شبکه های کامپیوتری
آخرین به روزرسانی در 17/03/2022
امروزه انتقال اطلاعات توسط شبکه های کامپیوتری صورت میگیرد. نام دیگر شبکه network می باشد.
در عصر حاضر همه افراد باید خودشان را به روز کرده و همان گونه که امروزه دنیا، دنیای اطلاعات است
و همین طور که انتقال اطلاعات بر عهده شبکه های کامپیوتری است، شبکه ها را باید شناخت.
بهتر است بدانید که شبکه به سیستمی از اشیا و یا اشخاص گفته می شود که برای عمل انتقال به یکدیگر متصل هستند.
شبکه ها می توانند شبکه های ارتباطی، اجتماعی، عصبی، حمل و نقل و شبکه های کامپیوتری باشند.
در ادامه با ما همراه باشید تا با خواندن این مقاله در مورد شبکه های کامپیوتری اطلاعات دقیق تری کسب کنید.
تاریخچه شبکه های کامپیوتری
زمانی که دنیا درگیر جنگ سرد بود، پرتاب اولین ماهواره به فضا توسط اتحاد جماهیر شوروی در
دورانی که از نظر تسلیحاتی رقابت سختی بین شوروی و آمریکا وجود داشت،
باعث واکنش وزارت دفاع آمریکا شد. آنها آژانسی به نام آرپا تأسیس کردند که پروژه های تحقیقاتی پیشرفته را در آن انجام می دادند.
این آژانس پروژه ای برای زمان جنگ جهانی احتمالی، در نظر گرفت که هدف این پروژه تامین ارتباطات بود.
این پروژه باعث شد تا آژانس از نظر مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر به دیگر از راه دور را آن هم در دانشگاه امآیتی بر عهده گیرد.
اولین شبکه کامپیوتری که راه اندازی شد مربوط به سال ۱۹۶۰ بود.
شبکه های کامپیوتری چیست؟
نتیجه اتصالات کامپیوترها و اجزای آن، شبکه های کامپیوتری است.
تعریف شبکه های کامپیوتری را اینگونه می توان گفت که مجموعه ای از چند اجزای کامپیوتری
یا کامپیوتر مستقل که بین آنها ارتباط باشد و انتقال داده در بین آنها انجام شود.
از این رو میتوان به موارد زیر توجه کرد:
- در مورد با مستقل بودن کامپیوترها که در تعریف شبکه های کامپیوتری به آن اشاره کردیم
باید بگوییم که معنی آن این است که هر کامپیوتر بدون حضور در شبکه و به تنهایی بتواند
عملکرد عادی داشته باشد و از شبکه فقط برای انتقال داده به کامپیوترهای دیگر استفاده کند. - در مورد با اجزای کامپیوتر منظور به اسکنرها و چاپگرها و… است.
- در شبکه های کامپیوتری هدف اصلی انتقال داده است پس میتوان به جای شبکه کامپیوتری تنها از کلمه شبکه استفاده کرد و منظور را به مخاطب رساند.
مقیاس بندی شبکه های کامپیوتری
اگر به طور کلی بخواهیم بگوییم، شبکه های کامپیوتری از نظر ناحیه ای را که تحت پوشش قرار می دهد
و از نظر گستردگی جغرافیایی، می توان به دو دسته ی شبکه های گسترده و شبکه های محلی تقسیم کرد.
نام لاتین شبکه های گسترده WAN و و شبکه های محلی LAN می باشد.
شبکههای محلی یا LAN
همانطور که از نامش پیداست شبکه های LAN ناحیه کمی را تحت پوشش قرار می دهند.
ناحیه هایی از جمله اتاق، ساختمان و یا چندین مجتمع کنار هم.
ویژگی های شبکه های LAN عبارتند از:
- تعداد کامپیوترهای کم
- ساده بودن مدیریت شبکه
- هزینه پایین برپا سازی
- نیاز کمی به تجهیزات سخت افزاری دارند
- بالا بودن نرخ ارسال اطلاعات
- کم بودن نرخ خطا
شبکه های WAN و یا شبکه های گسترده
از اتصال شبکه های محلی به یکدیگر ایجاد می شود.
