آموزشآموزش کامپیوتر

آموزش شبکه_ مفاهیم پایه ای شبکه

فیلم سینمایی سرخ پوست

آشنایی با مفاهیم پایه ای شبکه:

توپولوژی های شبکه:

در مفاهیم پایه ای شبکه به شکل هندسی اتصالات ادوات شبکه به همدیگر را توپولوژی میگویند که به انواع مختلف زیر تقسیم بندی میشوند:

Bus
Ring
Star
Mesh
Hybrid
Point to Point
Point to Multi Point

که هرکدام از این شبکه ها در جاهای مختلف به کار میروند.

توپولوژی BUS(خطی):

در توپولوژی Bus ،همه ی کامپیوترهای شبکه از طریق یک کابل به هم متصل میشوند. در این شبکه، هر کامپیوتر سیگنال ها را دریافت کرده و آن را به کامپیوتر بعدی میفرستد. این شبکه یکی از آسانترین شبکه های موجود است که در حال حاضر هم از آن استفاده میشود. مشکل این شبکه زمانی اتفاق میافتد که 2 کامپیوتر بخواهند در یک زمان اطلاعات را بر روی یک خط بفرستند که در این صورت collision رخ میدهد

مزایا:

1 -پیاده سازی آن بسیار آسان است.
2 -صرفه جویی در هزینه، چون احتیاج به یک کابل دارد.
3 -به راحتی میتوان قطع شدن کابل را مشخص کرد و عیب یابی آن آسان است.

معایب:

1 -اگر برای یکی از کامپیوترها مشکلی ایجاد شود، کل شبکه از کار میافتد.

2 -با افزودن کامپیوترهای جدید و ارسال حجم زیاد اطلاعات بر روی یک خط، کارایی شبکه کم میشود.
3 -نرخ انتقال اطلاعات به نسبت توپولوژی های دیگر پایین است.
4 -در کل برای شبکه های با تعداد کامپیوترهای کم به کار میآید.

توپولوژی Ring( حلقوی):

در این توپولوژی، کامپیوترها با استفاده از یک کابل به صورت دایره وار به هم متصل میشوند و این کابل انتها ندارد. کامپیوترها با دریافت سیگنال از کامپیوتر قبلی، آن را تقویت کرده و به کامپیوتر بعدی میفرستند. در این شبکه، اگر در یکی از کامپیوترها مشکلی ایجاد شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد که برای حل این مشکل از 2 خط با جهت های متفاوت استفاده میکنند تا وقتی که یکی از کابل ها قطع شد، دیگری بتواند به کار خود ادامه دهد.

مزایا:
1 -استفاده از طول کابل کمتر نسبت به روش قبلی.
2 -نیاز به فضای زیاد برای راه اندازی شبکه ندارد.

معایب:
1 -اگر یکی از کامپیوترها از کار بیفتد کل شبکه از کار خواهد افتاد.
2 -اشکال زدایی مشکل است، چون باید تک تک کامپیوترها بررسی شوند.

1 -تغییر در ساختار شبکه در آینده مشکل است

توپولوژی Star( ستارهای):

در این نوع از شبکه، کامپیوترها و یا ادوات دیگر شبکه به وسیله ی یک دستگاه مرکزی مانند Hub یا Switch به همدیگر متصل میشوند که امروزه هم در اکثر جاها از این شبکه استفاده میکنند.

مزایا:
1 -سادگی دسترسی به شبکه.
2 -با ایجاد مشکل در یک کامپیوتر، آن کامپیوتر از مسیر خارج میشود و بقیه ی شبکه به کار خود ادامه
میدهد.
3 -میتواند در آینده برای شبکه های جدیدتر توسعه پیدا کند.
معایب:
1 -درصورتیکه نقطه ی مرکزی شبکه، یعنی Hub یا Switch از کار بیفتد کل شبکه مختل میشود.
2 -اندازه ی کابل به علت دستیابی مستقیم هر کامپیوتر به آن بسیار زیاد است و هزینه را افزایش میدهد.

