فهرست مطالب
شبکه های کامپیوتری به چه معناست؟
به اتصال دو یا چند کامپیوتر با هدف آسان‌تر کردن ارتباطات، اشتراک‌گذاری سخت‌افزارها و نرم‌افزارها و اشتراک‌گذاری داده‌ها و اطلاعات، شبکه های کامپیوتری می‌گویند.
در دنیای امروزه که سرعت رشد فناوری اطلاعات به طور چشم‌گیری افزایش داشته است و اگر اغراق نکنیم روزانه صدها خبر پیرامون این گستره منتشر می‌شود، عبارت شبکه های کامپیوتری یکی از مهم‌ترین رکن این گستره می‌باشد.
در حال حاضر کمتر کسی پیدا می‌شود که با شبکه های کامپیوتری سر و کار نداشته باشد، چه با اتصال تلفن همراه به اینترنت از طریق تکنولوژی اینترنت پرسرعت 4G و یا انجام امور مربوط به کسب‌وکار در حالی که پشت کامپیوتر نشسته و متصل به شبکه سازمانی هستید.
حال ممکن است با شنیدن عبارت شبکه های کامپیوتری چیست؟ سؤالاتی در ذهن شما ایجاد شود، که:
- شبکه های کامپیوتری چگونه کار می‌کنند؟
- دسته‌بندی شبکه های کامپیوتری چگونه است؟
- هدف از ایجاد شبکه های کامپیوتری چیست؟
کامپیوترها با استفاده از دستگاه‌هایی مانند سوئیچ و روتر و غیره بهم متصل می‌شوند، البته امروزه به جز کامپیوتر و رایانه‌های شخصی، دستگاه‌های زیادی مانند سیستم‌های دوربین مداربسته، تلفن‌های مبتنی بر آی پی (VoIP)، تلفن‌های هوشمند و کنسول‌های بازی، سیستم‌های دوربین مداربسته (CCTV)، تبلت‌ها (Tablet)، تلفن‌های هوشمند (Smartphone) قابلیت اتصال به شبکه کامپیوتری را دارند.
حتی فراتر از تمام این‌ها، اینترنت اشیاء (IoT-Internet of Things) قابلیت اتصال هرچیزی به شبکه های کامپیوتری را فراهم می‌کند. پس بهتر است تا چند سال آینده بگوییم “امروزه چیزی را پیدا نمی‌کنیم که با شبکه های کامپیوتری سرو کار نداشته باشد.”
هدف از ایجاد شبکه های کامپیوتری ایجاد اتصال (Connection) و به اشتراک‌گذاری منابع (Resource Sharing) است. اتصال بین کامپیوتر و سرور در یک شبکه سازمانی و یا اتصال لپ تاپ به اینترنت از طریق تکنولوژی Wi-Fi، به اشتراک‌گذاری پرینتر (Printer Sharing) و فایل (File Sharing) در شبکه کامپیوتری، دسترسی به نرم‌افزار اتوماسیون اداری بر روی وب (Web)، ارسال ایمیل (E-mail)، از جمله امکاناتی است که شبکه های کامپیوتری برای ما فراهم می‌کنند.
همچنین به لطف انواع تکنولوژی های VoIP و Video Conference امکان ارتباط صوتی و تصویری بر روی بستر شبکه‌های کامپیوتری وجود دارد.
در ادامه با معرفی انواع شبکه های کامپیوتری با من الهه شکرشکن همراه باشید.
انواع شبکه های کامپیوتری چیست؟
شبکه های کامپیوتری را می‌توان بر اساس موارد زیر تقسیم‌بندی کرد:
- نحوه حرکت سیگنال اطلاعات در مسیر شبکه
- روش اتصال بین تجهیزات به کار رفته در شبکه و کامپیوتر و زیرساخت شبکه
- عملکرد سیستم‌های درون شبکه
- از لحاظ مساحت و گستردگی جغرافیایی
در این مقاله شبکه های کامپیوتری را از لحاظ مساحت و گستردگی جغرافیایی ، اجزای تشکیل دهنده شبکه و زیر ساخت شبکه را مورد بررسی کامل قرار خواهم داد. همچنین از این بخش می‌توانید فایل PDF مقاله و فایل صوتی آن را نیز دانلود بکنید.