شبکه های WAN ناحیه وسیعی را از جمله کشور قاره و یا زمین را پوشش میدهد.
ویژگی شبکه های WAN عبارتند از :
- در شبکههای WAN تعداد کامپیوترها زیاد است
- هزینه برپا سازی بالاتر
- مدیریت شبکه پیچیده تر
- به تجهیزات بیشتری نسبت به LAN نیاز دارند
- اینترنت مثالی از یک شبکه WANاست.
گستردگی جغرافیایی شبکه
متخصصین کامپیوتر از یک دیدگاه، شبکه ها را از نظر گستردگی جغرافیایی با جزئیات بیشتر به پنج دسته تقسیم می کنند که عبارتند از :
- شبکه های شخصی PAN
- شبکه های محلی LAN
- شبکه های شهری MAN
- شبکه های گسترده WAN
- شبکه های سراسری GAN
شبکه های شخصی :
شبکه ای از اتصال بیسیم اجزای یک کامپیوتر به کامپیوتر را PAN می نامند.
شبکه هایی که گستردگی جغرافیایی در حد یک شهر دارند را Man می نامند.
شبکه ای که کامپیوترها و اجزای کامپیوتری سراسر زمین را به یکدیگر مرتبط می کند. اینترنت نوعی GAN است.
اهداف و مزایای شبکه های کامپیوتری
سوالی که مطرح می شود این است که چه دلایلی موجب ایجاد یک شبکه کامپیوتری می شود؟
یا به عبارت دیگر مزایای اتصال چندین کامپیوتر به یکدیگر و برپاسازی یک شبکه چیست؟
۷ دلیل مهم برای ایجاد شبکه ها عبارتند از :
- سهولت انتقال داده :
انتقال داده مابین کامپیوتر های مرتبط به هم از طریق رسانه انتقال بسیار سادهتر و
سریعتر از ذخیره اطلاعات روی یک سی دی یا فلاپی و انتقال سی دی یا فلاپی توسطاشخاص با وسیله نقلیه است.
- اشتراک منابع :
منابع نرمافزاری و نیز منابع سخت افزاری مانند چاپگرها و… می توانند
روی یک چند کامپیوتر قرار گرفته و به اجرا گذاشته شوند به طوری که دیگر کامپیوترهای درون شبکه بتوانند از آن منابع استفاده کنند.
- صرفهجویی در هزینهها :
اشتراک منابع میتواند باعث صرفه جویی در هزینه شود.
مثلاً اشتراک یک منبع سخت افزاری چاپگر بین کامپیوترهای درون شبکه نیاز به یک چاپگر برای هر کامپیوتر را برطرف کند.
- افزایش قابلیت اطمینان:
قرار دادن چندین نسخه یکسان از یک نرم افزار یا فایل مهم بر روی چندین کامپیوتر درون شبکه
و به اشتراک گذاشتن آن ما بین کامپیوترهای درون شبکه موجب افزایش قابلیت اطمینان می شود.
زیرا با خرابی یک نسخه یا خرابی یک کامپیوتر شامل آن نسخه نرم افزار، کامپیوتر های دیگر می توانند
از دیگر نسخه ها غذای سالم و موجود استفاده کنند.
- افزایش سرعت :
میتوان برنامههایی به صورت توزیع شده و با قابلیت اجرا روی چندین کامپیوتر نوشت
و با توزیع برنامه روی چندین کامپیوتر درون شبکه و اجرای همزمان برنامه ها توسط کامپیوتر ها
از قابلیت پردازش موازی چندین کامپیوتر استفاده نمود.
- جنبه سرگرمی :
آموزش در شبکه ها، بازی کردن از طریق شبکه ها، موزیک گوش کردن، خواندن روزنامه و
به دست آوردن اطلاعات جدید یا مقالات آموزشی و تحقیقی از شبکه ها به خصوص اینترنت یکی از دلایل گسترش و فراگیر شدن شبکهها است.
- ایجاد ارتباط بین کاربران :
کاربران میتوانند از طریق سرویس های شبکه نظیر ایمیل یا چت با یکدیگر ارتباط برقرار کند
و این امر با توجه به ذات اجتماعی بودن بشر دور از ذهن نیست.
