شبکه چیست؟ انواع شبکه های کامپیوتری

شبکه رایانه ای یا شبکه های کامپیوتری (Computer network) اتصال دو یا چند سیستم (مانند کامپیوتر، لپ‌تاپ، و…) با توانایی رساندن و دریافت داده است. انتقال داده‌ها می‌تواند با کابل چند رسانه‌ای، کابل نوری یا بیسیم انجام شود.

معرفی

یک شبکه رایانه‌ای (computer network) اجازه به اشتراک‌گذاری منابع و اطلاعات را بین دستگاه‌های متصل شده به هم، می‌دهد. در دهه ۶۰ میلادی، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA) پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPANET) برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا اختصاص داد. این اولین شبکه رایانه‌ای در جهان بود. توسعه شبکه از سال ۱۹۶۹ و براساس طرح‌های توسعه یافته دهه ۶۰ آغاز شد و امروزه در جهان هستی شبکه های زیادی وجود دارد.

شبکه کامپیوتری چیست ؟

به طور ساده و خلاصه ، به مجموعه دو یا چند کامپیوتر ( تقریبا بی نهایت ) که به هم متصل میشن تا بتونن از منابع نرم افزاری و سخت افزاری مشترک استفاده کنن ، شبکه گفته میشه . منابع نرم افزاری مثه نرم افزار های مختلف ، فایل ها ، پوشه ها و … و منابع سخت افزاری مثل پرینتر . برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری ۲ تا شرط لازمه : اول اینکه این دو یا چند کامپیوتر باید به وسیله یک رسانه فیزیکی ( رابط ) مثه کابل بهم متصل باشن و دوم اینکه این کامپیوتر ها باید با هم تبادل اطلاعات داشته باشن چون اصلا هدف اصلی شبکه های کامپیوتری تبادل و اشتراک گذاری اطلاعاته . اولین شبکه کامپیوتری در دهه ۶۰ میلای ( ۱۹۶۷ ) توسط آژانس تحقیقات پیشرفته یا ARPA  برای وزارت دفاع امریکا ساخته شد . این شبکه  ARPAnet نامگذاری شد . آرپانت ARPAnet اولین شبکه کامپیوتری در جهان بود .

شبکه چه کاربردی دارد؟

کار شبکه (network) چیست؟ شبکه کامپیوتری وظیفه دارد تا ارتباطات بین سیستم‌ها را برقرار کند تا کاربران آن شبکه بتوانند داده‌ها و تجهیزات را با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

کاربرد شبکه، راه اندازی شبکه های کامپیوتری  و برقراری ارتباط بین سیستم ها است. کاربران شبکه می توانند داده‌ها و دستگاه‌هایی مانند پرینتر را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. مدیران IT می‌توانند به راحتی تعداد زیادی از کامپیوتر‌ها را مدیریت کنند و سیاست‌های خود را اعمال کنند.

انواع شبکه های کامپیوتری

اشتراک گذاری داده ها و منابع نرم افزاری

هدف اصلی و مهم ترین مزیت شبکه های کامپیوتری اشتراک گذاری اطلاعات و  امکانات نرم افزاریه . در یک شبکه کامپیوتری ، افراد می تونن خیلی راحت فایل ها ، پوشه ها و حتی نرم افزار ها شون رو به اشتراک بذارن . بچه که بودم ( حدود ۲۰ سال پیش ) یادمه اگر کسی میخواست چنتا عکس رو از شهر خودش برای یه شهر دیگه بفرسته لزوما باید از پست استفاده میکرد اما الان به لطف شبکه های کامپیوتری فقط با چند تا کلیک می تونید چندین عکس رو با کیفیت بسیار خوب و فقط در چند دقیقه برای هر کسی در هر جای دنیا ارسال کنید .

اشتراک گذاری (share) منابع سخت افزاری

اعضای یک شبکه کامپیوتری می تونن حتی منابع سخت افزاری رو هم به طور مشترک استفاده کنند . برای مثال حتما در کافی نت ها و یا ادارات و شرکت ها دیدین که چند کامپیوتر به هم شبکه شدن و می تونن از یک پرینتر به طور مشترک استفاده کنن . یعنی هر کسی که در اون شبکه باشه می تونه برای پرینتر فایلی رو ارسال کنه تا چاپ بشه . اشتراک گذاری منابع سخت افزاری و لوازم جانبی کامپیوتر ، هزینه های یک مجموعه رو به طور چشمگیری کاهش میده .

صرفه جویی در وقت

تا پیش از تولد اینترنت ، خیلی از مرسولات نرم افزاری هم به صورت فیزیکی ارسال میشدن . برای مثال میشه گفت عکس یک نوع ماهیت نرم افزاریه . یعنی این امکان وجود داره که از یک عکس رو در قالب یک فایل در کامیپوتر ، تبلت و موبایل استفاده کرد . بنابراین نیازی نیست حتما روی کاغذ چاپ بشه و به صورت فیزیکی ارسال بشه . شبکه های کامپیوتری تمام موجودیت هایی که ماهیت نرم افزاری دارن ( مثه نامه ، عکس ، صوت ، ویدیو و … ) رو از طریق شبکه ارسال میکن . این مسئله از دو جهت میتونه موجب صرفه جویی در زمان بشه . اول اینکه خود شبکه های کامپیوتری بر اساس سیگنال کار میکنن . سرعت سیگنال وحشتناکه ! بنابراین بسته مورد نظر خیلی زود به مقصد میرسه و از طرف دیگه ترافیک اداره پست تا حد بسیار چشمگیری کاهش پیدا میکنه و نهایتا باعث میشه تا ارسال مرسولات فیزیکی ( مثه لباس ) خیلی زودتر انجام بشه .

مورد اعتماد بودن

در طول مسیر ممکنه کارمند پست بلایی سرش بیاد و یا مرسوله آسیب ببینه ؛ اما در دنیای دیجیتال قضیه یکم فرق داره . اطلاعات شما در سرور ذخیره میشه و هر چند بار که نیاز باشه ( در هر ساعت از شبانه روز ) می تونه برای مقصد ارسال بشه .

شبکه ها هزینه ها را کاهش می دهند

شبکه های کامپیوتری نه تنها در صرفه جویی زمان به ما کمک میکنن بلکه هزینه ها رو هم تا حد بسیار زیادی کاهش میدن . با استفاده از شبکه میشه منابع سخت افزاری رو به اشتراک گذاشت و هزینه ها رو کاهش داد ؛ مثلا در یک واحد اداری که ۲۰ نفر دارن کار میکنن اصلا مقرون به صرفه نیست که برای هر کارمند یه پرینتر بخریم ( هزینه خرید و نگه داری ۲۰ تا پرینتر خیلی زیاده )  بلکه با خرید یک پرینتر و به اشتراک گذاشتن اون پرینتر در شبکه همه کارمندان می تونن ازش استفاده کنن . از طرفی اگر قرار باشه هر بسته ( مثلا کتاب ، نامه ، عکس ویدیو و… ) به صورت فیزیکی و توسط مامور پست ارسال بشه ، فکر میکنم ۵۰ درصد مردم دنیا باید در اداره پست استخدام بشن.

قابلیت توسعه پذیری

تقریبا میشه گفت که یک شبکه کامپیوتری می تونه تا تعداد بسیار بسیار زیادی  توسعه پیدا کنه . همونطور که می دونید الان شبکه جهانی اینترنت این امکان رو فراهم کرده تا همه کامپیوتر های جهان ( موبایل ، تبلت و… ) بتونن با هم در ارتباط باشن . یک شرکت ممکنه در ابتدا اندازه یک آپارتمان ۴۰ متری باشه اما به مرور رشد کنه و لازم باشه در چند شهر مختلف شعبه داشته باشه . شبکه های کامپیوتری این امکان رو فراهم میکنن تا کارمندان همه شعبه های این شرکت ( یا سازمان )  بتونن خیلی راحت باهم ارتباط داشته باشن .

انواع مختلف شبکه های کامپیوتری

شبکه های کامپیوتری انواع مختلفی دارن و بر اساس معیار های مختلفی دسته بندی میشن ؛ اما به طور کلی ( و علمی ) شبکه های کامپیوتری بر اساس اندازه به سه گروه کلی تقسیم می شوند :

۱- شبکه کامپیوتری محلی یا LAN

۲- شبکه کامپیوتری شهری یا MAN

۳- شبکه کامپیوتری جهانی یا WAN

و اما توضیح مشروح انواع مختلف شبکه :

۱- شبکه کامپیوتری محلی یا LAN

شبکه با توپولوژی استار

شبکه LAN یا Local Area Network کوچکترین نوع شبکه کامپیوتریه . شبکه LAN برای ارتباط بین کامپیوتر های یک شرکت ، مدرسه ، ساختمان مسکونی یا تجاری مورد استفاده قرار میگیره . در کل شبکه های LAN از لحاظ موقعیت جغرافیایی و تعداد کامپیوتر ها محدودن . شبکه های محلی یا LAN برای انتقال اطلاعات داخل یه مجموعه کوچیک راه اندازی میشن و برای راه اندازی یک شبکه LAN نیازی نیست از جایی مجوز بگیرید . خیلی راحت می تونید چند متر کابل و چند تا کارت شبکه و یه سوئیچ بخرید و خیلی راحت چنتا کامپیوتر رو بهم وصل کنید . کامپیوتر های داخل یک مدرسه ، مغازه ، شرکت ، کافی نت و … در قالب یک شبکه LAN کار میکنند . شبکه های LAN بسیار ارزان هستند و سرعت بسیار خوبی دارند.

۲- شبکه کامپیوتری شهری یا MAN

شبکه های کامیوتری شهری man network

شبکه من MAN یا Metropolitan Area Network نسبت به شبکه های LAN بزرگ تر هستن و می تونن وسعتی به اندازه یک شهر رو پوشش بدن. میشه گفت از اتصال چند شبکه LAN به همدیگه یک شبکه MAN تشکیل میشه . برای راه اندازی شبکه MAN حتما باید با مخابرات یا … هماهنگ کنید و مجوز های لازم رو بگیرید . شبکه MAN چند شبکه LAN رو بهم وصل میکنه . تصور کنید یک شرکت ۱۰ تا شعبه در سطح شهر داشته باشه . برای ایجاد ارتباط بین کارمندان این شعبه ها باید یک شبکه MAN راه اندازی بشه . با راه اندازی یک شبکه MAN شبکه محلی هر شعبه با سایر شعبه ها می تونه ارتباط داشته باشه . سرعت شبکه های MAN نسبت به LAN کمتره و هزینه راه اندازی شبکه های MAN نسبتا زیاده و فقط برای شرکت ها و ارگان ها مقرون به صرفه است.

۳- شبکه کامپیوتری جهانی یا WAN

شبکه جهانی WAN یا World Area Network بزرگ ترین و پیچیده ترین نوع شبکه است . محدوده تحت پوشش شبکه های WAN در اندازه کشور و یا حتی قاره است .  همونطور که کاملا مشخصه راه اندازی شبکه های WAN به مجوز های قانونی زیادی نیاز داره و میشه گفت فقط دولت ها و شرکت های بسیار بزرگ می تونن این مجوز ها رو بگیرن . شبکه های WAN در واقع شبکه های محلی سازمان ها رو به اینترنت متصل میکنه . شبکه Internet بزرگ ترین شبکه WAN در جهانه . سرعت انتقال در شبکه های جهانی ( WAN ) به مراتب کمتر از شبکه های MAN و LAN هست اما محدوده پوشش وسیعی داره . یعنی در یک شبکه WAN یه کاربر تو ایران می تونه با یه کاربر دیگه در یک کشور دیگه ارتباط برقرار کنه و با هم تبادل اطلاعات یا مکالمه تلفنی اینترنتی داشته باشن.

برخی از اصطلاحات مهم درباره شبکه‌های کامپیوتری

و سرانجام، آشنایی هرچه بیشتر با شبکه‌های کامپیوتری مستلزم یادگیری چند اصطلاح مهم است. آدرس آی‌پی، گره شبکه، تجهیزات شبکه، پورت‌ها و پروتکل‌های شبکه از جمله اصطلاحات مهم در حوزه شبکه‌های کامپیوتری هستند.

تجهیزات شبکه (Network equipment)

تجهیزاتی را که یک شبکه کامپیوتری برای آغاز و تداوم کار خود به آن‌ها نیاز دارد، تجهیزات شبکه می‌گویند. هاب، سوئیچ، روتر، مودم، کارت شبکه، ریپیتر، اکسس‌پوینت، گیت‌وی و بریج از مهم‌ترین تجهیزات شبکه هستند. البته همه شبکه‌های کامپیوتری هم‌زمان به تمام این تجهیزات نیازی ندارند. مثلا یک کاربر خانگی تنها با یک دستگاه مودم/روتر یک‌پارچه نیز می‌تواند شبکه کوچکی ایجاد و آن را به اینترنت متصل کند. اما برخی دیگر از شبکه‌ها ممکن است به روترها و سوئیچ‌های پیشرفته‌تری نیاز داشته باشند.

نمادهایی از تجهیزات شبکه (از بالا و از راست به چپ: سوئیچ، هاب، روتر و کارت شبکه)

پروتکل‌های شبکه (Network protocols)

پروتکل‌های شبکه، استانداردها و قوانینی هستند که نحوه ارتباط گره‌های شبکه و نحوه ارسال، دریافت و پردازش داده‌ها را تعیین می‌کنند. هر پروتکل کاربرد و وظایف خاصی دارد. مثلا کار پروتکل اینترنت (IP)، آدرس‌دهی و مسیریابی بسته‌های داده است.

برخی از مهم‌ترین پروتکل‌های مورد استفاده در اینترنت عبارتند از:

• Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
• Transmission Control Protocol (TCP)
• Internet Protocol (IP).

آدرس آی‌پی (IP address)

آدرس آی‌پی، شناسه عددی منحصربه‌فردی است که در شبکه‌های مبتنی بر پروتکل اینترنت (IP)، به هر یک از دستگاه‌های متصل به شبکه اختصاص می‌یابد. در واقع، هویت هر یک از تجهیزات متصل به شبکه با آدرس آی‌پی آن‌ها تعریف می‌شود. وقتی هر یک از دستگاه‌های متصل به شبکه برای دیگری داده‌ می‌فرستد، آدرس آی‌پی مبدا و آدرس آی‌پی مقصد نیز به داده‌ها ضمیمه می‌شود تا مشخص شود داده‌ها از کجا آمده‌اند و کجا باید بروند. آدرس‌های آی‌پی می‌توانند ثابت (استاتیک) یا متغیر (داینامیک) باشند. آدرس آی‌پی ثابت به یک دستگاه اختصاص می‌یابد و همواره هنگام اتصال آن دستگاه به شبکه، ثابت می‌ماند. اما آدرس آی‌پی داینامیک به‌صورت تصادفی به هر یک از دستگاه‌های متصل به شبکه اختصاص می‌یابد؛ لذا هر بار که دستگاه به شبکه متصل می‌شود، ممکن است آدرس آی‌پی متفاوتی بگیرد.

درگاه یا پورت

هر درگاه یا پورت، نقطه نهایی یک اتصال در شبکه را مشخص می‌کند. پورت‌ها با شماره‌های‌شان مشخص می‌شوند. اگر آدرس آی‌پی را به آدرس یک هتل تشبیه کنید، پورت‌ها نقش شماره اتاق‌های آن هتل را بازی می‌کنند. کامپیوترهای تحت شبکه از روی شماره هر پورت تشخیص می‌دهند که کدام اپلیکیشن یا سرویس باید پیغام دریافت کند.

بسترهای انتقال داده

کابل مسی، فیبر نوری‌ و امواج بی‌سیم مهم‌ترین و رایج‌ترین بسترهای انتقال داده در شبکه‌های کامپیوتری هستند. گره‌های شبکه یا با کابل‌های مسی و فیبر نوری و یا از طریق امواج رادیویی با فرکانس‌های خاص با هم مرتبط می‌شوند. هر یک از این رسانه‌های انتقال داده مزایا و معایبی دارند. در حال حاضر، فیبر نوری سریع‌ترین بستر انتقال داده در شبکه‌های کامپیوتری است.

ظرفیت شبکه

Network capacity یا ظرفیت شبکه یعنی میزان ترافیکی که شبکه در واحد زمان پشتیبانی می‌کند و آن را با پهنای باند مشخص می‌کنند. پهنای باند شبکه برحسب حداکثر تعداد بیت‌هایی که می‌تواند در هر ثانیه بین تجهیزات تحت شبکه دادوستد شود، سنجیده می‌شود.

سرور و کلاینت

سرور، کامپیوتر یا نرم‌افزاری است که به دیگر کامپیوترها یا تجهیزات شبکه (Network equipment) خدمات مختلفی ارائه می‌دهد؛ مثلا منابع شبکه را در دسترس آن‌ها می‌‌نهد یا پردازش‌های خاصی برای‌شان انجام می‌دهد. به کامپیوترها و تجهیزاتی که از سرور خدمات دریافت می‌کنند، کلاینت می‌گویند. سرورها از نظر قدرت عمل، سطح‌ بالاتر از کلاینت‌ها هستند و معمولا فقط خدمات ارائه می‌دهند و از کلاینت‌ها خدماتی درخواست نمی‌کنند. شبکه‌ متشکل از سرور و کلاینت را شبکه مبتنی بر سرور یا شبکه کلاینت‌سرور می‌نامند.

شبکه نظیر به نظیر (P2P)

در شبکه نظیر به نظیر یا P2P (مخفف Peer-to-Peer network) همه گره‌های شبکه هم‌سطح هستند، یعنی هیچ گرهی کلاینت یا سرور نیست و هر گره می‌تواند هم خدمات درخواست کند و هم درخواست ارائه دهد. شبکه نظیر به نظیر را از این حیث می‌توان نقطه مقابل شبکه کلاینت‌سرور دانست.

چنانچه از این نوشته لذت بردید و استفاده کردین منتظر نظرات خوب شما هستیم.

البرز شبکه  آماده فروش تجهیزات و ارائه خدمات در زمینه پروژه های نظارت تصویری ، شبکه های کامپیوتری و مراکز تلفن سانترال می باشد.