شبکه ( Network ) چیست ؟

شبکه ( Network ) چیست ؟

شبکه ( Network ) چیست ؟

۱- شبکه ( Network ) چیست ؟

به مجموعه ای از اتصالات بین دو یا چند کامپیوتر و زبانی (Protocol) که این کامپیوترها به کمک آن با یکدیگر صحبت می کنند شبکه می گویند. وقتی که ما دو یا چند کامپیوتر را به یکدیگر متصل کنیم به گونه ای که این دو بتوانند با هم تبادل اطلاعات کنند در واقع یک شبکه ساخته ایم.

2- هدف از ایجاد شبکه

الف – استفاده از منابع مشترک ( اطلاعات ، نرم افزارها و سخت افزارها)
ب – به روز بودن اطلاعات
ج – جلوگیری از افزونگی اطلاعات
د – تبادل سریعتر و دقیقتر اطلاعات

3- انواع شبکه

شبکه ها از لحاظ مقیاس جغرافیایی به سه گروه Lan ، Wan و Man تقسیم بندی می شوند :

شبکه محلی LAN : که مخفف Local Area Network می باشد ، شبکه ای با سرعت بالاست که به منظور برقراری ارتباط و مبادله ی داده ها بین کامپیوترها در یک محدوده ی جغرافیایی کوچک ، مثل یک اداره ، یک ساختمان و یا یک طبقه از یک برج طراحی شده است .
شبکه گسترده یا WAN : که مخفف Width Area Network می باشد ، جهت مبادله ی اطلاعات بین فواصل بسیار دور بکار می رود . این شبکه ناحیه ی جغرافیایی وسیعی مانند کل یک کشور ، کل یک قاره را در بر می گیرد . شبکه های WAN ممکن است از خطوط استیجاری شرکت مخابرات و یا ماهواره های مخابراتی جهت مبادله ی اطلاعات استفاده کنند .
شبکه شهری یا MAN : که مخفف  Area Network  Metropolitan می باشد شبکه های متعددی را که در نواحی مختلف یک شهر بزرگ یا کوچک واقع شده اند را به یکدیگر مرتبط می کند .

4- استاندارد های شبکه

عمدتاً از دو نوع استاندارد شبکه استفاده میشود. Token Ring و Ethernet.

Ethernet :

یکی از نخستین معماری های شبکه های محلی است که در اواخر دهه 1970 توسط شرکت زیراکس معرفی گردید . قیمت پایین ، سرعت بالای انتقال و امکان اتصال PC  به Main  از امکاناتی بود که باعث گردید طرفداران زیادی پیدا کند .

یک تکنولوژی مبتنی بر مجادله و درگیری است بدین معنا که هیچ کنترلی بر روی اینکه کدام کامپیوتر مجاز به ارسال اطلاعات از طریق شبکه است ندارید زمانی که 2 کامپیوتر همزمان اقدام به ارسال اطلاعات از طریق کابلها میکنند این امر منجر به برخورد داده ها میشود بنابـــراین اطلاعات پس از تاخیر به مقصد میرسند مجادله داده ها میتواند سرعت یک شبکه شلوغ را کاهش دهد . استفاده از تکنولوژی اترنت ارزانتر از تکنولوژی Token Ring است چرا که تکنولوژی اترنت وسیله ای برای کنترل اینکه یک کامپیوتر چه وقت میتواند انتقال داده ها را شروع کند ندارد اترنت برای دفاتر اداری کوچک و مصارف خانگی ایده آل است .

Token Ring :

این شبکه در سال 1985 توسط کمپانی IBM  طراحی و سپس به عنوان استاندارد رسمی IEEE 802.5 معرفی گردید .
در تکنولوژی Token Ring انتقال داده ها توسط Token ( یک کاربر الکترونیکی = نشانه) که در حلقه تشکیل دهنده کامپیوترها گردش می کند و کنترل میشود. تنها کامپیوتر دارای Token میتواند داده ها را انتقال دهد Token پس از انتقال و دریافت داده ها به کامپیوتر بعدی حلقه سپرده میشود و هیچ گونه مجادله در یک حلقه Token Ring به وجود نمی آید ، چرا که هر کامپیوتر نوبت خود را برای انتقال دارد هیچ کامپیوتر دیگری در آن زمان داده ارسال نمی کند.

5- توپولوژی های شبکه

توپولوژی یا همبندی یک شبکه به معنای نوع ارتباطی است که مابین گره های آن شبکه برقرار است . این توپولوژی معمولاً نوع کابل مورد استفاده را نیز تعیین میکند .

