آشنایی با مقدمات یک شبکه ی کامپیوتری

در شبکه ای که از توپولوژی باس استفاده می شود، همه کامپیوترها پشت سر همدیگر و در یک خط، توسط کابل شبکه به یکدیگر متصل شده اند. سیستم های اترنت قدیمی برای توپولوژی باس از کابل های کواکسیال استفاده می کردند که امروزه دیگر به ندرت به چشم می خورند. کابل کشی یک شبکه باس به دو صورت می تواند باشد.

: ضخیم و نازک
در شبکه های اترنت ضخیم، کامپیوترها توسط یک کابل مجزای کوچکتر بنام AUI (کابل گیرنده/فرستنده) به یک کابل یکسره کواکسیال بزرگتر متصل می شوند. شبکه های اترنت نازک از تکه های جدا از هم کابل نازکتری استفاده می کنند که در آن هر قطعه کابل، کامپیوتری را کامپیوتر کنار خود متصل می کند.
توجه کنید که فرستنده-گیرنده (transceiver)جزئی جدایی ناپذیر از رابط شبکه است که مسئول فرستادن و دریافت اطلاعات روی رسانه شبکه می باشد. اترنت نوع ضخیم تنها نوع از انواع شبکه های اترنتی است که از فرستنده -گیرنده ای استفاده می کند که از آداپتور رابط شبکه مجزا است.
فرستنده-گیرنده با استفاده از وسیله ای بنام انشعاب ومپایر به کابل کواکسیال و از طرف دیگر توسط یک کابل AUI به آداپتور رابط شبکه کامپیوتر متصل می شود. در همه انواع دیگر استانداردهای لایه فیزیکی اترنت، گیرنده-فرستنده داخل کارت شبکه قرار دارد و نیازی به کابل های AUI مجزا نمی باشد.
مشکل اصلی توپولوژی باس اینست که یک مشکل کوچک در یک کانکتور، ترمیناتور یا کابل شبکه ، کل شبکه را تحت تاثیر قرار می دهد. سیگنال هایی که نمی توانند از یک نقطه بخصوص بگذرند نمی توانند به کامپیوترهایی که بعد از آن نقطه وجود دارند برسند. علاوه بر این وقتی مشکلی در نقطه ای از شبکه به وجود آید، کل شبکه به دو سگمنت یا قطعه تقسیم می شود و هر یک از آن بخش ها بدون ترمینانتور خواهند شد و در نتیجه هیچ یک از دو بخش شبکه قادر به برقراری ارتباط و تبادل داده ها نمی باشند. به همین دلیل امروزه از شبکه های باس به ندرت استفاده میشود.
● توپولوژی ستاره ای
در این توپولوژی از یک وسیله مرکزی برای کابل کشی استفاده می شود که هاب یا تمرکزدهنده (conectrator) نامیده می شود. در یک شبکه ستاره ای هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل مجزا به هاب متصل می شوند. اغلب LAN های اترنتی امروزی و بسیاری از LANهایی که از پروتکل های دیگری استفاده می کنند، از توپولوژی ستاره ای بهره می برند.
LANهای ستاره ای می توانند از چندین نوع کابل متفاوت، که شامل کابل های فیبر نوری و زوج مارپیچ می شوند، استفاده کنند.
کابل های زوج مارپیچ بدون شیلد UTP که در اغلب LANهای اترنتی استفاده می شود، معمولا بصورت توپولوژی ستاره ای نصب می شوند. از نظر عملکرد، یک شبکه ستاره ای همانند یک شبکه باس از یک رسانه شبکه مشترک استفاده می کند. در واقع اگر چه هر کامپیوتر با کابل خود به هاب وصل می شود، اما هاب هر سیگنال را که دریافت می کند روی تمام پورت های خود پخش می کند و بدین صورت سیگنالی که یک کامپیوتر می فرستد، توسط تمام کامپیوترهای دیگر موجود روی LAN دریافت می شود.
اولین مزیت و ویژگی توپولوژی ستاره ای اینست که به دلیل اینکه هر کامپیوتر با کابل جداگانه ای به هاب متصل می شود، تحمل خطا در چنین شبکه هایی بالاتر است و اگر یک کابل یا کانکتور دچار مشکل شود، فقط کامپیوتری که با آن کابل یا کانکتور به هاب متصل است تحت تاثیر قرار می گیرد. عیب این توپولوژی در نیاز به سخت افزار اضافی، یعنی هاب، می باشد و اگر هاب دچار اشکال شود، کل شبکه مختل می شود. بنابراین چنین مشکلی به ندرت بوجود می آید چون هاب ها دستگاههای ساده ای هستند و معمولا در محفظه های محافظت شده ای نگهداری می شوند.