توپولوژی mesh( تو در تو):

در این توپولوژی هر گره به طور مستقیم، بدون هیچ واسطه ای با کلیه ی گره های دیگر در ارتباط است؛ بنابراین با
فرض N گره در توپولوژی، هر گره باید دارای 1-N پورت باشد. اگر یک گره به کلیه ی گره ها متصل باشد به آن
Full Mesh  هم میگویند و بیشتر در مکان های نظامی کاربرد دارد.

مزایا:
1 -سرعت بسیار بالا.
2 -امنیت بالا.
3 -اگر مشکلی در یک لینک ایجاد شود، تأثیری بر روی شبکه نخواهد داشت.
4 -سادگی در عیب یابی.
معایب:
1 -هزینه ی بالا به علت استفاده ی زیاد از کابل.
2 -هر گره برای اتصال به شبکه، نیاز به چندین interface دارد.

توپولوژی Hybrid( دو رگه):

این شبکه به این علت به نام Hybrid است که در ساختار خود از دو شبکه ی Bus و Star استفاده میکند.

توپولوژی Point to point( نظیر به نظیر):

در این نوع شبکه، 2 دستگاه به صورت مستقیم توسط یک کابل به هم متصل میشوند و باهم ارتباط برقرار
میکنند.

توپولوژی Point  to Multi Point( :یک به چند):

در این شبکه، چندین Node به یک سیستم ارتباطی متصل میشوند، این حالت را میتوان در سیستمهای wireless مشاهده کرد.

لایه بندی شبکه:

در ساختار شبکه از دو مدل لایه بندی استفاده میشود.

مدل OSI

مدل TCP/IP

مدل OSI:

این مدل برگرفته از کلمه ی Open System Interconnection است و برای ارتباط بین دو کامپیوتر مبدأ و مقصد به کار میرود. این مدل در سال 1980 توسط سازمان ISO طراحی و پیاده سازی شده است و طبق سالیان متوالی تغییراتی روی آن صورت گرفته است، هرچند که همان ساختار اصلی خود را حفظ کرده است. این مدل بر اساس یکی سری قراردادها با لایه ی مقابل خود در کامپیوتر دیگر ارتباط برقرار میکند و این کار باعث افزایش سرعت و امنیت در شبکه خواهد شد.

تمام کمپانی های نرم افزاری و سخت افزاری طبق این قرارداد محصولات خود را پیاده سازی میکنند. اگر توجه کرده باشید، بعضی از شرکت ها دارای گواهینامه 9002,9001 ISO و غیره میباشند، یعنی اینکه طبق استاندارد این سازمان باید کار کنند. این مدل به صورت قراردادی از هفت لایه ی زیر تشکی شده است که هر لایه را برای شما توضیح میدهیم:

اگر به شکل صفحه ی قبل توجه کنید، لایه های بالاتر به صورت نرم افزاری میباشند و هر چه به طرف لایه های پایین تر میآییم با سخت افزار کار داریم.

7 -لایه ی Application( کاربردی):

این الایه با برنامه های کاربردی روی سیستم عامل که در شبکه کار میکنند ارتباط دارد، مانند نرم افزارهای مرورگر و انواع سرویس های مربوط به شبکه مانند ( …,tftp – ftp – mail – pop3 – Telnet )این لایه اطلاعات دریافتی را قطعه قطعه کرده به صورتی که لایه ی پایینی بتواند این اطلاعات را درک کند. نظارت بر Error Recovery و Flow control  در هنگام ارسال و دریافت اطلاعات بر عهده ی این لایه است.

6-لایه ی presentation( نمایش):

این لایه اطلاعات دریافتی را از لایه ی بالایی خود دریافت میکند و آنها را فشرده سازی(Compression)و رمزنگاری(encryption)میکند و به لایه ی پایینی ارسال میکند، البته این لایه هم میتواند اطلاعات فشرده سازی شده را از حالت فشرده خارج کند (DeCompression)و هم میتواند قفل گشایی کند(decryption)

5 -لایه ی Session( جلسه):

در این لایه، 2 کامپیوتر ارسال و دریافت کننده اطلاعات، دور یک میز مینشینند و جلسه ای باهم برقرار میکنند. در این جلسه بر نوع فایل ارسالی بحث و گفتگو میشود که این فایل از چه نوعی است، وقتی به نتیجه رسیدند باهم ارتباط برقرار میکنند، به این موضوع هم توجه داشته باشید که آغاز و اتمام یک ارتباط از طریق این لایه انجام میگیرد.

