شبکه (Network) چیست؟ انواع توپولوژی‌ها و اصطلاحات شبکه

شبکه کامپیوتری مجموعه ای از رایانه ها ، سرورها یا سایر دستگاه هایی است که برای اشتراک گذاری داده ها متصل شده اند. یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا چند رایانه است که به منظور انتقال ، تبادل یا به اشتراک گذاری داده ها و منابع – از طریق کابل (سیمی) یا WiFi (بی سیم) به هم متصل شده اند. شما یک شبکه کامپیوتری با استفاده از سخت افزار (به عنوان مثال ، روترها ، سوئیچ ها ، نقاط دسترسی و کابل) و نرم افزار (به عنوان مثال سیستم عامل یا برنامه های تجاری) ایجاد می کنید. یک مثال از شبکه ، اینترنت است که میلیون ها نفر را در سراسر جهان به هم متصل می کند.

انواع گره ها

گره ها (یا دستگاه ها) اساساً به عنوان هر دستگاهی در شبکه تعریف می شوند ، اما در واقع بسیار بیشتر از این هستند. انواع مختلفی از گره ها وجود دارد و هر نوع هدف و عملکرد متفاوتی در یک شبکه دارد که شناسایی آنها و دانستن تفاوت بین آنها را مهم می سازد.

کنترل کننده رابط شبکه (NIC-network interface controller) نوعی گره است که به هر رایانه ای امکان دسترسی به رسانه های انتقال و پردازش اطلاعات سطح پایین شبکه را می دهد. اساساً ، این جزء سخت افزاری است که به رایانه اجازه می دهد به یک شبکه دسترسی پیدا کند ، همانطور که به ترافیک در شبکه ای که برای آدرس شبکه خاصی یا خود NIC در نظر گرفته شده است پاسخ می دهد. در یک شبکه اترنت ، هر NIC دارای یک آدرس کنترل دسترسی به رسانه (MAC) است که معمولاً در حافظه دائمی دستگاه ذخیره می شود. موسسه الکترونیک و مهندسان برق (IEEE) این MAC آدرس ها را نگهداری و اداره می کند تا از منحصر به فرد بودن همه آنها اطمینان حاصل شود. هر آدرس شش اکتت (یک اکتت = هشت بیت) بزرگ است که از سه مهمترین اکتت برای شناسایی سازنده NIC استفاده می شود. سپس سازنده سه اکتت کم اهمیت را فقط با استفاده از پیشوندهای اکتت منحصر به فرد خود اختصاص می دهد.

تکرار کننده (repeater) دستگاهی است که هدف آن دریافت سیگنال از گره دیگر ، تمیزکردن هرگونه نویز مربوط به آن سیگنال و سپس ارسال مجدد سیگنال در سطح توان بالاتر است. سر و صدا و تضعیف سیگنال می تواند باعث ضعیف شدن سیگنال شده و اتصال گره ها به شبکه را دشوارتر کند. این امر به ویژه اگر سیگنال باید از موانع متراکم یا مسافت های طولانی عبور کند ، بسیار محتمل است. به این ترتیب ، تکرارکننده ها برای ساختن شبکه هایی که در فواصل بزرگ گسترش می یابند ایده آل هستند ، هر چند که در افزایش سیگنال به تاخیر کمی نیاز دارند. این تأخیر می تواند بر عملکرد شبکه و عملکرد مناسب شبکه تأثیر بگذارد. هاب اترنت یک تکرار کننده با درگاه های متعدد است و اگرچه زمانی رایج بودند ، اما در دنیای مدرن عمدتا با سوئیچ ها جایگزین شده اند.

یک پل شبکه (bridge) ، انتقال بین دو شبکه را متصل کرده و فیلتر می کند ، به طوری که آنها به یکدیگر متصل شده و یک را تشکیل می دهند. این امر زمانی که شبکه سیگنال پخش را به تمام گره های روی آن ارسال می کند ، دامنه پخش یکپارچه شبکه را حفظ می کند. برعکس ، برخی ممکن است تصمیم بگیرند که یک شبکه را به دو بخش کوچکتر یا کوچکتر تقسیم کنند که این امر باعث ازدحام کمتر آنها می شود. کارآمدتر.

سوئیچ (switch) یک گره است که بر اساس MAC Address گیرنده مورد نظر هر فریم ، بین درگاه های مختلف در یک شبکه ، فیلترها را ارسال و ارسال می کند. در حالی که یک هاب اترنت فقط می تواند داده های دریافتی خود را به تمام گره های متصل به خود پخش کند ، یک سوئیچ قادر است تشخیص دهد و تشخیص دهد که کدام گره به لطف MAC آدرس پیوست شده به آن متصل شده است. سپس یاد می گیرد که در آینده این MAC آدرس های متصل به این درگاه های فیزیکی را مرتبط کند و در صورت دریافت فریمی با آدرس MAC که با آن آشنا نیست ، پیام را به همه پورت ها منتقل می کند ، اما منبع را برای تشخیص اینکه چه کسی در نظر گرفته شده است برای اگرچه ممکن است از این اصطلاح برای اشاره به گره های دیگر مانند روتر و بریج استفاده شود ، اما سوئیچ در واقع متفاوت است زیرا می توان آن را یک پل چند پورت هوشمند در نظر گرفت.

روتر (router) یک گره است که قادر است داده ها را بین یک شبکه و شبکه دیگر با پردازش اطلاعات مسیریابی در هر بسته داده ارسال شده ارسال کند. آنها جدول مسیریابی خود را دارند که هنگام ارسال داده ها به شبکه دیگر استفاده می شود و معمولاً برای شبکه هایی با مسافت های زیاد استفاده می شود. مواردی وجود دارد که یک جدول مسیریابی دارای مقدار null است به این معنی که اگر بسته ها به آن شماره مسیریابی ارسال شوند ، حذف می شوند زیرا هیچ اتفاقی بعد از ارسال رخ نمی دهد.

یک مودم (modem) ، که از وظیفه خود به عنوان MOdulator-DEModulator نامگذاری شده است ، برای اتصال گره هایی که در ابتدا برای ترافیک شبکه دیجیتال طراحی نشده بودند از طریق سیم یا سخت افزار بی سیم استفاده می شود. این امر با تعدیل یک یا چند سیگنال حامل توسط سیگنال دیجیتالی دستگاه انجام می شود و یک سیگنال آنالوگ تولید می کند که می تواند با تغییر دادن ویژگی های مورد نیاز برای انتقال ، تغییر کند. این فرآیند در صورت نیاز نیز معکوس می شود. این دستگاه معمولاً توسط شرکت های مخابراتی با استفاده از فناوری Digital Subscriber Line (DSL) استفاده می شود. فایروال به عنوان کنترل کننده امنیت شبکه و دسترسی به شبکه عمل می کند. هدف آنها معمولاً رد درخواست های گره های ناشناخته و غیر مجاز است در حالی که اجازه درخواست از گره های شناخته شده و مجاز را می دهد. ترمیناتور نوعی گره است که ممکن است در انتهای یک شبکه قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که سیگنال ارسال شده در آنجا منعکس می شود و برعکس منعکس می شود که باعث ایجاد نویز و تداخل ناخواسته در شبکه می شود.

انواع شبکه ها از نظر توپولوژی

توپولوژی شبکه Network چیزی است که در نهایت ساختار و نوع شبکه را تعیین می کند. با این حال ، باید توجه داشت که یک شبکه را می توان نه تنها از نظر توپولوژی ، بلکه از نظر اندازه جغرافیایی آن شناسایی کرد. در بیشتر موارد ، هفت نوع شبکه بر اساس توپولوژی و هفت نوع مختلف بر اساس اندازه جغرافیایی شبکه وجود دارد.

توپولوژی شبکه نقطه به نقطه (Starting) ساده ترین توپولوژی است و به سادگی یک اتصال واحد بین دو گره در یک شبکه است. یک مثال عالی در این مورد اسباب بازی ای است که ممکن است یک کودک در آن یک تلفن موقت با دو قوطی قلع و یک رشته در مجاورت آنها بسازد. مزایای این توپولوژی این است که به دلیل ساده بودن آن ، نمی توان سیگنال بین دو گره را به عنوان یک اتصال مستقیم مختل کرد ، که همچنین ارزان ترین و ساده ترین شبکه برای ساخت است.

توپولوژی گذرگاه یا اتوبوسی (bus) بر اساس تنوع نقطه به نقطه با افزودن پیچیدگی ایجاد می شود. این اجازه می دهد تا بیش از دو گره با استفاده از کابل اصلی که هر گره از طریق اتصالات رابط به آن متصل شده است ، به آن متصل شوند. این کابل اصلی را می توان ستون فقرات توپولوژی نامید و گذر نامیده می شود. از این رو ، نام وقتی سیگنالی از یک گره در شبکه وارد گذرگاه می شود ، هر دو جهت را در یک پخش به تمام گره های دیگر می رساند تا گیرنده مورد نظر را پیدا کند. متأسفانه ، اگر آدرس گیرنده ای که پیدا می کند با آدرس مورد نظر برای داده ها مطابقت نداشته باشد ، داده ها نادیده گرفته می شوند و یک قطره تلقی می شوند. در حالی که توپولوژی اتوبوس ممکن است ارزان باشد زیرا تنها با یک کابل کار می کند ، احتمال خرابی آن نیز زیاد است زیرا در صورت خرابی گذرگاه ، کل شبکه خراب می شود.

