درسنامه آموزشی کتاب اطلاعات و ارتباطات دهم

هدف‌های رفتاری (جزئی)

پس از مطالعه این فصل از فراگیر انتظار می‌رود که:

- شبکه را تعریف کند.
- انواع شبکه را نام ببرد.
- با تقسیم‌بندی شبکه‌ها آشنا شود.
- با پروتکل‌های ارتباطی آشنا شود.
- انواع سیستم عامل‌ها و خصوصیات آن‌ها را بداند.
- تنظیمات TCP/IP را انجام دهد.

مقدمه

استفاده از شبکه‌های کامپیوتری در زندگی از جمله کار و کسب، امور مالی، اطلاع‌رسانی، تحقیقات و سرگرمی، درمانی و... امری ضروری است. در این فصل قصد داریم با مفهوم شبکه و ساختار آن آشنا شویم.

شبکه چیست؟

مفهوم شبکه: به مجموعه‌ای از افراد یا اشیاء که برای رسیدن به هدف خاصی به‌طور هوشمند و برنامه‌ریزی شده با هم کار می‌کنند، شبکه می‌گویند. مهم‌ترین کار شبکه اشتراک‌ گذاری و تبادل اطلاعات است.

شبکه کامپیوتری چیست؟

اواخر سال‌های 1960 وزارت دفاع آمریکا آژانس تحقیقاتی پیشرفته خود را در رقابت با فعالیت‌های ماهواره‌ای اتحاد جماهیر شوروی راه‌اندازی کرد. نام این آژانس تحقیقاتی آرپا (Arpa) بود. این آژانس پروژه‌های تحقیقاتی بسیار مهمی را در زمینه‌های استراتژیک و دفاعی انجام می‌داد، یکی از این پروژه‌ها ایجاد ارتباطات قوی در زمان جنگ‌های احتمالی بود. برای همین منظور اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر راه‌اندازی شد که دوتای آن‌ها در دانشگاه MIT و یکی از آن‌ها در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشت. این همان شبکه آرپانت بود.

شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل و متصل به یکدیگر هستند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. هر کدام از کامپیوترها و دستگاه‌های داخل شبکه دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا است. اتصال کامپیوترها از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل فیبر نوری، ماهواره‌ها و... به‌هم می‌باشند.

مزایای استفاده از شبکه کامپیوتری:

- تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه، افراد می‌توانند به آسانی از طریق رایانامه، پیام‌رسانی فوری، اتاق گفت‌وگو، تماس صوتی، تماس تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند.

- اشتراک‌گذاری سخت‌افزارها: در یک محیط شبکه‌ای، هر کامپیوتر در شبکه می‌تواند به منابع سخت‌افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن‌ها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به‌وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده است.

- اشتراک‌گذاری پرونده‌ها، داده‌ها و اطلاعات: در یک محیط شبکه‌ای، هر کاربر مجاز می‌تواند به داده‌ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه‌های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده است، دسترسی پیدا کند. قابلیت دسترسی به داده‌ها و اطلاعات در دستگاه‌های ذخیره‌سازی اشتراکی، از ویژگی‌های مهم بسیاری از شبکه‌ها است.

- اشتراک‌گذاری نرم‌افزارها: کاربرانی که به یک شبکه متصل‌اند، می‌توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.

معایب شبکه‌های کامپیوتری:

- سرمایه‌گذاری برای راه‌اندازی اولیه می‌تواند هزینه بر باشد.
- حتی در صورتی‌که یکی از کامپیوترهای موجود در یک شبکه دچار ویروس شود، این تهدید احتمالی برای تمامی سیستم‌ها نیز وجود دارد.
- برخی از تجهیزات شبکه ممکن است طول عمر زیادی نداشته باشند و نیاز به تعویض داشته باشند.
- جهت راه‌اندازی و مدیریت یک شبکه کامپیوتری به دانش و مهارت‌های فنی قابل ملاحظه‌ای نیاز است.

اصطلاحات مرتبط با شبکه‌های کامپیوتری

دانستن اصطلاحات و مفاهیم شبکه به شما در درک مطالب و مفاهیم کمک می‌کند.

Network: از به‌هم پیوستن چند کامپیوتر به یکدیگر و برقراری ارتباط بین آن‌ها یک شبکه تشکیل می‌گردد.

Share: به اشتراک‌گذاری داده‌ها و منابع سخت‌افزاری برای استفاده همه کامپیوترهای موجود در شبکه.

Server: به کامپیوترهایی که وظیفه تأمین اطلاعات و سرویس‌دهی را در شبکه برعهده دارند، سرور (سرویس دهنده) گفته می‌شود.

Client: سرویس‌ گیرنده به کامپیوتری گفته می‌شود که تقاضایی را از یک سرور دارد. کلاینت در لغت‌نامه، به معنای مشتری می‌باشد و مشتری کسی است که تقاضای خدماتی را از سوی فروشنده‌ای دارد. یک سرور می‌تواند در آن واحد، به چندین کلاینت (یا بازدید کننده) خدمات رسانی نماید.

Node: یک نود یا گره به بخشی گفته می‌شود که به شبکه وصل می‌باشد. به عنوان مثال یک کامپیوتر، یک پرینتر و یا یک مودم می‌تواند به عنوان نود در شبکه وجود داشته باشد.

کارت شبکه: کارت شبکه جهت اتصال کامپیوتر به شبکه محلی در سرعت‌های 100، 10 و 1000 مگابیت برثانیه به کار می‌رود.

Download: دریافت فایل و اطلاعات از سرور به کامپیوتر کاربر (Client)

Upload: ارسال فایل از کامپیوتر کاربر (Client) به کامپیوتر سرور (Server)

b/s: به مقدار اطلاعاتی که در واحد زمان به وسیله تجهیزات شبکه ارسال می‌شود، سرعت انتقال اطلاعات می‌گویند که واحد اندازه‌گیری آن بیت برثانیه (bps) است.

