مروری بر مباحث شبکه از صفر تا آنچه یاد گرفته ام

ساختار شبکه مدل OSI

مژگان — Thu, 19 Jan 2012 11:21:41 GMT

مدل OSI یا Open System Interconnection یک مدل منبع است که شبکه را به 7 لایه تقسیم میکند ، که هر لایه همه لایه های زیرینش را پشتیبانی می کند و خودش را از لایه های بالایی مخفی نگه میدارد.

مدل OSI یک استاندارد شبکه نیست بلکه یک قالب است که استاندارد های مختلف شبکه و پروتکل ها می توانند خود را در آن جای دهند

خلاصه ای از این هفت لایه:

لایه فیزیکی یا Physical Layer :

که چیدمان کابل ها و دستگاه های شبکه را توصیف میکند

بعبارتی میتوان گفت ما را از وجود موارد زیر آگاه می سازد:

type of cable

topology of network

standards and technology

پایین ترین لایه در مدل OSI می باشد. که ویژگی های فیزیکی شبکه را اشاره می کند مثلا نوع کابل هایی که بکار رفته ، نوع connector ها و طول کابل ها و غیره.

دستگاه معمول که در لایه فیزیکی شبکه استفاده می شود repeater ها هستند یا hub یا همان multiport repeator میگویند.

repeater ها سیگنال ها را دوباره می سازند یا تاجائیکه طول کابل ها و استاندارد های لایه فیزیکی اجازه بدهد ، این سیگنال ها را قوی میکند.بطور مثال: استاندارد اینترانت 10Base T نشان میدهد که نوع کابل ها Twisted- Pairs است که باز هم سایز و شکل Connector های مربوط به این نوع کابل را مشخص می کند .

چیدمان های star,bus,mesh,ring در لایه فیزیکی apply می شوند.

در لایه فیزیکی هیچگونه سیگنال دیگری به جز آنکه در سیستم باینری صفر و یک تعریف شده مشخص نشده است. در لایه های بالاتر ما با bits که از لایه فیزیکی ارسال شده است کار خواهیم کرد.

hub یا همان multiport repeater

چرا به این نوع hub که در لایه فیزیکی کار میکند multiport می گویند؟ چون هدف و کار یک hub بازسازی و تقویت کردن بسته دریافت شده بر روی یک پورت بر روی دیگر پورت های hub می باشد.

hub یا repeater اصلا به محتوای بسته ای که دوباره سازی کرده اند اهمیتی نمی دهند ، اگر آنها اهمیت میدادند در آن موقع در لایه فیزیکی کار نمیکردند بلکه در لایه بعدی Data Link کار میکردند.

کارت های شبکه یا NIC که بر روی هر کامپیوتر شبکه نصب می شوند هم بر روی لایه فیزیکی کار میکنند . شما می توانید اطلاعات مربوط به کارت شبکه نصب شده بر روی هر کامپیوتر را در پنجره Adaptor's Properties مشاهده کنید.

ادامه دارد

چه نکاتی را بهنگام انتخاب توپولوژی شبکه باید در نظر بگیریم ؟

مژگان — Thu, 19 Jan 2012 10:48:31 GMT

هر توپولوژی نقاط مثبت و منفی خاص خودش را دارد ، فرآیند انتخاب یک توپولوژی بیشتر شبیه خرید یک جفت کفش می باشد ، مثل پیدا کردن چیزی است که مناسب باشد و احساس خوبی بدهد. مناسب بودجه شما هم باشد. بجای اینکه بپرسید سایز پایتان چند استباید بپرسید چه مقدار fault tolerant میخواهید در شبکه برایتان بوجود آید؟ و چه مدت یکبار لازم است که یک شبکه را reconfig کنید.

ایجاد یک شبکه ساده برای کامپیوتر هایی در یک اتاق با استفاده از access point و کارت شبکه های wireless بسیار کارآمد تر خواهد بود . چرا که نصب کردن آنها بسیار ساده و راحت خواهد بود و نیازی به استفاده از سیم نیست. اما محیط های بزرگتر بیشتر star topology در نظر گرفته می شود چرا که حرکت دادن ،اضافه کردن و تغییرات در شبکه که بصورت فیزیکی در این نوع توپولوژی بسیار کار آمد تر خواهد بود .

