مرکز آموزشی،پژوهشی و درمانی روانپزشکی ابن سینا و دکتر حجازی

امتیاز کاربران

ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال
 
شبکه های کامپیـوتری

شبکه های کامپیـوتری
شكلهاي بكارگيري كامپيوتر
Single User            
Multi User             
Network                

فوايد شبكه‌هاي كامپيوتري:

اشتراك منابع
حذف محدوديت‌هاي جغرافيايي در تبادل داده‌ها
كاهش هزينه‌ها
بالا رفتن قابليت اعتماد سيستمها
افزايش كارايي سيستم       
كنفرانس از راه دور
يافتن اشخاص مورد نظر در جهان
تلفن ودور‌نگار از طريق شبكه 
راديو از طريق شبكه
آموزش از راه دور
ارائه مدون اطلاعات  فني و علمي
اخبار مربوط به هنر ، ورزش ، سياست ، تجارت و..
كاريابي و اشتغال
درمان از راه دور 
خريد و فروش روزمره با استفاده از كارت اعتباري
انجمن‌هاي خيريه                                                  
مشاوره از راه دور

اجزاي يك شبكه كامپيوتري:
شبكه هاي كامپيوتري از 4 جزء اصلي تشكيل مي شوند:

Server: سرويس دهنده
‍Client سرويس گيرنده
Communication Media: محيط انتقال (مثلاً كابل يا بيسيم)
Protocol: مجموعه قوانيني كه با رعايت آنها سرويس دهي در شبكه برقرار مي گردد.


كارت شبكه:

کارت شبکه  " NIC- Network Interface Card" : برای استفاده از شبکه وبرقراری ارتباط بین کامپیوتر ها از کارت شبکه ای استفاده می شود که در داخل یکی از شیارهای برد اصلی کامپیوتر های شبکه " اعم از سرویس دهنده وگیرنده " بصورت سخت افزاری وبرای کنترل ارسال ودریافت داده نصب می گردد.  
رسانه انتقال  Transmission Medium "": رسانه انتقال کامپیوتر ها را به یکدیگر متصل کرده وموجب برقراری ارتباط بین کامپیوتر های یک شبکه می شود . برخی از متداولترین رسانه های انتقال عبارتند از : کابل زوج سیم بهم تابیده " Twisted- Pair" ، کابل کواکسیال " Coaxial" وکابل فیبر نوری "Fiber- Optic" .  
سیستم عامل شبکه " "NOS- Network Operating System : سیستم عامل شبکه برروی سرویس دهنده اجرا می شود و سرویس های مختلفی مانند: اجازه ورود به سیستم "Login" ، رمز عبور "Password" ، چاپ فایل ها " Printfiles" ، مدیریت شبکه " Net work management " را در اختیار کاربران می گذارد.


کابل( Unshielded Twisted pair ( UTP
متداولترين نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد ، کابل های بهم تابيده می باشند.
مزايای کابل های بهم تابيده :
سادگی و نصب آسان
انعطاف پذيری مناسب
دارای وزن کم بوده و براحتی بهم تابيده می گردند.
معايب کابل های بهم تابيده :
تضعيف فرکانس
بدون استفاده از تکرارکننده ها ، قادر به حمل سيگنال در مسافت های طولانی نمی باشند.
پايين بودن پهنای باند 
بدليل پذيرش پارازيت در محيط های الکتريکی سنگين به خدمت گرفته  نمی شوند.
 