توپولوژی ستاره (star) با داشتن یک هاب مرکزی با اتصالات نقطه به نقطه به هر گره دیگر در شبکه یک گام فراتر می رود. با پیروی از این منطق ، می توان گفت که هر گره در شبکه به لطف هاب مرکزی به طور غیر مستقیم به یکدیگر متصل است. لازم به ذکر است که هاب در اینجا نباید یک هات اترنت باشد زیرا می تواند یک سوئیچ یا روتر نیز باشد. در این توپولوژی ، هاب مرکزی به عنوان یک سرور عمل می کند که به عنوان یک تکرار کننده سیگنال عمل می کند در حالی که هر گره دیگر به عنوان یک سرویس گیرنده عمل می کند زیرا تمام داده های شبکه باید از هاب مرکزی عبور کنند. در حالی که این یک فناوری بسیار مقیاس پذیر برای افزودن گره های بیشتر به شبکه است ، اما همچنین احتمال خرابی بسیار بالایی دارد زیرا در صورت خرابی هاب مرکزی ، کل شبکه نیز خراب می شود. همچنین باید توجه داشت که یکی دیگر از اشکالات توپولوژی این است که از آنجا که همه داده ها باید از هاب مرکزی عبور کنند ، می توانند متراکم شده و در نتیجه به یک تنگنا تبدیل شوند.

توپولوژی حلقه (ring) در اصل توپولوژی گذرگاه است که در یک دایره می چرخد ​​(همانطور که به آن توپولوژی دایره نیز می گویند). داده ها در یک جهت به دور حلقه حرکت می کنند تا زمانی که به گیرنده مورد نظر برسند و گره های بین فرستنده و گیرنده هر بار سیگنال را تکرار کنند تا تنزل پیدا نکند. در حالی که مزایای این توپولوژی این است که نیازی به سرور شبکه برای مدیریت اتصال بین گره ها نیست و با افزایش اندازه آن ، عملکرد آن نیز افزایش می یابد ، هنوز هم ممکن است تنگنایی در ضعیف ترین پیوند بین هر یک رخ دهد. دو گره همچنین ، اگر هر یک از پیوندها خراب شوند ، کل عملکرد شبکه از کار می افتد.

یک شبکه مش (mesh) بر اساس ایده شبکه نقطه به نقطه با اطمینان از اتصال هر یک از گره های شبکه به هر گره دیگر ایجاد می شود. در حالی که این امر برای اطمینان از ارتباط مستقیم بین هر گره و حتی اطمینان از وجود ابزارهای ارتباطی بدون توجه به خرابی پیوند بسیار عالی است ، اما با هر گره در شبکه بسیار پرهزینه است.

زنجیره دیزی (daisy-chain) شبکه ای است که دو کامپیوتر را به هم متصل می کند. یا بهتر بگویم ، از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر. از طریق این روش ، سیگنال دائماً از یک سیستم به سیستم دیگر منتقل می شود تا زمانی که گیرنده مورد نظر خود را پیدا کند. می توان آن را به صورت خطی طراحی کرد ، جایی که بین هر سیستم یک پیوند دو طرفه وجود دارد (به جز سیستم هایی که در انتهای زنجیره قرار دارند) یا به صورت حلقه ای ، که در آن دو رایانه انتهایی توسط دیگری به هم متصل می شوند. پیوند و توپولوژی منطقی مشابه توپولوژی حلقه را اتخاذ می کند. در حالی که زنجیر زدن دیزی ساده ترین راه برای گسترش شبکه است (مگر اینکه توپولوژی ستاره ای باشد) و در صورت خرابی پیوند امنیت را ارائه می دهد ، ممکن است با طولانی شدن زنجیره گران شود.

در نهایت ، شبکه ترکیبی (hybrid network) وجود دارد که به سادگی ترکیبی از توپولوژی های فوق است به گونه ای که شبیه هیچ یک از آنها نیست. این نوع توپولوژی معمولاً رایج ترین است زیرا به انعطاف پذیری هنگام ایجاد شبکه اجازه می دهد تا مزایای چندین توپولوژی را به طور همزمان جمع آوری کند.

کاربردهای شبکه‌ کامپیوتری

• به‌اشتراک‌گذاری فایل و اپلیکیشن: کاربران می‌توانند فایل‌ها و اپلیکیشن‌های خود را از طریق شبکه به اشتراک نهند. امروزه پدیده‌های نسبتا نوینی همچون همکاری آنلاین و دورکاری از این ویژگی شبکه‌ها بهره می‌برند.
• به‌اشتراک‌گذاری سخت‌افزار: در یک شبکه رایانه‌ای می‌توان سخت‌افزارهایی مثل چاپگر و هارددیسک را با کاربران شبکه به اشتراک نهاد.
• صوت روی آی‌پی (VoIP): کاربران با استفاده از شبکه‌های کامپیوتری و پروتکل اینترنت (IP) می‌توانند با دیگر کاربران شبکه ارتباط صوتی VoIP داشته باشند.
• ارتباطات: کاربران با استفاده از شبکه‌های کامپیوتری می‌توانند با یکدیگر ارتباط متنی، ویدیویی و صوتی داشته باشند.
• تجارت الکترونیک: کاربران با استفاده از شبکه‌های کامپیوتری می‌توانند به خرید و فروش کالا بپردازند.