الف – توپولوژی خطی باس (  Bus Linear ):

در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل به نام Bus متصل می شود . در این توپولوژی رسانه ی انتقال بین کلیه ی کامپیوتر ها مشترک است .
توپولوژی Bus از متداولترین توپولوژیهاست که در شبکه های محلی مورد استفاده قرار می گیرد . سادگی ، کم هزینه بودن و توسعه ی آسان این شبکه از نقاط قوت توپولوژی Bus می باشد . ضعف عمده ی این شبکه آنست که اگر کابل اصلی یا Back Bone که به عنوان پل ارتباطی بین کامپیوترهای شبکه می باشد ، قطع شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد .

ب- توپولوژی رینگ – حلقوی :

در توپولوژی باس کامپیوترها توسط یک رشته سیم به هم متصل میشوند که آغاز و پایان آن سیم توسط یک مقاومت 50 اهمی بسته شده است . در توپولوژی رینگ به جای بستن دو سر سیم ، آنها را به یکدیگر وصل نموده و تشکیل یک حلقه میدهند. این توپولوژی تمامی مزایا و معایب باس را دارد با این تفاوت که کنترل مقاومت سیم استوار تر بوده و اتصال آغاز و پایان سیم گاهی اوقات به دلیل فاصله زیاد دو سرسیم مشکل ساز می گردد.

ج – توپولوژی هیبریدی :

سیستمی که از ترکیب باس و ستاره ای پدید می آید هیبریدی نام دارد .
در این حالت برخی از مسیرهای شبکه به صورت باس و برخی دیگر بصورت ستاره ای می باشند معمول ترین طراحی از این نوع اتصال هابصورت باس و اتصال ستاره ای کامپیوترها به هاب مربوط به خودشان می باشد .

د – توپولوژی ستاره ای :

شبکه های متوسط و بزرگ اغلب از توپولوژی ستاره ای استفاده میکنند. در این پیکربندی از کابل و سخت افزار بیشتری استفاده میشود اما مدیریت آن آسانتر و احتمال خرابی آن کمتر است کابل مورد استفاده توپولوژی ستاره ای اترنت کابل زوج بهم تابیده بدون حفاظ است . هر کامپیوتر در پیکربندی ستاره ای به یک هاب متصل میشود یک سر کابل به کارت شبکه یک کامپیوتر متصل میشود و سر دیگر آن به هاب که نقطه اتصال مرکزی کابل کشی شبکه را نزد هم میکند متصل میشود. هاب ها به اندازه های مختلف عرضه میشوند و مدلهای پیشرفته آنها میتواند خطاهای موجود در سیگنالها را تقویت کند.آماده سازی توپولوژی ستاره ای آسان است و عیب یابی در آن آسانتر از شبکه باس است چرا که یک کابل آسیب دیده تنها به روی یک کامپیوتر تاثیر می گذارد و از طرف دیگر کابل زوج بهم تابیده معمولاً گرانتر از کواکسیال است . توپولوژی ستاره ای به کابل بسیار زیاد و یک هاب نیاز دارد . تمامی اینها منجر به بالا رفتن هزینه شبکه میشود با این تفاوت که روش بهتری است .

6- اجزای اصلی شبکه

الف – ایستگاه کاری Workstation :

مشهورترین جزء یک شبکه ، ایستگاه کاری می باشد که از طریق آن کاربر با شبکه ارتباط برقرار می کند . ایستگاه کاری در شبکه به معنای یک پایانه هوشمند است زیرا از توانایی پردازش و اجرای برنامه بهره مند می باشد . ایستگاههای کاری در یک شبکه محلی به تنهایی قابل استفاده هستند و می توانند در سرعت پردازش ، مقدار حافظه ، برنامه های نصب شده و ابزار های ذخیره سازی اطلاعات متفاوت باشند .

ب – کارت های رابط شبکه ( NIC ) :

رابطی که جسم جدا از شبکه را به LAN متصل می سازد و آن را راه اندازی میکند ، کارت رابط شبکه یا آداپتور شبکه ( Network Interface Adapter NIC ) نامیده می شود . یک کارت شبکه از شکاف ( SLOT ) موجود بر روی برد اصلی کامپیوترها استفاده می کند و باعث برقراری یک اتصال فیزیکی به رسانه انتقال یا کابل می شود . کارت شبکه ، باعث برقراری ارتباط مابین اجزا شبکه از طریق سیگنال های خاص می شود . هر عنصری از شبکه محلی که دارای یک کارت شبکه باشد بعنوان یک گره یا Node  شناخته می شود بطوریکه هر گره از یک آدرس واحد برای مسیریابی اطلاعات استفاده می کند .