کابل کواکسيال
يکی از مهمترين محيط های انتقال در مخابرات کابل کواکسيال و يا هم محور می باشد

مزايای کابل های کواکسيال :
قابليت اعتماد بالا
ظرفيت بالای انتقال ، حداکثر پهنای باند 300 مگاهرتز
دوام و پايداری خوب
پايين بودن مخارج نگهداری
قابل استفاده در سيستم های آنالوگ و ديجيتال
هزينه پائين در زمان توسعه
پهنای باند نسبتا" وسيع که مورد استفاده اکثر سرويس های مخابراتی از جمله تله کنفرانس صوتی و تصويری است .
معايب کابل های کواکسيال :
مخارج بالای نصب
نصب مشکل تر نسبت به کابل های بهم تابيده
محدوديت فاصله
نياز به استفاده از عناصر خاص برای انشعابات
 

فيبرنوری

يکی از جديدترين محيط های انتقال در شبکه های کامپيوتری ، فيبر نوری است         
مزايای فيبر نوري:
حجم و وزن کم
پهنای باند بالا
تلفات  سيگنال کم و در نتيجه فاصله تقويت کننده ها زياد می گردد.
فراوانی مواد تشکيل دهنده آنها
مصون بودن از اثرات القاهای الکترو مغناطيسی مدارهاي ديگر
آتش زا نبودن آنها بدليل عدم وجود پالس الکتريکی در آنها
مصون بودن در مقابل عوامل جوی و رطوبت
سهولت در امر کابل کشی و نصب
استفاده در شبکه های  مخابراتی آنالوگ و ديجيتال
مصونيت در مقابل پارازيت         
معايب  فيبر نوري:
براحتی شکسته شده و می بايست دارای يک پوشش مناسب باشند. که اين مسئله با ظهور فيبر های تمام پلاستيکی و پلاستيکی / شيشه ای کاهش پيدا کرده است .

اتصال دو بخش از فيبر يا اتصال يک منبع نور به فيبر ، فرآيند دشواری است . در چنين حالتی می توان از فيبرهای ضخيم تر استفاده کرد اما اين مسئله باعث تلفات زياد و کم شدن پهنای باند می گردد.
از اتصالات T شکل در فيبر نوری نمی توان جهت گرفتن انشعاب استفاده نمود.
تقويت سيگنال نوری يکی از مشکلات اساسی در زمينه فيبر نوری است . برای تقويت سيگنال می بايست سيگنال های نوری به سيگنال های الکتريکی تبديل ، تقويت و مجددا" به علائم نوری تبديل شوند.
 
زندگي مثل دوچرخه سواري مي مونه ، واسه حفظ تعادلت هميشه بايد در حركت باشي. آلبرت انيشتين
عوامل موثر در انتخاب نوع شبکه:
بزرگی سازمان
سطح امنيت مورد نياز در شبکه
سطح مديريت شبکه
حجم ترافيک شبکه
بودجه شبکه
نوع کاربر
نياز کاربر
آموزش کاربر

انواع شبكه هاي كامپيوتري

شبكه‌هاي كامپيوتري را مي‌توان از دو ديدگاه تقسيم بندي كرد:
از نظر بزرگي  و وسعت
ازنظر ارائه سرويس

انواع شبكه های کامپيوتری (به لحاظ وسعت):
شبکه های شخصی (PAN)(Personal Area Network)

شبکه های خانگی (Home Networks)

شبکه های محلی (LAN) (Local Area Network)

شبکه های شهری (MAN) (Metropolitan Area Network)

شبکه های گسترده (WAN)(Wide Area Network)

ارتباط بين شبکه ای (Internetwork)

شبکه های خانگی
بسياری از وسائل خانه می توانند با هم شبکه شوند.
شبکه خانگی ممکن است با سيم، يا بی سيم باشند.

شبكه شهري(MAN)
براي ايجاد شبكه در سطح يك منطقه وسيع درحد يك شهـر يا اتصال چندين شبكه محلي ، از شبكه MAN استفـاده مـي‌شود .  اين شـبكه تكنولوژي و توپولوژي مشابه با شبكه‌هاي محلي دارد. بدليل طول زياد كانال معمولا از فيبر نوري استفاده مي‌شود.                       
ارتباط بين شبكه اي
شبکه های بيسيم (Wireless Networks)

شبکه محلی بيسيم (Wireless LAN)
شبکه گسترده بيسيم (Wireless WAN)
کاربرد شبکه های بی سيم:
توسعه شبکه محلی به حوزه وسيعتر
برقراری ارتباطات بين ساختمانی به صورت ساده
دسترسی کاربران متحرک (Nomadic Access)
ايجاد شبکه های تصادفی مثل Blutooth(Ad hoc Networks)
انواع شبكه از نظر سرويس دهي

