شبکه های رایانه ایی را بشناسیم

شبکه های رایانه ایی

مسلما با تعاریف شبکه آشنا هستید ولی ممکن است گاهی به دنبال مطلبی باشید که بتواندشما را به هدفتان به لحاظ درک کردن موضوع برساند و در این مسیر تعاریف و متون مختلفی را مطالعه کردید اما نتوانستید مغز کلام را دریافت کنید .

در یک تعریف کلی یک شبکه رایانه‌ای (Computer Network)، که اغلب به طور خلاصه به آن شبکه گفته می شود، گروهی از رایانه ها و دستگاه هایی می‌باشد که توسط کانال‌های ارتباطی به هم متصل شده اند. شبکه رایانه‌ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند.

Computer Network
یک شبکه رایانه‌ای اجازه به اشتراک گذاری منابع و اطلاعات را میان دستگاه‌های متصل شده به هم، می دهد. در دهه ۶۰ میلادی، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA)، بودجه ای را به منظور طراحی شبکه آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPANET) برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا اختصاص داد. این اولین شبکه رایانه‌ای در جهان بود. توسعه شبکه از سال ۱۹۶۹ و براساس طرح‌های توسعه یافته دهه ۶۰ آغاز شد.

شاید سوال شود که شبکه چه مزایایی دارد و چه اهدافی را دنبال میکند و در نهایت برای چه منظوری استفاده می شود، در زیر به این سوال پاسخ می دهیم:

  • تسهیل ارتباطات:

با استفاده از شبکه، افراد می توانند به آسانی از طریق رایانامه (E-mail)، پیام‌رسانی فوری، اتاق گفت و گو (Chat room)، تلفن، تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند.

  • اشتراک گذاری سخت افزارها:

در یک محیط شبکه ای، هر کامپیوتر در شبکه می تواند به منابع سخت افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن‌ها استفاده کند، مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده است.

  • اشتراک گذاری پرونده ها، داده‌ها و اطلاعات:
    در یک محیط شبکه ای، هر کاربر مجاز می تواند 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 ذخیره سازی اشتراکی، از ویژگی‌های مهم بسیاری از شبکه‌های است.
  • اشتراک گذاری نرم افزارها:

کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.

این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند تشکیل یک شبکه می‌دهند. در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان «ارتباطات راه دور: واژه‌نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور»، یک شبکه رایانه‌ای را این طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این طور تعریف شده‌است: «اتصال سه با چند نهاد ارتباطی». رایانه‌ای که به وسیله‌ای غیر رایانه‌ای متصل شده‌است (به عنوان نمونه از طریق ارتباط «اترنت» به یک پرینتر متصل شده‌است) ممکن است که یک شبکه رایانه‌ای به حساب آید، اگرچه این نوشتار به این نوع پیکربندی نمی‌پردازد.
این نوشتار از تعاریفی استفاده می‌کند که به دو یا چند رایانه متصل به هم نیازمند است تا تشکیل یک شبکه را بدهد. در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.

دسته‌های شبکه‌های رایانه‌ای :

بر اساس نوع اتصال
شبکه‌های رایانه‌ای را می توان با توجه به تکنولوژی سخت افزاری و یا نرم افزاری که برای اتصال دستگاه‌های افراد در شبکه استفاده می شود، دسته بندی کرد، مانند فیبر نوری، اترنت، شبکه محلی بی‌سیم، HomePNA، ارتباط خط نیرو یا G.hn.

اترنت با استفاده از سیم کشی فیزیکی دستگاه‌ها را به هم متصل می کند. دستگاه‌های مستقر معمول شامل هاب‌ها، سوئیچ ها، پل‌ها و یا مسیریاب‌ها هستند.

تکنولوژی شبکه بی‌سیم برای اتصال دستگاه ها، بدون استفاده از سیم کشی طراحی شده است. این دستگاه‌ها از امواج رادیویی یا سیگنالهای مادون قرمز به عنوان رسانه انتقال استفاده می کنند.

فناوری ITU-T G.hn از سیم کشی موجود در منازل (کابل هم‌محور، خطوط تلفن و خطوط برق) برای ایجاد یک شبکه محلی پر سرعت (تا۱ گیگا بیت در ثانیه) استفاده می کند.

