عمومی

شبکه های رایانه ای و انواع آنها

شبکه رایانه ای مجموعه ای از دو یا چند رایانه ، تجهیزات شبکه و سایر دستگاه های الکترونیکی متصل شده توسط کابل ، فیبرهای نوری یا امواج رادیویی است که می توانند داده ها را با یکدیگر تبادل کنند. رایانه های شبکه ای و دستگاه های الکترونیکی را گره های شبکه نیز می نامند. با شبکه های رایانه ای می توان داده های کوچک و بزرگ را در مدت زمان کوتاهی از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل کرد. شبکه های رایانه ای ، بسته به نوع آنها ، به سخت افزار (مانند روترها ، سوئیچ ها ، نقاط دسترسی ، کابل ها و …) ، نرم افزار (مانند سیستم عامل ها و برنامه های مختلف) و پروتکل های خاص شبکه (مانند TCP ، IP و …) نیاز دارند.

برای بسیاری از افراد امور روزمره افراد ، از جمله شغل ، امور مالی ، اطلاعات ، اخبار ، تحقیقات و سرگرمی ها به شبکه های رایانه ای بستگی دارد. اینترنت ، جستجوی اینترنتی ، ایمیل ، تجارت الکترونیکی و شبکه های اجتماعی همه از شبکه های رایانه ای نشات گرفته اند. اینترنت در حال حاضر بزرگترین شبکه رایانه ای در جهان است و از چندین شبکه رایانه ای تشکیل شده است. میلیاردها کاربر ، رایانه و دستگاه های الکترونیکی در سراسر دنیا به اینترنت متصل هستند.

شبکه های رایانه ای کاربردهای زیادی دارند. شامل:

  • اشتراک فایل و برنامه: کاربران می توانند پرونده ها و برنامه های خود را از طریق شبکه به اشتراک بگذارند. امروزه پدیده های نسبتاً جدیدی مانند همکاری آنلاین و کار از راه دور از این ویژگی شبکه بهره می برند.
  • اشتراک دستگاهها: در شبکه رایانه ای ، دستگاههایی مانند چاپگرها و درایوهای سخت می توانند با کاربران شبکه به اشتراک گذاشته شوند.
  • Voice over IP (VoIP): کاربران می توانند با استفاده از شبکه های رایانه ای و پروتکل اینترنت (IP) با سایر کاربران VoIP در شبکه ارتباط برقرار کنند.
  • ارتباطات: کاربران می توانند با استفاده از شبکه های رایانه ای با متن ، فیلم و صدا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
  • تجارت الکترونیکی: کاربران می توانند از شبکه های رایانه ای برای خرید و فروش کالا استفاده کنند.

شبکه های رایانه ای با توجه به شاخص های مختلف به انواع مختلفی تقسیم می شوند. به عنوان مثال ، از نظر تماس یا توپولوژی فیزیکی و همچنین از نظر منطقه جغرافیایی می توان آن را به چند نوع تقسیم کرد.

اتصال فیزیکی یا توپولوژی شبکه ساختار هندسی اتصالات بین گره های شبکه را نشان می دهد. متداول ترین اتصالات شبکه عبارتند از: توپولوژی اتوبوس ، توپولوژی حلقه ، توپولوژی شبکه ، توپولوژی ستاره ، توپولوژی درخت و توپولوژی ترکیبی. هر توپولوژی شبکه مزایا و معایب خاص خود را دارد.

📷

ساختار خطی از یک کابل اصلی تشکیل شده است که انتهای آن با بافل یا پایانه بسته می شود. همه گره های شبکه خطی ، از جمله سرورها ، کلاینت ها و … به کابل اصلی متصل هستند. شبکه های خطی به کابل های کمتری احتیاج دارند. اتصال رایانه به شبکه خطی آسان است. متناوباً ، اگر یک نقطه از کابل اصلی بریده شود ، کل شبکه خراب می شود یا به دو شبکه جداگانه تقسیم می شود.