اگر fault tolerant مشخصی رخ دهدمثلا بخواهیم این اتفاق تا 99.9 % اتفاق نیافتد یا کمتر از 8 ساعت در سال این اتفاق بیافتد می بایست ساختار و توپولوژی Mesh را در نظر بگیریم .حالا اگر مقدار fault tolerant یک شبکه را در توپولوژی full Mesh در نظر گرفته باشید باید اجازه ندهید لغت maintenance حتی به افکار شما وارد شود بیاد داشته باشید که ارتباطات ما از فرمول n(n-1 بدست می آید و configuration این همه connection کار حضرت فیل خواهد بود و نگهداری این همه ارتباط چه بودجه و انرژی را لازم خواهد داشت.

در انتخاب توپولوژی موارد زیر را باید در نظر بگیرید:

قیمت
راحتی در نصب
راحتی در نگهداری
میزان fault tolrance کابل ها

استاندارد های شبکه چیستند؟

مژگان — Wed, 18 Jan 2012 22:40:26 GMT

اصلا استاندارد چیست؟ بر روی شبکه استاندارد هم منجر می شود اجزای مختلف شبکه که کارخانه های سازنده متفاوتی دارند بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

بعبارتی کارخانه های تولید کننده کامپیوتر هر یک پروتکل های شبکه مخصوص به خودش را برای شبکه های کامپیوتری اش معرفی میکنند. بنابراین ما قادر نخواهیم بود که دستگاه ها و تجیزات مختلف با سازندگان مختلف را در کنار یکدیگر قرار دهیم در نهایت آمدند یک سری استاندارد را تعریف کردند

استاندارد ها پروتکل های تعریف شده ای هستند که توسط کارخانه های سازنده تعریف شده اند و متعلق به یک کارخانه ی مشخص نیستند. در کنار این استاندارد ها است که تجهیزات شبکه با برند های مختلف می توانند در کنار هم کار کنند.

پنج سازمان مهم هستند که استاندارد های شبکه را معرفی میکنند:

American National Standard Institute (ANSI
Inistitute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE
International Organization for Standardization (ISO
Internet Engineering Task Force (IETF
World Wide Web Consortium

پروتکل شبکه چیست

مژگان — Wed, 18 Jan 2012 22:19:16 GMT

پروتکل ها و استاندارد ها در شبکه قوانینی هستند که باعث میشود شبکه ها با هم کار کنند.حتی این پروتکل ها باعث میشوند که اجزای مختلف یک شبکه با یکدیگر بدرستی ارتباط برقرار کنند.

پس میتوان گفت :

پروتکل ها یک سری قوانین هستند که ارتباطات موثر و سالم را بر روی شبکه منجر می شوند.

به زبان ساده تر کارت های شبکه نصب شده بر روی هر کامپیوتر باید بدانند که چگونه با دیگر کارت ها شبکه تبادل اطلاعات داشته باشند. سیستم عامل می بایست بداند چطور با کارت شبکه برای دریافت و ارسال اطلاعات روی شبکه ارتباط برقرار کنند و میرسیم به نرم افزار ها و application های شبکه که باید بدانند چگونه با سیستم عامل ها ارتباط برقرار کنند تا بدانند مثلا چگونه به یک فایل بر روی سرور شبکه دسترسی داشته باشند.

پروتکل ها انواع مختلف دارند. در پایین ترین سطح ، پروتکل ها نوع سیگنال الکتریکی را مشخص میکنند که همان صفر و یک هستند و در بالاترین سطح این پروتکل ها به کاربران شبکه این اجازه را میدهد تا به کاربران دیگر شبکه در مثلا نیوزلند ایمیل ارسال کنند

protocol suits:

پروتکل هایی هستند که بگونه ای تنظیم و config می شوند تا با یکدیگر کار کنند. دو protocol suites محبوب و مشهور پروتکل های TCP/IP و SPX/IPX می باشد که TCP/IP در شبکه های تحت UNIX کار میکنند و پروتکلی است که در اینترنت به کار می روند، اما IPX/SPX برای شبکه های Netware در نظر گرفته شده اند و امروزه در شبکه های تحت ویندوز استفاده می شود.