تجارت الکترونیک نیز یکی از مهمترین سرویسهای ارتباطی شبکهها است.
تجارت الکترونیک چیست؟
هرگونه معامله و خرید و فروش از طریق شبکه های کامپیوتری به خصوص از طریق اینترنت را تجارت الکترونیک می گویند.
اجزای شبکه های کامپیوتری
هر شبکه کامپیوتری از دو قسمت سختافزار و نرمافزار تشکیل شده است.
ابتدا سخت افزار یک شبکه را بررسی میکنیم.
سخت افزار شبکه :
سخت افزار یک شبکه کامپیوتری از سه قسمت تشکیل شده است :
- میزبان: به کامپیوترها یا اجزای کامپیوتری متصل به شبکه هاست میگویند. نام دیگر آن گره و یا ایستگاه است.
- واسطه میانی : دستگاهی برای اتصال شبکه ها به یکدیگر و یا هاست ها به شبکه است مانند کارت شبکه مدل ها و مسیریاب.
- کانال : ارتباط هاست ها از طریق کانال ها امکان پذیر است. به کانال، رسانه انتقال و محیط فیزیکی نیز گفته میشود.
شبکهها را از نظر تکنولوژی انتقال یعنی چگونگی دسترسی کامپیوترها به کانال بارز آن انتقال به دو دسته تقسیم می کنند :
1-پخش همگانی یا چند نقطه ای
در شبکه های پخش همگانی تمامی ایستگاهها کانال مشترک متصل هستند.
و برای ارسال داده بایستی اطلاعات خود را روی این کانال ارسال کنند و برای دریافت داده بایستی به کانال گوش دهند.
معایب کانال مشترک به شرح زیر است:
- یک امنیت پایین: در هنگام ارسال اطلاعات توسط یک ایستگاه به ایستگاه دیگر به علت
وجود کانال مشترک دیگر ایستگاه ها می توانند اطلاعات را دریافت نمایند و
یک نفوذی و اخلال گر میتوانداطلاعات را مورد سوء استفاده قرار دهد.
راه حل افزایش امنیت، رمزگذاری اطلاعات در طرف فرستنده و رمزگشایی آن در طرف گیرنده است. - کارآیی نسبتاً پایین : با توجه به اینکه تمامی ایستگاههااز یک کانال برای ارسال اطلاعات استفاده میکند
پس هرکامپیوتر درصد کمی از ظرفیت و پهنای باند کانال میرسد. - مدیریت پیچیده کانال : در این شبکهها باید قوانینی وضع شود تا به تمامی ایستگاهها
اجازه ارسال را در کانال مشترک بدهد بنابراین نرمافزار مدیریت پیچیدهای بایستی
این قوانین را نظیر کنترل برخورد اطلاعات، کنترل ترافیک و… در کانال اعمال کند. - قابلیت اطمینان پایین کانال: با قطع یا خرابی کانال مشترک ارتباط تمامی ایستگاهها با یکدیگر از بین می رود.
2- نقطه به نقطه
در شبکههای نقطه به نقطه بین هر دو ایستگاه درون شبکه یک کانال وجود دارد
که آن کانال فقط مختص آن دو ایستگاه است.
بنابراین تعدادی از این کانالهای نقطه به نقطه بین تمامی ایستگاههای یک شبکه ارتباط برقرار میکند.
توپولوژی
همانطور که گفته شد شبکه به معنی اتصال چندین ایستگاه به یکدیگر از طریق رسانه انتقال است.
اکنون سوالی که مطرح میشود این است که به چه اشکال یا روش هایی می توان ایستگاه ها را به یکدیگر متصل نمود.
مطابق تعریف چگونگی اتصال واقعی ایستگاهها به یکدیگر توسط رسانه انتقال یا کانال توپولوژی می گویند.
به عبارت دیگر توپولوژی، ساختار یک شبکه را بیان می کند.