سوالی است که یکی از کاربران در ایمیلی سوال نموده است ؛ تصمیم داشتم در جوابیه ؛ برای این دوست بازدیدکننده وبلاگ ؛ ای پی را تعریف کنم و در بحثهای بعد و بطور دقیق در مقاله IP را بگویم . در بانک مقالات یک مقاله با عنوان IP Address چیست ؟ با زبان فنی و ساده به این مقوله پرداخته است که با صبر وتامل کمی حاشیه نویسی کردم امیداورم در این خصوص بتوانم جوابگو باشم
کسانی که در مورد شبکه های کامپیوتری اطلاعات مختصری داشته باشند حتما می دانند که هر شبکه کامپیوتری دارای آدرسی است که بوسیله اعداد مشخص می گردد .این اعداد از چهاربخش تشکیل شده اند که هر بخش عددی بین ۰ الی ۲۵۵ را شامل می گردد . در زمینه اینترنت هم این مقوله هست ؛ وقتی به کامپیوتر شما به اینترنت وصل می شوید در کل شبکه اینترنت شما یک عدد منحصربه فرد چهار بخشی دارید ؛ این عدد نشان دهنده نقطه اتصال شما یا همان نود Nod شماست بعبارتی شما یک نقطه منحصر به فرد در شبکه جهانی اینترنت هستید ؛ در یک شبکه بادو کامپیوتر هم این عدد به شما داده می شود.
مثال : ۲۱۹.۲۱۸.۱۳۹.۱۷ .به این اعداد آدرس IP می گویند . همچنین هر کامپیوتر هم هنگامی که به شبکه ( هر شبکه ای) متصل شود یک آدرس IP به آن تعلق می گیرد . این آدرس در واقع آدرس آن کامپیوتر خاص در شبکه است و از طریق آن دیگر کامپیوتر ها می توانند با کامپیوتر مذکور ارتباط برقرار نمایند و یا به منابع آن دسترسی پیدا کنند .
این عدد هر یک مابین ۰ تا ۲۵۵ است اگر فرض کنیم که تمام حالات یعنی عددهای ۰ تا ۲۵۵ را در نظر بگیریم حدود ۴ میلیارد و نیم عدد به دست می آید.
ابتدا یک تعریف از شبکه داشته باشم ؛ در اصل هر گاه دو یا بیشتر از دو کامپیوتر به وسیله اتصالات مخابراتی موسوم به رسانه بهم متصل شود و طبق قرداد کاری خاص باهم تبادل اطلاعات کند یک شبکه تشکیل می دهند.
خوب شاید تعداد این شبکه در یک اداره دولتی به صد کامپیوتر در شبکه برسد ، چگونه می توان تبادل اطلاعات در این شبکه را مدیریت کرد؛ یا چگونه می توان کامپیوتر n در شبکه دست یافت ؛ یا آن را فراخواند.
در ابتدا تعریف شبکه این مشکل حل شده است ؛ هر کامیپوتر حاضر در شبکه دارای یک عدد ای پی IP بین اعداد ۰.۰.۰.۰ تا ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵ تعریف می شود که این عدد منحصر به هرکامپیوتر در یک شبکه است. اگر چند شبکه به هم متصل باشند بازهم باید این انحصار پابرجا باشد. حال هر کامپیوتر که بخواهیم اطلاعاتی بفرستیم ؛ یا اگر کامپیوتری درخواستی دهد و بخواهیم بدو جواب دهیم و کلا هر کامپیوتر در شبکه برایمان قابل شناسایی ؛ دستیابی و مدیریت است .


● کاربرد IP در اینترنت چیست؟
اینترنت هم از میلیونها کامپیوتر بهم متصل تشکیل شده است ؛ فردی از هلند یک عکس از یک وبسایت را که در کانادا میزبانی می شود درخواست می کند در ستون فقرات اینترنت هزاران کامپیوتر میابر و روتر یاهمان مسیریاب هست که وظیفه جابجایی اطلاعات را دارد حال چگونه می توان کامپیوتر کانادایی میزبان عکس مورد نظر را پیدا کرد و پس از یافتن عکس ؛ چگونه دریابیم که این فرد هلندی را چگونه پیدا کنیم و به کجای شبکه برایش اطلاعات ارسال کنیم ؟ تمام این سوالات با تعریف یک IP منحصر به فرد برای تمام اعضای این شبکه با میلیونها کاربر حل می شود. پس یک عدد مانند ۲۱۸.۲۱۹.۱۶۷.۳۲ به شما داده می شود تا خیال تمام مدیریت شبکه راحت شود که شما را به سادگی بیابند.