در یک توپولوژی دایره ای ، هر گره مش به گره مجاور خود در هر دو طرف متصل می شود تا یک مسیر دایره ای در انتها ایجاد کند. در این معماری ، اگر گره یا گره های دیگری بین گره منبع و گره مقصد وجود داشته باشد ، داده های ارسالی از منبع باید به همه گره های مسیر خود منتقل شوند تا در نهایت به گره مقصد برسند. شبکه های دایره ای می توانند یک طرفه یا دو طرفه باشند. در یک شبکه دایره ای یک طرفه ، داده ها فقط در یک جهت از دو جهت به چپ یا راست حرکت می کنند. عیب توپولوژی دایره ای یک جهته این است که گاهی اوقات داده ها برای رسیدن به مقصد باید مسیری طولانی را طی کنند. به عنوان مثال ، اگر یک گره بخواهد داده ها را به یک گره همسایه در سمت چپ آن بفرستد ، اما جهت داده حرکت از چپ به راست است ، پس این داده ها باید از تمام گره های دیگر عبور کنند تا در نهایت به گره همسایه برسند. اما اگر این شبکه حلقه ای دو طرفه باشد ، دو گره مجاور بدون نیاز به مسافرت در گره های دیگر ، داده ها را با یکدیگر تبادل می کنند.

تقاطع های دایره ای نیازی به سرور ، هاب یا سوئیچ ندارند و افزودن آن ها به راحتی امکان پذیر است. اما اگر بخشی از کابل مشکلی داشته باشد ، می تواند شبکه را کاملاً غیرفعال کند. شبکه حلقه نیز کندتر از شبکه ستاره ای است زیرا در یک توپولوژی دایره ای ، مسیر بین گره های مبدا و مقصد اغلب غیر مستقیم است و داده ها باید از گره های دیگر نیز عبور کنند.

در یک توپولوژی شبکه کامل ، هر گره شبکه به طور مستقیم با سایر گره های شبکه مرتبط است. در یک ساختار شبه مش ، حداقل دو گره مستقیماً به چندین گره دیگر متصل می شوند ، اما همه گره ها اینگونه نیستند و ممکن است برخی از گره ها فقط به یک گره دیگر متصل شوند. توپولوژی مش بیشتر در شبکه های بی سیم استفاده می شود. یکی از مزایای ساختار شبکه ای اغلب داشتن مسیرهای متعدد است. بنابراین ، اگر مسیر مستقیم از مبدا به مقصد قطع شود ، به عنوان مثال ، داده ها می توانند از مسیر دیگری به مقصد برسند. همچنین ، خرابی هر گره در مش باعث ایجاد اختلال در عملکرد گره های دیگر نمی شود. اما توپولوژی شبکه اغلب گران تر است زیرا به کابل های زیادی احتیاج دارد و نگهداری و تعمیر آن دشوار است.

📷

در یک توپولوژی ستاره ای ، هر گره مستقیماً به توپی یا توپی متصل می شود. در شبکه های ستاره ای ، داده ها از طریق گره ها یا سوئیچ بین گره ها ارسال می شوند و انتقال و دریافت داده ها توسط هاب یا سوئیچ مدیریت می شود.

ترازبندی ستاره مزایای مهمی دارد. این شامل نصب و کابل است و در صورت قطع شدن یک گره از شبکه یا قطع شدن یکی از کابل ها ، گره های دیگر بدون مشکل به کار خود ادامه می دهند. البته توپولوژی ستاره ای معایبی نیز دارد و به عنوان مثال به کابل های بیشتری نسبت به توپولوژی خطی احتیاج دارد. دیگر اینکه اگر توزیع کننده شبکه یا سوئیچ خراب شود ، تمام گره های متصل به آن از شبکه جدا می شوند. همچنین ، ساختار ستاره گرانتر از ساختار خطی است زیرا به هاب یا کلید نیاز دارد.