ج – کابل بندی ( Cabling ) :

اتصال فیزیکی گره های شبکه را کابل بندی شبکه می نامند . کابلی که در LAN  استفاده می شود از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا این عنصر در شبکه ، بیشترین تاثیر را بر میزان نرخ انتقال داده و بازدهی ورودی خروجی دارد.

د – سرویس دهنده ( Server ) :

سرویس دهنده یا سرور ، یک کامپیوتر است که عملیات دسترسی به فایل ها و انواع سرویس های دیگر را برای شبکه فراهم می سازد . سرویس دهندگان از پردازشگری قدرتمند بهمراه حافظه موقت و دائم با حجم بالا استفاده می کنند . یک سرویس دهنده ، دارای یک سیستم عامل شبکه ( Network Operating System NOS ) می باشد که بعنوان مغز فعال شبکه کار می کند و چگونگی دسترسی ایستگاه های کاری را به منابع مشترک کنترل می نماید .

7- ابزارهای اتصال در شبکه :

الف- هاب (Hub ) :

هاب در یک شبکه ، بعنوان نقطه متمرکز کننده و محل اتصالی برای گره های آن شبکهء محلی می باشد . به آن دسته از هاب هایی که برای اتصال فیزیکی چندین قطعه کابل کوتاه بکار می رود ، هاب های انفعالی (Passive  ) و به هاب هایی که برای اتصال کابل های طویل استفاده می شود ، هاب های فعال ( Active ) گفته می شود .

ب – کانکتورها :

کانکتور وسیله ای است که واسط بین کابل و کارت شبکه قرار می گیرد.

برای شبکه های باس که از کابل کواکسیال استفاده می کنند کانکتور BNC استفاده می شود. که یک کانکتور T شکل است. از یک سر کابل کواکسیال وارد می شود، یک سر به کارت شبکه متصل می شود، سر دیگر به کابلی وصل می شود که به کامپیوتر بعدی روی شبکه منتهی می شود.

برای شبکه های با توپولوژی Star نوع دیگری از کانکتورها به نامRj-45  استفاده می شود. اندازه آن خیلی کوچک در مقایسه با کانکتور BNC است.

در یک طرف آن هشت پین فلزی وجود دارد. رشته های کابل توسط دستگاه پرس Rj داخل این کانکتور به این پین ها متصل می شود.

ج- ابزارهای اتصال قطعات شبکه :

برای برقراری ارتباط مابین شبکه های مختلف و یا قسمتهای مختلف یک شبکه از پل ها ( Bridges ) ، دروازه ها ( Gateway ) و مسیرگردان ها ( Router ) استفاده می شود .

شبکه‌ مجموعه‌ای از سرویس‌ دهنده‌ها و سرویس‌ گیرنده‌های‌ متعددی می‌باشد که‌به‌ یکدیگر متصل‌ هستند. در این‌ بین‌ سرویس‌ دهنده‌ها (server) نقش‌ سرویس‌ دهنده‌ و خدمات‌ دهی‌ وسرویس‌ گیرنده‌ها (Client) نقش‌ سرویس‌ گیرنده‌ یا همان‌ مشتری‌ را بازی‌ می‌کنند.

شبکه‌ مجموعه‌ای از سرویس‌ دهنده‌ها و سرویس‌ گیرنده‌های متعددی‌ می‌باشد که‌به‌ یکدیگر متصل‌ هستند. در این‌ بین‌ سرویس‌ دهنده‌ها (server) نقش‌ سرویس‌ دهنده‌ و خدمات‌ دهی‌ وسرویس‌ گیرنده‌ها (Client) نقش‌ سرویس‌ گیرنده‌ یا همان‌ مشتری‌ را بازی می‌کنند.

انواع‌ شبکه‌: شبکه‌ها را میتوان‌ به‌ دو دسته‌ «شبکه‌های محلی» LAN و شبکه‌های بزرگتر از آن‌ (WAN) تقسیم‌ کرد.

