنترل ترافیک شبکه، تهیه نسخه پشتیبان از اطلاعات و ... باشد.
البته باید در نظر داشت هزینه های راه اندازی این نوع شبکه به مراتب بیشتر از یک شبکه Peer-to-Peer است