یکی از چالش ­هایی که در دنیای امروز فناوری اطلاعات وجود دارد، تعریف دقیق و درست فعالیت­ های لازم‌الاجرا، تعیین اولویت­ های آن­ها از لحاظ وابستگی­ های فنی-کارشناسی به یکدیگر و همچنین تعیین اولویت آن­ها از لحاظ وابستگی ­های نظام کسب و کاری به فعالیت­ ها، تعیین معیارهای سنجش میزان مطلوبیت و پیش­رفت فعالیت­ ها، تحلیل اقتصادی و تخمین بودجه مورد نیاز با بهینگی و به صرفگی حداکثری و بسیاری دیگر از چالش­ هاست.

در رویکرد اول مشاوره و طراحی شبکه شرکت، با اتکا بر توان فنی و دانشی نیروهای متخصص خود، و تجاربی که در خلال پروژه ­های متعدد خود که هر کدام بر فازهای خاصی از چرخه حیات یک راهکار جامع تمرکز دارد، این توانایی را دارد تا تمامی فازها و مراحل لازم به جهت عملیاتی نمودن یک راهکار جامع را، از فازهای اولیه مانند امکانسنجی و تحلیل نیازمندی­ ها، تا فازهای انتهایی مانند بهینه­ سازی و پشتیبانی و نگهداری و راهبری، انجام دهد.

بدین ­ترتیب، بسیاری از مشکلات و چالش­ های به ثمر نشاندن یک راهکار جامع از ابتدا تا انتها برطرف خواهد شد و علاوه بر چیره شدن بر این مشکلات و چالش­ ها، کارایی و بهره ­وری نیز افزایش خواهد یافت. البته شایان به ذکر است که پیش از آغاز فعالیت­ ها می­ توان رابطه بین فعالیت­ ها و فازها، مشخصات دقیق و جزیی دستاوردهای کلان، اولویت­ بندی فعالیت­ ها، آنالیز نیازمندی­ ها و… را برای کارفرما تبیین و شفاف­ سازی نمود.

در رویکرد دوم، طی پروژه ه­ای جداگانه و پیش از آغاز پروژه ­ها و فعالیت­ های لازم‌الاجرا در یک حوزه مشخص، نقشه راه رسیدن به دستاوردهای مد نظر مشخص می­ گردد. این پروژه، یک پروژه طرح جامع است که هدف آن امکانسنجی و نیازسنجی اولیه و ترسیم نقشه راه و مراحل گذر به جهت رسیدن به دستاوردهای مورد انتظار می ­باشد.

در چنین پروژه ه­ای، ضمن شناسایی و سپس تحلیل آنالیز نیازمندی­ های کارفرما، لیست طرح­ ها و پروژه­ های مورد نیاز به همراه شرح خدمات جزیی هر کدام از طرح­ ها و پروژه­ ها به جهت نیل به وضعیت مطلوب تدوین خواهد گردید. سپس، ارتباطات و وابستگی میان طرح ­ها و پروژه ­ها تبیین و شفاف­ سازی خواهد شد و بر اساس وابستگی میان طرح ­ها و نقش و جایگاه و اهمیت و حساسیت­ های دستاوردها، طرح­ ها و پروژه ­ها اولویت­ بندی خواهند شد.

سپس، یک برنامه زمانی تخمینی جامع، به همراه سنگ نشان­ های ملموس و عوامل کلیدی موفقیت و عوامل ارزیابی بهره ­وری، به جهت اجرای طرح­ ها و پروژه­ ها تدوین خواهد گردید، و به ازای هر کدام از فازهای این برنامه زمانی (به ازای هر کدام از پروژه ­ها و طرح­ ها) منابع مالی و انسانی مورد نیاز، به صورت تخمینی ارائه خواهد گردید. همچنین، به ازای هر کدام از طرح ­ها و پروژه ­ها، تحلیل اقتصادی و آنالیز CAPex و OPex ارائه خواهد گردید.

بدیهی است که در چنین پروژه ه­ای متناسب با نیازمندی­ ها، صلاحدید و درخواست کارفرما، فعالیت­ های مورد نیاز در انجام پروژه ­های تدوین طرح جامع، می­ تواند دچار تغییراتی نیز شود.