مدل شبکه نظیر به نظیر "Peer- to- Peer  "

  در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی وسیستم عامل شبکه وجود ندارد. هر ایستگاه می تواند به منابع سایر ایستگاه ها در شبکه دسترسی پیدا کند. هر ایستگاه خاص می تواند هم بعنوان Server وهم بعنوان Client عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت وارتقاء دادن نرم افزارهــای ایستگــاه خود را به عهده دارد. از آنجایی کــه یک ایستگاه مرکزی برای مدیــریت عملیات شبکه وجود ندارد ، این مدل برای شبکه ای با کمتر از 10 ایستگاه بکار می رود و هزينه آن کم ونگهداري ان آسان مي باشد.
 مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده  " Server- Based "
 در این مدل شبکه ، یک کامپیوتر بعنوان سرویس دهنده کلیه فایل ها ونرم افزارهای اشتراکی نظیر واژه پرداز ها، کامپایلرها ، بانک های اطلاعاتی وسیستم عامل شبکه را در خود نگهداری می کند. یک کاربر می تواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کــرده وفایل های اشتــراکی را از روی آن بـه ایستگاه خود منتقل کند. امنيت وتعيين سطح دسترسي در اختيار مدير است وتهيه نسخه پشتيبان از اين مدل آسان است.


مدل شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده " Client Server "
  در این مدل یک ایستگاه در خواست انجام کارش را به سرویس دهنده ارائه می دهد وسرویس دهنده پس از اجرای وظیفه محوله ، نتایج حاصل را به ایستگاه در خواست کننده عودت می دهد. در ایــن مدل حجم اطلاعات مبادله شده شبکه ، در مقایسه با مــدل مبتنی بر سرویس دهنده کمتر است وایــن مدل دارای کارایی بالاتری می باشد.

الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپیوترها ، توپولوژی نامیده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپیوترها به یکدیگر ، مستقیما بر نوع محیط انتقال و روش های استفاده از خط تاثیر می گذارد.


عوامل مختلفی جهت انتخاب یک توپولوژی بهینه مطرح می شود:
هزینه
انعطاف پذیری

توپولوژی ستاره ای         Star
توپولوژی حلقوی           Ring
توپولوژی گذرگاه           BUS
توپولوژی گراف          Mesh
توپولوژی درختی           Tree
توپولوژی ترکیبی       Hybrid

 در این توپولوژی ، کلیه کامپیوتر ها به یک کنترل کننده مرکزی با هاب متصل هستند. هرگاه کامپیوتری بخواهد با کامپیوتری دیگــری تبادل اطلاعات نماید، کـامپیوتر منبع ابتدا باید اطلاعات را به هاب ارسال نماید. سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود. اگر کامپیوتر شماره یک بخواهد اطلاعاتی را به کامپیوتر شماره 3 بفرستد ، باید اطلاعات را ابتدا به هاب ارسال کند، آنگاه هاب آن اطلاعات را به کامپیوتر شماره سه خواهد فرستاد.

نقاط قوت توپولوژی ستاره عبارتند از:

* نصب شبکه با این توپولوژی ساده است. * توسعه شبکه به راحتی انجام می شود. * اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می شود.
نقاط ضعف توپولوژی ستاره:
 این است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته است. این بدان معناست که اگر هاب از کار بیفتد، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبهمین دلیل است که این توپولوژی بنامIBM Tokenring  مشهور است. در این توپولوژی کلیه کامپیوترها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را می سازد. کامپیوتر مبدا اطلاعات را به کامپیوتری بعدی در حلقه ارسال نموده وآن کامپیوتر آدرس اطلاعات را برای خود کپی می کند، آنگاه اطلاعات را به کامپیوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبهمین ترتیب این روند ادامه پیدا می کند تا اطلاعات به کامپیوتر مبدا برسد. سپس کامپیوتر مبدا این اطلاعات را از روی حلقه حذف می کند.