توپولوژی های استفاده شده در شبکه های کامپیوتری عبارتند از :
- باس
- حلقه
- ستاره
- درخت
- مش یا گراف کامل
- ناقص یا نامنظم
- ترکیبی
- بیسیم
نرم افزار شبکه
همان طور که گفته شد شبکهها از دو قسمت سخت افزاری و نرم افزاری تشکیل شده اند.
پس از برپاسازی سخت افزار شبکه بر اساس توپولوژی های ذکر شده، بایستی نرم افزار های لازم را برای ارائه سرویس روی آن نصب کرد.
نرمافزار شبکه را از نظر ارائه سرویس و خدمات به دو دسته تقسیم می کنند :
- مدل سرویس دهنده / سرویس گیرنده
- مدل نظیر به نظیر
یک سیستم انتقال داده دارای پنج جزء اصلی استکه عبارتند از :
- پیغام «اطلاعاتی یا دادههایی که قرار است مبادله شود و ممکن است شامل متن، اعداد، تصاویر و یا صدا باشد»
- فرستنده : دستگاهی که پیغام را ارسال می کند. مثلاً کامپیوتر، تلفنفرستنده تلویزیون»
- گیرنده «دستگاهی که پیغام را دریافت می کند. مثلاً کامپیوتر یا تلویزیون»
- رسانه انتقال « مسیر فیزیکی که پیغام از طریق آن از فرستنده به گیرنده می رسد»
- پروتکل «مجموعه قواعد و قوانینی است که غالب و چگونگی انتقال داده را مشخص میکند.
به طور مثال در هنگام پاسخ دادن به تلفن ابتدا شخص سلام می کند و در جواب می شنود سلام بفرمایید
و سپس مکالمه و انتقال داده شروع میشود و در انتهای مکالمه هر دو طرف خداحافظی میکنند»
مفاهیم اصلی شبکه کامپیوتری
از مفاهیم اصلی یک شبکه کامپیوتری می توان به
موارد زیر اشاره کرد که عبارتند از :
- لایه
- پشت پروتکل
- سرویس
- معماری شبکه
- آدرس
لایه «به منظور تفکیک وظایف و عملیات لازم برای انتقال داده، تعدادی لایه در یک سیستم شبکه تعریف میشوند
که هر لایه برای انتقال داده وظیفه خاصی را برعهده دارد و مجموعه لایه ها با کمک یکدیگر
عمل انتقال داده به صورت صحیح را تضمین میکنند.
پشت پروتکل «به مجموعه پروتکل های موجود در یک سیستم پشت پروتکل میگویند»
سرویس«مجموعهای از عملکردهای پایه است که یک لایه در اختیار لایه بالاتر خود قرار میدهد»
معماری شبکه« به مجموعه لایه ها و پروتکل های پیاده سازی شده در لایه معماری شبکه می گویند»
آدرس «یک پیغام حتماً دارای قسمت هایی شامل آدرس کامپیوتر مبدا، آدرس کامپیوتر مقصد، داده و
دیگر قسمت های کنترلی است.
برای اینکه مشخص شود که پیغام از طرف کدام ایستگاه ارسال شده است و قرار است توسط کدام ایستگاه ساخته شود از آدرس استفاده میشود.
شبکه های کامپیوتری از پیدایش آنها تا به امروز برای بشر در هر جایگاه و در هر شغلی بسیار مفید بوده است.
شبکه های کامپیوتری به افراد کمک کرده است تا با هم ارتباط بهتری داشته باشند و کیفیت زندگی را بهتر کرده است.
اگر بخواهیم در مورد با شبکه های کامپیوتری و زیر مجموعه آن ها صحبت کنیم در یک مقاله کوچکی نمی توانیم آن را تمام کنیم.
ولی ما تمام تلاش خود را به کار گرفتیم تا بتوانیم مقاله ای جامع و کامل از خلاصهای از شبکه های کامپیوتری را برای شما ارائه بدهیم.
امیدواریم تا اینجای مطالب برایتان مفید واقع شده باشد
ممنون از نگاهتان که تا آخر مقاله همراه ما بودید.
مهرسا امینی
برنامه نویس ، انیماتور ، سئوکار
در زندگی رویاهات را دنبال کن