شبکه‌های‌ محلی‌: Local Area Network این‌ نوع‌ شبکه‌ها به‌ شبکه‌های(‌ (LAN) معروف‌ هستند. شبکه های محلی معمولا میزبان 2 تا 20کامپیوتر و در غالب Work Group میباشند. سرعت این نوع شبکه بسیار زیاد است (معمولا 100MB Per Sec) و می توان حجم داده های بالا را در مدت بسیار کم انتقال داد.

شبکه‌های‌ گسترده‌: Wide Area Network این نوع شبکه ها به شبکه های WAN معروف هستند. این شبکه ها بزرگتر از شبکه های LAN و اغلب برای امور عمومی از آن استفاده می شود. ازجمله این شبکه ها میتوان شبکه های VAN و یا شبکه های بزرگتر مانند Internet و.. را نام برد. سرعت انتقال داده ها در این نوع شبکه ها نسبت به LAN (در ایران) بسیار ناچیز میباشد. این سرعت به خاطر استفاده از خطوط 56K است. البته می توان با استفاده از خطوط DSL یا ISDN و یا بی سیم Wire Less سرعت این ارتباط را به اندازه 128K ,256 k , 512 kیا بالاتر افزایش داد.

Internet Protocol یا همان IP  یک‌ عدد 32 بیتی‌ (bit) است‌ که‌ پس‌ از اتصال‌ به‌ شبکه‌ (… , Internet , LAN) به‌ ما تعلق‌ می‌گیرد. شکل کلی IP را می توان به صورت http://www.xxx.yyy.zzz در نظر گرفت که با هر بار اتصال به اینترنت به صورت Dial Up این عدد تغییر می کند. به عنوان مثال در حال حاضر IP ما 185.211.57.132 است اما در اتصال بعدی ممکن است این عدد به 185.211.57.145 تغییر کند.

IP به عنوان یک شناسنامه در شبکه است و کاربردهای بسیاری دارد .برای توصیف کامل IP نیاز به شرح TCP/IP است که بعدا به آن اشاره خواهیم کرد. همان طور که در جامعه شناسنامه وسیله ای برای احراز هویت ماست و بدون آن جزو آن جامعه محسوب نمی شویم ، IP نیز وسیله ای برای شناسایی ما در شبکه است و امکان اتصال به شبکه بدون آن وجود ندارد. به طور مثال هنگامی که در شبکه مشغول چت (Chat) هستیم ، کامپیوتر شما دارای یک IP می باشد. و جملاتی را که شما تایپ می کنید به وسیله مسیر یابها (Router ) مسیر یابی (Routing) شده و به کامپیوتر شخص مقابل میرسند و متنی را هم که شخص مقابل تایپ میکند روی IP شما فرستاده می شود.

خط فرمان در ویندوز چیست؟ خط فرمان یا همان ”Command Prompt” در ویندوز نوعی شبیه ساز سیستم عامل Dos در ویندوز است که فایلهای اجرایی ”exe,com” در آن اجرا می شود. خط فرمان ویندوز دستورات بسیار زیاد و کاربردی دارد که به مرور زمان انها را خواهیم آموخت.

دسترسی به خط فرمان در ویندوز: دسترسی به خط فرمان به دو روش میسر است. روش اول : روی Start Menu کلیک کرده و گزینه Run را انتخاب می کنیم . سپس در پنجره ظاهر شده اگر ویندوز شما 98/ME باشد عبارت ”Command” و اگر 2000/2003/XP باشد عبارت ”CMD” را تایپ می کنیم هم اکنون محیط Command Prompt در جلوی شما قرار دارد!

روش دوم : با طی کردن مسیر Start> Programs>Accessories و کلیک کردن برروی Command Prompt این محیط برای شما باز میشود.

برای بدست آوردن IP خود در سیستم عامل ویندوز کافی است همان طور که در بالا توضیح داده شد به محیط Command Prompt رفته و عبارت ” IPCONFIG ” را تایپ کنیم. به طور مثال پس از اجرای دستور به نتایج زیر می رسید : Windows IP Configuration 0 Ethernet adapter : IP Address. . . . . . . . . : 213.155.55.232 Subnet Mask . . . . . . . . : 255.255.255.0 Default Gateway . . . . . . : 213.155.55.232 فعلا تنها به سطر IP Address که با رنگ قرمز مشخص شده است توجه کنید (Default Gateway و Subnet Mask) بعدا برسی خواهد شد. ملاحظه میکنید که IP ما 213.155.55.232 است.

آدرسهای IP به چند دسته تقسیم می شوند؟ آدرسهای IP به پنج کلاس A,B,C,D,E تقسیم می شوند. از بین این کلاسها تنها کلاسهای A,B,C کاربرد دارند که به شرح آنها می پردازیم . کلاس A : تمام IP هایی که www آنها (در درس قبل شکل کلی IP را به صورت http://www.xxx.yyy.zzz معرفی کردیم) بین 1 تا 126 است ، جزو کلاس A محسوب می شوند. به عنوان مثال : 112.10.57.13 یک IP کلاس A است. این کلاس ویژه پایگاهای بزرگ اینترنتی است. کلاس B : تمام IP هایی که WWW آنها بین 128 تا 191 می باشد را شامل می شود. مانند IP ی 172.155.55.73 که جزو کلاس B است. کلاس C : این کلاس تمام IP هایی که WWW آنها بین 192 تا 223 است را شامل می شود: مانند 213.133.52.138 که جزو کلاس C محصوب می شود.

همان طور که گفته شد IP یک عدد 32 بیتی است. هم اکنون این گفته را کاملتر شرح داده و مطلب را بازتر می کنیم/ درک این قسمت از مطلب نیازمند دانستن مفاهیم Bit و Byte است . این در حقیقت واحدهای اندازه گیری حافظه کامپیوتر هستند که در پایین آنها را شرح می دهیم : BIT :به کوچکترین واحد اندازه گیری حافظه کامپیوتری می گویند.

به مجموع 8 بیت ، یک بایت می گویند. بنابر این نتیجه می گیریم 32 بیت همان 4 بایت در مبنای اعشاری (مبنای 10 ) است و برای این که کامپیوتر اعداد را در مبنای 2 در نظر می گیرد آن را به صورت Binary (مبنای 2 ) می نویسیم. برای اینکه این مفاهیم را بهتر متوجه شوید آنها را در جدول برسی می کنیم.

IP از دو قسمت Net ID و Host ID تشکیل شده است و مقادیر بیت ها در این دو قسمت در کلاسهای مختلف IP متفاوت است. Net ID در واقع شناسه شبکه و Host ID شناسه میزبان در IP است. برسی Net ID در کلاساهی مختلف: Net ID در کلاس A به صورت http://www.0.0.0 یعنی تنها www را شامل می شود. در کلاس B به صورت : http://www.xxx.0.0 است یعنی http://www.xxx در واقع Net Id می باشد. و در کلاس C به صورت : http://www.xxx.yyy.0 است یعنی NetID .. این رودیگه باید فهمیده باشید چیه کلاس A : در کلاس A : Net ID هشت بیت است و Host ID آن 24 بیت که مجموعا 32 بیت می شود. این کلاس می تواند 16.777.14 میزبان (Host) داشته باشد یعنی 16.777.14 IP که زیر مجموعه آن قرار می گیرند. به عنوان مثال http://www.44.4.13 که 44.4.13 یکی از میزبان ها (Host) می باشد. کلاس B : در کلاس B : NetID از هشت بیت به شانزده بیت افزایش می یابد و فضا را برای host ID کمتر می کند، به همین دلیل IP های زیر مجموعه آن به 56.534 کاهش می یابد. به عنوان مثال IP : http://www.xxx.55.137 که 55.137 یکی از میزبانهاست . کلاس C : NetID باز هم بزرگتر شده و از 16 بیت در کلاس B به بیست و چهار افزایش می یابد و Host ID به کوچکترین مقدار خود یعنی هشت بیت می رسد. این کلاس تنها 242 IP را پشتیبانی می کند. به عنوان مثال http://www.xxx.yyy.93 که در آن 93 یکی از میزبانهاست. نکات مهم درس : 1- سعی کنید بیشتر در محیط Command Prompt کار کنید تا به آن عادت کرده و دست خود را در اجرای دستورات سریع تر کنید. سرعت در اجرای دستورات هنگام Hack کردن بخصوص Client بسیار مهم است. 2- با کمی دقت حتما متوجه می شوید که IP ای که www آن 127 باشد در هیچ یک از کلاسهای مطرح شده وجود ندارد. در حقیقت IP ی 127.0.0.1 از قبل برای کامپیوتر خودمان رزرو شده و به آن Local Host می گویند. 3- هنگامی که به صورت Dial Up به اینترنت متصل می شوید معمولا IP کلاس C به شما تعلق می گیرد. 4- توصیه و پیشنهاد برای استفاده از Command Line ویندوز 2000 یا XP است.