نقاط قوت توپولوژی حلقوي:
نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.
توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.
در این توپولوژی از کابل فیبر نوری میتوان استفاده کرد.

نقاط ضعف توپولوژی حلقوي:  
اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد، کل شبکه متوقف می شود.
به سخت افزار پیچیده نیاز دارد " کارت شبکه آن گران قیمت است .
برای اضافه کردن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.  

در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام گذرگاه متصل می شوند. در این توپولوژی، رسانه انتقال بین کلیه کامپیوترها مشترک است. توپولوژی اتوبوس از متداولترین توپولوژی هایی است که در شبکه محلی مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه، از نقاط قوت توپولوژی گذرگاه می باشد. نقطه ضعف عمده این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که بعنوان پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه می باشد قطع شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه متصل می شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوترها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود، شبکه همچنان فعال باقی می ماند. از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال یا تکرار کننده برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی درختی است : زیرا کلیه ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند. وظیفه هاب دریافت اطلاعات از یک ایستگاه و تکرار وتقویت آن اطلاعات وسپس ارسال آنها به ایستگاه دیگر می باشد.

این توپولوژی ترکیبی است از چند شبکه با توپولوژی متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام استخوان بندی Back bone به یکدیگر مرتبط شده اند. هر شبکه توسط یک پل ارتباطی Bridg به کابل استخوان بندی متصل می شود

ابزارهاي اتصال دهنده
ابزارهای اتصال به یک شبکه اضافه می گردند تا عملکرد وگستره شبکه وتوانایی های سخت افزاری شبکه را ارتقاء دهند
1- تكرارکننده ها " "Reapeaters:
تکرار کننده وسیله ای است که برای اتصال چندین سگمنت یک شبکه محلی بمنظور افزایش وسعت مجاز آن شبکه مورد استفاده قرار می گیرد .

2- هاب:
هاب ها ابزاری هستند در شبکه که برای اتصال یک یا بیش از دو ایستگاه کاری به شبکه مورد استفاده قرار می گیرد ویک ابزار معمول برای اتصال ابزارهای شبکه است . هابها معمولا برای اتصال سگمنت های شبکه محلی استفاده می شوند.

 3- مسیر یاب ها " :"Routers
در شبکه سازی فرایند انتقال بسته های اطلاعاتی از یک منبع به مقصد عمل مسیر یابی است که تحت عنوان ابزاری تحت عنوان مسیر یاب انجام می شود. مسیر یابی یک شاخصه کلیدی در اینترنت است زیرا که باعث می شود پیام ها از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل شوند. این عملکرد شامل تجزیه وتحلیل مسیر برای یافتن بهترین مسیر است. مسیر یاب ابزاری است که شبکه های محلی را بهم متصل می کند یا به بیان بهتر بیش از دو شبکه را بهم متصل می کند.

4 - دروازه ها "Gateways " :
کاربرد آن تبدیل یک پروتکل به پروتکل دیگر است. هر هنگام که در ساخت شبکه هدف استفاده از خدمات اینترنت است دروازه ها مقوله های مطرح در شبکه سازی خواهند بود.

5-پل ها " Bridge ":
پل ها فریم ها را بر اساس آدرس مقصدشان ارسال می کنند. آنها همچنين می توانند جریان داده ها را کنترل نموده وخطاهایی را که در حین ارسال داده ها رخ می دهد را تشخيص دهند.

6- سوئیچ ها  Switches"":
سوئیچ نوع دیگری از ابزارهایی است که برای اتصال چند شبکه محلی به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد که باعث افزایش توان عملیاتی شبکه می شود. سوئیچ وسیله ای است که دارای درگاه های متعدد است که بسته ها را از یک درگاه می پذیرد، آدرس مقصد را بررسی میکند وسپس بسته ها را به درگاه مورد نظر " که متعلق به ایستگاه میزبان با همان آدرس مقصد می باشد" ارسال می کند.