سخت افزار شبكه
تاكنون مقالات متعددی در رابطه با شبكه و تجهيزات سخت افزاری بكار گرفته شده در آن بر روی سايت منتشر شده است . در تهيه مقالات فوق ، فرض ما بر اين بوده است كه خوانندگان محترم از جمله كاربران آشنا به دنيای شبكه های كامپيوتری می باشند .شايد نوبت آن باشد كه مطالبی برای علاقه مندانی كه اخيرا" قدم در اين عرصه گذاشته اند نيز بر روی سايت منتشر شود . در مجموعه مطالبی كه با اين هدف بر روی سايت منشتر خواهد شد با مفاهيم مهم و كليدی شبكه آشنا خواهيم شد تا از اين رهگذر بتوانيم يك شبكه عملياتی را ايجاد نمائيم .
در اولين بخش به بررسی سخت افزار شبكه خواهيم پرداخت .
كارت شبكه
اولين عنصر سخت افزاری كه به تشريح جايگاه و عملكرد آن در يك شبكه خواهيم پرداخت ، كارت شبكه است . به كارت شبكه ، كارت اينترفيس شبكه و يا NIC ( برگرفته از Network Interface Cards ) نيز گفته می شود . مهمترين رسالت و يا وظيفه كارت شبكه ، اتصال فيزيكی يك كامپيوتر به شبكه است تا امكان مبادله اطلاعات برای وی فراهم گردد .
كارت شبكه می بايست با نوع محيط انتقال مطابقت و به نوعی با آن سازگار باشد . منظور از محيط انتقال ، نوع كابلی است كه از آن در شبكه استفاده می گردد ( شبكه های بی سيم شرايط مختص به خود را دارند كه در مطالب جداگانه ای به تشريح آنها خواهيم پرداخت ) .
با توجه به وجود استانداردهای متعدد ، تشخيص سازگاری كارت شبكه با محيط انتقال ، كار چندان مشكلی بنظر نمی آيد . قبل از ايجاد شبكه و خريد تجهيزات سخت افزاری مورد نياز( نظير كارت شبكه و كابل ) ، می بايست در ابتدا مشخص گردد كه قصد استفاده از كدام استاندارد شبكه را داريم . اترنت ، Token ring و Arcnet نمونه هائی از استانداردهای مختلف شبكه می باشند . توجه داشته باشيد كه هر فناوری شبكه دارای نقاط قوت و ضعف مختص به خود می باشد و همواره می بايست گزينه ای انتخاب گردد كه قادر يه تامين نيازهای يك سازمان با شرايط مطلوب تری باشد .
اكثر فناورهای شبكه كه به آنها اشاره گرديد ، منسوخ و در حال حاضر تقريبا" اترنت تنها گزينه برای ايجاد شبكه های كابلی در اكثر سازمان ها (صرفنظر از ابعاد آنها ) می باشد . شكل زير يك نمونه كارت شبكه را نشان می دهد . 
كارت شبكه
در شبكه های اترنت پيشرفته ، از كابل های بهم تابيده موسوم به twisted pair با هشت رشته سيم استفاده می شود كه با يك نظم خاص سازماندهی می گردند . از يك كانكتور RJ-45 در دو سر كابل استفاده می گردد . كانكتور RJ-45 نظير كانكتورهای استفاده شده در خطوط تلفن است با اين تفاوت كه اندازه آن بزرگتر می باشد . در خطوط تلفن از كانكتورهای RJ-11 استفاده می شود . شكل زير يك كابل اترنت به همراه يك كانكتور RJ-45 را نشان می دهد . 
كابل اترنت به همراه يك كانكتور RJ-45
هاب و سوئيچ
كامپيوتر های موجود در يك شبكه از كارت شبكه به منظور ارسال و دريافت داده استفاده می نمايند. داده بر روی كابل های اترنت منتقل می گردد . معمولا" نمی توان صرفا" از يك كابل اترنت بين دو كامپيوتر استفاده نمود و نام آن را هم شبكه گذاشت .
همزمان با گسترش و عموميت دستيابی سريع به اينترنت ، احتمالا" با واژه broadband بدفعات برخورد نموده ايد . در شبكه های broadband ، ارسال و دريافت داده بر روی رشته سيم های مشابه انجام می شود . در شبكه های اترنت از فناوری Baseband به منظور مبادله اطلاعات استفاده می گردد . در اين نوع شبكه ها به منظور ارسال و دريافت داده از رشته سيم های جداگانه ای استفاده می گردد . اين بدان معنی است كه اگر كامپيوتری در حال ارسال داده از طريق رشته سيم هائی خاص از يك كابل اترنت باشد ، كامپيوتر دريافت كننده داده نيازمند رشته سيم هائی است كه به پورت دريافت هدايت شده اند.