4-لایه ی Transport( انتقال):

برای توضیح این لایه، باید 2 نوع ارتباط را برای شما تشریح کنم:

Connection Less -1
Connection Oriented -2
1 -در ارتباط connection Less کامپیوتر مبدأ برای کامپیوتر مقصد اطلاعات ارسال میکنند، اما کامپیوتر
مقصد هیچگونه پیامی (Acknowledge )مبنی بر دریافت اطلاعات به کامپیوتر مبدأ نمیدهد. این مدل را

میتوانید در نرم افزارهای چت که به صورت صوتی با طرف خود صحبت میکنید، مشاهده کنید که با این کار سرعت انتقال اطلاعات به علت عدم دریافت Acknowledge افزایش مییابد.

2 -در ارتباط Connection oriented که ارتباط بسیار مهمی است، کامپیوتر مبدأ اطلاعات خود را به کامپیوتر مقصد ارسال میکند و منتظر میماند تا کامپیوتر مقصد، پیام Acknowledge را به مبدأ ارسال کند تا متوجه ی دریافت اطلاعات در مقصد شود. اگر این کار انجام نشود در طی زمان مشخص، دوباره اطلاعات را برای مقصد ارسال میکند، تا زمانی این کار انجام میشود که کامپیوتر مقصد Acknowledge را ارسال کند. این روش برای ارتباطات بسیار مهم، کاربرد دارد.

Acknowledge یک تأییدی بر دریافت اطلاعات به صورت صحیح است. در این لایه، این 2 ارتباط که در بالا توضیح دادم مشخص میشود، یعنی طبق فایلی که ارسال میشود ارتباط آن هم مشخص میشود.

پروتکل هایی که در این لایه کار میکنند:

ADSP, AppleTalk Data Stream Protocol
ASP, AppleTalk Session Protocol
H.245, Call Control Protocol for Multimedia Communication
ISO-SP, OSI session-layer protocol (X.225, ISO 8327
iSNS, Internet Storage Name Service
L2F, Layer 2 Forwarding Protocol
L2TP, Layer 2 Tunneling Protocol
NetBIOS, Network Basic Input Output System
PAP, Password Authentication Protocol
PPTP, Point-to-Point Tunneling Protocol
RPC, Remote Procedure Call Protocol
RTCP, Real-time Transport Control Protocol
SMPP, Short Message Peer-to-Peer
SCP, Session Control Protocol
SOCKS, the SOCKS internet protocol, see Internet socket
ZIP, Zone Information Protocol
SDP, Sockets Direct Protocol

3 -لایه ی Network( شبکه):

این لایه با ip ها سروکار دارد و ip مقصد و مبدأ را به بسته ی ارسالی ما اضافه میکند و به لایه پایین تر میفرستد.

پروتکل هایی که در این لایه کار میکنند:

IPv4/IPv6, Internet Protocol
DVMRP, Distance Vector Multicast Routing Protocol
ICMP, Internet Control Message Protocol
IGMP, Internet Group Management Protocol
PIM-SM, Protocol Independent Multicast Sparse Mode
PIM-DM, Protocol Independent Multicast Dense Mode
IPsec, Internet Protocol Security
IPX, Internetwork Packet Exchange
RIP, Routing Information Protocol
DDP, Datagram Delivery Protocol
RSMLT Routed-SMLT
ARP, Address Resolution Protocol

2- لایه Data Link(داده):

آدرس Mac کارت های شبکه که یک شماره اختصاصی است به بسته ها اضافه میشود. اگر به شکل لایه ها تصویر قبلی توجه کنید متوج هی این موضوع خواهید شد.

