مقدمه

در چند دهه ی اخیر شبکه های رایانه ای رشد روز افزونی در انجام بسیاری از کارهای روزمره داشته اند. استفاده مشترک از منابع، قابلیت پردازش و انتقال اطلاعات، کاهش هزینه و زمان دسترسی به اطلاعات از ویژگیهایی هستند که به گسترش شبکه ها و کاربرد آنها کمک شایانی نموده است. امروزه استفاده از شبکه ها بدلیل مزایای فراوان، بهترین روش ارتباطی شناخته شده است. بنابراین آشنایی با مفاهیم پایه شبکه ها یک امر بسیار مهم می باشد.

تعریف شبکه رایانه ای

به مجموعه ای از دو یا چند رایانه مستقل که از طریق یک محیط ارتباطی (همانند فیبر نوری، سیم) یا امواج رادیویی با یکدیگر در ارتباط هستند و می توانند تبادل اطلاعات انجام دهند. شبکه رایانه ای اطلاق می شود.

معرفی اجزا یک شبکه

1- سرویس دهنده: خدمات و سرویس های درخواست شده را ارائه می کند.

2- بستر ارتباطی: بستر ارتباطی می تواند به صورت فیبر نوری، سیم(کابل)، امواج رادیویی باشد. سرعت انتقال اطلاعات در فیبر نوری نسبت به سایر محیط ها بیشتر می باشد.

3- سرویس گیرنده: سرویس درخواست می کند. (مثلاً در خواست چاپ کردن متنی را صادر می کند.)

4- پروتکل: مجموعه قوانینی که نحوه تبادل اطلاعات بین کامپیوتر ها را تعیین می کند.

هدف های ایجاد شبکه رایانه ای

چرا باید کامپیوترها را شبکه کرد؟

شاید این اولین سوالی باشد که در مورد شبکه به ذهن می رسد. بنابراین در این قسمت دلایل ایجاد شبکه های کامپیوتری بررسی می شود. شبکه های کامپیوتری معمولاً با توجه به کاربردهای زیر راه اندازی می شوند:

1- ارتباطات

2- اشتراک منابع

3- نرم افزارهای توزیع شده

ارتباطات

یکی از دلایل ایجاد شبکه کامپیوتری، کاربرد آن در ارتباطات است. پست الکترونیکی، گفتگوی اینترنتی (Chat) و رادیو و تلویزیون اینترنتی نمونه هایی از این کاربردها هستند.

نکته: ارسال فوری پیام چه به صورت صوتی، چه به صورت متنی را Chat می گویند.

اشتراک منابع

منابع را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

- منابع نرم افزاری مانند فایل ها، داده ها، اطلاعات و ...

- منابع سخت افزاری مانند چاپگر، CDROM، حافظه و ...

می توان با شبکه کردن کامپیوترها، منابع سخت افزاری و نرم افزاری را بین کاربران به اشتراک گذاشت. با اشتراک نرم افزار ها و داده ها، از تکرار بیهوده آنها جلوگیری می شود و با اشتراک سخت افزارها می توان به طور بهینه از آنها استفاده نمود. به عنوان مثال به نصب یک نسخه از نرم افزار تحت شبکه و با اشتراک گذاشتن آن بین کاربران شبکه، دیگر نیازی نیست هر کدام از کاربران این نرم افزار را بر روی رایانه خود نصب کنند. همچنین اگر چاپگری در شبکه به اشتراک گذاشته شود همه کاربران می توانند از آن استفاده کنند به این ترتیب می توان از منابه به صورت بهینه استفاده کرد.

نرم افزارهای توزیع شده

یکی دیگر از دلایل و کاربردهای شبکه های کامپیوتری، توزیع نرم افزارها در بین کامپیوترهای شبکه است با استفاده از شبکه کامپیوتری می توان نرم افزارها و پایگاههای داده را در شبکه توزیع کرد تا به سهولت و با اطمینان بیشتری به اطلاعات دسترسی داشت.

تعریف: پایگاه داده مجموعه ای سازمان یافته از داده ها و اطلاعات مرتبط به یک موضوع است.

ممکن است این سوال پیش آید که تفاوت به اشتراک گذاشتن نرم افزارها یا توزیع نرم افزارها در چیست؟

زمانی که یک نرم افزار به اشتراک گذاشته می شود، کل یک نرم افزار بر روی یک کامپیوتر قرار دارد و کاربران شبکه به این کامپیوتر مراجعه و از نرم افزار استفاده می نمایند. اما توزیع نرم افزار این امکان را فراهم می کند که یک نرم افزار به بخشهای مختلف تقسیم و در کامپیوترهای جداگانه قرار داده شود. به عنوان مثال اطلاعات حسابهای بانکی افراد در شهرهای مختلف در پایگاه داده شهر خودشان نگهداری می شود و با استفاده از مدیریت متمرکز امکان دسترسی توسط شعبه های مختلف وجود دارد یعنی اطلاعات در کامپیوترهای شهرها توزیع شده اند.