انواع شبکه‌های کامپیوتری

شبکه PAN یا شبکه شخصی: PAN مخفف عبارت Personal Area Network بوده و کوچک‌ترین نوع شبکه است. شبکه‌های شخصی شامل تعداد محدودی از کامپیوترها و لوازم دیجیتال هستند که نهایتاً چندمتر با همدیگر فاصله دارند و به‌صورت باسیم یا بی‌سیم متصل و مرتبط می‌شوند. برای مثال زمانی که شما تلفن همراه خود را از طریق بلوتوث به کامپیوتر متصل نموده‌اید یک شبکهٔ شخصی یا PAN را تشکیل داده‌اید.

شبکه محلی LAN :LAN مخفف عبارت Local Area Network است که به آن شبکه محلی می‌گویند. این‌گونه از شبکه‌ها معمولاً از سرعت بالایی برخوردارند و در محیط‌هایی با ظرفیت محدود مانند یک شرکت کوچک یا ساختمان قابل اجرا هستند. شبکه محلی ممکن است فضایی به وسعت یک اتاق یا یک یا چند ساختمان را شامل شود. شبکه‌های محلی در حوزه‌های متعدد از جمله خانه‌ها، شرکت‌ها و سازمان‌ها کاربرد دارند.

شبکه MAN یا شبکه شهری: MAN مخفف عبارت Metropolitan Area Network است و گستردگی آن به اندازه یک شهر یا مساحتی بزرگ را در محدوده شهر دارد. برای مثال اتصال شعبه‌های یک مؤسسه به یکدیگر در محدوده شهری، نمونه‌ای از شبکه MAN محسوب می‌شود.

شبکه گسترده یا WAN :WAN مخفف عبارت Wide Area Network است که از به‌هم پیوستن چند شبکه LAN به‌وجود می‌آید. شبکه WAN معمولاً بین شهرها، کشورها و یا حتی قاره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای اتصالات داخلی شبکه‌های WAN باید از ISPها و زیرساخت‌های مخابراتی کمک گرفت. شبکه‌های گسترده محدود به ناحیه‌ای خاص یا شهر و محلی خاص نیستند و می‌توانند ارتباطات بین‌المللی ایجاد کنند. اینترنت یک شبکه بسیار گسترده است.

شبکه بی‌سیم WLAN :WLAN به شبکه‌های محلی بی‌سیم گفته می‌شود که مخفف Wireless Local Area Network است. از مزایای این‌گونه شبکه‌ها این است که کاربران می‌توانند جابه‌جا شوند و نیازی به‌ اتصال فیزیکی نیست. امروزه به‌دلیل محدودیت‌های موجود در شبکه‌های کابلی مسی، گران تمام شدن شبکه‌های فیبر نوری و یا موجود نبودن زیر ساخت‌های ارتباطی مناسب، استفاده از شبکه‌های بی‌سیم (WAN) بسیار رواج پیدا کرده است. به گونه‌ای که جایگزین مناسبی برای ارتباطات نقطه به‌نقطه گشته‌اند. رشد روز افزون فناوری‌های وابسته و نیز توسعه دستگاه‌هایی که مسافت بیشتری را پشتیبانی کرده و یا پهنای باند بالاتری را منتقل کنند، به فراگیری این شیوه ارتباطی کمک نموده است.

شبکه اینترانت: شبکه Intranet شبکه‌ای محدود و خصوصی که معمولاً توسط سازمان یا شرکت‌های بزرگ راه‌اندازی می‌شود و از پروتکل‌های مشابه شبکه اینترنت استفاده می‌کند. با این تفاوت که داده‌ها خارج از این شبکه قابل دسترسی نیستند و افراد خارج سازمان نمی‌توانند به اطلاعات این شبکه دسترسی داشته باشند. مانند شبکه اتوماسیون بین شعبات یک بانک که فقط کارکنان آن بانک‌ها به این شبکه دسترسی دارند.

شبکه ابری Cloud: شبکه ابری مجموعه‌ای از کامپیوترهای متصل به‌هم است تا به عنوان یک سیستم واحد فعالیت کنند. فضاهای ابری ایجاد شدند تا یک یا چند سرویس مختلف مانند فضای ذخیره‌سازی، ارسال و دریافت داده، امکان استفاده از نرم‌افزارهای مختلف و... را عرضه کنند. در نتیجه کاربران می‌توانند از راه دور از این سرویس‌ها استفاده کنند و مجبور نیستند خود فضای ابری یا سرویس‌های مورد استفاده را هربار روی سیستم خود نصب نمایند.

به زبان ساده‌تر، با استفاده از این روش، داده‌های خود را روی فضایی متشکل از رایانه‌های مختلف و به‌هم پیوسته قرار می‌دهیم تا در صورت نیاز به آن‌ها دست پیدا کنیم. شبکه‌های ابری می‌توانند عمومی یا خصوصی تعریف شوند. کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت، ذخیره‌سازی اطلاعات، امنیت بالا، قابلیت اطمینان و عملکرد بالا از مزایای ابر Cloud می‌باشد.

انواع شبکه‌های کامپیوتری از نظر مدل کاری

شبکه نظیر به‌نظیر (Peer-to- peer)

در این نوع از شبکه‌ها هیچ مدیریت متمرکزی وجود ندارد و کلاینت‌ها به‌طور مستقیم به یکدیگر متصل شده‌اند. در این شبکه‌ها هیچ سروری وجود ندارد و هر کلاینت می‌تواند هم نقش سرور را ایفا کند و هم نقش کلاینت. شبکه‌های peer to peer که برای محیط‌هایی با کمتر از 10 کلاینت استفاده می‌شود، هزینه راه‌اندازی نسبتاً کمی دارند.