پروتکل هایی که در این لایه کار میکنند:

Address Resolution Protocol ARP
ARCnet
ATM
Cisco Discovery Protocol CDP
Controller Area Network CA
Econet
Ethernet
Ethernet Automatic Protection Switchin EAPS
Fiber Distributed Data Interface FDDI
Frame Relay
High-Level Data Link Control HDLC
IEEE 802.2 provides LLC functions to IEEE 802 MAC layers
IEEE 802.11 wireless LAN
LattisNet
Link Access Procedures, D channel LAPD

LocalTalk
Multiprotocol Label Switching MPLS
Nortel Discovery Protocol NDP
OpenFlow SDN
Split multi-link trunking SMLT
Point-to-Point Protocol  PPP
Serial Line Internet Protocol SLIP obsolete
Spanning Tree Protocol
StarLan
Token ring
Unidirectional Link Detection UDLD
and most forms of serial communication

1-لایه ی Physical( لایه ی فیزیکی):

این لایه که آخرین لایه در مدل OSI است، با سیگنال ها و کابل ها در ارتباط است و سیگنال را از طریق کابل به کامپیوتر مورد نظر ارسال میکنند.

پروتکل هایی که در این لایه کار میکنند:

Telephone network modems- V.92
IRDA physical layer
USB physical layer
EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485
Ethernet physical layer Including 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX,
100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX and other varieties
Varieties of 802.11 Wi-Fi physical layers
DSL
ISDN
T1 and other T-carrier links, and E1 and other E-carrier links
SONET/SDH
Optical Transport Network OTN
GSM Um air interface physical layer
Bluetooth physical layer
ITU Recommendations: see ITU-T
IEEE 1394 interface
TransferJet physical layer
Etherloop
ARINC 818 Avionics Digital Video Bus
G.hn/G.9960 physical layer
CAN bus( controller area network) physical layer
Mobile Industry Processor Interface physical layer

مدل TCP / IP :

IP ،پروتکلی استاندارد برای ارتباط کامپیوترهای موجود در یک شبکه ی مبتنی بر ویندوز 2000 است. از پروتکل فوق، به منظور ارتباط در شبکه های بزرگ استفاده میگردد. برقراری ارتباط از طریق پروتکل های متعددی که در چهار لایه مجزا سازماندهی شده اند، میسر میگردد. هر یک از پروتکل های موجود در پشته ی TCP/IP ،دارای وظیفه ای خاص در این زمینه (برقراری ارتباط) میباشند. در زمان ایجاد یک ارتباط، ممکن است در یک لحظه تعداد زیادی از برنامه ها، با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند. TCP/IP ،دارای قابلیت تفکیک و تمایز یک برنامه ی موجود بر روی یک کامپیوتر با سایر برنامه ها بوده و پس از دریافت داده ها از یک برنامه، آنها را برای برنامه ی متناظر موجود بر روی کامپیوتر دیگر ارسال مینماید.

نحوه ی ارسال داده توسط پروتکل TCP/IP از محلی به محل دیگر با فرآیند ارسال یک نامه از شهری به شهر دیگر، قابل مقایسه است. برقراری ارتباط مبتنی بر TCP/IP با فعال شدن یک برنامه بر روی کامپیوتر مبدأ آغاز میگردد. برنامه ی فوق، داده های موردنظر جهت ارسال را به گونه ای آماده و فرمت مینماید که برای کامپیوتر مقصد، قابل خواندن و استفاده باشند. (مشابه ی نوشتن نامه با زبانی که دریافت کننده، قادر به مطالعه ی آن باشد). در ادامه، آدرس کامپیوتر مقصد به داده های مربوطه اضافه میگردد (مشابهی آدرس گیرنده که بر روی یک نامه مشخص میگردد). پس از انجام عملیات فوق، داده به همراه اطلاعات اضافی (درخواستی برای تأیید دریافت در مقصد) در طول شبکه به حرکت درآمده تا به مقصد مورد نظر برسد. عملیات فوق، ارتباطی به محیط انتقال شبکه به منظور انتقال اطلاعات نداشته و تحقق عملیات فوق با رویکردی مستقل نسبت به محیط انتقال، انجام خواهد شد.

