🖧 شبکه چیست؟ + تعریف کامل شبکه های کامپیوتری (رایانه ای)

شبکه چیست؟

به اتصال دو یا چند کامپیوتر با هدف تسهیل ارتباطات، اشتراک گذاری سخت افزار ها و نرم افزارها و اشتراک‌گذاری داده‌ها و اطلاعات، شبکه کامپیوتر میگویند. این کامپیوتر ها با استفاده از دستگاه هایی مانند سوئیچ و روتر و… بهم متصل می شوند، البته امروزه به جز کامپیوترو رایانه های شخصی دستگاه های زیادی مانند سیستم های دوربین مداربسته، تلفن های مبتنی بر آی پی (VoIP) ، تلفن های هوشمند و کنسول های بازی می توانند به شبکه متصل شوند. جالب است که بدانید اولین نمونه شبکه رایانه ای در دهه ۶۰ میلادی ساخته شد، شبکه ای با نام ARPAnet که توسط  آژانس تحقیقات پیشرفته یا ARPA برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا طراحی و پیاده سازی شده بود. در ادامه این مقاله به بررسی انواع شبکه های کامپیوتری، معماری و آن ها میپردازیم.

انواع شبکه های رایانه ای (بر اساس وسعت)

یک شبکه کامپیوتری را می توان بر اساس منطقه جغرافیایی که آنها پوشش می دهند  به انواع زیر تقسیم کرد :

• شبکه محلی LAN))
• شبکه منطقه شهری(MAN)
• شبکه گسترده (WAN)
• شبکه منطقه پردیس (CAN)
• شبکه منطقه شخصی (PAN)
• شبکه منطقه ذخیره سازی (SAN)
• شبکه محلی نوری منفعل (POLAN)
• شبکه خصوصی سازمانی (EPN)
• شبکه خصوصی مجازی (VPN)

در این مقاله به اختصار سه نوع مهم از انواع شبکه را توضیح می دهیم :

LAN (local area network)

شبکه اترنت LAN رایج ترین شبکه محلی است که برای کار در یک منطقه جغرافیایی بسیار کوچک مانند دفتر، ساختمان و… طراحی شده است.شبکه  LANبرای اتصال سیستم ها از طریق یک رسانه ارتباطی بی سیم (wireless local area network ) و یا کابل های کواکسیال، twisted pair و… استفاده میکند.

MAN (Metropolitan Area Network)

شبکهMAN نسخه بزرگتری از LAN است که از فناوری مشابه LAN استفاده می کند با این تفاوت که شبکه MAN در یک منطقه جغرافیایی بزرگتر مانند یک شهر یا کل شهر قرار دارد. به طور کلی یک خط مبادله تلفنی معمولاً به عنوان رسانه ارتباطی در MAN استفاده می شود.

WAN(wide area network)

شبکه WAN منطقه جغرافیایی وسیعی را پوشش می دهد و حتی میتواند چندین شبکه محلی را بهم متصل کند، اینترنت بزرگترین نمونه WAN است که میلیاردها کامپیوتر را در سراسر جهان متصل می کند. اتصال فیزیکی در شبکه های WAN را می توان از طریق خطوط مخابراتی ، اتصالات تلفن همراه ، پیوندهای ماهواره ای و … به دست آورد.

تجهیزات شبکه

تجهیزات شبکه، دستگاه های فیزیکی هستند که برای برقراری ارتباط  بین سیستم ها و دستگاه های موجود در شبکه استفاده میشوند; به طور کلی تجهیزات شبکه به دو دسته تقسیم میشوند :

• تجهیزات اکتیو
• تجهیزات پسیو

تجهیزات اکتیو

تجهیزات اکتیو شبکه شامل تمام قسمت های یک شبکه رایانه ای است که بر سیگنال های موجود در شبکه تاثیر میگذارند و به نوعی میشه گفت با آن ها سر وکار دارند، بعنوان مثال سیگنال ها را تقویت، اصلاح و ارزیابی و… می کنند.اکثراین تجهیزات در مرکز شبکه قرار دارند.

تجهیزات اکتیو عبارت اند از:

• سوئیچ شبکه
• هاب
• روتر
• مودم
• سرور
• کارت شبکه
• فایروال
• تجهیزات IDS  و  IPS

تجهیزات پسیو

تجهیزات پسیو (Passive) آن قسمت از شبکه رایانه ای است که در انتقال داده در شبکه نقش دارد ، اما داده ها را تغییر نمی دهد یا بر آنها تأثیر نمی گذارد.

تجهیزات پسیو عبارت اند از:

• کابل شبکه (LAN)
• پچ پنل
• سوکت های دیواری
• رک
• تجهیزات و ابزار ها

شبکه های رایانه ای چگونه کار می کنند؟

شبکه های رایانه ای با استفاده از کابل ها( فیبر نوری و…) یا سیگنال های بی سیم نود هایی مانند رایانه ، روتر و سوئیچ ها را به هم متصل می کنند. این اتصالات به دستگاه های موجود در شبکه امکان ارتباط و اشتراک اطلاعات و منابع را می دهد.