مزایای استفاده از شبکه‌های Peer- to -peer

- استفاده آسان، کاربران نیاز به دانش فنی خاصی ندارند.
- هر کاربر کامپیوتر خود را مدیریت می‌کند و نیاز به مدیر شبکه نیست.
- حتی اگر یکی از کامپیوترها روی شبکه خاموش بشود، شبکه باز هم به کار خود ادامه می‌دهد و وابسته به سایرین نیست.
- شبکه‌های نظیر به‌نظیر مقیاس‌پذیر هستند. به راحتی می‌توان دستگاه جدیدی را به شبکه اضافه کرد. نیاز به سرور و تنظیمات سرور ندارد.
- سرعت اشتراک‌ گذاری اطلاعات و فایل‌ها بیشتر است.
- نسبت به شبکه‌های سنتی، ترافیک شبکه کمتر خواهد بود.

معایب شبکه‌های Peer- to - peer

- کاربران نمی‌توانند از فایل‌ها و پوشه‌های خود به‌صورت مرکزی نسخه پشتیبان تهیه کنند.
- هر کامپیوتر توسط سایر کامپیوترها قابل دسترس است که باعث کاهش سرعت عملکرد کاربر می‌شود.
- هر فرد نسبت به عدم پخش فایل‌های ویروسی در شبکه مسئول است.
- شبکه‌های نظیر به‌نظیر ایمن نیستند، زیرا فرایند پیاده‌سازی آن‌ها ساده بوده، داده‌ها و سایر منابع به اشتراک گذاشته شده با کاربران می‌توانند از سوی افراد غیرمجاز کشف شده و استفاده شوند.
- عدم نظارت و مدیریت متمرکز
- محدودیت تعداد کاربران (حداکثر 10 کاربر)

شبکه‌های (Server-Base)

از آنجا که با رشد شبکه و افزایش کاربران و منابع موجود، یک شبکه نظیر به‌نظیر قادر به پاسخ‌گویی به حجم بالای تقاضا برای منابع اشتراکی نخواهد بود. به منظور هماهنگی با افزایش تقاضا و ارائه سرویس‌های مورد نیاز، شبکه‌ها می‌بایست از سرویس‌دهندگان اختصاصی استفاده کنند. شبکه‌های مبتنی بر سرور به عنوان مدلی استاندارد برای ایجاد شبکه‌های کامپیوتری ایجاد شدند. در این نوع از شبکه‌ها، یک سرویس‌دهنده (Server) اختصاصی در شبکه ایفای نقش می‌کند و دستگاه‌های متصل به آن سرویس‌گیرنده (Client) می‌شوند. رایانه سرویس‌دهنده که به آن رایانه Server گفته می‌شود. برنامه‌ای را اجرا می‌کند و در صورت درخواست سایر رایانه‌ها، سرویس خاصی را به آن‌ها ارائه می‌کند. رایانه‌های سرویس‌گیرنده که به آن‌ها رایانه Client گفته می‌شود برنامه‌ای را اجرا می‌کنند و در صورت نیاز، سرویس خاصی را از رایانه Server درخواست کرده و از آن استفاده می‌کنند. سرویس‌دهنده کلیه پردازش‌ها را انجام داده و نتایج آن را به سرویس‌گیرنده اعلام می‌کند.

معمولاً رایانه Server با مشخصات سخت‌افزاری بالاتری انتخاب می‌شود.

مزایای عمده شبکه‌های مبتنی بر سرویس‌دهنده عبارت‌اند از:

- متمرکزسازی (Centralization): در شبکه‌های مبتنی بر وب مدیریت فایل‌ها، منابع، کاربران، برنامه‌ها و سرویس‌دهنده‌ها به‌صورت متمرکز و از روی سرور انجام و باعث صرفه‌جویی در وقت مدیر شبکه و تسریع فعالیت‌های شبکه می‌شود.

- امنیت (Security): دسترسی و اختیارات کاربران به فایل‌ها، برنامه‌ها، منابع و سرویس‌دهنده‌های شبکه در بازه‌های زمانی مختلف و یا با ایستگاه‌های کاری مختلف تعیین و مدیریت می‌شوند که این امر باعث بالا رفتن امنیت شبکه می‌شود.

- پشتیبانی از اطلاعات (Backup): به‌دلیل متمرکز بودن اطلاعات و داده‌ها در این نوع شبکه، در بازه‌های زمانی معینی از اطلاعات نسخه پشتیبان تهیه می‌شود. در شبکه‌های بزرگ امکانات متعددی برای تهیه نسخه پشتیبان از اطلاعات به‌طور همزمان وجود دارد تا کاربران در صورت خرابی اطلاعات اصلی بدون وقفه به کار خود ادامه دهند و حتی خرابی اطلاعات را احساس نکنند.

معایب شبکه‌های مبتنی بر سرویس‌دهنده

شبکه‌های مبتنی بر سرویس‌دهنده علاوه‌بر موارد فوق دارای مزایای متعدد دیگری نیز هستند اما دارای معایبی نیز می‌باشند. مهم‌ترین معایب شبکه‌های مبتنی بر سرویس‌دهنده عبارت‌اند از:

- پیچیدگی: نگهداری، پشتیبانی و مدیریت این شبکه‌ها به علت استفاده از سیستم عامل‌ها و برنامه‌های مبتنی بر سرویس‌گیرنده - سرویس‌دهنده از پیچیدگی خاصی برخوردار است و نیاز به نیروهای متخصص دارد.