Dedicated Servers and Peers

مژگان — Mon, 26 Dec 2011 20:17:10 GMT

در بعضی از شبکه ها یک کامپیوتر فقط سرور است نه هیچ چیز دیگر و فقط کارش به اشتراک گذاشتن منابع مانند پرینتر یا هارد درایوا هاست که توسط client های شبکه به آنها دسترسی می توان یافت.به این کامپیوتر ها dedicated server میگویند چون هیچ کار دیگری در کنار سرویس های شبکه انجام نمیدهند.به شبکه ای که بر dedicated server ها استوار است شبکه client-server هم می گویند.

در یکنوع دیگر از شبکه ،هر کامپیوتر هم می تواند سرور باشد هم کلاینت یعنی هم می تواند منابعش را به اشتراک بگذارد هم میتواند از منابع کامپیوتر دیگر استفاده کند. به این نوع شبکه peer –to-peer میگویند.در این نوع شبکه می توانیم همه نوع ورژن ویندوز را بعنوان سیستم عامل داشته باشیم ، حتی ویندوز 95 ،تنها کافی استویژگی های سرور را بر روی سیستم عامل فوق فعال کنیم و دیگر نیازی نیست نرم افزار دیگری بخریم.

شبکه ها چه چیزهایی را به اشتراک میگذارند:

مژگان — Mon, 26 Dec 2011 20:16:23 GMT

Sharing Information:

اشتراک اطلاعات یعنی همان اشتراک گذاری فایل های شخصی

.شبکه ها به کاربران اجازه می دهند که به طرق مختلف اطلاعات را به اشتراک بگذارند بدین ترتیب چند نفر میتوانند بطور مشترک بر روی یک فایل کار کنند.در بیشتر شبکه ها یک هارد درایو بر روی کامپیوتر سرور بعنوان یک منبع عمومی درنظر گرفته میشود تا کاربران بتوانند فایل ها را که توسط دیگران به اشتراک گذاشته شده است ذخیره نمایند.علاوه بر اشتراک گذاری فایل ها شبکه ها کاربران را قادر می سازند تا به طرق دیگر نیز با هم ارتباط برقرار سازند. مثلا نرم افزار های پیام رسانی به کاربران شبکه این اجازه را میدهد تا بایکدیگر پیام رد و بدل کنند. مانند Microsoft Outlook

حتی کاربران میتوانند جلسات online از طریق شبکه داشته باشند یا حتی با دوربین های ارزان و نرم افزار های ساده تحت شبکه ارتباط ویدیویی داشته باشند.

Sharing Resources:

منابع مشخصی مانند پرینتر ها و هارد درایو ها که تنظیم شده اند تا کاربران شبکه بتوانند آنها را به اشتراک بگذارند.به اشتراک گذاشتن این منابع بر روی شبکه بسیار مقرون به صرفه تر است .سروری که هارد درایو های آن برای به اشتراک گذاشتن فایل های درون آن اختصاص میابد فایل سرور نامیده می شود.

حتی بر روی شبکه می توانیم منابع دیگری مانند اینترنت را به اشتراک بگذاریم. در سالهای قبل معمول بود که هر کاربر مودم مخصوص به کامپیوتر خود را برای ارتباط به اینترنت داشت. اینروز ها به اشتراک گذاشتن Internet Connection برای دسترسی کاربران شبکه بسیار بسیار رایج شده است..

Sharing Application:

دلیل مهم استفاده از شبکه در تجارت های مختلف این است که چندین کاربر میتواند همزمان بر روی یک نرم افزار تجاری کار کنند.بطور مثال قسمت حسابداری ممکن است یک نرم افزاری داشته باشد که همزمان باید مورد استفاده همه کارکنانش قرار بگیرد.