شبکه محلی (Local Area Network)
یکی از انواع شبکه‌های کامپیوتری پرکاربرد با محدودۀ جغرافیایی کوچک، شبکه محلی (LAN) است. این نوع شبکه قابلیت اجرا در مؤسسات، دانشگاه‌ها، مدارس، ادارات، سازمان‌ها و یک ساختمان را دارد. ضمناً تا شعاع ۱ الی ۲ کیلومتری امکان برقراری ارتباط و به اشتراک‌گذاری رایانه‌ها و دستگاه‌های مختلف وجود دارد. این ارتباط به واسطۀ یک خط ارتباطی مشترک یا پیوند بی‌سیم به یک سرویس‌دهنده انجام می‌شود.در این شبکه داده یا منابع با امنیت و سرعت بالا در بخش‌های مختلف به اشتراک گذاشته می‌شود.
همچنین این شبکه می‌تواند به اندازه دو یا سه کاربر (به عنوان مثال در یک شبکه کوچک اداری) یا چند صد کاربر در یک دفتر بزرگتر خدمت کند.
جهت ارتباط در این شبکه از دو تکنولوژی Wi-Fi و Ethernet استفاده می‌شود. از سوی دیگر طراحی شبکه LAN با تجهیزات ارزان شبکه و مسیریابی امکان‌پذیر است و نیاز به صَرف هزینه زیادی برای سازمان‌ها یا ادارات کوچک نخواهد شد. این تجهیزات شامل کابل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و سایر اجزاء است که به کاربران امکان اتصال به سرورهای داخلی، وب‌سایت‌ها و شبکه‌های دیگر را از طریق شبکه‌های گسترده می‌دهد.
شبکه‌های محلی بی‌سیم (Wireless Local Area Network)
شبکه WLAN شبکه محلی (LAN) برپایۀ فناوری شبکه WIFI یا بی‌سیم گفته می‌شود. در حقیقت عملکرد این شبکه‌ها مانند شبکه‌های محلی بوده با این تفاوت که یک شبکه کامپیوتری بی‌سیم محسوب شده که امکان اتصال دو یا چند دستگاه و سیستم رایانه‌ای را با استفاده از ارتباطات بی‌سیم در یک محدوده مانند مدرسه، خانه یا ساختمان اداری به یکدیگر را فراهم می‌کنند.
شبکه شهری (Metropolitan Area Network)
شبکه شهری منابع کامپیوتری کاربران در یک منطقه جغرافیایی یا بزرگتر از آن را به هم وصل می‌کند. منطقه تحت پوشش این شبکه می‌تواند بزرگتر از منطقه تحت پوشش یک شبکه محلی (LAN) بزرگ باشد، اما کوچک‌تر از منطقه تحت پوشش یک شبکه گسترده (WAN) است.
اصطلاح MAN به اتصال شبکه‌ها در یک شهر به یک شبکه بزرگتر اطلاق می‌شود. چنین شبکه‌ای به صورت کارا قابل اتصال به یک شبکه گسترده (WAN) است. این اصطلاح برای توصیف اتصال چندین شبکه محلی در یک منطقه شهری با استفاده از ارتباطات نقطه به نقطه بین آنها نیز استفاده می‌شود. محدوده این شبکه 5 تا 50 کیلومتر است.
شبکه گسترده (Wide Area Network)
یک شبکه رایانه‌ای است که ناحیهٔ جغرافیایی نسبتاً وسیعی را پوشش می‌دهد (برای نمونه از یک کشور به کشوری دیگر یا از یک قاره به قاره‌ای دیگر). این شبکه‌ها از مسیریاب‌ها و لینک‌های ارتباطی عمومی استفاده می‌کنند.
بزرگ‌ترین و شناخته‌شده‌ترین مثال از یک شبکه گسترده شبکه اینترنت است.
شبکه‌های گسترده برای اتصال شبکه‌های محلی یا دیگر انواع شبکه به یکدیگر استفاده می‌شوند. بنابراین کاربران و رایانه‌های یک مکان می‌توانند با کاربران و رایانه‌هایی در مکان‌های دیگر در ارتباط باشند. بسیاری از شبکه‌های گسترده برای یک سازمان ویژه پیاده‌سازی می‌شوند و خصوصی هستند. بعضی دیگر به‌وسیله «سرویس‌دهندگان اینترنت» (ISP) پیاده‌سازی می‌شوند تا شبکه‌های محلی سازمان‌ها را به اینترنت متصل کنند.
شبکه‌های دانشگاهی (Campus Area Network)
این شبکه در اصل متشکل از یک یا چند شبکه محلی (LAN) اختصاصی است که غالباً با سوئیچ و روتر به هم متصل هستند. شبکه دانشگاهی یا CAN به‌رغم نامی که بر آن نهاده‌اند، نه فقط در دانشگاه‌ها بلکه در دیگر موسسات آموزشی و نیز در مراکز نظامی، شرکت‌ها، آژانس‌های دولتی و برخی سازمان‌های مشابه نیز کاربرد دارد.
شبکه دانشگاهی (CAN) غالباً وسیع‌تر از شبکه LAN است و گاهی چند ساختمان نزدیک هم را در بر می‌گیرد.
مثلاً شبکه CAN یک دانشگاه می‌تواند بخش‌های مختلفی هم‌چون ساختمان‌های مدیریتی، فضاهای آموزشی، کتابخانه‌ها و مراکز دانشجویی را که در فضایی بزرگ گسترده شده‌اند، به هم متصل کند. امروزه گره‌های شبکه CAN با فیبر نوری و با استفاده از فناوری اترنت پرسرعت (مثل اترنت گیگابیتی یا اترنت 10 گیگابیتی) به هم متصل می‌شوند.
شبکه CAN برخلاف شبکه گسترده (WAN)، از یک نقطه واحد مدیریت و نگهداری می‌شود و مدیران شبکه CAN می‌توانند دسترسی به آن را رصد، تأیید یا محدود کنند. دیواره‌های آتش (فایروال‌ها) نیز معمولا بین شبکه CAN و اینترنت مستقر می‌شوند تا شبکه را از دسترسی غیرمجاز محافظت کنند.
باتوجه به این‌که ارتباطات درون شبکه CAN روی یک شبکه محلی شکل می‌گیرد، انتقال داده‌ها بین سامانه‌های درون شبکه اغلب سریع‌تر از سرعت عادی اینترنت و لذا به‌اشتراک‌گذاری فایل‌های بزرگ با دیگر کاربران شبکه ساده‌تر است.
ضمناً شبکه‌های CAN چون اختصاصی هستند و معمولاً بخش‌های متعددی را به هم وصل می‌کنند، مجوزهای دسترسی‌شان محدودتر و دقیق‌تر است.
شبکه‌های شخصی
شبکه‌های شخصی ( Personal Area Network)
شبکه‌های شخصی برای ارتباطات میان وسایل رایانه‌ای در پیرامونِ شخص (مانند لپتاپ، تبلت و یا تلفن‌های هوشمند) بکار می‌رود. این که وسایل ممکن است متعلق به آن فرد باشند یا خیر تفاوتی در مفهوم شبکه شخصی ایجاد نمی‌کند. برد یک شبکه شخصی عموماً چند متر بیشتر نیست. موارد مصرف شبکه‌های شخصی می‌تواند جهت ارتباطات وسایل شخصی چند نفر به یکدیگر یا برقراری اتصال این وسایل به شبکه‌ای در سطح بالاتر و شبکه اینترنت باشد.
شبکه‌های ذخیره‌سازی (Storage Area Network)
شبکه ذخیره‌سازی (SAN) در واقع از جمله شبکه‌های کامپیوتری پرسرعت و اختصاصی است که می‌تواند سرورها را از طریق فناوری مانند فیبر به دستگاه‌های ذخیره داده متصل کند. هرگز به شبکه های LAN و WAN متکی نیست. ضمن آنکه باعث نگهداری منابع و ذخیره‌سازی می‌گردد.
دسترسی به اطلاعات ذخیره شده در این نوع ذخیره‌سازی سریع و آسان می باشد. این نوع فضای ذخیره‌سازی می‌تواند دغدغه کمبود فضا برای ذخیره حجم بالای اطلاعات را رفع کند.
از طرفی دستیابی به درایو متصل به سرور با دسترسی به این شبکه‌ها چندان تفاوتی نخواهد داشت.
شبکه‌های محلی نوری غیرفعال (Passive Optical Local Area)
از جمله شبکه‌های سازگار و هماهنگ با معماری شبکه داخلی محسوب می‌شوند. در این نوع از شبکه میزان استفاده از کابل و تجهیزات مورد نیاز برای پیاده‌سازی، کاهش خواهد داشت. اگر به دنبال جایگزین مناسب برای شبکه‌های اِتِرنِتی محلی هستید، شبکه‌های POLAN در میان انواع شبکه‌های کامپیوتری بسیار مقرون به صرفه و کارآمد خواهند بود.
شبکه‌های خصوصی (Private Network)
زمانی که شما سیستم‌های کامپیوتری داخل منزل یا دفتر کارتان را به صورت LAN به هم متصل می‌کنید در واقع یک شبکه خصوصی (Private Network) ایجاد کرده‌اید. سیستم‌های داخل شبکه خصوصی می‌توانند به راحتی همدیگر را دیده و با هم ارتباط برقرار کنند اما این سیستم‌ها از بیرون شبکه خصوصی شما (مثلاً از طریق اینترنت) قابل دستیابی نیستند. سیستم‌های کامپیوتری داخل یک شبکه خصوصی می‌توانند هر IP Address دلخواه شما را داشته باشند زیرا این IP Address ها فقط داخل شبکه خصوصی شما تعریف شده‌اند و خارج از شبکه خصوصی شما معنی ندارند. به این IP Address ها Private IP Address گفته می‌شود.
شبکه‌های عمومی (Public Network)
شبکه عمومی (Public Network) به سیستم‌های متعلق به شما محدود نمی‌شود. در واقع شبکه جهانی اینترنت اصلی‌ترین شبکه عمومی است. سیستم‌های متصل به اینترنت باید IP Address یکتای مختص به خود را داشته باشند که توسط RIR به آنها فروخته شده است. این IP Address ها کاملاً یکتا و عمومی‌اند. منظور از آدرس آی پی عمومی (Public IP Address) این است که این IP Address در اینترنت تعریف شده و از طریق آن می‌توان به سیستم مورد نظر دسترسی مستقیم داشت.
بعضی از افراد فعال در حوزه IT به اشتباه از عبارت Valid IP Address به جای Public IP Address استفاده می‌کنند. لازم است بدانید که Valid IP Address مفهوم دیگری است و ربطی به Private/Public IP Address ندارد.
شبکه‌های خصوصی مجازی
شبکه‌های خصوصی مجازی (Virtual private network)
برای اتصال به یک شبکه خصوصی از راه دور و از طریق یک شبکه عمومی لازم است یک شبکه خصوصی مجازی (VPN) ایجاد کنید. این اتصال از طریق یک تونل رمزنگاری شده بین کلاینت VPN و شبکه خصوصی شما صورت می‌پذیرد. شما با وارد کردن یک نام کاربری و کلمه عبور و یا وارد کردن یک Certificate در نرم‌افزار کلاینت VPN می‌توانید یک تونل امن به شبکه خصوصی مورد نظرتان باز کنید.
اطلاعات رد و بدل شده از طریق این تونل رمز می‌شوند بنابراین هکرها و سایر افراد و سازمان‌های غیر مجاز، قادر به مشاهده اطلاعات رد و بدل شده بین شما و شبکه خصوصیتان نیستند.
اجزای تشکیل دهنده شبکه های کامپیوتری چیست؟
همان‌طور که پیش‌تر گفتم شبکه کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای متصل به هم است، پس ما اجزای شبکه‌های کامپیوتری را به سه دسته کلی تقسیم می‌کنیم: دستگاه‌های متصل شونده (کامپیوترهای کلاینت، سرور و غیره)، دستگاه‌هایی که امکان اتصال را فراهم می‌آورند (سوئیچ و روتر)، رسانه‌هایی که امکان اتصال فیزیکی بین این دستگاه‌ها را فراهم می‌کنند (کابل و امواج)
در ادامه این اجزاء را به طور کلی بررسی خواهیم نمود:
کلاینت (Client)
عبارت کلاینت به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که مورد استفاده کاربران (End-User) قرار می‌گیرد. به طور مثال کامپیوترهای شخصی (PC) ، لپ تاپ (Laptop) ، تبلت (Tablet) و سایر دستگاه‌های از این دست موارد، کلاینت محسوب می‌شوند. البته تعریف حرفه‌ای‌تر از کلاینت آن است که آن را به نقطه سرویس گیرنده در شبکه‌های کامپیوتری تعبیر نماییم.
سرور (Server)
کامپیوترهای قدرتمندی هستند که همان‌طور که از نام آنها پیداست وظیفه سرویس‌دهی در شبکه‌های کامپیوتری را بر عهده دارند. سرویس‌هایی نظیر وب (Web) ، ایمیل (E-mail) ، فایل سرور (File Server) و غیره.
سوئیچ (Switch)
کار سوئیچ اتصال اجزاء مختلف شبکه کامپیوتری به یکدیگر و تبادل ترافیک بین آن‌هاست. این تبادل ترافیک توسط سوئیچ، در لایه 2 (Data Link) و بر اساس MAC Address انجام می شود.
مسیریاب (Router)
کاربرد روتر اتصال شبکه‌های کامپیوتری مختلف به یکدیگر است. این اتصال و تصمیم‌گیری برای تبادل ترافیک بین شبکه‌های کامپیوتری، بر اساس IP Address و Routing Table یک مسیریاب انجام می‌شود.
رسانه (Media)
برای اتصال فیزیکی بین تمام دستگاه‌هایی که در بالا ذکر کردیم نیاز است از یک Media استفاده شود که می‌تواند کابل‌های مسی، فیبر نوری و یا امواج رادیویی در شبکه‌های بی‌سیم باشد.
تقسیم بندی شبکه های کامپیوتری از لحاظ زیرساخت منابع:
شبکه های کامپیوتری عموماً به دو دسته Peer-to-Peer و Client/Server تقسیم می شوند :
شبکه های Peer-to-Peer:
در این نوع شبکه کامپیوتری، یک نقطه متمرکز به عنوان سرور وجود ندارد و هر کامپیوتر در هر لحظه می تواند Client و یا Server باشد. این نوع زیر ساخت شبکه معمولاً در دفاتر کوچک و با تعداد سیستم‌های کلاینت حداکثر تا 10 عدد قابل پیاده سازی است. منابعی که بر روی این نوع شبکه ها به اشتراک گذاشته می شود، اغلب پرینتر و فایل است.
مدیریت این نوع شبکه ها کمی سخت است چون یکپارچگی در آنها وجود ندارد. امّا هزینه پیاده سازی آن پایین می‌باشد.
شبکه های Client/Server:
همان‌طور که از نام آن پیداست، در این نوع شبکه تمامی منابع بر روی یک یا چند سرور متمرکز قرار دارند و سایر دستگاه‌های کلاینت متصل به شبکه، نقش سرویس گیرنده را دارند.
از مزایای این نوع زیرساخت شبکه می‌توان به مدیریت آسان منابع (Administration) اشاره نمود. این مدیریت می‌تواند شامل تعیین سطح دسترسی‌ها، کنترل ترافیک شبکه، تهیه نسخه پشتیبان از اطلاعات و … باشد.
البته باید در نظر داشت هزینه‌های راه‌اندازی این نوع شبکه به مراتب بیشتر از یک شبکه Peer-to-Peer است.
سخن آخر
در این مقاله تلاش شد تا تعریف کوچکی از دنیا شبکه‌های کامپیوتری در اختیار دوستان عزیزی که عاشق این دنیای وسیع هستند قرار داده شود.
در پایان سخن بزرگی را بیان می‌کنم:
علم، سرگرمی است؛ کنجکاوی است. همه ما، کنجکاوی غریزی داریم. علم، روند جستجوی چیزهاست. علم یعنی ایجاد سوال و پیدا کردن یک روش برای آن… علم یعنی کاوش…
هرآنچه سؤال یا مُشکلی در ارتباط با این مقاله دارید از طریق دیدگاه در میان بُگذارید، دیدگاه شما بدون پاسخ نخواهد ماند.
الهه شکرشکن هستم، در زمینه‌های برنامه‌نویسی، حسابداری، حسابرسی، طراحی‌سایت، طراحی گرافیک، ترجمه و تولید محتوا فعالیت می‌کنم.
2 دیدگاه
علی صلاحی
بسیار عالی و آموزنده، موفق باشید
الهه شکرشکن
با تشکر از نظر شما