- هزینه: هزینه Serverها، تجهیزات سخت‌افزاری جانبی، سیستم عامل‌ها و نیروهای متخصص این شبکه‌ها در مقایسه با شبکه‌های Peer to Peer بیشتر است.

نیازهای سخت‌افزاری شبکه مبتنی بر سرویس‌دهنده

برای راه‌اندازی شبکه مبتنی بر سرویس‌دهنده با توجه به وسعت و قابلیت‌های شبکه، می‌توان از تجهیزات سخت‌افزاری مختلفی استفاده کرد، یک شبکه کوچک مبتنی بر سرویس‌دهنده را می‌توان با حداقل امکانات زیر راه‌اندازی کرد:

- یک دستگاه رایانه سرویس‌دهنده با مشخصات سخت‌افزاری مناسب
- یک یا چند دستگاه رایانه به عنوان سرویس‌گیرنده از شبکه
- یک یا چند دستگاه هاب یا سوئیچ برای اتصال رایانه‌ها به شبکه
- کابل شبکه به مقدار لازم

انواع سرور Server

کامپیوتر سرویس‌دهنده یا سرور، کامپیوتری است که همیشه در حالت آماده به کار و روشن است و آماده دریافت درخواست از کامپیوتری دیگر و پاسخ به آن درخواست می‌باشد و هدف از به‌کارگیری آن به اشتراک گذاشتن منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری آن به سرویس‌گیرنده‌ها می‌باشد. یک سرور برای آنکه از سرورهای دیگر در شبکه جهانی وب متمایز شود، نیاز دارد تا نام مخصوص به خود داشته باشد، درست همانند دنیای واقعی که هر فردی توسط نام خود، از فرد دیگر قابل تشخص می‌باشد. به این خصیصه سرورها، اصطلاحاً، Nameserver گفته می‌شود. بر اساس نوع خدمات پردازشی ارائه شده، سرورها در انواع مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند:

Web server: نرم‌افزار یا سخت‌افزاری که امکان دسترسی به محتوا را از طریق اینترنت فراهم می‌کند.

Printer server: کامپیوتر یا دستگاهی است که از طریق شبکه به یک یا چند پرینتر و تعدادی کلاینت متصل شده و پس از دریافت فرمان پرینت از کلاینت‌ها آن را به چاپگر مناسب منتقل می‌کند.

Proxy server: سروری است که نقش واسطه را بین کلاینت‌ها و سرورهای دیگر ایفا می‌کند. وقتی کاربر بخواهد اطلاعاتی چون فایل، صفحات وب و سایر منابع را از سرور دیگری دریافت کند، به proxy server متصل می‌شود.

Sound server: سروری که دسترسی و استفاده از ابزارهای صوتی همچون کارت صدا را مدیریت می‌کند.

Application server: سروری که به اجرای یک سری برنامه‌های نرم‌افزاری خاص اختصاص یافته است.

Database server: یک برنامه کامپیوتری است که خدمات Database به سایر کامپیوترها یا برنامه‌های کامپیوتری ارائه می‌دهد که به آن مدل Client_sever نیز می‌گویند.

Fax server: سیستمی است که در یک سرور شبکه محلی (LAN) نصب شده و به کاربرانی که به شبکه متصل هستند امکان ارسال و دریافت فکس را می‌دهد.

File server: یک نرم‌افزار یا یک سیستم سخت‌افزاری به همراه نرم‌افزار است که فایل‌ها را ذخیره کرده و آن‌ها را از طریق شبکه با سایر کلاینت‌ها برای خواندن و نوشتن به اشتراک می‌گذارد.

Game server: کاربران بازی‌های کامپیوتری می‌توانند با اتصال به این سرور به‌صورت آنلاین به انجام بازی‌های گروهی بپردازند.

Home server: سروری برای منازل مسکونی است که از طریق یک شبکه خانگی و اینترنت به سایر دستگاه‌های داخل خانه خدمات ارائه می‌دهد.

انواع قالب ساختاری سرورها

سرورهای برجکی (TOWER): سرورهای Tower اغلب در مرکز داده‌هایی استفاده می‌شوند که شبکه‌های کوچک یا متوسطی دارند. مرکز داده‌های بزرگ معمولاً از چنین سرورهایی به‌دلیل حجم فضای زیادی که اشغال می‌کنند و همچنین صدای زیادی که تولید می‌کنند، استفاده نمی‌کنند.

سرورهای قفسه‌ای (RACK MOUNT): سرورهای قفسه‌ای به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به‌راحتی می‌توان آن‌ها را در درون قفسه‌هایی که برای محافظت و نگهداری از آن‌ها درست شده‌اند و و رک (Rack) نامیده می‌شوند، قرار داد. این سرورها اندازه‌ای برابر اندازه Rackهای استاندارد دارند و به‌راحتی می‌توان آن‌ها را با استفاده از پیچ به Rack متصل کرد. هر Rack می‌تواند چندین سرور را در درون خود قرار دهد.

تجهیزات شبکه

تجهیزات شبکه با توجه به نوع شبکه انتخاب می‌شوند. برای ایجاد شبکه‌های محلی به وسایلی مانند کابل، کارت شبکه، سوئیچ و... نیاز است. به‌طور کلی انواع تجهیزات شبکه به دو دسته تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:

تجهیزات شبکه فعال (اکتیو)

تجهیزات فعال یا اکتیو شبکه به تجهیزاتی گفته می‌شود که برای انجام دادن فعالیت خود به جریان الکتریکی نیاز دارند. انواع تجهیزات اکتیو شبکه عبارت‌اند از: کارت‌ شبکه، سوئیچ‌ها، پرینت‌ سرور، تبدیل‌کننده فیبرنوری، دیوارهٔ آتش، مسیریاب.

انواع کارت شبکه

کارت شبکه سخت‌افزاری است که هر کامپیوتر سرویس‌دهنده یا سرویس‌گیرنده برای اتصال به شبکه باید داشته باشد. در واقع کارت شبکه اتصال کامپیوتر و شبکه را فراهم می‌کند. کارت‌های شبکه از لحاظ نوع به دو دسته تقسیم می‌شوند. کارت‌های شبکه‌ای که روی مادربرد قرار می‌گیرند و شبکه‌های جانبی که توسط رابط‌های مختلف به کامپیوتر شما متصل می‌شوند.

کارت شبکه‌های روی مادربرد: کارت‌های شبکه‌ای هستند که توسط گذرگاه‌هایی که تعبیه شده بر روی مادربرد کامپیوتر نصب می‌شوند.

کارت شبکهٔ بی‌سیم: نمونه‌ای دیگر از کارت‌های شبکه وجود دارند که بدون سیم کار می‌کنند و از طریق WIFI امواج را ارسال و دریافت می‌کنند. این کارت‌های شبکه گران‌تر از کارت‌های شبکه معمولی هستند.

کارت شبکه‌های جانبی: کارت شبکه‌هایی هستند که از بیرون به کامپیوتر متصل می‌شوند. یکی از مزیت‌های کارت‌های شبکه جانبی اتصال سریع آن‌ها از درگاه‌های مخصوص است و برای اتصال و جدا کردن آن‌ها نیاز نیست کامپیوتر را خاموش کرد.

مفهوم Hub و Switch

هاب متصل‌کننده چند رایانه در شبکه محلی LAN است. در هاب، اطلاعات از یک پورت دریافت شده و بین تمامی پورت‌های دیگر تقسیم می‌شوند. تمام اطلاعاتی که به هاب ارسال می‌شوند، در بین تمام پورت‌ها و تمام دستگاه‌های متصل در شبکه به اشتراک گذاشته می‌شوند. هاب‌ها نمی‌توانند رایانه‌های متفاوت را شناسایی کنند، از همین‌رو است که اطلاعات را از یک پورت دریافت کرده و به تمام پورت‌های دیگر ارسال می‌کنند و برایشان فرقی ندارد که این اطلاعات در واقع برای کدام رایانه ارسال شده است. کار هاب پخش کردن ارتباطات است یعنی هر کامپیوتری که به هاب متصل باشد و یک بسته اطلاعات را ارسال کند سایر کامپیوترها آن را دریافت می‌کنند.

کاربرد اصلی سوئیچ نیز مانند هاب، اتصال رایانه‌ها به یکدیگر در شبکه محلی یا LAN است. سوئیچ (switch)ها با مسیریابی، اطلاعات را با الگوی خاصی در بستر شبکه ارسال می‌کنند. تعداد پورت‌های سوئیچ بیشتر از تعداد پورت‌های هاب است. سرعت سوئیچ نیز از هاب بیشتر است. سوئیچ وظیفه‌ای مشابه هاب دارد با این تفاوت که بسته اطلاعات را فقط به کامپیوتر مقصد ارسال می‌کند. سوئیچ‌ها برخلاف هاب، توانایی شناسایی هر رایانه به‌صورت جداگانه را دارند.

برای درک بهتر مفهوم عملکرد سوئیچ، فرض کنید رایانهٔ A می‌خواهد داده‌هایی را به رایانهٔ B ارسال کند. سوئیچ متوجه می‌شود که رایانهٔ A در پورت شماره یک قرار دارد و رایانهٔ C نیز به پورت شماره چهار وصل است. با دانستن این مسئله، سوئیچ قادر خواهد بود تا داده‌ها را به‌طور مستقیم بین آن‌ها جابه‌جا کند و داده‌هایی که از پورت شماره یک وارد می‌شوند را به پورت شماره چهار بفرستد. با انجام این کار، مصرف پهنای باند شبکه نسبت به هاب بسیار کاهش پیدا می‌کند.

تجهیزات شبکه غیرفعال (پسیو)

تجهیزاتی که در دسته تجهیزات غیرفعال قرار گرفته می‌شوند برای داشتن عملکرد به توان الکتریکی نیازی ندارند و بدون احتیاج به جریان الکتریکی نقش خود را در شبکه به خوبی ایفا می‌کنند. تجهیزات غیرفعال شبکه عبارت‌اند از: کابل‌ها، کانکتورها، و اتصال‌ها، داکت‌ها و رک‌ها.

انواع سیستم عامل‌های شبکه

در این نوع از سیستم عامل‌ها از کنترل کننده‌های واسط شبکه و نرم‌افزارهای سطح پایین به منظور انجام عملیات استفاده می‌شود. سیستم عامل‌های شبکه قابلیت دسترسی به سیستم‌های راه دور و دست یافتن به فایل‌های مربوطه را دارند. در سطح شبکه از سیستم عامل‌های متفاوتی استفاده می‌شود که هر یک دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود هستند. از معروف‌ترین این سیستم عامل‌ها می‌توان به ویندوز و لینوکس اشاره نمود. سیستم عامل‌هایی که در شبکه استفاده می‌شوند باید ویژگی‌هایی را افزون بر سیستم عامل‌هایی که در کاربردهای خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند داشته باشند. برخی از این ویژگی‌ها به‌ترتیب اهمیت عبارت‌اند از:

امنیت: مهم‌ترین ویژگی است. مسائل امنیتی هر چند که باعث کندی سیستم می‌شوند اما به عنوان عامل اصلی هر سیستم عامل شبکه محسوب می‌شود.

چند وظیفه‌ای: توانایی اجرای هم‌زمان چندین برنامه با هم است.

پشتیبانی از چندین پردازنده: هر چه تعداد پردازنده‌های موجود روی یک برد اصلی بیشتر باشد کارها سریع‌تر انجام می‌شود. با توجه به اینکه در شبکه نیاز به سرعت بیشتر داریم پشتیبانی از چند پردازنده همزمان امر مهمی است.

تحمل خطا: عدم تأخیر در ارائه سرویس و قدرت تحمل در هنگام بروز مشکل و خطاها عمدتاً سخت‌افزاری است.

تهیه نسخه پشتیبان: سیستم عامل شبکه باید بدون داشتن تخصص زیاد قادر به تهیه پشتیبان از اطلاعات شبکه باشد.

ابزارهای مدیریتی: با ابزارهای مدیریتی سیستم عامل می‌توان انجام عملیات را به‌طور خودکار در موعد دلخواه زمان‌بندی کرد. همچنین برای ایجاد سطح دسترسی در شبکه استفاده می‌شوند.

هم‌بندی یا توپولوژی شبکه

هم‌بندی یا توپولوژی فیزیکی شبکه، ساختار هندسی اتصالات بین گره‌های شبکه را نشان می‌دهد. معروف‌ترین توپولوژی‌های شبکه شامل:

توپولوژی خطی (Linear Bus topology)

توپولوژی خطی شامل یک کابل اصلی است که دو سر آن با مسدودکننده‌ها بسته شده است. همه گره‌های شبکه خطی اعم از سرورها کلاینت‌ها و غیره به کابل اصلی متصل هستند. شبکه‌های خطی به کابل‌کشی کمتری نیاز دارند. متصل کردن کامپیوتر به شبکه خطی آسان است. اما در عوض، اگر نقطه‌ای از کابل اصلی قطع شود، کل شبکه از کار می‌افتد و یا به دو شبکه مجزا تقسیم می‌شود.

توپولوژی ستاره‌ای (Star topology)

در توپولوژی ستاره‌ای هر گره مستقیم به هاب (Hub) یا سوئیچ مرکزی وصل است. در شبکه‌های ستاره‌ای، داده‌ها از طریق هاب یا سوئیچ بین گره‌ها منتقل می‌شوند و مدیریت ارسال و دریافت داده‌ها برعهده هاب یا سوئیچ است.

در توپولوژی ستاره نصب و کابل کشی است و اگر یکی از گره‌ها از شبکه جدا یا یکی از کابل‌ها قطع شود، گره‌های دیگر بدون مشکل به کار خود ادامه می‌دهند. البته توپولوژی ستاره‌ای معایبی هم دارد. در مقایسه با توپولوژی خطی کابل بیشتری مصرف می‌کند. دیگر این‌که اگر هاب یا سوئیچ شبکه خراب شود، همه گره‌های متصل به آن از شبکه خارج می‌شوند، توپولوژی ستاره‌ای در مقایسه با توپولوژی خطی، پرهزینه‌تر است زیرا به هاب یا سوئیچ نیاز دارد.

توپولوژی حلقوی (Ring topology)

در توپولوژی حلقوی، هر گره شبکه از هر دو سو به گره مجاور خود متصل می‌شود تا مسیری حلقوی و بسته به‌وجود آید. در این توپولوژی اگر بین گره مبدأ و گره مقصد، گره یا گره‌های دیگری هم باشند، داده ارسالی از مبدأ باید همه گره‌های سر راهش را بپیماید تا سرانجام به گره مقصد برسد. شبکه‌های حلقوی به سرور، هاب یا سوئیچ نیازی ندارند و دادهٔ ارسالی از نود مبدأ ابتدا به سمت دستگاه مرکزی (MAU) می‌رود. MAU داده را به‌ترتیب و به‌صورت ساعت به تک‌تک نودها ارسال می‌کند. اما اگر یکی از نقاط کابل دچار ایراد شود، می‌تواند تمام شبکه را از کار بیندازد.

توپولوژی توری یا مش (Mesh topology)

در توپولوژی مش کامل، هر گره شبکه با تمام دیگر گره‌های شبکه ارتباط مستقیم دارد. در توپولوژی نیمه‌مش دست‌کم دو گره مستقیماً به چند گره دیگر متصل هستند اما همه گره‌ها چنین نیستند و حتی ممکن است بعضی از گره‌ها فقط به یک گره دیگر متصل باشند. از توپولوژی مش بیشتر در شبکه‌های بی‌سیم استفاده می‌شود. یکی از مزایای توپولوژی مش، مسیرهای اغلب متعدد آن است. لذا اگر مسیر مستقیم از مبدأ به مقصد قطع باشد، داده می‌تواند از مسیر دیگری به مقصد برسد. ضمناً از کار افتادن هر یک از گره‌های شبکه مش، عملکرد دیگر گره‌ها را مختل نمی‌کند. توپولوژی مش پرهزینه است زیرا به کابل‌کشی زیادی نیاز دارد و نگه‌داری آن نیز سخت و ترمیم آن زمان‌بر است.

توپولوژی درختی (Tree topology)

توپولوژی درختی را می‌توان ترکیبی از توپولوژی خطی و توپولوژی ستاره‌ای دانست. در توپولوژی درختی چند شبکه ستاره‌ای به یک کابل اصلی مستقیم متصل می‌شوند. در توپولوژی درختی اگر یکی از زیرشاخه‌های شبکه مختل شود، دیگر زیرشاخه‌ها آسیبی نمی‌بینند. در این توپولوژی می‌توان سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای شرکت‌های مختلف را به کار برد. در توپولوژی درختی اگر کابل اصلی آسیب ببیند، تمام شبکه مختل می‌شود. پیکربندی، کابل‌کشی و نگهداری شبکه‌های درختی سخت‌تر از توپولوژی خطی و ستاره‌ای است.