لایه های پروتکلTCP/IP :

TCPIP ، فرآیندهای لازم به منظور برقراری ارتباط را سازماندهی میکند و در این راستا از پروتکل های متعددی در پشته ی TCP/IP استفاده میگردد. به منظور افزایش کارایی در تحقق فرآیندهای موردنظر، پروتکل ها در لایه های متفاوتی، سازماندهی شده اند. اطلاعات مربوط به آدرس دهی در انتها، قرارگرفته و بدین ترتیب کامپیوترهای موجود در شبکه قادر به بررسی آن با سرعت مطلوب خواهند بود. در این راستا، صرفاً کامپیوتری که به عنوان کامپیوتر مقصد معرفی شده است

امکان بازنمودن بسته ی اطلاعاتی و انجام پردازش های لازم بر روی آن را دارا خواهد بود. TCP/IP از یک مدل ارتباطی چهار لایه به منظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده TCP/IP پروتکل در موجود لایه های، Network Interface و Application ,Transport ,Internet .مینماید میباشند. هر یک از پروتکل های وابسته به پشته ی TCP/IP با توجه به رسالت خود، در یکی از لایه های فوق، قرار میگیرند.

لایه ی Application :

لایه ی Application ،بالاترین لایه در پشته ی TCP/IP است. تمامی برنامه ها و ابزارهای کاربردی در این لایه، با استفاده از لایه ی فوق، قادر به دستیابی به شبکه خواهند بود. پروتکل های موجود در این لایه، به منظور فرمت دهی و مبادله ی اطلاعات کاربران استفاده میگردند. HTTP و FTP دو نمونه از پروتکل های موجود در این لایه میباشند. پروتکل HTTP (Protocol Transfer Hypertext از پروتکل فوق، به منظور ارسال فایل های صفحات وب، استفاده میگردد. پروتکل FTP (Protocol Transfer File  از پروتکل فوق، برای ارسال و دریافت فایل استفاده میگردد.

لایه ی Transport:

لایه ی حمل، قابلیت ایجاد نظم و ترتیب و تضمین ارتباط بین کامپیوترها و ارسال داده به لایه ی Application (لایه ی بالایی خود) و یا لایه ی اینترنت (لایه ی پایین خود) را بر عهده دارد. لایه ی فوق، همچنین مشخصه ی منحصر به فردی از برنام های که داده را عرضه نموده است، مشخص مینماید. این لایه، دارای دو پروتکل اساسی است که نحوه ی توزیع داده را کنترل مینمایند. TCP (Transmission Protocol Control پروتکل فوق، مسئول تضمین صحت توزیع اطلاعات است. UDP (Datagram Protoco User پروتکل فوق، امکان عرضه ی سریع اطلاعات بدون پذیرفتن مسئولیتی در رابطه با تضمین صحت توزیع اطلاعات را بر عهده دارد.

لایه ی Internet:

لایه ی اینترنت، مسئول آدرس دهی، بسته بندی و روتینگ داده ها است. لایه ی فوق، شامل چهار پروتکل اساسی است:

(IP (Protocol Internet پروتکل فوق، مسئول آدرس دهی داده ها به منظور ارسال به مقصد مورد نظر است.

ARP (Address Resoulation Protocol پروتوکل فوق ،مسئول، مشخص نمودن   آدرس  MAC (Media Access  Contro آداپتور شبکه بر روی بر روی کامپیوتر مقصد است.

ICMP (Protocol Message Control Internet پروتکل فوق، مسئول ارائه ی توابع عیب یابی و گزارش خطا در صورت عدم توزیع صحیح اطلاعاات است.

IGMP (Protocol Message
(Control Internet مسئولیت مدیریت Multicasting  در TCP/IP را بر عهده دارد.

لایه ی Network :

لایه ی شبکه، مسئول استقرار داده بر روی محیط انتقال شبکه و دریافت داده از محیط انتقال شبکه است. لایه ی فوق، شامل دستگاه های فیزیکی نظیر کابل شبکه و آداپتورهای شبکه است. کارت شبکه (آداپتور) دارای یک عدد دوازده رقمی مبنای شانزده بوده که آدرس MAC ،نامیده میشود. لایه ی اینترفیس شبکه، شامل پروتکل های مبتنی بر نرم افزار مشابه ی لایه ی قبل نیست. پروتکل های Ethernet و ATM

Asynchronous Transfer Mode  ،نمونه هایی از پروتکل های موجود در این لایه میباشند. پروتکل های فوق، نحوه ی ارسال داده در شبکه را مشخص مینمایند.

برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن