شبکه چیست؟

وقتی یک کامپیوتر می‌خرید، احتمالا، اولین کاری که می‌کنید به اینترنت متصل می‌شوید. برای انجام این کار، شما به یک روتر (که در اینجا همان مودم شماست) وصل می‌شود که داده‌ها را از اینترنت دریافت می‌کند و سپس به کامپیوتر شما منتقل می‌کند.

در مرحله بعدی ، ممکن است چاپگر، تلفن هوشمند یا تلویزیون خود را هم به روتر وصل کنید تا این دستگاه‌ها هم به اینترنت متصل شوند. در این حالت، شما دستگاه‌های مختلف را از طریق یک نقطۀ دسترسی مرکزی (central access point) ،که همان مودم شماست، به یکدیگر متصل کرده و شبکۀ خود را ایجاد کرده‌اید.

شبکه‌های کامپیوتری

شبکه مجموعه‌ای از دستگاه‌هاست که از طریق پیوندها (Links) به هم متصل می‌شوند. هر گره (node) می‌تواند کامپیوتر، چاپگریا هر دستگاه دیگری باشد که قادر به ارسال یا دریافت داده است.

به بیان دیگر، شبکه مجموعه‌ای از کامپیوترها، سرورها، ابرکامپیوترها (mainframe)، تجهیزات مخصوص شبکه و وسایل جانبی است که امکان اشتراک داده‌ها را فراهم می‌کند.

به بیان فنی، شبکه از اتصال حداقل دو سیستم کامپیوتری، بدون کابل یا با کابل، ایجاد می‌شود. این شبکه‌ها، اصطلاحا، جفت‌به‌جفت (peer-to-peer) هستند. در این شبکه سلسله مراتب وجود ندارد. هر دو عضو شبکه از امتیازات برابر برخوردارند. در این شبکۀ ساده هر کامپیوتر به داده‌های دستگاه دیگر دسترسی دارد و می تواند منابع، برنامه‌ها یا دستگاه‌های جانبی (چاپگر، وبکم و …) را به اشتراک بگذارد.

شبکه‌های امروزی کمی پیچیده‌تر هستند و فقط از دو کامپیوتر تشکیل نمی‌ شوند. شبکه‌هایی که بیش از ده عضو دارند معمولاً از معماری سرویس‌دهنده-سرویس‌گیرنده (server-client) استفاده می‌کنند. در این شبکه‌ها، یک کامپیوتر مرکزی (Server) منابع را برای سایر اعضا در شبکه (Clients) فراهم می‌کند.

انواع تجهیزات شبکه

تجهیزات شبکه‌ی کامپیوتری شامل دستگاه‌هایی است که برای نصب‌شدن و راه‌افتادن نرم‌افزار ضروری است. برخی از تجهیزات مهم شبکه NIC، سوئیچ، کابل، هاب، روتر و مودم هستند. بسته به نوع شبکه‌ای که باید راه‌اندازی کنیم، برخی از تجیهزات شبکه قابل حذف هستند؛ به عنوان مثال، شبکۀ بی‌سیم که به کابل نیاز ندارد.

بیایید چند خط در مورد اصلی‌ترین تجهیزات لازم برای برپایی شبکه توضیح دهیم:

NIC

NIC یا کارت شبکه یک سخت‌افزار است که برای ایجاد ارتباط میان دو کامپیوتر استفاده می‌شود. مک‌آدرس یا آدرس فیزیکال روی این سخت‌افزار هک می‌شود. کارت شبکه ممکن است سیمی (که روی مادربورد نصب می‌شود) یا بی‌سیم (که به شکل آنتن است) باشد.

Hub

هاب یک سخت‌افزار است که اتصال شبکه را بین چندین دستگاه تقسیم می‌کند. وقتی کامپیوتر اطلاعات را ارسال می‌کند، ابتدا آن را از طریق کابل برای هاب می‌فرستد. هاب داده‌ها را برای کل شبکه ارسال خواهد کرد. سپس همه‌ی دستگاه‌ها بررسی می‌کنند که آیا این بسته‌ی اطلاعاتی به آنها تعلق دارد یا خیر؛ اگر نداشت بسته را نمی‌پذیرند.

امروزه استفاده از هاب منسوخ شده است و از تجهیزات پیشرفته‌ی شبکه مانند سوئیچ و روتر استفاده می‌شود.

Switch

سوئیچ یک سخت‌افزار است که چندین دستگاه را در شبکه به هم متصل می‌کند. سوییچ ویژگی‌های پیشرفته‌تری نسبت به هاب دارد و داده‌ها را به کل شبکه پخش نمی‌کند. سوییچ بر اساس مک‌آدرس دستگاه مقصد، که در بسته‌های اطلاعاتی موجود است، بسته را به مقصد صحیح می‌رساند.

Router

روتر یک سخت‌افزار است که برای اتصال LAN (پایین‌تر در بخش انواع شبکه در مورد لن می‌خوانید) یا اتصال به اینترنت استفاده می‌شود. روتر یک جدول مسیریابی دارد که بر اساس آن بسته‌های اطلاعاتی را از بهترین مسیر را در میان مسیرهای موجود به سمت دستگاه مقصد هدایت می‌کند.

Modem

مودم یک سخت افزار است که به کامپیوتر اجازه می‌دهد از طریق خط تلفن به اینترنت متصل شود. کار مودم این است که داده‌های دیجیتال را به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌کند تا از طریق خط تلفن قابل ارسال و دریافت باشد. بر اساس تفاوت در سرعت سه مدل مودم داریم:

• مودم Dial-up
• مودم همراه
• مودم کابلی

کابل‌ها و اتصالات

کابل یک رسانه انتقال داده است. سه نوع کابل برای انتقال اطلاعات وجود دارد:

• کابل جفتی پیچ‌خورده / Twisted pair cable
• کابل هم‌محور / Coaxial cable
• کابل فیبر نوری

شبکه چطور کار می‌کند؟

در شبکه‌های سرور-کلاینت معمولی، یک گره (node) مرکزی وجود دارد که سرور (server) نامیده می‌شود. سرور به دستگاه‌های دیگری متصل است که کلاینت (client) نامیده می‌شوند. این اتصال یا بی‌سیم (Wireless LAN) یا سیمی (LAN) است.

در شبکه‌های خانگی معمولی، روتر (که مودم نقش آن را بازی می‌کند) نقش سرور را بر عهده می‌گیرد. روتر به اینترنت متصل است و «اینترنت» را برای سایر دستگاه‌‌ها (کامپیوترها، تلفن‌های هوشمند و غیره) فراهم می‌کند.

معماری سرور-کلاینت

در شبکه‌های بزرگ‌تر مثل شبکه‌های سازمانی یا شرکت‌ها، سرور معمولاً یک رایانه مرکزی است. این رایانه منحصراً برای اجرای نرم‌افزارها و سرویس‌های ویژۀ سرور است نه برنامه‌ها نرم‌افزارهای معمولی. سرور باید به طور مداوم روشن باشد و کار کند، در حالی که سایر کامپیوترها (کلاینت‌ها) می‌توانند خاموش شوند.

در شبکۀ مبتنی بر سرور، کلاینت ابتدا درخواستی را به سرور ارسال می کند، سپسف سرور درخواست را ارزیابی می‌کند و پس از آن پاسخ را منتقل می‌کند.

انواع شبکه

شبکه ها معمولاً با توجه به نوع انتقال و دامنه‌ی انتقال داده‌ها به انواع مختلف تقسیم می‌شوند. بر اساس نوع انتقال به دو نوع Wired و Wireless و بر اساس گستره یا دامنه به پنج نوع PAN، LAN، WAN، MAN، GAN تقسیم می‌شوند.

شبکه‌های Wi-Fi یا شبکه های LTE که برای دستگاه‌های تلفن همراه و تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شود، نمونه‌هایی از شبکه‌های بی‌سیم است. شبکه‌های سیمی هم مانند DSL که به اینترنت پهن‌باند نیز معروف هستند.

Pan / Personal Area Network / شبکه شخصی:  از یک PAN برای اتصال دستگاه‌ها در محدوده تقریبی ۱۰ متر استفاده می‌شود. مانند شبکه‌ای که از اتصال وسایل شخصی ما مانند لبتاب و موبایل و ساعت هوشمند ایجاد می‌شود:

LAN /  Local Area Network / شبکه محلی: شبکه‎‌های محلی فراگیرترین نوع شبکه‌ها است و در خانه یا شرکت‌های کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد.

MAN / Metropolitan Area Network یا شبکه شهری: این نوع شبکه‌ها شهرها یا یک منطقۀ جغرافیایی را پوشش می‌دهند.

Wide Area Network  / WAN: شبکه‌ی پهن‌باند (ADSL) یا شبکه‌ی تلفن همراه سراسری در ایران نمونه‌ای از شبکه‌ی WAN است.

GAN / Global Area Network / شبکۀ جهانی: بهترین نمونه‌ی شناخته‌شده شبکه‌ی جهانی اینترنت است.

انواع شبکه‌های کامپیوتری بر اساس توپولوژی

اصطلاح توپولوژی شبکه رابطه‌ی دستگاه‌های متصل به هم را از نظر شکل هندسی توصیف می‌کند. دستگاه‌ها به عنوان گوشه‌ها و اتصالات آنها به عنوان اضلاع مد نظر قرار می‌گیرند. نشان‌دادن شبکه به صورت نمودار یا شکل هندسی کمک می‌کند که بدانیم بین دستگاه‌ها چه ارتباطی وجود دارد و چه سلسله‌مراتبی حاکم است.

توپولوژی ستاره، حلقه، تور، اتوبوس و درخت:

در آخر

آنچه در این مقاله خواندید یک مقدمه برای ورود به دنیای شبکه‌های کامپیوتری بود. در ادامه باید مدل‌ها، لایه‌ها و انواع پروتکل‌ها بشناسید تا بتوانید تبدیل به فردی شوی که می‌تواند شبکه‌های کامپیوتری را راه‌اندازی و نگهداری کند.