توپولوژی ترکیبی (Hybrid topology)

توپولوژی ترکیبی حاصل ترکیب دو یا چند توپولوژی شبکه است. برای مثال، از ترکیب توپولوژی ستاره‌ای و توپولوژی حلقوی، توپولوژی ترکیبی ستاره‌ای حلقوی پدید می‌آید. با ترکیب توپولوژی ستاره‌ای و توپولوژی خطی نیز توپولوژی ترکیبی ستاره‌ای خطی ایجاد می‌شود.

پروتکل‌های شبکه

به مجموعه قوانینی که تعیین می‌کند چگونه دو کامپیوتر در شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، پروتکل (Protocol) می‌گویند. پروتکل، دستورالعمل‌هایی است برای ارتباط رایانه‌ها با یکدیگر و ارتباط رایانه‌ها با یک شبکه داخلی یا خارجی است.

انواع پروتکل‌های شبکه

HTTP: پروتکل رایج وب سایت‌های اینترنتی
HTTPS: پروتکل رایج در اینترنت برای سایت‌های امن مانند بانک‌ها و...
FTP: پروتکل رایج انتقال فایل‌ها در محیط اینترنت
IP: پروتکل تعیین مسیر و ارسال بسته‌ها
FTAM: پروتکل دسترسی به فایل‌ها و بسته‌ها
SMTP: پروتکل رایج انتقال پست الکترونیکی و ایمیل
Telnet: پروتکل رایج برقرای ارتباط از راه دور
SNMP: پروتکل نظارت بر شبکه و مدیریت شبکه
TCP: پروتکل کنترل و نظارت بر تحویل منظم داده‌ها می‌باشد.

پروتکل‌های ارتباطی TCP/IP

شبکه اینترنت براساس مجموعه پروتکل‌های خانواده TCP/IP (قرارداد کنترل انتقال / پروتکل اینترنت) کار می‌کند. TCP/IP از دو بخش اصلی تشکیل شده است.

1- وظیفه مجموعه پروتکل‌های TCP تقسیم اطلاعات اولیه به قسمت‌های کوچک‌تری به‌نام بسته (Packet) در مبدأ و چسباندن آن‌ها به هم در مقصد و نیز کنترل ورود بسته‌ها به مقصد براساس ترتیب ارسال آن‌ها از مبدأ می‌باشد.

2- مجموعه پروتکل‌های IP که وظیفه اصلی و عمده آن‌ها افزودن اطلاعات کنترلی مورد نیاز برای رساندن بسته‌های داده به مقصد است.

آدرس IP

هر کامپیوتری که به شبکه متصل است باید دارای شماره‌ای خاص باشد که به آن شماره، شماره یا آدرس IP می‌گویند. وقتی به اینترنت متصل می‌شوید دارای شماره IP خواهید بود. این شماره از چهار عدد تشکیل شده است. هر کدام از اعداد بین 0 تا 255 می‌توانند باشند که با نقطه از هم جدا شده‌اند. مانند: 192.168.55.8. ساده‌ترین روش برای پیدا کردن IP کامپیوتر یا گوشی خود این است که روی علامت شبکه یا وای فای کلیک کنید. گزینه Properties را انتخاب کنید. IP شما قابل مشاهده است.

روش تغییر IP در ویندوز

1- وارد کنترل پنل کامپیوتر خود شوید.

2- از گزینه‌های موجود گزینه Network and sharing center را انتخاب کنید.

3- در پنجره باز شده از سمت چپ گزینه Change adapter settings را انتخاب کنید.

4- در پنجره باز شده کلیه کارت‌های شبکه شما، شامل کارت شبکه بی‌سیم (Wifi) و کارت شبکه کابلی شما نمایش داده می‌شود. ممکن است که شما بر روی یک سیستم بیش از 1 کارت شبکه داشته باشید. کارت شبکه موردنظر خود را انتخاب کنید و روی آن کلیک راست کنید. سپس آخرین گزینه یعنی Properties را انتخاب کنید.
با این کار پنجره Ethernet Properties را مشاهده می‌کنید. در بین گزینه‌های این پنجره روی گزینه (InternetProtocol Version 4 (TCP/IPv4 دوبار کلیک دابل کلیک کنید.

5- IP خود را می‌توانید تغییر دهید.

پروتکل‌های اینترنتی SMTP/POP3/IMAP

برای ارسال و دریافت پیام‌های الکترونیکی یا همان نامه‌های الکترونیکی (E-mail)، اینترنت از پروتکل‌های مختلفی استفاده می‌کند. برای دریافت نامه‌های الکترونیکی هر کاربر باید دارای یک آدرس پست‌الکترونیکی باشد. شکل کلی یک صندوق پست‌الکترونیکی به شکل زیر است که در فصل سوم با ایجاد و کار با پست‌الکترونیک آشنا خواهید شد. شکل کلی پست‌الکترونیک به‌صورت username@Domain است. مانند پست‌الکترونیک Leila.davoudi@gmail.com صندوق پستی فضایی از یک دیسک سخت کامپیوتری است که برای ذخیره‌سازی نامه‌های دریافتی هر کاربر در نظر گرفته شده و به آن کامپیوتر Mail Server می‌گویند.

پروتکل اینترنتی POP3

این پروتکل یک موافقت‌نامه بین‌المللی برای دریافت نامه‌های الکترونیکی است. این توافق‌نامه توسط ISPها پشتیبانی و مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیستم‌های پست‌الکترونیکی که بر مبنای این پروتکل طراحی و برنامه‌ریزی می‌شوند به‌صورت مستقیم می‌توانند با نرم‌افزارهای دارای صندوق پستی کار کنند. کاربران نیز می‌توانند از طریق این نرم‌افزارها وارد صندوق پستی خود شوند و به راحتی کار کنند. نامه‌ها را بخوانند و به آن‌ها پاسخ دهند. مزیت داشتن پست‌الکترونیکی POP3 این است که شما می‌توانید پست‌الکترونیکی خود را از طریق نرم‌افزارهای مدیریت نامه دریافت نمایید. نامه‌های خود را در سیستم خود آرشیو نمایید و آن‌ها را به‌صورت Offline مطالعه نمایید. سرعت دریافت و ارسال پست‌الکترونیک با استفاده از این نوع نرم‌افزارها بسیار بیشتر از حالتی است که توسط مرورگر اینترنت صورت می‌گیرد. همچنین شما می‌توانید نامه‌های خود را با کمک ویرایشگر قوی که در نرم‌افزارهای مدیریت نامه وجود دارد تایپ کنید. تصویر یا هرگونه فایل بر روی سیستم خود را ضمیمه نامه کرده و تنها برای ارسال نامه به اینترنت متصل شوید که در وقت و هزینه شما در اینترنت صرفه‌جویی خواهد شد. با استفاده از این پروتکل، نامه رسیده در صندوق پستی روی کامپیوتر کاربر منتقل خواهد شد (از سرور حذف می‌شود). البته می‌توان به گونه‌ای این پروتکل را تنظیم کرد که کپی نامه به کامپیوتر کاربر ارسال شود.

پروتکل اینترنتی SMTP

SMTP یا قرارداد ساده نامه‌رسانی، پروتکلی ساده و در عین حال مهم و اساسی برای انتقال نامه است. این اصطلاح از این جهت به کار می‌رود که نسبت به سایر پروتکل‌های پست‌الکترونیک قبلی بسیار ساده عمل می‌کند. SMTP فقط به‌نام کاربری و دامنه نیاز دارد تا مستقیم پیام را به سمت گیرنده مسیریابی کند. SMTP یک پروتکل ارسال است. پروتکل‌های SMTP و POP3 در کنار هم استفاده می‌شوند.

پروتکل اینترنتی IMAP

پروتکل IMAP پروتکل ارسال و دریافت نامه می‌باشد. این پروتکل در محیط وب عمل می‌کند. از این‌رو چنانچه از طریق مرورگر وب به صندوق پستی خود متصل می‌شوید، از امکان Web base صندوق خود استفاده می‌کنید. از این پروتکل برای انتقال و ارتباطات چندرسانه‌ای در وب بهره می‌گیرند. به‌طور مثال اگر شخصی از سرویس‌های صندوق پست‌الکترونیکی وب مانند Gmail.com یا Yahoo.com استفاده کند، از این پروتکل بهره گرفته است. با استفاده از این پروتکل امکان ارسال و با استفاده از مرورگر وب خود و بدون نیاز به نرم‌افزار خاص، امکان مدیریت نامه‌های دریافتی را خواهیم داشت و در هنگام خواندن نامه دریافتی، نامه به کامپیوتر کاربر منتقل نخواهد شد.

دیوار آتش (Fierwall) چیست؟

دیوار آتش (Fierwall) عبارت است از محافظت سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در مقابل حمله از طریق اینترنت. در بسیاری از سازمان‌ها و شرکت‌های بزرگ اتصال به اینترنت به‌طور خودکار از میان یک Fierwall عبور می‌کند. Fierwall توسط تیم فنی فناوری اطلاعات نصب و تنظیم می‌شود. در بیشتر موارد شما از وجود Fierwall آگاهی ندارید. برای اطمینان از امنیت و جلوگیری از حملات و تهدیدات شبکه‌ها غیر از Fierwall ویندوزی از Fierwallهای نرم‌افزاری یا سخت‌افزاری استفاده می‌کنند. بنابراین منظور از Fierwall، تنها Fierwall ویندوزی نیست. به یاد داشته باشید انتخاب یک فایروال با دقت بالا به منظور ایجاد امنیت در سیستم، بسیار حائز اهمیت می‌باشد. بیشتر حملات شبکه‌ای، از نوع داخلی می‌باشد، بنابراین Fierwall می‌بایست قادر به مقابله با این نوع حملات باشد.

پروتکل انتقال صوت از طریق اینترنت VOIP

پروتکل انتقال صوت VOIP فناوری نوینی است که صحبت کردن با سایر افراد از طریق اینترنت را امکان‌پذیر می‌کند. با استفاده از VOIP و از طریق کامپیوتر به‌صورت رایگان می‌توانید با سایرین صحبت کنید. این سیستم برای تماس‌های راه دور و بین‌المللی بسیار مناسب است. برای ارتباط صوتی اینترنتی باید میکروفون و هدست یا تلفن‌های مخصوص VOIP که به سوکت USB کامپیوتر شما متصل می‌شود، داشته باشید. یکی از تولیدکنندگان معروف VOIP شرکت Skype است.

مزایای استفاده از VOIP

- هزینه بسیار پایین برای تماس‌های بسیار دور و بین‌المللی
- امکان جست‌وجوی مخاطبان در سراسر دنیا
- امکان ترکیب صوت و ویدئو در صورت استفاده از دوربین وب
- قابل حمل در سفر در صورت دسترسی به اینترنت

واژه‌نامه تخصصی
فعال	Active
شبکه کامپیوتری	Computer Network
مشتری، گیرنده سرویس	Client
دامنه	Domain
دریافت فایل	Download
سرویس‌دهنده، میزبان	Host
محلی	Local
پست	Mail
بسته	Packet
غیرفعال	Passive
قرارداد، دستورالعمل، پروتکل	Protocol
سرویس‌دهنده	Server
خدمات، سرویس	Service
هم‌بندی، توپولوژی	Topology
انتقال	Transmission
بارگذاری	Upload
صدا، صوت	Voice
تار، تارعنکبوت	Web
شبکه گسترده جهانی	World Wide Web