شبکه ها را نیز از نظر سایز به قرار زیر دسته بندی میکنیم:

مژگان — Mon, 26 Dec 2011 20:15:06 GMT

LAN: شبکهای از کامپیوتر هاستکه از نظر فیزیکی بهم نزدیک هستند مانند شبکهای که در یک اداره یا حتی در ساختمان یک اداره می توانیم داشته باشیم.با گفتن کلمه Lan منظورمان این نیست که سایز شبکه کوچک است این نوع شبکه میتواند شامل حداقل 100 کامپیوتر باشد بیشتر به این خاطر است که این کامپیوتر ها بهم نزدیک هستند. مثلا کامپیوتر های موجود در یک ساختمان یا حتی چندین ساختمان کنار هم که با یکدیگر شبکهای از نوع LAN را درست کرده اند.

WAN: به شبکه ای اطلاق می شود که از نظر جغرافیایی گسترده تر است مانند یک شهر ،استان یا حتی کشورمثلا ،WAN میتواند شامل یک LAN که مربوط به اداره ی در نیوجرسی است و یک LAN دیگر در لیورپول انگستان است بشود.

MAN : یک شبکه از کامپیوتر هاست که از WAN کوچکتر استاما از LAN بزرگتر می باشد. این نوع شبکه بطور معمول شامل دو LAN می شود که در یک شهر یا منطقه هستند اما بقدر کافی از هم دورند که با کابل یا ارتباط بدون سیم با یکدیگر ارتباط داشته باشند.

برای شکل دادن شبکه به موارد زیر نیازمندیم :

مژگان — Mon, 26 Dec 2011 20:13:27 GMT

کامپیوتر clint : کامپیوتر هایی که کاربران شبکه از آنها استفاده می کنند تا به اطلاعات شبکه دسترسی داشته باشند.

کامپیوتر سرور: کامپیوتر هایی که منابع به اشتراک گذاشته شده را فراهم می آورند مانند پرینتر ها،هارد دیسک ، یا سرویس های شبکه مانند email یا internet access.سرورها معمولا سیستم عامل های مخصوص بخودشان را مانند windows server 2008 یا NetWare یا Linux را بهمراه نرم افزاری که سرویس های شبکه را فراهم می آورد ، اجرا میکنند.مثلا یک سرور ممکن است Microsoft Exchange را برای ارائه سرویس ایمیل بر روی شبکه اجرا کند یا ممکن است Apache Web Server را برای ارائه سرویس Web Page بهمراه داشته باشد.

کارت شبکه:وسیله ای که بر روی هر کامپیوتر بر روی شبکه نصب می شود تا آن کامپیوتر در طول شبکه ارتباط برقرار کند

کابل:کامپیوتر ها در شبکه معمولا بصورت فیزیکی بتوسط کابل ها به یکدیگر وصل می شوند.در طول این سالها چندین نوع کابل هستند که بسیار رایج شده اند. رایج ترین آنها twisted pair هستند که 10BaseT هم نامیده میشود. نوع دیگر کابل ها coaxial است که 10base2 نیز خوانده میشود.برای سرعت های بالاتر امروزه کابل های نوری Fiber-optic استفاده می شود.

سوئیچ:در شبکه هر کامپیوتر بوسیله کابل به switch وصل میشود که این سوئیچ خودش به بقیه شبکه متصل می شود .هر سوئیچ بطور معمول 8 تا 16 پورت دارد. برای ساختن شبکه های بزرگ تر کافیست سوئیچ ها را بیکدیگر متصل کنیم.

نرم افزار های ارائه کننده سرویس های شبکه: با اینکه وجود سخت افزار ها در شبکه لازم است اما بدون نرم افزار های مناسب شبکه کار نمی کند.یکی از مهمترین انتخاب های شبکه این است که چه نوع سیستم عاملی را برای سرور شبکه انتخاب میکنیم.سخت ترین و بیشترین کاری که باید برای شبکه انجام دهیم set up کردن و maintain کردن یا بعبارتی نگهداری و پشتیبانی کردن سیستم عامل شبکه ( NOS ) می باشد.

شبکه های Wireless: در این نوع شبکه ها بجای کابل ها فرکانس رادیویی می نشیند.مزایای شبکه بی سیم: در این نوع شبکه دیگر لازم نیست که کابل ها در دیوار یا سقف یا هر جای دیگر بکشیم و از طرفی میتوانیم کامپیوتر های client را بنابر پهنای باند مورد نیازشان در هر جای شبکه میتوانند قرار بگیرند. اما از معایب شبکه های بیسیم میتوان به سطح پایین امنیت آن اشاره کرد.