شبکه ها از پروتکل هایی(ICMP ,HTTP ,FTP ,DHCPو…) پیروی می کنند که نحوه ارسال و دریافت ارتباطات را تعریف می کنند. این پروتکل ها به دستگاه ها امکان برقراری ارتباط می دهند، هر دستگاه در شبکه از پروتکل اینترنت یا آدرس IP استفاده می کند (رشته ای از اعداد که به طور منحصر به فرد به هر دستگاه اختصاص می یابد) تا به راحتی توسط دستگاه های دیگر شناسایی و ارتباطشان برقرار شود.

معماری شبکه های کامپیوتری معماری شبکه رایانه ای چارچوب فیزیکی و منطقی یک شبکه رایانه ای را تعریف می کند. اجزای معماری شبکه شامل سخت افزار ، نرم افزار ، رسانه انتقال (با سیم یا بی سیم) ، توپولوژی شبکه و پروتکل های ارتباطی است.

به طور خلاصه معماری شبکه های کامپیوتری به مجموعه ای از استاندارد های شبکه میگویند که در آن نوع اتصالات، توپولوژی، نوع کابل کشی شبکه، چگونگی دسترسی به خطوط انتقال و سرعت انتقال اطلاعات مشخص شده است. مهم ترین کار پیش از راه اندازی شبکه کامپیوتری، طراحی یک معماری مشخص و منحصر به فرد برای آن پروژه است.

انواع معماری شبکه :

• اترنت (Ethernet)
• Token Ring
• FDDI
• Wireless

اصطلاحات و مفاهیم شبکه های کامپیوتری

موارد زیر برخی از اصطلاحات رایج است که هنگام بحث در مورد شبکه رایانه باید بدانید:

آدرس IP:

آدرس IP شماره منحصر به فردی است که به هر دستگاه متصل به شبکه ای که از پروتکل اینترنت برای ارتباط استفاده می کند اختصاص داده شده است. هر آدرس IP شبکه میزبان دستگاه و موقعیت دستگاه در شبکه میزبان را مشخص می کند. هنگامی که یک دستگاه داده را به دستگاه دیگر می فرستد ، داده شامل “هدر” است که شامل آدرس IP دستگاه ارسال کننده و آدرس IP دستگاه مقصد است. 

نود (Node) شبکه چیست ؟

به هر سیستم یا دستگاه الکترونیکی که به شبکه متصل باشد و توانایی ایجاد ، دریافت یا انتقال اطلاعات از طریق یک رسانه ارتباطی راداشته باشد، نود یا گره گفته می شود. به عنوان مثال ، اگر یک شبکه پنج رایانه و دو چاپگر را به هم متصل کند ، هفت گره در شبکه وجود دارد. هر دستگاه در شبکه دارای یک آدرس شبکه است (مانند یک آدرس MAC )که به طور منحصر به فرد هر دستگاه را شناسایی می کند. این آدرس یا شماره به شما کمک می کند تا انتقال داده ها به داخل شبکه را از طریق آن پیگیری کنید.

روترها:

روترها دستگاهی  فیزیکی یا مجازی هستند که اطلاعات موجود در بسته های داده را بین شبکه ها ارسال می کند. روترها داده ها را در داخل بسته ها تجزیه و تحلیل می کنند تا بهترین راه رسیدن اطلاعات به مقصد نهایی خود را تعیین کنند. روترها بسته های داده را تا زمانی که به گره مقصد برسند ، هدایت می کنند.

سوئیچ ها:

سوئیچ وسیله ای است که سایر دستگاه ها را به هم متصل می کند و ارتباط بین آن ها را در داخل شبکه مدیریت می کند و اطمینان حاصل می کند بسته های داده به مقصد نهایی خود می رسند. در حالی که یک روتر اطلاعات را بین شبکه ها می فرستد ، یک سوئیچ اطلاعات را بین گره های یک شبکه(نود های شبکه) واحد ارسال می کند. به طور خلاصه میتوان گفت “سوئیچ ها” به نحوه انتقال داده ها بین دستگاه های یک شبکه اشاره دارد.

پورت ها:

یک پورت اتصال خاصی را بین دستگاه های شبکه شناسایی می کند. هر پورت با یک عدد(بین 0 تا 65535 ) مشخص می شود. اگر آدرس IP را به عنوان آدرس یک هتل درنظر بگیرید درگاه ها(پورت ها) مانند مجموعه اتاق های موجود در آن هتل هستند (هرکدام شماره مخصوص به خود را دارند). رایانه ها از شماره پورت برای تعیین اینکه کدام دستگاه یا سیستم در شبکه باید پیام را دریافت کند استفاده می کنند.

انواع کابل شبکه:

متداول ترین انواع کابل شبکه کابل های مسی مانند زوج به هم تابیده (twisted pair) وکواکسیال(Coaxial) و کابل فیبر نوری است. انتخاب نوع کابل به اندازه شبکه ، ترتیب عناصر شبکه و فاصله فیزیکی بین دستگاه ها بستگی دارد.