توپولوژی درخت را توپولوژی ستاره گسترش یافته نیز می نامند. توپولوژی درخت را می توان ترکیبی از توپولوژی خطی و ستاره ای دانست. در توپولوژی درخت ، بسیاری از شبکه های ستاره ای توسط کابل اصلی مستقیم متصل می شوند. توپولوژی درخت گسترش شبکه و رشد زیرشاخه های آن را تسهیل می کند. در یک توپولوژی درخت ، اگر یک شاخه از شبکه خراب شود ، شاخه های دیگر آسیب نخواهند دید. همچنین در این توپولوژی می توان از سخت افزار و نرم افزار شرکت های مختلف استفاده کرد اما در توپولوژی درخت در صورت خراب شدن کابل اصلی شبکه کاملاً غیرفعال می شود. شکل گیری و نگهداری شبکه ها و کابلهای درختی دشوارتر از ساختارهای خطی و ستاره ای است.

معماری ترکیبی نتیجه ترکیبی از یک یا چند توپولوژی شبکه است. به عنوان مثال ، ترکیبی از توپولوژی ستاره ای و توپولوژی حلقه منجر به مجموعه ای از توپولوژی دایره ای ستاره می شود. با ترکیب توپولوژی ستاره ای و توپولوژی خطی ، یک توپولوژی مشترک از ستاره های خطی ایجاد می شود.

شبکه های رایانه ای از نظر منطقه جغرافیایی به چند نوع تقسیم می شوند.

  • شبکه شخصی (PAN): شبکه کوچکی که در محور شخص تشکیل می شود. به عنوان مثال ، اگر یک کاربر یک شبکه بی سیم کوچک با لپ تاپ ، تلفن و دوربینی ایجاد کند که از آن استفاده می کند ، در واقع در حال ایجاد یک شبکه شخصی (PAN) است.
  • شبکه محلی (LAN): شبکه ای تک یا چند کاربره که در یک فضای محدود و یکپارچه ساخته می شود. یک شبکه محلی ممکن است شامل اتاقی به اندازه یک یا چند اتاق یا ساختمان باشد. شبکه های محلی در صنایع مختلفی از جمله خانه ها ، مشاغل و شرکت ها مورد استفاده قرار می گیرند.
  • شبکه آکادمیک (CAN): یک شبکه دانشگاهی در درجه اول از یک یا چند شبکه محلی اختصاصی تشکیل شده است که غالباً توسط سوئیچ یا روتر متصل می شوند. شبکه های دانشگاهی معمولاً ایمن و گسترده تر از شبکه های محلی هستند و علاوه بر دانشگاه ها ، از آنها در مراکز دیگری مانند شرکت ها ، سازمان های دولتی و م institutionsسسات نظامی نیز استفاده می شود.
  • شبکه شهری (MAN): شبکه شهری ترکیبی از چندین شبکه محلی است که بخشی یا کل یک شهر را پوشش می دهد. شبکه شهری بزرگتر از شبکه محلی و دانشگاهی است اما کوچکتر از WAN است.
  • Wide Area Network (WAN): شبکه پهناور ترکیبی از چندین شبکه محلی است که در یک منطقه جغرافیایی بسیار گسترده پخش شده اند. اینترنت ، بزرگترین شبکه در جهان ، WAN است.

📷

یادگیری بیشتر در مورد شبکه های رایانه ای نیاز به یادگیری چند اصطلاح مهم دارد. آدرس IP ، گره شبکه ، تجهیزات شبکه ، پورت ها و پروتکل های شبکه دو مورد از مهمترین اصطلاحات در زمینه شبکه های رایانه ای هستند.

به تجهیزات مورد نیاز شبکه کامپیوتری برای راه اندازی و پیگیری تجهیزات شبکه گفته می شود. مهمترین تجهیزات شبکه هاب ، سوییچ ، روتر ، مودم ، کارت شبکه ، تکرار کننده ، نقطه دسترسی ، دروازه و پل است. البته همه شبکه های رایانه ای به همه این تجهیزات به طور هم زمان احتیاج ندارند. به عنوان مثال ، یک کاربر خانگی با مودم / روتر داخلی می تواند یک شبکه کوچک ایجاد کند و آن را به اینترنت متصل کند. اما برخی از شبکه های دیگر ممکن است به روترها و سوئیچ های پیشرفته تری نیاز داشته باشند.