با استفاده از روش فوق می توان دو دستگاه كامپيوتر را به يكديگر متصل نمود . در چنين مواردی می بايست از يك كابل كراس ( cross ) استفاده نمود . كابل كراس ، يك كابل شبكه است كه رشته سيسم های ارسال و دريافت آن بصورت معكوس بسته شده اند . بدين ترتيب ، می توان دو كامپيوتر را مستقيما" به يكديگر متصل نمود .
با استفاده از كابل كراس نمی توان شبكه ای با بيش از دو دستگاه كامپيوتر را ايجاد نمود . در مقابل استفاده از كابل كراس ، در اكثر شبكه ها از كابل های اترنت معمولی استفاده می گردد . در اين نوع كابل ها رشته سيم های ارسال و دريافت بصورت معكوس نخواهند بود .
به منظور مبادله موفقيت آميز داده ، رشته سيم های دريافت و ارسال می بايست در نقاط خاصی معكوس گردند . اين وظيفه بر عهده هاب و يا سوئيچ است . در ابتدای شكل گيری شبكه های كامپيوتری ، استفاده از هاب بسيار متداول بود ولی امروزه اين وضعيت وجود ندارد و سوئيچ جايگزين آن شده است . به منظور تشريح عملكرد سوئيچ ، بد نيست كه در ابتدا با نحوه عملكرد هاب آشنا شويم .
با اين كه هاب در شكل و اندازه های متعددی توليد و ارائه شده است ولی آنها چيزی بيشتر از يك جعبه به همراه تعداد محدودی پورت RJ-45 نمی باشند .هر كامپيوتر موجود در شبكه از طريق يك كابل اترنت به هاب متصل می شود . شكل زير يك نمونه هاب را نشان می دهد . 
يك نمونه هاب
هاب دارای دو وظيفه عمده در شبكه است :
- ارائه يك نقطه مركزی برای اتصال تمامی كامپيوترهای موجود در شبكه . هر كامپيوتر موجود در شبكه به هاب متصل می گردد . در صورت نياز می توان چندين هاب را به يكديگر متصل تا بتوان كامپيوترهای بيشتری را به شبكه متصل نمود .
- سازماندهی پورت های ارسال و دريافت داده . در صورتی كه يك كامپيوتر اقدام به ارسال داده نمايد ، داده بر روی رشته سيم های دريافت كننده ارسال گردد .
شايد برای شما اين سوال مطرح شده باشد كه در صورت اتصال بيش از دو دستگاه كامپيوتر به هاب ، چگونه و بر اساس چه مكانيزمی داده به مقصد مورد نظر خواهد رسيد . رمز اين كار در كارت شبكه است . هر كارت شبكه اترنت در كارخانه توليد كننده برنامه نويسی شده و يك آدرس MAC ( برگرفته از Media Access Control ) منحصربفرد در آن نوشته می گردد . زمانی كه يك كامپيوتر موجود در يك شبكه اترنت كه شامل چندين دستگاه متصل به هاب است ، اقدام به ارسال داده می نمايد ، داده برای هر يك از كامپيوترها ارسال خواهد شد . كامپيوترهای دريافت كننده پس از دريافت داده ، آدرس مقصد آن را با آدرس MAC خود مقايسه می نمايند و در صورت مطابقت دو آدرس ( آدرس ارسالی موجود در بسته اطلاعاتی با آدرس كامپيوتر دريافت كننده ) ، مقصد داده مشخص خواهد شد و در صورتی كه دو آدرس اشاره شده با يكديگر مطابقت ننمايند ، كامپيوتر دريافت كننده از داده صرفنظر خواهد كرد .
همانگونه كه اشاره گرديد ، در مواردی كه كامپيوترهای موجود در يك شبكه از طريق هاب به يكديگر متصل می گردند ، هر بسته اطلاعاتی برای هر يك از كامپيوترهای موجود در شبكه ارسال خواهد شد . يكی از نكات قابل تامل در اين سناريو ، ارسال فرازمانی داده توسط هر كامپيوتر است ( در هر زمان دلخواه امكان ارسال داده وجود خواهد داشت ) . اين وضعيت مشابه طرح سوال همزمان از طرف دو دانشجو در يك كلاس درس است كه قصد استفاده از يك منبع مشترك ( معلم ) را دارند . وضعيتی اينچنين بدفعات در شبكه اتفاق می افتد .
زمانی كه يك كامپيوتر قصد ارسال داده را داشته باشد ، در ابتدا بررسی می نمايد كه ساير كامپيوترها چنين قصدی را نداشته باشند و در صورت آزاد بودن محيط انتقال ، اقدام به ارسال داده مورد نظر می نمايد . در صورتی كه كامپيوتری ديگر سعی در مبادله اطلاعات و در زمان مشابه را داشته باشد ، بسته های اطلاعاتی حاوی داده در طول شبكه با يكديگر برخورد و از بين خواهند رفت . به همين علت است كه به اين نوع شبكه ها يك collision domain نيز گفته می شود . در صورت بروز تصادم ، دو كامپيوتر مجبور خواهند بود كه پس از يك مدت زمان كاملا" تصادفی ، مجددا" تلاش نمايند تا داده خراب شده را ارسال نمايند .
به موازات افزايش كامپيوترهای موجود در يك collision domain ، احتمال بروز تصادم نيز افزايش خواهد يافت . وضعيت فوق كارآئی شبكه را به شدت كاهش خواهد داد . به همين علت است كه سوئيچ در شبكه مطرح و جايگزين هاب گرديد .
شكل زير يك نمونه سوئيچ را نشان می دهد .
عملكرد سوئيچ ، همانند هاب است و تمامی كارهای مشابه يك هاب را انجام می دهد با اين تفاوت كه زمانی كه يك كامپيوتر نيازمند مبادله داده با كامپيوتر ديگر باشد ، سوئيچ از مجموعه ای مدارات منطقی داخلی به منظور ايحاد يك مسير منطقی و اختصاصی بين دو كامپيوتر استفاده می نمايد . اين بدان معنی است كه دو كامپيوتر بدون نگرانی در خصوص بروز يك تصادم می توانند با يكديگر داده مبادله نمايند .
استفاده از سوئيچ بطرز كاملا" محسوسی افرايش كارآئی شبكه را به دنبال خواهد شد و باعث حذف تصادم در يك شبكه می گردد . ويژگی فوق تنها مزيت سوئيچ محسوب نمی گردد و علاوه بر آن می تواند مسيرهای مبادله داده موازی را ايجاد نمايند . به عنوان نمونه زمانی كه كامپيوتر A با كامپيوتر B ارتباط برقرار می نمايد ، دليلی ندارد كه كامپيوتر C نتواند با كامپيوتر D داده مبادله نمايد . در يك collision domain اين نوع مبادله داده موازی امكان پذير نمی باشد . در میان محصولات شبکه, Cisco آشناترین و محبوبترین نام را دارد و آمار فروش تجهیزات سیسکو بسیار بالا است. محصولات Cisco معمولا" بهترین و مطمئن ترین ابزارهای شبکه هستند. با داشتن یک روتر Cisco بعید است مدیر یک شبکه در حل مسائل و مشکلات خود به بن بست برسد. چرا که Cisco برای هر مسئله ای راه حلی را پیشنهاد کرده است.
ما در اینجا تنها مقداری درباره روترهای Cisco بحث می کنیم و وارد سایر محصولات Cisco نمی شویم.
بدیهی است پرداختن به جزئیات کامل روترهای Cisco نیز امکان پذیر نیست. برای آگاهی کامل از محصولات و هر یک از تجهیزات Cisco می توانید به سایت Cisco.com مراجعه نمایید.
امروزه استفاده از روتر سیسکو Cisco به منظور برقراری ارتباط کاربران با ISP از جمله رایج ترین روشهای موجود است. علاوه بر این روترهای Cisco می توانند به منظورهای مختلفی نظیر Firewall , Routing , VoIP , ... مورد استفاده قرار گیرند.
پرینت سرور
این دستگاه جهت به اشتراک گذاشتن پرینترهایی که دارای پورت و کارت شبکه نمی باشند استفاده می شود. این دستگاه، یک وسیله کوچک است که به عنوان یک Node به شبکه متصل می شود (یعنی آدرس IP می گیرد) و چاپگر و یا چاپگرها به آن وصل می شود.
Access Point
نقطه دسترسی یا AP به عنوان یک پل ارتباطی بین شبکه های کابلی و دستگاههای بدون کابل عمل می نماید . با استفاده از سخت افزار فوق ، امکان ارتباط چندین دستگاه به منظور دستیابی به شبکه فراهم می گردد .access point می تواند دارای عملکردی مشابه یک روتر نیز باشد . در چنین مواردی انتقال اطلاعات در محدوده وسیعتری انجام شده و داده از یک access point به access point دیگر ارسال می گردد.
امروز قصد داریم نگاهی داشته باشیم به انواع تجهیزات سخت افزاری شبکه های خانگی و رفته رفته و در طول مقاله با مورادی مانند اینکه هر قطعه به تنهایی چه کاری انجام می دهد، چه زمانی به کدامیک نیاز است و بهترین شیوه ی به کارگیری آنها چیست بپردازیم. کاربران خانگی معمولاً در بسیاری موارد سئوال هایی مانند اینکه آیا ما به یک سوئیچ نیاز داریم یا یک هاب؟ یک روتر دقیقاً چه کاری انجام می دهد؟ آیا اگر فقط تنها یک کامپیوتر داشته باشیم نیز به روتر نیاز پیدا می کنیم؟ و… مطرح می کنند و حالا قصد داریم یکبار برای همیشه به بسیاری از این سئوالات و سئوالات مشابه پاسخ بدهیم.
درک شبکه های خانگی از طریق یک دیاگرام
به جای اینکه در شروع لغت نامه یی از مفاهیم و اصطلاحات شبکه را برای شما توضیح دهیم و بعد آن را با توضیح عملیات های گوناگونی که در شبکه صورت می پذیرد کامل نماییم اجازه دهید مستقیماً به سراغ یک دیاگرام برویم. در دیاگرامی که در پایین آورده شده است ساده ترین شبکه ی خانگی ممکنی را که می توان راه اندازی کرد مشاهده می نمایید، یک کامپیوتر مستقیماً به یک مودم متصل شده و این مودم از طریق یک خط تلفن/کابل/فیبر نوری به سرویس دهنده ی اینترنت یا همان ISP که مخفف Internet Service Provider است وصل گردیده.
هیچ شبکه ای نمی تواند از این ساده تر باشد ولی برای سادگی بیش از حد لازم است بهایی را نیز بپردازید، کاربری که چنین شبکه ای را در خانه اش راه اندازی کرده باشد نمی تواند با هیچ یک از ابزارهایی که از شبکه های Wi-Fi یا همان بی سیم پشتیبانی به عمل می آورند (مثل لپ تاپ ها، تلفن های هوشمند و…) به اینترنت وصل شود که در اصل این ضعف از عدم به کارگیری یک روتر یا مودم روتر در ارتباط وی با اینترنت ناشی شده است. اما حالا که صبحت از روترها و مودم روترها شد بگذارید با آنها نیز آشنا شویم. در دیاگرام زیرین دو عنصر جدید مشاهده می کنید یک روتر که از ارتباط بی سیم پشتیبانی به عمل می آورد و دیگری یک لپ تاپ که بر همین اساس توانسته است با شبکه به صورت وایرلس ارتباط برقرار کند.
چه زمانی باید از یک روتر استفاده کنیم؟ با توجه به قیمت پایین روترها و مزایایی که به شبکه شما اضافه می کنند همواره لازم است از یک روتر یا مودم روتر استفاده کنید. مودم روترها گونه ای از مودم ها هستند که برخی از امکانات روترها مانند پورت های خروجی بیشتر، پشتیبانی از ارتباط وایرلس و حتی به اشتراک گذاری انواع حافظه را به ارث برده اند ولی در مجموع و در اکثر مواقع امکانات کمتری نسبت به روترها دارند. روترهای خانگی معمولاً سه جز اصلی از شبکه را شامل می شوند: یک روتر، یک فایروال یا دیواره ی آتش و یک سوئیچ، در اصل یک روتر معمولاً ترکیبی از سه جز یاد شده است. اکنون برای اولین گام بد نیست به آنچه یک روتر قادر به انجامش است بپردازیم.
قبل از هر چیز لازم است بدانید یک روتر در اصل دو شبکه را بهم وصل می کند شبکه ای که در داخل خانه ی شما جریان دارد و شبکه ای که در خارج از خانه ی شما قرار دارد. در تفسیر ساده تر مودم های ADSL یا Broadband (پهن باند) تنها می توانند به یک کامپیوتر وصل شده و به آن سرویس دهند و قابلیت سرویس دهی به چندین کامپیوتر به صورت همزمان و برقراری ارتباط بین آنها مانند یک سوئیج را دارا نیستند، یک روتر در این میانه قرار می گیرد و پس از دریافت ارتباط اینترنتی از مودم آن را به شبکه ای که در خانه ی شما و بین ابزارهای شما ایجاد کرده است به شکل مناسب تقسیم می کند، مودم روترها نیز عملکردی مشابه داشته فقط با این تفاوت که دو ابزار مودم و روتر در قالب یک قطعه ترکیب شده اند.
اما همانطور که اشاره کردیم بد نیست بپردازیم قابلیت های یک روتر:
- به اشتراک گذاری IP یا IP Sharing: سرویس دهنده ی اینترنتتان به شما یک شناسه ی اینترنتی یا IP را اختصاص می دهد، اگر یک دسکتاپ، یک لپ تاپ، یک تلفن هوشمند و یک تبلت داشته باشید که همگی نیاز به اینترنت داشته باشند یک شناسه اینترنتی یا IP نمی تواند پاسخگوی نیاز آنها باشد. روتر در اینجا وارد عمل شده و ارتباط ابزارهای مذکور و نیازشان به شبکه را مدیریت کرده و مطمئن می شود هر یک از ابزارها بر مبنای درخواست ارسالی آنچه را که نیاز داشته است دریافت می نماید و یا پاکت های داده ی درستی به دستش خواهد رسید. بدون این قابلیت دو کاربر نمی توانند همزمان از یک سرویس اینترنتی استفاده کرده و بر روی کامپیوترهای جداگانه ی خود بر مبنای درخواستشان صفحات و سرویس های وب صحیح را دریافت کنند.
- برگردان نشانی شبکه یا Network Address Translation: که در اصطلاح از آن با عنوان NAT یاد می شود هدر (header) یا سر تیتر پاکت های داده (منظور بسته های کوچک اطلاعات است) را برای شما ویرایش و مدیریت می کند تا به ابزار صحیح و مورد نظر برسند. به NAT در روتر خود می توانید به چشم یک مسئول پذیرش بسیار زبده بنگرید که می داند هر بسته ی داده یی که وارد یا خارج می شود دقیقاً باید کجا برود و بر روی آنها با مهر های جداگانه بخشی که باید بروند را حک می کند.
- Dynamic Host Configuration یا پیکر بندی پویای میزبان: که در اصطلاح از آن با عنوان DHCP یاد می شود به صورت خودکار کلیه میزبان های متصل شده به شبکه را تنظیم یا پیکر بندی کرده و آدرس دهی می نمایند. بدین معنی که هر زمان کامپیوتر جدیدی وارد شبکه ی شما می شود لازم است به صورت دستی به آن یک شناسه یا آدرس اختصاص بدهید و البته تنظیمات دیگری را در موردش اعمال کنید تا بر روی شبکه به درستی عمل کرده و ارتباط برقرار نماید. DHCP اینکار را به صورت خودکار یا پویا به انجام می رساند و دیگر برای تعریف شناسه ی خاص آن کامپیوتر و انجام تنظیمات لازمش نیازی به دخالت انسانی وجود ندارد.
- دیواره ی آتش یا Firewall: کار این بخش تقریباً مشابه مفهوم نرم افزارهای فایراوالی است که می شناسید و بر ارتباطات با شبکه ی بیرونی نظارت کرده و اجازه ی ورود و خروج اطلاعات و درخواست هایی غیر ضروری که بخشی از شبکه نبوده اند را نمی دهد. برای مثال شما اگر درخواست پخش موسیقی از روی سرویسی مانند اسپاتیفای را داشته باشید، به محض اینکه پاکت های موسیقی از شبکه اینترنت به مودم شما برسند دیواره ی آتش روتر به آنها اجازه ی ورود می دهد و سپس آنها توسط روتر به ابزاری که درخواستشان را داشته هدایت می شوند. در سوی دیگر اگر مثلاً درخواست دسترسی به پورتی خاص بر روی شبکه یا عبور داده از روی یک پورت برسد که ضرورتی نداشته باشد و بخشی از درخواست های کاربران مجاز شبکه ی تعریف شده در پشت دیواره ی آتش نباشد این دیواره بلافاصله آنها را بلوکه و از ورود به شبکه یی که مورد محافظتش است منع می نماید.
موضوعات مشابه:
LinkBack URL
About LinkBacks
نوشته اصلی توسط mostafa73
