مفاهیم، تعاریف و کلیات شبکه های کامپیوتری

1- انواع شبکه

به طور مرسوم شبکه ها را براساس وسعت و توپولوژی دسته بندی می کنند.

1-1) انواع شبکه از جنبه وسعت

1- شبکه محلی یا Local Area Network, LAN

2- شبکه گسترده یا Wide Area Network, WAN

شبکه محلی نوعی از شبکه است که از لحاظ محیط ، محدود میباشد. برای نمونه سایت آموزشی یک دانشگاه یک نمونه از شبکه محلی است. شبکه اترنت یا Ethernet یک نمونه آشنا از شبکه محلی است که در ادامه نصب و برپائی آن تشریح خواهد شد.
در شبکه گسترده، کامپیوترهای موجود در این نوع شبکه محدود به منطقه خاصی نیستند. شبکه­های بانکی که در کل کشور پراکنده اند یا اینترنت نمونه­های آشنائی از شبکه گسترده می باشند.

1-2) انواع شبکه از جنبه توپولوژی

1. شبکه خطی یا Bus
2. شبکه ستاره­ای یا Star
3. شبکه حلقه­ای یا Ring
4. شبکه سرند یا Mesh

شکل 1: توپولوژی مرسوم شبکه محلی

1-2-1) توپولوژی باس یا Bus Topology

در این نوع از اتصال فیزیکی شبکه از کابلهای هم محور یا Coaxial استفاده میشود. کابلهای coaxial (همان سیم آنتن تلویزیون) که در شبکه باس بکار میرود دو نوع کلی دارد : Thin و Thick که نوع دوم دیگر استفاده نمیشود. برای اتصال این کابل به کارت شبکه از کانکتور های BNC و T connector استفاده میشود حداکثر طول کابل در شبکه Thin net برابر ۱۸۵ متر و در شبکه Thick net برابر ۵۰۰ متر است. در صورتی که طول کابل بیشتر از مقدار تعریف شده باشد، به علت مقاومت موجود در کابل، جریان ایجاد شده در آن رفته رفته ضعیف شده به گونه ای که کامپیوتر مقصد قادر به تشخیص جریان نخواهد بود که به این پدیده Attenuation میگویند. در این شبکه وقتی کامپیوتری شروع به ارسال Data میکند، جریان وارد کابل شده و در هر دو جهت پیش میرود تا به انتهای کابل برسد در این فاصله جریان به تمام کامپیوترها میرسد ولی تنها کامپیوتر مقصد از آن استفاده میکند. وقتی جریان به انتهای کابل برسد برگشت پیدا میکند (Bouncing) و با جریان داخل سیم تداخل پیدا میکند(collision رخ میدهد). برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی در انتهای کابل از Terminator استفاده میکنیم که در واقع مقاومتی است که در Thin net معادل ۵۰ اهم و در Thick net برابر ۷۵ اهم میباشد. حد اکثر تعداد کامپیوترها در شبکه Bus برابر ۳۰ عدد میباشد. مشکل اصلی این پیکربندی این است که اگر یک مشکل کوچک در یکی از کانکتورها، ترمیناتور یا کابل شبکه وجود بیاید کل شبکه بهم میریزد شبکه (done) میشود.

1-2-2)شبکه ستاره­ای یا Star

در این نوع topology از یک وسیله مرکزی برای کابل کشی استفاده میشود که هاب یا تمرکز دهنده (concentrator) نامیده میشود در یک شبکه star هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل مجزا به هاب وصل می شوند .اغلب LAN های ایترنتی امروزی از این topology استفاده می کنند. اولین مزیت star topology این است که به دلیل اینکه هر کامپیوتر با کابل جداگانه ای با هاب متصل میشود، اول اینکه تحمل خطا در چنین شبکه های بالاتر است و دیگر این که اگر یک کابل یا کانکتور دچار مشکل شود فقط ان سیستمی که با ان کابل یا کانکتور دچار مشکل بوده تحد تاثیر قرار میگیرد و دیگر اسیبی به کل شبکه نمیرساند ، بر خلاف bus. عیب این Topology در نیاز به سخت افزار اظافی یعنی هاب میباشد و اگر هاب دچار مشکل شود کل شبکه done میشود که البته چنین مشکلی به ندرت پیش می آید.

1-2-3) شبکه حلقه­ای یا Ring

در این نوع پیکربندی هر کامپیوتر منطقاً به کامپیوترهمسایه خود متصل است مانند شبکه­های bus اما با این تفاوت که در این نوع شبکه بجای اینکه دو انتهای کابل شبکه بسته باشد به همدیگر متصل میشوند و یک حلقه را تشکیل میدهند به اینصورت که سیگنالی که از یک کامپیوتر تولید شده است بعد از گذر از تمام کامپیوترها دوبره به کامپیوتر تولید کننده بر می گردد و خودش ان را از شبکه حذف می کند. البته این پیکربندی حلقه یک ساختار منطقی است نه فیزیکی، به عبارت ساده تر حلقه در سیم کشی شبکه وجود دارد نه کابل کشی آن.

1-2-4) شبکه سرند یا Mesh

در این نوع شبکه تمامی کامپیوترها با یکدیگر رابطه مستقیم دارند. توضیح بیشتر در مورد این شبکه­ها از حوصله این جزوه آموزشی خارج است.

2) تجهیزات سخت افزاری شبکه

1- کارت شبکه
2- هاب یا سوئیچ (Hub or Switch)
3- کابل یا محیط انتقال

برای مطالعه بیشتر به سخت افزارهای شبکه رجوع کنید.

2-1) انواع کارت شبکه

برخی مهمترین مارکهای کارت شبکه عبارتند از: Compex - 3Com - Dlink - Acton - Acorp - Compack
کارتهای شبکه از نظر سرعت 10و 100 یا 1000 مگابایت بر ثانیه(mg/s) هستند. اکنون همه مادربوردها دارای کارت شبکهonboard  هستند و نیازی به خریداری کارت شبکه نیست.

2-2) هاب و سوئیچ

هاب گذرگاهی است که پایانه­ها و سوکت­های هر کامپیوتر عضو شبکه به آن وارد می­شود و زمانی استفاده می­شود که بیش از دو کامپیوتر را شبکه کنیم. سوئیچ نیز یک نوع هاب پیشرفته است.

2-3) انواع کابل شبکه

1. کابل کواکسیال یا Coaxial
2. کابل های زوجی یا هشت سیمی
3. فیبر نوری

لازم به توضیح است در یک شبکه وایرلس رسانه انتقال هوا است و امواج در هوا پراکنده می شوند.