پروتکل های شبکه استانداردها و قوانینی هستند که نحوه ارتباط گره های شبکه و نحوه ارسال ، دریافت و پردازش داده ها را مشخص می کنند. هر پروتکل کاربردها و توابع خاصی دارد. به عنوان مثال ، عملکرد پروتکل اینترنت (IP) مدیریت و مسیریابی بسته های داده است.

آدرس IP یک شناسه عددی منحصر به فرد است که به هر دستگاه شبکه در شبکه پروتکل اینترنت (IP) اختصاص می یابد. در واقع ، هر دستگاهی در شبکه با آدرس IP آن شناسایی می شود. وقتی هر دستگاه شبکه داده ای را به دیگری می فرستد ، IP منبع و آدرس IP مقصد نیز به داده پیوست می شوند تا نشان دهند که داده از کجا می آید و باید به کجا برسد. آدرس های IP می توانند ثابت (ساکن) یا متغیر (پویا) باشند. یک آدرس IP ثابت به یک دستگاه اختصاص داده می شود و وقتی به شبکه متصل هستید همیشه ثابت می ماند. اما آدرس IP پویا به طور تصادفی به هر دستگاه متصل به شبکه اختصاص می یابد. بنابراین ، هر بار که دستگاه به شبکه متصل می شود ، ممکن است آدرس IP متفاوتی دریافت کند.

هر پورت یک نقطه پایانی برای اتصال شبکه را مشخص می کند. بنادر با تعداد آنها مشخص می شوند. اگر آدرس IP را با آدرس هتل مقایسه کنید ، درگاه ها نقش شماره اتاق های آن هتل را بازی می کنند. رایانه های شبکه تعیین می کنند کدام برنامه یا سرویس باید پیام را از هر شماره پورت دریافت کند.

کابل های مس ، فیبرهای نوری و امواج رادیویی مهمترین و رایج ترین سیستم عامل انتقال داده در شبکه های رایانه ای هستند. گره های شبکه یا توسط کابل های مسی و فیبرهای نوری یا با امواج رادیویی با فرکانس های خاص متصل می شوند. هر یک از این رسانه های انتقال داده دارای مزایا و معایبی هستند. امروزه فیبر نوری سریعترین بستر انتقال داده در شبکه های رایانه ای است.

ظرفیت شبکه میزان ترافیکی است که شبکه در واحد زمان پشتیبانی می کند. ظرفیت شبکه توسط پهنای باند تعیین می شود. پهنای باند شبکه بر اساس حداکثر تعداد بیت در ثانیه قابل معامله بین تجهیزات متصل به شبکه اندازه گیری می شود.

سرور ، رایانه یا برنامه ای که خدمات مختلفی را به رایانه ها یا سایر تجهیزات شبکه ارائه می دهد. به عنوان مثال منابع شبکه را در دسترس آنها قرار می دهد یا عملیات خاصی را برای آنها انجام می دهد. رایانه ها و تجهیزاتی که از سرور خدمات دریافت می کنند ، مشتری نامیده می شوند. سرورها از مشتری ها بهتر عمل می کنند ، معمولاً فقط خدمات ارائه می دهند و از مشتریان درخواست خدمات نمی کنند. شبکه ای متشکل از سرور و کلاینت را شبکه مبتنی بر سرور یا شبکه سرویس دهنده-سرور می نامند.

در یک شبکه نظیر به نظیر ، همه گره های شبکه نظیر به نظیر هستند ، به این معنی که گره سرویس گیرنده یا سرور وجود ندارد و هر گره می تواند درخواست و درخواست خدمات کند. از این نظر می توان یک شبکه peer-to-peer را مغایر شبکه سرور مشتری دانست.

آموزش تخصصی شبکه

منبع: آموزشگاه رایانه بایا

جهت دیدن مقالات بیشتردر مجموعه مطالب عمومی کلیک کنید 


منبع خبر: شبکه های رایانه ای و انواع آنها

مسوولیت کلیه محتوای سایت بر عهده منابع اصلی بوده و بانک مشاغل اینفوجاب هیچ مسوولیتی در قبال محتوا ندارد.

نمایش بیشتر
دکمه بازگشت به بالا