تقسیم‌بندی شبکه بر اساس اندازه

در کنار توپولوژی های مختلف ، انواع مختلفی از شبکه ها نیز وجود دارند که بر اساس اندازه جغرافیایی که شبکه در سراسر آن قرار دارد طبقه بندی شده اند. کوچکترین این شبکه ها شبکه شخصی (PAN) نامیده می شود که برای ارتباط رایانه با سایر گره هایی که در مجاورت فرد قرار دارند استفاده می شود. مانند چاپگر این شبکه می تواند شامل دستگاه های سیمی و بی سیم باشد و معمولاً بیش از 10 متر طول ندارد.

یک شبکه محلی (LAN) تقریباً به اندازه یک خانه ، مدرسه ، ساختمان اداری است. هر دستگاه در شبکه یک گره محسوب می شود و نسخه های سیمی از طریق فناوری اترنت انجام می شود. می تواند به عنوان منطقه مسکونی برای شبکه خانگی (HAN) استفاده شود.

شبکه کلان شهری (MAN) شبکه ای است که اندازه دانشگاه یا مدارس را پوشش می دهد و در نتیجه می تواند برای شبکه‌های دانشگاهی و تحقیقاتی (CAN) نیز استفاده شود.

یک شبکه وسیع (WAN) بسیار بزرگتر از یک MAN است. یک LAN سرعت داده بالاتری (حداکثر 100 گیگابیت بر ثانیه) ارائه می دهد. WAN ها معمولاً برای پوشش مقیاس یک شهر ، کشور یا حتی فاصله بین قاره ای استفاده می شوند زیرا از رسانه هایی مانند خطوط تلفن ، کابل ها و امواج هوایی استفاده می کند.

شبکه خصوصی سازمانی (EPN) شبکه ای است که اندازه آن کاملاً متغیر است ، زیرا توسط اندازه سازمان مورد استفاده تعیین می شود. به این ترتیب ، شبکه می تواند به بزرگی یک LAN یا حتی WAN در سراسر کشورها باشد. به طور معمول ، از آنها استفاده می شود تا شرکت بتواند منابع خود را بین همه کارکنان خود صرف نظر از موقعیت جغرافیایی آنها به اشتراک بگذارد.

شبکه جهانی (GAN) یک شبکه عظیم است که برای پشتیبانی از تعداد دلخواه LANS ، WANS ، مناطق تحت پوشش ماهواره ای و غیره استفاده می شود. این شبکه معمولاً برای حامل های تلفن همراه انجام می شود ، زیرا مسئله اصلی آنها انتقال ارتباطات از یک منطقه تحت پوشش است

شبکه خصوصی مجازی (VPN) شبکه ای است که یک شبکه همپوشانی است که بالاتر از دیگری قرار دارد. به این ترتیب ، مانند EPN ، اندازه آن با اندازه شبکه زیرین (به عنوان مثال اینترنت) تعیین می شود. معمولاً توسط افراد برای دور زدن وب سایت های مسدود شده جغرافیایی یا رمزگذاری داده ها هنگام استفاده از شبکه استفاده می شود.

عملکرد و برنامه های کاربردی

از آنجا که هدف اصلی یک شبکه ارتباط بین گره ها است ، موارد زیادی وجود دارد که قبلاً با آن به دست آمده است و بیشتر نیز در زمان مناسب به دست خواهد آمد. بزرگترین دستاورد همه اینترنت است که به سادگی بزرگترین شبکه موجود است. گذشته از آن ، تلفن ها و تلفن های همراه نیز بر اساس ارائه دهندگان تلفن همراه خود از شبکه های خود استفاده می کنند و شرکت ها از آنها برای کمک به ساده سازی گردش کار خود استفاده می کنند. با گذشت زمان ، حتی برخی فناوریهای عجیب و غریب در حال توسعه، به امید پیشرفت بیشتر در شبکه ها هستند ، مانند اینترنت بین سیاره ای که با استفاده از امواج رادیویی ، اینترنت را بین سیارات گسترش می دهد.

آیا این مقاله برای شما مفید بود؟ نظر شما درباره شبکه Network چیست؟ در انتها خوشحال خواهیم شد که نظرات و تجربیات خود را از طریق بخش ارسال دیدگاه با ما و سایر مخاطبان سایت ایمن کالا در میان بگذارید.