بر اساس تکنولوژی سیم کشی

زوج به‌هم‌تابیده: زوج به‌هم‌تابیده یکی از بهترین رسانه‌های مورد استفاده برای ارتباطات راه دور می باشد. سیم‌های زوج به‌هم‌تابیده، سیم تلفن معمولی هستند که از دو سیم مسی عایق که دو به دو به هم پیچ خورده‌اند درست شده اند. از زوج به‌هم‌تابیده برای انتقال صدا و داده‌ها استفاده می شود. استفاده از دو سیم به‌هم‌تابیده به کاهش تداخل و القای الکترومغناطیسی کمک می کند. سرعت انتقال داده، دامنه ای از ۲ میلیون بیت درهر ثانیه تا ۱۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه، دارد.

کابل هم‌محور: کابل هم‌محور به طور گسترده ای در سیستم‌های تلویزیون کابلی، ساختمان‌های اداری، و دیگر سایت‌های کاری برای شبکه‌های محلی، استفاده می شود. کابل‌ها یک رسانای داخلی دارند که توسط یک عایق منعطف محصور شده اند، که روی این لایهٔ منعطف نیز توسط یک رسانای نازک برای انعطاف کابل، به هم بافته شده است. همهٔ این اجزا، در داخل عایق دیگری جاسازی شده‌اند. لایه عایق به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج کمک می کند. سرعت انتقال داده، دامنه ای از ۲۰۰ میلیون تا بیش از ۵۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه دارد.

فیبر نوری: کابل فیبر نوری شامل یک یا چند رشته از الیاف شیشه ای پیچیده شده در لایه‌های محافظ می باشد. این کابل می تواند نور را تا مسافت‌های طولانی انتقال دهد. کابل‌های فیبر نوری تحت تاثیر تابش‌های الکترومغناطیسی قرار نمی گیرند. سرعت انتقال ممکن است به چند تریلیون بیت در ثانیه برسد.

بر اساس تکنولوژی بی سیم

ریزموج (مایکروویو) زمینی: ریزموج‌های زمینی از گیرنده‌ها و فرستنده‌های زمینی استفاده می کنند. تجهیزات این تکنولوژی شبیه به دیش‌های ماهواره است. مایکروویو زمینی از دامنه‌های کوتاه گیگاهرتز استفاده می کند، که این سبب می‌شود تمام ارتباطات به صورت دید خطی محدود باشد. فاصله بین ایستگاههای رله (تقویت سیگنال) حدود ۳۰ مایل است. آنتن‌های ریزموج معمولاً در بالای ساختمان ها، برج ها، تپه‌ها و قله کوه نصب می شوند.

ماهواره‌های ارتباطی: ماهواره‌ها از ریزموج‌های رادیویی که توسط جو زمین منحرف نمی شوند، به عنوان رسانه مخابراتی خود استفاده می کنند.
ماهواره‌ها در فضا مستقر هستند؛ به طور معمول ۲۲۰۰۰ مایل (برای ماهواره‌های geosynchronous) بالاتر از خط استوا. این سیستم‌های در حال چرخش به دور زمین، قادر به دریافت و رله صدا، داده‌ها و سیگنال‌های تلویزیونی هستند.

تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس: تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس از چندین فناوری ارتباطات رادیویی استفاده می کنند. این سیستم‌ها به مناطق مختلف جغرافیایی تقسیم شده اند. هر منطقه دارای فرستنده‌های کم قدرت و یا دستگاه‌های رله رادیویی آنتن برای تقویت تماس‌ها از یک منطقه به منطقه بعدی است.

شبکه‌های محلی بی سیم: شبکه محلی بی سیم از یک تکنولوژی رادیویی فرکانس بالا (مشابه سلول دیجیتالی) و یک تکنولوژی رادیویی فرکانس پایین استفاده می کند. شبکه‌های محلی بی سیم از تکنولوژِی طیف گسترده، برای برقراری ارتباط میان دستگاه‌های متعدد در یک منطقه محدود، استفاده می کنند. نمونه ای از استاندارد تکنولوژی بی سیم موج رادیویی، IEEE است.

ارتباطات فروسرخ: ارتباط فروسرخ، سیگنال‌های بین دستگاه‌ها را در فواصل کوچک (کمتراز ۱۰ متر) به صورت همتا به همتا (رو در رو) انتقال می دهد؛ در خط انتقال نباید هیچ گونه شی ای قرار داشته باشد.