در علوم کامپوتری ایجاد ارتباط بین کامپیوتر ها و مدیریت متمرکز آنها یکی از مهمترین فاکتورها برای استفاده از چند کامپیوتر به صورت همزمان بوده است .بر این اساس شرکت های تولید کننده نرم افزار و سخت افزار اقدام به تولید نرم افزار ها و سخت افزار های ایجاد ارتباط بین کامپیوتر ها کردند .
در اداره ها برای افزایش کارایی و بالا بردن سرعت اجرای کارها ایجاد ارتباط بین چندین کامپیوتر لازم می‌باشد در این بین مایکروسافت اقدام به تولید یک سسیستم عامل مبتنی بر شبکه کرد، این سیستم عامل دارای سرویس هایی ایجاد ارتباط یکپارچه بین کاپیوترها می‌باشد .
با توجه به نکات گفته شده اکنون ما کهکشان کامپیوتر pcgalaxy.ir تعمیر کامپیوتر در محل و خدمات کامپیوتر در محل بصورت تصویری و مرحله به مرحله به تشریح و آموزش معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها می پردازیم .
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری
مقدمه:
از آنجا که شناخت تجهیزات شبکه و به دست اوردن اطلاعات پایه در زمینه شبکه برای هر فردی که علاقه مند به بدست اوردن اطلاعات در زمینه شبکه های کامپیوتری می‌باشد الزامی است . در این فصل تمرکز بر روی اطلاعات پایه و شناخت تجهیزات یک شبکه کامپیوتری می‌باشد .
1-1 تقسیم بندی شبکه به لحاظ وسعت
یک شبکه شامل دو یا چند کامپیوتر است که برای به اشتراک گذاشتن منابع خود (مثل چاپگر و CD-ROM)، رد و بدل کردن فایل ها و یا ارتباط با یکدیگر متصل شده اند. کامپیوترهای روی یک شبکه ممکن است از طریق کابل ها، خطوط تلفن امواج رادیویی، ماهواره یا پرتوهای مادون قرمز به همدیگر متصل شوند.
1-1-1سه نوع اصلی شبکه ها عبارتند از
1)شبکه های محلی
عموماً به یک منطقه جغرافیایی کوچک مثل آزمایشگاه مدرسه و یا یک ساختمان محدود می‌شود. فاصله کامپیوترهای یک LAN بیشتر از 1500 متر نیست. در پیکربندی LAN،یک کامپیوتر به عنوان فایل سرور(Server) اختصاص داده می‌شود. که این کامپیوتر تمام نرم افزارهایی را که شبکه را کنترل می‌کند در خود ذخیره می‌نماید. مثل نرم افزارهایی که توسط کامپیوترهای متصل به شبکه به اشتراک گذاشته می‌شوند. کامپیوترهای متصل به فایل سرور، ایستگاه کاری (سرویس گیرنده) نامیده می‌شوند و ایستگاه های کاری می توانند از فایل سرور ضعیف تر باشند و ممکن است روی هارددیسک خود نرم افزارهای اضافی داشته باشند. در اکثر شبکه های محلی از کابل برای اتصال به کارت های شبکه موجود روی کامپیوتر استفاده می‌شود.
2) شبکه وابسته به پایتخت (MAN)
این شبکه، ناحیه جغرافیایی بزرگی مثل شهرها یا ناحیه های مدارس را تحت پوشش قرار می‌دهد. با بهم پیوستن شبکه های کوچک در یک منطقه جغرافیایی بزرگ، انتشار اطلاعات در بین شبکه آسانتر می‌گردد. کتابخانه های ملی اداره های دولتی برای اتصال شبکه های خود از MAN استفاده می‌کنند.
3) شبکه گسترده (WAN)
شبکه های گسترده ، ناحیه جغرافیایی بسیار بزرگی را تحت پوشش قرار می دهند. مانند استان تهران، کشور ایران یا تمام دنیا. برای اتصال این نوع شبکه ها از کابل های مخصوصِ بین اقیانوسی یا ماهواره ها استفاده می‌شود. برای مثال با استفاده از یک WAN مدارس استان تهران بدون پرداخت هزینه های هنگفت می توانند به مدارس توکیو وصل شوند. WAN شبکه ی پیچیده ای است که از شبکه های محلی و شبکه های پایتختی برای اتصال به شبکه های سراسری و جهانی مثل اینترنت استفاده می‌کند. اما در هر حال برای کاربران، تفاوت آشکاری بین WAN و MAN یا LAN وجود نخواهد داشت.
1-2فواید نصب یک شبکه(کهکشان کامپیوتر تعمیر لپ تاپ در محل و خدمات کامپیوتر در محل)
1) سرعت
شبکه ها روش بسیار سریعی برای اشتراک و انتقال فایل ها فراهم می‌کنند. بدون یک شبکه، برای اشتراک فایل ها باید آنها را در دیسک کپی کرده و سپس آن را از یک کامپیوتر دیگر منتقل کرد. در این روشِ انتقال فایل (انتقال دستی اطلاعات با دیسک به کامپیوتر دیگر)، وقت زیادی صرف می‌شود.
2) هزینه ها
در خرید نسخه های تحت شبکه ی بسیاری از نرم افزارها و برنامه های مشهور، در مقایسه با نسخه های انحصاری، هزینه قابل توجه ای صرفه جویی می‌شود. گذشته از صرفه جویی مالی، به اشتراک گذاشتن یک نرم افزار تحت شبکه، بروز رسانی آن را آسان می‌کند و به جای این که تغییرات در تک تک ایستگاه های کاری انجام شود، فقط یک بار در فایل سرور اعمال می‌شوند.
3) امنیت
فایل ها و برنامه های روی شبکه می‌توانند «ممنوعیت کپی» داشته باشند که در این صورت از بابت کپی غیرمجاز آنها نگرانی نخواهید داشت. همچنین رمزهایی می‌تواند ایجاد شود تا دسترسی کاربران به دایرکتورهای خاصی را محدود کند.
4) مدیریت متمرکز نرم افزار
یکی از بزرگترین مزایای نصب شبکه این است که تمامی نرم افزارها از یک کامپیوتر(فایل سرور) برداشته می‌شوند که این کار از صرف انرژی و زمان برای نصب نسخه های نرم افزاری و پیگردی فایل ها روی کامپیوترهای مستقل جلوگیری می‌کند.
5) اشتراک منابع
اشتراک منابع، موضوع دیگری است که یک شبکه را از کامپیوترهای مستقل متمایز می‌کند. بسیاری از سازمانها نمی‌توانند برای هر یک از کامپیوترها چاپگر لیزری، فاکس مودم، اسکنر و C D-ROM تهیه کنند در صورتی که اگر این ابزار به شبکه افزوده شوند می توانند مورد استفاده بسیاری از کاربران قرار گیرند.
6) دسترسی آسان
کاربران می توانند یک پروژه های خود را در سیستم شخصی خود آغاز نموده و آن را در یک محل عمومی روی شبکه ذخیره کرده و سپس به صورت گروهی روی آن کار کنند.
1-3معایب و اشکالات نصب یک شبکه
1) پرهزینه بودن نصب
اگرچه یک شبکه منافع زیادی دارد اما هزینه های نصب اولیه آن بسیار زیاد است. هزینه هایی از قبیل کابل کشی، کارت های شبکه، نرم افزارها و نیز نصب و سرویس شبکه که نیازمند نیروهای متخصص می‌باشند.
2) نیازهای زمان اجرا
نگهداری مناسب یک شبکه نیازمند زمان و مهارت قابل توجهی است. بسیاری ازسازمانها شبکه هایی را نصب کرده بودند که با کمبود بودجه برای پشتیبانی اجرایی مواجه شدند.
3) امکان بوجود امدن نقص فیزیکی
این مشکلات می‌توانند شامل خرابی سوئچ یا هاب ، قطعی کابل یا نقص فیزیکی در سرور باشند.البته در برخی از توپولوژی های قدیمی با قطع کابل کل شبکه از کارخواهد افتاد .
1-4مدل های شبکه
کامپیوترها در شبکه می‌توانند به صورت سرویس دهنده و سرویس گیرنده عمل نمایند. کامپیوتر سرویس دهنده شامل فایلهای اشتراکی و سیستم عاملی که مدیریت عملیات شبکه را به عهده دارد، است و بقیه کامپیوترهای موجود در شبکه (Client) اطلاعات مورد نیاز خود را از آن کامپیوتر دریافت می‌کنند. باتوجه به موارد گفته شده رابطه بین سرویس دهنده و سرویس گیرنده به سه مدل تقسیم می‌شود که در ذیل به آنها اشاره شده است.
1-4-1انواع شبکه های کامپیوتری از نظر پیکر بندی و دستیابی به اطلاعات
– client / server سرویس دهنده/سرویس گیرنده
– peer-to-peer همتا (یكسان)
1-4-2شبکه مبتنی بر سرویس دهنده (Server-Based Model)
در این حالت ، یک کامپیوتر به عنوانServer کلیه فایلها و نرم افزارهای اشتراکی نظیر بانکهای اطلاعاتی، کامپایلرها، سیستم عامل شبکه و … را در خود نگهداری می‌کند و کاربران به آن دسترسی پیدا کرده , فایلهای اشتراکی را از روی آن به ایستگاه خود منتقل می‌کنند و نیز هرکاربر می‌تواند به منابع Server یا منابع سایر کاربران دسترسی پیدا کند.برخی از متداول ترین Server ها عبارتند از
1) Web Server جهت ارائه سرویس صفحات Web
2) mail server جهت ارائه سرویس پست الکترونیکی بطور رایگان برای کاربران
3) Print Server برای چاپ فایلها
4) Communication Server جهت ارتباط کاربران با سایر قسمتهای شبکه با استفاده ازمودم و یا وسایل ارتباطی دیگر .
5) (DNS Server (Domain Name Server جهت ایجاد سرویس انتقال اطلاعات .
در شبكه client/server یك یا چند كامپیوتر به عنوان سرویس دهنده (سِرور) برای اشتراك فایلها، منابع و برنامه ها وجود دارد.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری
1-5شبکه نظیر به نظیر (Peer-To-Peer)
در مدل peer-to-peer هر كاربری می‌تواند فایلها را با دیگر كاربران بدون نیاز به یك سِرور مركزی و خاص، به اشتراك بگذارد.در این مدل هر ایستگاه می‌تواند هم به عنوان Client و هم به عنوان Server باشد ، هر کاربر خود مسئولیت مدیریت و ارتقاء نرم افزارهای ایستگاه خود را برعهده دارد و یک ایستگاه مرکزی برای مدیریت شبکه وجود ندارد. این مدل برای شبکه هائی با کمتر از 10 ایستگاه مناسب می‌باشد.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری
1-5-1سرویس گیرنده/سرویس دهنده (client /server model)
در این مدل یک ایستگاه درخواست خود را به Server می‌دهد و Server پس از انجام پردازش های لازم نتایج حاصله را به ایستگاه درخواست کننده ارسال می‌نماید.در این مدل حجم اطلاعات مبادله شده در مقایسه با مدل server based کمتر است و بنابراین دارای کارایی بالاتری می‌باشد.
1-6توپولوژی های شبکه(کهکشان کامپیوتر تعمیر لپ تاپ در محل و خدمات کامپیوتر در محل)
توپولوژی شبکه تشریح کننده نحوه اتصال کامپیوتر ها در یک شبکه به یکدیگر است. پارامترهای اصلی در طراحی یک شبکه ، قابل اعتماد بودن ومقرون به صرفه بودن است. انواع متداول توپولوژی ها در شبکه کامپیوتری عبارتند از
توپولوژی ستاره ای Star
در این توپولوژی ، کلیه کامپیوتر ها به یک کنترل کننده مرکزی یا هاب متصل هستند. هرگاه کامپیوتری بخواهد با کامپیوتر ی دیگری تبادل اطلاعات نماید، کامپیوتر 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 سه بفرستد ، باید اطلاعات را ابتدا به هاب ارسال کند، آنگاه هاب آن اطلاعات را به کامپیوتر شماره سه خواهد فرستاد.
نقاط ضعف این توپولوژی آن است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته است. این بدان معناست که اگر هاب از کار بیفتد، کل شبکه از کار خواهد افتاد . نقاط قوت توپولوژی ستاره عبارتند از
نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.
توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می‌شود.
اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود ، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می‌شود.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها
توپولوژی حلقوی Ring
این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبه همین دلیل است که این توپولوژی بنام IBM Tokenring مشهور است.
در این توپولوژی کلیه کامپیوتر ها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را می‌سازد. کامپیوتر مبدا اطلاعات را به کامپیوتری بعدی در حلقه ارسال نموده وآن کامپیوتر آدرس اطلاعات را برای خود کپی می‌کند، آنگاه اطلاعات را به کامپیوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبه همین ترتیب این روند ادامه پیدا می‌کند تا اطلاعات به کامپیوتر مبدا برسد. سپس کامپیوتر مبدا این اطلاعات را از روی حلقه حذف می‌کند.
نقاط ضعف توپولوژی فوق عبارتند از
به سخت افزار پیچیده نیاز دارد ” کارت شبکه آن گران قیمت است “.
اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، کل شبکه متوقف می‌شود.
برای اضافه کردن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.
نقاط قوت توپولوژی فوق عبارتند از
نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.
توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می‌شود.
در این توپولوژی از کابل فیبر نوری می‌توان استفاده کرد.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها
توپولوژی اتوبوسی Bus
در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام اتوبوسی متصل می‌شوند. در این توپولوژی ، رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. یکی از مشهورترین قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی اترنت است. توپولوژی اتوبوس از متداولترین توپولوژی هایی است که در شبکه محلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سادگی ، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه ، از نقاط قوت توپولوژی اتوبوسی می‌باشد. نقطه ضعف عمده این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که به عنوان پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه می‌باشد قطع شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها
توپولوژی توری Mesh
در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه متصل می‌شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می‌باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می‌ماند.از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می‌کند، مخصوصا زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای مثال ، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری ، ایستگاه شماره یک نیازمند به نود ونه اتصال می‌باشد. تعداد کابل های مورد نیاز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2 محاسبه می‌شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می‌باشد.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها
توپولوژی درختی Tree (کهکشان کامپیوتر تعمیر لپ تاپ در محل و خدمات کامپیوتر در محل)
این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال یا تکرار کننده برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می‌کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی در ختی است زیرا کلیه ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می‌کند. وظیفه هاب دریافت اطلاعات از یک ایستگاه و تکرار وتقویت آن اطلاعات وسپس ارسال آنها به ایستگاه دیگر می‌باشد.
معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها
توپولوژی ترکیبی Hybrid
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 می‌شود.
امیدواریم مقاله آموزشی معرفی انواع شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها برای کاربران گرامی مفید واقع شده باشد.