Mesh Topology و Ring Topology

مژگان — Sun, 05 Dec 2010 21:19:59 GMT

Ring Topology:

در این نوع چیدمان هر کامپیوتر مستقیما به دو کامپیوتر دیگر در شبکه متصل است.

طراحی سیمها در این نوع شبکه ساده است.

اضافه یا حذف یک کامپیوتر کل شبکه را از کار می اندازد . بهمین دلیل برای اضافه کردن یک station می بایست کل شبکه را down کنیدو سپس کل شبکه را reconfig کنید.

بهمین خاطر از چیدمان ring بندرت استفاده می شود.

تکنولوژی Token Ring از چیدمان Ring استفاده نمی کند بجاش از Star Topology استفاده می کند

مزایا Ring:

رفع مشکل بسیار آسان است و براحتی کامپیوتری که از کار افتاده شناسایی می شود چرا که اطلاعات دریافت نمی کند یا اطلاعاتی نمی فرستد.

معایب Ring:

1. بسیار گران است.

2. Reconfig کردن آن سخت است.

3. Fault Tolerant ندارد ، خطا در سیستم یا یک سیستم کل شبکه را از کار می اندازد

توپولوژی Ring از FDDI استفاده می کرد که یکی از اولین نوع ارتباطات فیبر نوری است

توپولوژی Mesh :

نوع چهارم توپولوژی شبکه است که شامل چندین Connection بین node های موجود در شبکه میشود. مزیت این نوع شبکه این است که اگر کابل شبکه قطع شود شبکه قادر است از مسیر جایگزین برای ارسال packet هایش استفاده کند.

برای تنظیم کردن توپولوژی Mesh در یک LAN کار بسیار زیادی باید انجام داد. در چیدمان از نوع Mesh بطور مثال شبکه ای که از هشت کامپیوتر متشکل شده است باید هر کامپیوتر هفت کارت شبکه و 28 کابل برای اتصال به هر کامپیوتر لازم است . مشخص و واضح است که بسیار سخت است تا شبکه را config کرده و آن را راه بیاندازیم.

بهر صورت چیدمان Mesh در شبکه های MAN یا WAN معمول است . این نوع شبکه ها از router استفاده میکنند تا packet ها را از یک شبکه به شبکه دیگر ارسال کنند.

تعداد connection های شبکه در این نوع چیدمان از فرمول زیر بدست می آید:

( n) (n-1)

BUS TOPOLOGY

مژگان — Sun, 05 Dec 2010 21:18:00 GMT

همه کامپیوتر ها توسط یک سیم و یک سیم دیگر بیکدیگر متصل شده اند. در سیم های 10base2 هیچگونه سیم دیگری به سیم اصلی اضافه نمیشوند و connector T بر روی سیم اصلی در جائیکه station لازم است به شبکه اضافه شوند ،اضافه می شود.

وقتی از bus topology استفاده میکنیم همه کامپیوتر ها اطلاعات را بر روی شبکه مشاهده می کنند. اما هیچگونه اختلالی را ایجاد نمی کند چرا که اطلاعات دقیقا به همان کامپیوتری که ادرس داده شده ارسال میگردد.

این نوع شبکه دقیقا مانند یک مهمانی کوچک است در این مهمانی رضا علی را صدا می کند و می گوید لیوان خالی داری همه افراد در مهمانی این را می شنوند اما فقط علی جواب میدهد و پاسخ میدهد.

در مورد توپولوژی bus نظرات موافق و مخالفی وجود دارد.

از نظر موافقان و دوستداران این توپولوژی دارای محاسن زیر است:

1. نصب آن آسان است

2. ارزان قیمت است

3. سیم کمتری به نسبت چیدمان های دیگر بکار می برد

و معایب آن از نظر مخالفان

1. جابجائی و تغییر در آن سخت است

2. Fault tolerant بسیار کمی دارد .کوچکترین خطا کل شبکه را از کار می اندازد

3. Trouble shooting و رفع مشکل در آن سخت است.

Media:
      Coaxial cable
    BNC connector
      T connector

Terminator