مزایا و معایب ایجاد شبکه های کامپیوتری

محیط شبکه و استفاده کامپیوترها در شبکه نسبت به استفاده مستقل آنها دارای مزایا و معایبی است که در ادامه بررسی می شوند.

برخی از مزایای شبکه های کامپیوتری عبارتند از:

- به اشتراک گذاشتن نرم افزارها و سخت افزارها

- کاهش هزینه

- امکان استفاده بهینه از منابع

مهمترین معایب شبکه های کامپیوتری عبارتند از:

- دسترسی به اطلاعات محرمانه توسط افراد غیر مجاز

- افزایش انتشار برنامه های مخرب در کامپیوتر

انواع شبکه های رایانه ای از نظر فاصله مکانی و خصوصیات آنها

شبکه های رایانه ای را از نظر فاصله مکانی ( پراکندگی کامپیوترها ) به صورت زیر می توان طبقه بندی کرد:

1- شبکه محلی (LAN)

2- شبکه شهری (MAN)

3- شبکه جهانی (WAN)

شبکه های محلی (LAN)

در شبکه های محلی فاصله اجزا از یکدیگر کم است و اجزای آن معمولاً در یک ساختمان یا سازمان قرار دارند. شبکه های LAN ویژگیهای زیر را دارند:

- اطلاعات با سرعت بالا ارسال می شوند. معمولاً بین 10 تا 100 میلیون بیت در ثانیه است. (LAN های جدید به 10GBPS نیز دست یافته اند.)

- فاصله ها محدود است.

- به دلیل محدود بودن فاصله نرخ خطا در ارسال اطلاعات کم است.

- می توان از محیط انتقال ارزان استفاده کرد بنابراین هزینه ایجاد این نوع شبکه کم است.

شبکه سایت مدارس یک نوع شبکه محلی است. شبکه یک سازمان در چندین ساختمان نزدیک به هم نیز یک شبکه محلی محسوب می شود.

شبکه های MAN

حوزه جغرافیایی تحت پوشش شبکه های MAN در حد یک شهر و یا استان است. شبکه تلویزیون یک نمونه از شبکه های MAN است. از ویژگیهای این شبکه ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- قابلیت ایجاد ارتباط بین چندین شبکه

- پیچیدگی بیشتر نسبت به شبکه های محلی

شبکه های جهانی WAN

شبکه های WAN محدودیت جغرافیایی ندارند و اکثراً از تعداد بسیار زیادی LAN تشکیل شده اند بنابراین در این شبکه ها، تجهیزات راه دور مورد نیاز است که اغلب از ارتباطات مخابراتی مثل فیبر نوری، خطوط تلفن، امواج رادیویی و ماهواره ای استفاده می شود.

شبکه ی جهانی اینترنت

شبکه اینترنت یک شبکه بزرگ است که از تعداد زیادی شبکه کوچک و بزرگ تشکیل شده است و در کل جهان گسترده شده است. شبکه ها در اینترنت از طریق مسیریابها به هم متصل شده اند و برای برقراری ارتباط از پروتکلهایی نظیر TCP/IP و HTTP استفاده می کنند.

انواع شبکه های رایانه ای از نظر بستر ارتباطی

شبکه ها را از لحاظ بستر ارتباطی می توان به سه دسته کلی سیمی و بی سیم و ترکیبی تقسیم نمود.

شبکه های سیمی

در شبکه های سیمی بستر ارتباطی عموماً سیم (کابل) است و هر یک از اجزا با کابل و اتصال دهنده به شبکه متصل می شوند.

مزایای شبکه های سیمی

1- انتقال اطلاعات با سرعت بالا انجام می گیرد.

2- ایجاد شبکه کم هزینه است.

3- ساختار ساده ای دارد.

4- نرخ خطا پایین است.

معایب شبکه ههای سیمی

1- نیاز به کابل کشی محیط انتقال است و کابل کشی هزینه زیادی دارد.

2- اجزا نمی توانند متحرک باشند.

3- گسترش شبکه و اضافه کردن عضو جدید به شبکه مشکل است.

شبکه های بی سیم (Wireless)

شبکه های بی سیم در مقایسه با شبکه های سیمی پیشرفت سریعتری دارند زیرا با توجه به نیاز انسانها، دسترسی و پردازش اطلاعات را در مکانهای مختلف میسر می سازد در حال حاضر شبکه های بی سیم مورد توجه هستند و به طور مداوم تغییر و تحولات عظیمی در این شبکه ها رخ می دهد.