● فروریزی شبکه بالا
در زیر خواهیم دید که در اثر واکنش زنجیره‌ای ناشی از ناسازگاری بین دو سیستم عامل۴.۲ Unix Berkeley و Unix ۴.۳ Berkeley در مشخص نمودن پیغامهای داده پراکنی، کل سیستم شبکه فرو می‌ریزد. در سیستم Berkeley Unix ۴.۲ یک پیغام داده پراکنی به وسیله تمام صفر OO..O Unix در کامپیوتر میزبان در آدرس IP مشخص می۰۱۵۷گردد، در صورتی که با تمام یک مشخص ۱۱.. ۱ در سیستم عامل ۴.۳ کامپیوتر Berkeley می‌شود. یک پیغام داده پراکنی از سیستم عامل مشخص Unix ۴.۳ را در نظر بگیرید که در آدرس IP میزبان، با تمام یک دریافت شد۱۱..۱ می‌شود. این پیغام توسط IP از نوع ۴.۲ کنترل کننده‌های Ethernet در سیستم ۴.۲ (چون آدرس ۱۱..۱ آدرس را Ethernet آن درست بود) و سپس به OO..O فرستاده شد. اما آدرس IP سیستم ۴.۲ به تمام یک نمی‌شناخت. چرا که در این سیستم تمام صفر سعی کرد این درست است. در این موقع تصحیح کند. IP اشتباه آشکار را بنابراین، با استفاده از مکانیزمی که در آن وجود صحیح داشت، از پیدا APR خواست که آدرس Ethernet را، برای آن آدرس IP کند تا پیغام بدین ترتیب به مقصد اصلی‌اش فرستاده شود. ولی یک ARP هیچ گونه اطلاعی از این آدرس بخصوص نداشت. بنابراین‌های ARP پیغام در خواستی برای کلیه قدرت ARP روی شبکه فرستاد. آیا کسی می‌تواند این آدرس را ترجمه کند؟ به دلیل هیچ آن ARP ترجمه پیغام بخصوص را نداشت، در نتیجه پیغام داده پراکنی مزبور به دور انداخته شد. این اشتباه، نتیجه غیرقابل جبرانی به وجود نیاورد. تعدادی پیغانهای داده پراکنی به مقصدشان نرسیدند. این باعث به وجود آمدن پیغامهای خطا شد که خود باعث اضافه‌شدن بار شبکه و پروتکلها گردید. بعضی از فرمانهای سیستم عامل که شبکه، مانند متداول rwho پیغامهای داده شدن تعداد پیغامهای خطا و افزودن بار شبکه شدند. سیستم شبکه ای که Unix ۴.۲ و Unix ۴.۳ را بهم متصل می‌کرد، در اثر وجود بار زیاد از سرعتش بسیار کاسته شد، لیکن از کار نیفتاد، اما سعی در از بین بردن این نقص، باعث پایین آوردن سیستم گردید. برای کارشناسانی که کل سیستم را نظارت می‌گردند، اشکال در آدرس IP با تمام یک ۱۱..۱ بود، که به دلیلی باعث به وجود آمدن درخواستهای متعدد از ها ARP می‌شد. در یک سایت، این راه حل برای مسئله پیدا شد: در جدول یکی از ARP ها، آدرس داده پراکنی Ethernet مترادف با داده پراکنی تمام یک ۱۱..۱ IP قرار داده شد، به این منظور که درخواست ARP ها بالاخره به آن ARP مخصوص با جدول دستکاری شده خواهد رسید و در آنجا مسئله حل ناسازگاری بین دو سیستم نتیجه ۴.۲ و ۴.۳ خواهدگردید. اما را IP عمل، کاملا” متفاوت بود. برای روشن شدن موضوع، یک پیغام متصل به آن IP از سیستم ۴.۲ در نظر بگیرید که پیغام سیستم فهمید که پیغام ۴.۳ را نمی‌شناخت و در نتیجه از ARP در خواست کمک کرد پیغام را با یک.ARP واقعا” یک پیغام داده پراکنی است. اما این IP آدرس داده به وجود IP پراکنی پیغام Ethernet پیغام رد شده خود باعث بدون تغییر IP آمدن مسئله می‌شد. علتش این بود که آدرس ترجمه شده بود. بنابراین، این پیغام به وسیله بقیه شناخته ۴.۲ های کار ۴.۲ نمی شد. پس مسئله پیشین، دوباره تکرار می‌گشت. پس اگر در سیستم شبکه، تا پیغام K ماشین با سیستمK می کرد هر پیغام داده پراکنی، باعث به وجود آمدن تا پیغام K جدید می شد و هر کدام از آن جدید K تا پیغام به نوبه خود به وجود می‌آورد و غیره. نتیجتا” کل شبکه، از این پیغامها پرشد و تعدادی ماشین از کارافتاد تا کار شناسان سایت مجبور شدند کابلهایی را که سیستمها را به هم متصل می‌کرد از هم جدا کرده و دوباره ماشینها را به کار بیندازند و کابلها را ببندند.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *