ترجمه فصل اول کتاب رسمی نتورک پلاس

فهرست

چکیده 

تعریف یک شبکه 

هدف از یک شبکه 

مروری بر اجزای شبکه 

شبکه های تعریف شده توسط جغرافیا 

LAN

WAN

WLAN

SAN

CAN

MAN

PAN

شبکه های تعریف شده توسط توپولوژی 

توپولوژی bus 

توپولوژی حلقه 

توپولوژی ستاره 

شبکه ی hub and spoke. 

شبکه های تمام مش

شبکه های مش جزیی

شبکه های بی سیم 

شبکه های کلاینت-سرور 

شبکه های peer-to-peer 

خلاصه 

چکیده :

در این فصل با اهداف شبکه و مثالهایی از تجهیزات تحت شبکه و … آشنا میشویم به طور خلاصه هدف از شبکه این است که بتوانیم یک سری منابع مانند اطلاعات ، پرینتر و … را به اشتراک بگذاریم و این اشتراک گذاری را به بقیه ارائه دهیم هدف ارائه یک سری خدمات است که به این خدمات سرویس میگویندو به کسی که این خدمات را ارئه میدهد سرور میگویندو کسی که این خدمات را میگیرد کلاینت نامیده میشود با تجهیزات شبکه مانند سوییچ آشنا میشویم که سوییچ دستگاهی است که تجهیزات دیگر به آن متصل میشوند تا شبکه شوند و media واسطی است که تجهیزات را به هم متصل میکند همچنین به وسیله ی روتر میتوانیم شبکه های مختلف را به هم متصل کنیم و از طریق بستر ارتباطی wan link (مثل مودم adsl ) میتوان به یک شبکه و دنیای بزرگ تر متصل شد . hub قدیمی تر از سوویچ است و بستر ارتباطی آن اشتراکی است و در این وسیله احتمال برخورد وجود دارد و hub به این دلیل بهینه نیست و به سراغ سوییچ ها میرویم

امروزه از شبکه های ستاره ای استفاده میشود که یک دستگاه مرکزی وجود دارد که همه به آن متصل میشوند و صحبت میکنندکه مشکل آنها این است که اگر دستگاه مرکزی از بین برود همه ی ارتباط ها قطع میشود که شبکه ی مش این عیب را از بین میبرد و در شبکه های مش اگر ارتباط از یک طرف قطع شود میتوان از طرف دیگر با دستگاه ارتباط برقرار کردکه این شبکه ممکن است تمام مش باشند یعنی همه با هم ارتباط دارند یا جزیی مش باشد یعنی ارتباط کامل کامل نیست .

در بستر ارتباطی وایرلس شبکه های ad-hoc را داریم که در این شبکه ها یک دستگاه مرکزی وایرلس ندارم که بستر ارتباطی ما را مدیریت کند و دارای برد و پهنای باند کم است و زیاد قابل مدیریت نیست و شبکه های infrastructure که یک access point مرکزی وجود دارد که همه به آن متصل میشوند و پهنای باند و امنیت زیادی دارد

در پایان این فصل میتوانیم به سوالات زیر پاسخ دهیم :

هدف از یک شبکه چیست ؟

چند مثال از اینکه تجهیزات تحت شبکه چی هستند ؟

شبکه ها از لحاظ گستردگی فیزیکی چگونه تعریف میشوند ؟

شبکه ها براساس توپولوژی چگونه تعریف میشوند ؟

چگونه شبکه ها توسط محل منبع تعریف میشوند ؟

وقتی به شبکه کامپیوتری فکر می کنید چه چیزی به ذهن شما خطور می کند؟ آیا اینترنت است؟ ایمیل است؟ آیا اتصال بی سیم است که به شما امکان می دهد از طریق لپتاپ و چاپگر خود چاپ کنید؟ آیا این ترموستات و چراغ های هوشمند خانه شماست؟ برداشت فعلی شما از یک شبکه رایانه ای هرچه باشد ، این کتاب به شما کمک می کند تا درک عمیقی از محاسبات شبکه داشته باشید. توجه داشته باشید که اگرچه فکر می کنید شبکه های رایانه ای کامپیوترها را بهم متصل می کنند ، اما شبکه های رایانه ای امروزه علاوه بر رایانه ، انواع مختلفی از دستگاه ها را بهم متصل می کنند. به عنوان مثال می توان به کنسول های بازی ، دستگاه های نظارت تصویری ، تلفن های مبتنی بر IP ، تبلت ها و تلفن های هوشمند اشاره کرد. بنابراین ، در کل این کتاب ، تصور کنید اصطلاح شبکه رایانه ای مترادف با اصطلاح عمومی تر شبکه است ، زیرا این اصطلاحات به جای یکدیگر استفاده می شوند. در این فصل ، هدف این است که شما را با هدف یک شبکه آشنا کنیم و به شما کمک کنیم تا براساس معیارهایی مانند جغرافیا ، توپولوژی و موقعیت منابع شبکه ، یک شبکه مشخص را دسته بندی کنید. یک هدف ضمنی از این و سایر فصل های این کتاب این است که شما را برای موفقیت در امتحان شبکه + CompTIA ، که یک آزمون در صنعت فناوری اطلاعات (IT) است ، آماده کند.

مفاهیم بنیادی :

تعریف یک شبکه  :

در فیلم Field of Dreams ، شما این جمله را میشنوید: “اگر آن را بسازید ، آنها می آیند.” این بیانیه قطعاً در مورد تکامل سرویس های مبتنی بر شبکه که در شبکه های امروزی دیده می شوند ، صدق می کند. شبکه های رایانه ای دیگر مجاز نیستند که به گروهی از رایانه ها اجازه دهند که به مجموعه مشترکی از پرونده های ذخیره شده در رایانه ای که به عنوان سرورانتخاب شده است دسترسی داشته باشند .در عوض ، با ایجاد شبکه های پرسرعت و شبکه های دارای افزونگی زیاد ، معماران شبکه شاهد این هستند که انواع مختلف ترافیک را در یک شبکه واحد قرار می دهند. بعنوان مثال ، علاوه بر داده ، صدا و ویدئو نیز وجود دارد. همانطور که در این فصل خواهید آموخت ، اینترنت اشیا (IOT) به این معنی است که تقریباً همه چیز می خواهد به شبکه شما بپیوندد ، از چراغ های منزل گرفته تا بسیاری از لوازم خانگی شما! می توان استدلال کرد که یک شبکه مجموعه ای از قطعات است . بنابراین ، هنگامی که مطالعه خود را در زمینه شبکه آغاز می کنید ، باید درک اساسی از مولفه های اساسی شبکه داشته باشید . این مولفه ها شامل نهادهایی مانند سرویس گیرنده ، سرور ، هاب ، سوییچ و روتر و همچنین رسانه های مورد استفاده برای اتصال این دستگاه ها هستند.

هدف از شبکه :

در اصل ، هدف یک شبکه ایجاد ارتباط است. این ارتباط ممکن است بین یک رایانه و یک پرینتر یا یک لپ تاپ و اینترنت باشد. با این حال ، ارزش واقعی یک شبکه از ترافیکی است که از طریق آن اتصالات جریان دارد. نمونه ای از برنامه ها را که می توانند از طریق اتصالات شبکه حرکت کنند:

• اشتراک فایل بین دو رایانه
• چت ویدئویی بین رایانه های واقع در مناطق مختلف جهان
• گشت و گذار در وب (به عنوان مثال ، برای استفاده از سایت های رسانه های اجتماعی ، تماشای جریان فیلم یا گوش دادن به یک ایستگاه رادیویی اینترنتی ، یا تحقیق درمورد مقاله ای)
• پیام رسانی فوری (IM) بین رایانه های دارای نرم افزار IM نصب شده
• ایمیل
• Voice over IP (VoIP) ، برای جایگزینی سیستم های تلفنی سنتی

اصطلاحی که به شبکه ای منتقل می شود انواع مختلفی از ترافیک را انتقال می دهد (به عنوان مثال صوت ، فیلم و داده) شبکه همگرا است. یک شبکه همگرا ممکن است صرفه جویی قابل توجهی در هزینه سازمان هایی که قبلاً از زیرساخت های شبکه جداگانه برای ترافیک صوتی ، داده ای و ویدئویی پشتیبانی می کردند ، ارائه دهد. این همگرایی همچنین به طور بالقوه هزینه های کارکنان را کاهش می دهد ، زیرا فقط یک شبکه واحد باید پشتیبانی شود ، نه شبکه های جداگانه برای انواع مختلف ترافیک.

مروری بر اجزای یک شبکه

طراحی ، نصب ، مدیریت و عیب یابی شبکه از توانایی شما در شناخت اجزای مختلف شبکه و عملکردهای آنها استفاده می کند. اگرچه این موضوع در فصل ۳ ، “اجزای شبکه” مورد توجه قرار گرفته است ، قبل از اینکه خیلی بیشتر ادامه دهید ، شما به یک دانش اساسی در مورد چگونگی جمع شدن تک تک اجزا برای تشکیل یک شبکه عملکردی نیاز دارید. مولفه هایی که در حال حاضر باید در نظر بگیرند client ، سرور ، هاب ، سوییچ ، روتر ، رسانه و شبکه (WAN) هستند. به عنوان مرجع این بحث ، شکل ۱-۱ را در نظر بگیرید :

شکل ۱-۱ : نمونه ای از شبکه کامپیوتری

لیست زیر اجزای شبکه ی نشان داده شده در شکل ۱-۱ و توابع آنها را توصیف می کند :

• کلاینت : کلاینت دستگاهی است که کاربر نهایی برای دسترسی به شبکه استفاده می کند. این دستگاه ممکن است یک ایستگاه کاری ، لپ تاپ ، گوشی هوشمند با قابلیت های بی سیم یا انواع دیگر دستگاه های پایانه کاربر نهایی باشد
• سرور : همانطور که از نام آن پیداست ، یک سرور منابع را در یک شبکه فراهم می کند. این منابع ممکن است شامل دسترسی به ایمیل باشد که توسط یک سرور ایمیل ، صفحات وب ارائه شده توسط یک سرور وب یا فایلهای موجود در یک سرور فایل ایجاد میشود .
• هاب: هاب یک فناوری قدیمی است که اجزای شبکه ، مانند کلاینت ها و سرورها را بهم متصل می کند. تعداد هاب ها از نظر تعداد درگاه های موجود متفاوت است. با این حال ، برای مقیاس پذیری ، می توانید هاب ها را در یک نقطه بهم متصل کنید . اگر هاب های زیادی را با هم زنجیره کنید ، خطاهای شبکه ممکن است ایجاد شود. همانطور که در فصل ۳ بیشتر بحث خواهد شد ، هاب یک دستگاه لایه ۱ است و هیچ بازرسی از ترافیکی که عبور می کند را انجام نمی دهد. بلکه یک هاب به سادگی از طریق پورت ترافیک دریافت می کند (یعنی یک مخزنی که کابل شبکه به آن متصل می شود) و این ترافیک را از سایر پورت های دیگر تکرار می کند. به یاد داشته باشید ، برای شبکه محلی (LAN) ، هاب منسوخ در نظر گرفته شده است. این فصل آن را برای اهداف دانشگاهی پوشش می دهد.
• سوئیچ : مانند هاب ، یک سوئیچ اجزای شبکه را بهم متصل می کند و سوییچ ها با تراکم پورت متنوعی در دسترس هستند. با این وجود ، برخلاف هاب ، یک سوییچ به سادگی باعث ترافیک یک درگاه نمی شود و باعث خروج از همه پورت های دیگر نمی شود. در عوض ، یک سوئیچ می آموزد که کدام دستگاه ها از کدام پورت ها کار می کنند. این کار را با بازرسی ترافیکی که به پورت وارد می شود (ورودی) و ضبط آدرس منبع انجام می دهد. سپس به آدرس مقصد نگاه می کند و اگر سوئیچ آدرس مقصد را بداند ، ترافیک را از درگاه مناسب (نه از همه درگاه های دیگر) هدایت می کند . این باعث کاهش چشمگیر حجم دوره های ترافیکی از طریق شبکه شما می شود. یک سوئیچ را یک دستگاه لایه ۲ در نظر بگیرید ، به این معنی که آن تصمیمات خود را بر اساس آدرس هایی که به طور فیزیکی در کارت رابط شبکه (NIC) در یک میزبان است ، اتخاذ می کند (یعنی هر دستگاهی که ترافیک شبکه را منتقل یا دریافت می کند) . این آدرس، آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) است. توجه داشته باشید که سوئیچ های امروزی قادر به کار در لایه های بالاتر مدل شبکه هستند اما هنوز هم بیشتر آنها به عنوان دستگاه های لایه ۲ در نظر گرفته می شوند. مدل اصلی شبکه ای که امروزه استفاده می شود ، مدل OSI است. این به طور مفصل در فصل ۲ ، “مدل مرجع OSI” آورده شده است.
• روتر : همانطور که در فصل ۳ بحث میشود ، یک روتر را یک دستگاه لایه ۳ در نظر بگیرید ، به این معنی که تصمیمات خود را بر اساس آدرس های شبکه منطقی می گیرد . اکثر شبکه های مدرن از آدرس پروتکل اینترنت (IP) استفاده می کنند. بنابراین ، بیشتر روترها می دانند چه شبکه های منطقی IP از طریق کدام روتر واسط کار می کنند. سپس ، وقتی ترافیک به یک روتر وارد می شود ، روتر آدرس IP مقصد ترافیک را بررسی می کند و براساس پایگاه داده روتر شبکه ها یعنی جدول مسیریابی (routing table) ، ترافیک را به طور هوشمند از رابط مناسب هدایت می کند.
• رسانه: دستگاه های ذکر شده قبلی باید از طریق نوعی رسانه به هم متصل شوند. این رسانه می تواند کابل کشی مسی باشد. یا می تواند یک کابل فیبر نوری باشد. رسانه ها حتی ممکن است کابل نباشند ، مانند شبکه های بی سیم ، جایی که امواج رادیویی از طریق رسانه های هوا عبور می کنند. فصل ۳ این بحث در مورد رسانه را گسترش می دهد. در حال حاضر متوجه شوید که رسانه از نظر هزینه ، ظرفیت پهنای باند و محدودیت فاصله متفاوت است. به عنوان مثال ، اگرچه کابل کشی فیبر نوری گرانتر از کابل کشی twisted-pair بدون محافظ است ، اما به طور معمول می تواند ترافیک را در مسافت های طولانی تر حمل کند و از ظرفیت پهنای باند بیشتری برخوردار است (یعنی ظرفیت حمل داده بالاتر).
• لینک WAN: امروزه بیشتر شبکه ها به یک یا چند شبکه دیگر متصل می شوند. به عنوان مثال ، اگر شرکت شما دو مکان داشته باشد و این دو مکان از طریق شبکه Multiprotocol Label Switching (MPLS) به هم متصل شده باشند ، پیوندی که این شبکه ها را بهم متصل می کند معمولاً به عنوان (WAN) شناخته می شود. شبکه های WAN و فناوری های پشتیبانی کننده ی شبکه های WAN در فصل ۷ ، “wide area network” پوشش داده شده اند.

شبکه های تعریف شده توسط جغرافیا

همانطور که ممکن است در این مرحله حس کنید ، همه شبکه ها یکسان به نظر نمی رسند. آنها از جهات مختلف متفاوت هستند. معیار طبقه بندی شبکه ها نحوه پراکندگی اجزای شبکه از نظر جغرافیایی است. به عنوان مثال ، یک شبکه ممکن است دستگاههای موجود در داخل دفتر را بهم متصل کند ، یا یک شبکه ممکن است یک پایگاه داده را در محل دفتر مرکزی شرکت با دفتر فروش از راه دور واقع در طرف مقابل کره زمین وصل کند. بر اساس پراکندگی جغرافیایی اجزای شبکه ، می توانید شبکه ها را در دسته های مختلف طبقه بندی کنید ، از جمله موارد زیر:

• Local area network (LAN)
• Wide area network (WAN)
• Wireless local area network (WLAN)
• Storage area network (SAN)
• Campus area network (CAN)
• Metropolitan area network (MAN)
• Personal area network (PAN)

بخشهای زیر این طبقه بندی های مختلف شبکه را با جزئیات بیشتری شرح می دهد.

LAN

یک LAN اجزای شبکه را در یک منطقه محلی (به عنوان مثال ، در داخل یک ساختمان) به هم متصل می کند. نمونه هایی از فن آوری های متداول LAN که احتمالاً با آنها روبرو خواهید شد شامل اترنت (یعنی IEEE 802.3) و شبکه های بی سیم (یعنی IEEE 802.11) است. شکل ۱-۲ نمونه ای از LAN را نشان می دهد

شکل ۱-۲ : نمونه ای از توپولوژی LAN

توجه :

IEEE مخفف Institute of Electrical and Electronics Engineers است و یک نهاد استاندارد شناخته شده بین المللی است.

WAN

WAN اجزای شبکه را که از نظر جغرافیایی از هم جدا شده اند بهم متصل می کند. به عنوان مثال ، یک دفتر مرکزی شرکت ممکن است دارای چندین اتصال WAN به سایت های اداری از راه دور باشد. Multiprotocol Label Switching (MPLS) و حالت انتقال ناهمزمان (ATM) نمونه هایی از فناوری های WAN هستند. شکل ۱-۳ یک توپولوژی WAN ساده را نشان می دهد ، که دو مکان پراکنده از نظر جغرافیایی را به هم متصل می کند.

شکل ۱-۳ : نمونه ای از توپولوژی WAN

WLAN

یک شبکه محلی متشکل از دستگاه های شبکه بی سیم یک شبکه محلی بی سیم (WLAN) است. فصل ۸ ، “فن آوری های بی سیم” ، به طور مفصل به این موضوع می پردازد.

SAN

شما می توانید یک شبکه با سرعت بالا و بسیار قابل اطمینان برای انتقال سریع اطلاعات ذخیره شده ایجاد کنید. این شبکه را شبکه منطقه ذخیره سازی می نامند.

دسته های دیگر از شبکه ها

اگرچه LAN ها و WAN ها رایج ترین اصطلاحاتی هستند که برای دسته بندی شبکه های رایانه ای بر اساس جغرافیا مورد استفاده قرار می گیرند ، سایر دسته ها شامل شبکه دانشگاه (CAN) ، شبکه شهری (MAN) و شبکه شخصی (PAN) هستند.

CAN

سالها پیش ، من مدیر شبکه یک دانشگاه بودم. این دانشگاه چندین مایل مربع مساحت داشت و ده ها ساختمان داشت. در بسیاری از این ساختمانها یک شبکه محلیLAN بود با این حال ، آن شبکه های LAN ساختمان محور به هم پیوسته بودند. با اتصال این شبکه های محلی ، یک نوع شبکه دیگر ایجاد شد ، CAN. علاوه بر یک پردیس دانشگاهی واقعی ، ممکن است CAN را در یک پارک صنعتی یا پارک تجاری پیدا کنید.

MAN

گسترده تر از CAN و کمتر از WAN ، یک MAN مکان های پراکنده در یک کلان شهر را بهم متصل می کند. به عنوان مثال تصور کنید که یک تجارت در شیکاگو مکانی در نزدیکی فرودگاه O’Hare ، محل دیگری در نزدیکی اسکله نیروی دریایی و محل دیگری در برج ویلیس (قبلاً برج سیرز شناخته می شد) است. اگر یک ارائه دهنده خدمات بتواند آن مکان ها را با استفاده از یک شبکه پرسرعت مانند شبکه ۱۰ گیگابیت بر ثانیه (یعنی ۱۰ میلیارد بیت در ثانیه) بهم متصل کند ، اتصال آن مکان ها یک MAN را تشکیل می دهد. یک مثال از فناوری MAN ، Metro Ethernet است که دارای سرعت بسیار بالاتری نسبت به فناوری های WAN سنتی است که ممکن است در گذشته برای اتصال چنین مکان هایی استفاده می شده است.

PAN

PAN شبکه ای است که مقیاس آن حتی کوچکتر از LAN است. به عنوان مثال ، اتصال بین رایانه شخصی و دوربین دیجیتال از طریق کابل سریال (USB) را می توان PAN در نظر گرفت. مثال دیگر ، رایانه شخصی است که از طریق اتصال FireWire به یک هارد اکسترنال متصل است. با این وجود PAN لزوماً اتصال سیمی نیست. اتصال بلوتوث بین تلفن همراه و سیستم صوتی اتومبیل شما به عنوان یک PAN بی سیم (WPAN) در نظر گرفته می شود. تمایز اصلی PAN این است که دامنه آن معمولاً فقط به چند متر محدود می شود.

شبکه های تعریف شده توسط توپولوژی

علاوه بر طبقه بندی شبکه ها بر اساس موقعیت جغرافیایی اجزای آنها ، روش دیگر برای طبقه بندی شبکه استفاده از توپولوژی شبکه است. با این حال به نظر می رسد فریبنده باشد. شما باید بتوانید یک توپولوژی فیزیکی و یک توپولوژی منطقی را تشخیص دهید.

شکل ۱- ۴ : توپولوژی فیزیکی ستاره

                   بعد ، توپولوژی فیزیکی را در شکل ۱-۴ با توپولوژی منطقی نشان داده شده در شکل ۱-۵ و بعداً در شکل ۱-۸ مقایسه کنید. اگرچه رایانه ها از نظر فیزیکی به یک MAU متمرکز متصل می شوند ، وقتی جریان ترافیک از طریق شبکه (یا در این مورد ، در اطراف) شبکه را بررسی می کنید ، می بینید که جریان ترافیک در واقع شبکه را به صورت دور و دور حلقه می کند. جریان ترافیک نحوه طبقه بندی توپولوژی منطقی یک شبکه را تعیین می کند. در این نمونه ، توپولوژی منطقی یک توپولوژی حلقه ای است زیرا ترافیک در اطراف شبکه گردش می کند گویی در اطراف یک حلقه در گردش است.

شکل ۱-۵ : توپولوژی حلقه منطقی

قبل از اینکه شبکه Token Ring را برای شبکه محلی خود خریداری کنید ، به خاطر داشته باشید که اکنون فقط این فناوری را در موزه های شبکه مشاهده خواهید کرد!

توپولوژی bus

توپولوژی bus ، همانطور که در شکل ۱-۶ نشان داده شده است ، معمولاً از کابلی استفاده می کند که در منطقه نیاز به اتصال دارد. دستگاه هایی که نیاز دارند به شبکه متصل شوند سپس روی نزدیک ترین کابل ضربه میزنند . شبکه های اترنت اولیه به توپولوژی های اتوبوس متکی بودند.

شکل ۱-۶ : توپولوژی اتوبوس

یک شیر شبکه ممکن است به شکل یک اتصال دهنده T باشد (در شبکه های قدیمی ۱۰BASE2 استفاده می شود) یا یک شیر vampire (که در شبکه های قدیمی ۱۰BASE5 استفاده می شود). شکل ۱-۷ نمونه ای از اتصال T را نشان می دهد

شکل ۱-۷ : کانکتورT

توجه :

استانداردهای اترنت که در اینجا ذکر شده است (یعنی ۱۰BASE2 و ۱۰BASE5) ، علاوه بر بسیاری از استانداردهای اترنت دیگر ، در فصل ۴ ، “فناوری اترنت” به تفصیل بحث خواهد شد .

یک گذرگاه و همه دستگاه های متصل به آن گذرگاه یک بخش شبکه را تشکیل می دهند. همانطور که در فصل ۴ بحث میشود ، یک بخش شبکه واحد یک دامنه برخورد است ، به این معنی که تمام دستگاه های متصل به گذرگاه ممکن است سعی کنند به طور همزمان به گذرگاه دسترسی پیدا کنند ، در نتیجه یک وضعیت خطا شناخته می شود . جدول ۱-۱ برخی از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی bus را نشان می دهد.

جدول ۱-۱ : خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی BUS

توپولوژی حلقه :

شکل ۱-۸ نمونه ای از توپولوژی حلقه را ارائه می دهد ، جایی که ترافیک به صورت دایره ای در اطراف یک حلقه شبکه بسته (یعنی یک حلقه) جریان می یابد. به طور معمول ، یک توپولوژی حلقه ای داده ها را در یک جهت واحد به نوبه خود به هر دستگاه متصل می فرستد ، تا زمانی که مقصد مورد نظر داده ها را دریافت کند. شبکه های Token Ring به یک توپولوژی حلقه متکی بودند.

شکل ۱-۸ : توپولوژی حلقه

Token Ring تنها توپولوژی محبوب حلقه ای مبتنی بر محبوبیت در شبکه ها در دهه ۱۹۹۰ نبود. Fiber Distributed Data Interface (FDDI) نوع دیگری از توپولوژی مبتنی بر حلقه است. بیشتر شبکه های FDDI (که همانطور که از نامشان پیداست فیبر نوری به عنوان رسانه دارند) نه تنها از یک حلقه ، بلکه از دو حلقه استفاده می کنند. این دو حلقه داده ها را در جهت مخالف ارسال می کردند و در نتیجه حلقه های ضد چرخش ایجاد می شدند. یکی از مزایای حلقه های ضد چرخش این بود که اگر فیبر شکسته شود ، ایستگاه های موجود در هر طرف شکست می توانند دو حلقه خود را به هم متصل کنند ، در نتیجه یک حلقه واحد قادر به رسیدن به تمام ایستگاه های حلقه است.

از آنجا که یک توپولوژی حلقه به دستگاه های موجود در حلقه امکان می دهد تا به نوبت بر روی حلقه منتقل شوند ، بحث برای دسترسی به رسانه ها ، همانطور که برای یک توپولوژی اتوبوس وجود داشت، مشکلی ایجاد نمیکند. اگر یک شبکه دارای یک حلقه باشد ، این حلقه به یک نقطه خرابی تبدیل می شود. اگر حلقه در هر نقطه شکسته شود ، جریان داده متوقف می شود. جدول ۱-۲ برخی از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی حلقه را نشان می دهد.

جدول ۲-۱ : خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی حلقه

توپولوژی ستاره

شکل ۱-۹ نمونه توپولوژی ستاره ای را نشان می دهد که دارای یک توپی در مرکز توپولوژی و مجموعه ای از مشتری ها است که به صورت جداگانه به هاب متصل هستند. توجه داشته باشید که یک توپولوژی ستاره دارای یک نقطه مرکزی است که تمام دستگاه های متصل از آن تابش می کنند. در شبکه های محلی ، آن دستگاه متمرکز به طور معمول در اوایل دهه ۱۹۹۰ مرکز فعالیت بود. با این حال ، شبکه های مدرن معمولاً دارای یک سوئیچ هستند که در مرکز ستاره قرار دارد

شکل۱-۹ : توپولوژی ستاره

توجه :

در فصل ۳ UTP و انواع دیگر کابل کشی بحث شده است.

توپولوژی ستاره محبوب ترین توپولوژی LAN فیزیکی است که امروزه استفاده می شود ، دارای یک سوئیچ اترنت در مرکز ستاره و یک کابل جفت پیچ خورده بدون محافظ (UTP) که برای اتصال از درگاه های سوئیچ به مشتری استفاده می شود. جدول ۱-۳ برخی از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی ستاره را مشخص می کند

جدول ۱-۳ : از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی ستاره

توپولوژی Hub-and-Spoke

هنگام اتصال چندین سایت (به عنوان مثال ، چندین مکان شرکتی) از طریق لینک های WAN ، یک توپولوژی Hub-and-Spokeدارای یک لینک WAN از هر سایت از راه دور (یعنی یک سایتSPOKE) به سایت اصلی (یعنی سایت هاب) است ) این رویکرد ، که نمونه ای از آن در شکل ۱-۱۰ نشان داده شده است ، مشابه توپولوژی ستاره ای است که در شبکه های محلی استفاده می شود

شکل ۱-۱۰ : توپولوژی Hub-and-Spoke

با لینک های WAN ، برای هر لینک هزینه تکراری به یک ارائه دهنده خدمات پرداخت می شود. بنابراین ، یک توپولوژی Hub-and-Spoke با اتصال مستقیم هر دو مکان Spoke به حداقل رساندن هزینه های WAN کمک می کند. اگر دو مکان Spoke نیاز به برقراری ارتباط بین خود داشته باشند ، ارتباط آنها از طریق محل هاب ارسال می شود. جدول ۱-۴ در مقایسه با مزایا و معایب توپولوژی Hub-and-Spoke WAN است

جدول ۱-۴ : از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی Hub-and-Spoke

توپولوژی تمام مش

در حالی که یک توپولوژی WAN hub-and-spoke  فاقد افزونگی بود و از مسیرهای بهینه رنج می برد ، یک توپولوژی مش کامل ، همانطور که در شکل ۱-۱۱ نشان داده شده است ، مستقیماً هر سایت را به سایت دیگر متصل می کند.

شکل ۱-۱۱ : توپولوژی تمام مش

از آنجا که هر سایت مستقیماً به هر سایت دیگری متصل می شود ، می توان مسیر بهینه ای را انتخاب کرد ، در مقابل اینکه ترافیک از طریق سایت دیگری پخش شود. همچنین ، یک توپولوژی تمام مش بسیار مقاوم در برابر خطا است. با بازبینی شکل ۱-۱۱ ، می بینید که چندین لینک در توپولوژی از بین می رود و ممکن است هر سایت هنوز بتواند به هر سایت دیگری متصل شود. جدول ۱-۵ خلاصه مشخصات توپولوژی تمام مش است.

جدول ۱-۵ : از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی تمام مش

توپولوژی مش جزئی

توپولوژی WAN با مش جزئی ، همانطور که در شکل ۱-۱۲ نشان داده شده است ، ترکیبی از توپولوژی hub-and-spoke t و توپولوژی مش کامل است که قبلاً شرح داده شد. به طور خاص ، یک توپولوژی مشبک جزئی می تواند برای ارائه مسیری بهینه بین سایت های انتخاب شده در حالی که از هزینه اتصال هر سایت به سایت دیگر جلوگیری می کند ، طراحی شود.

شکل ۱-۱۲ : توپولوژی مش جزئی

هنگام طراحی توپولوژی مشبک جزئی ، یک طراح شبکه باید الگوهای ترافیک شبکه را در نظر بگیرد و از طریق استراتژیک پیوندهایی را به سایت هایی متصل کند که حجم بالاتری از ترافیک بین خود دارند. جدول ۱-۶ مشخصات ، مزایا و معایب توپولوژی مش جزئی را برجسته می کند.

جدول ۱-۶ : از خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب توپولوژی مش جزئی

توپولوژی بی سیم :

فناوری های بی سیم خیلی محبوب شده اند. سه دسته عمده توپولوژی بی سیم شناسایی شده است. اگرچه این بخش نمای زیادی از این طراحی های شبکه را ارائه می دهد ، به خاطر داشته باشید که فصل ۸ جزئیات بسیار بیشتری را ارائه می دهد

Ad Hoc

ساده ترین توپولوژی های بی سیم شبکه بی سیم ad hoc است. این بدان معناست که گره های بی سیم بدون کمک دستگاه های زیرساختی مانند سوئیچ ها یا نقاط دسترسی ، وظیفه ارسال و دریافت ترافیک به یکدیگر را دارند. برخی از مهندسان شبکه از توپولوژی ad hoc به عنوان یک نوع شبکه بی سیم از طریق peer-to-peer (P2P) یاد می کنند. یکی از نمونه های متداول شبکه بی سیم موقت ، AirDrop اپل است که برای ارسال فایل بین دو تلفن هوشمند استفاده می شود.نقطه مقابل این روش ، توپولوژی زیرساختی است که در ادامه به آن پرداخته می شود

Infrastructure

باستفاده از توپولوژی زیرساخت ، تجهیزات بی سیم ویژه ای برای اجازه انجام ارتباطات بی سیم در اختیار دارید. امروزه بسیاری از خانه ها دارای یک شبکه محلی بی سیم (WLAN) هستند. یک نقطه دسترسی بی سیم (WAP) به رایانه های مختلف (و سایر دستگاه های بی سیم) اجازه می دهد تا از طریق WAP مانند دستگاه هاب با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این WAP با اتصال سیمی به ارائه دهنده خدمات (SP) کاربر خانگی متصل می شود. به عنوان مثال ، یک کابل کواکسیال می تواند برای اتصال اینترنت پرسرعت به سرویس کابل باند پهن متصل شود

Mesh

نوع خاصی از توپولوژی بی سیم ad hoc مش است. این توپولوژی پیچیده تر از موقت است ، زیرا گره های تخصصی به حرکت ترافیک در سراسر توپولوژی کمک می کنند. اولین توپولوژی مش بی سیم که تا به حال از کار روی آن لذت بردم ، موضوعی بود که بتواند به اندازه کافی پارک یک وسیله نقلیه تفریحی بزرگ (RV) را تحت پوشش قرار دهد. چالش های آشکار این طرح به صورت تداخل و توانایی گره ها در حفظ شرایط محیطی سخت است که اغلب در فلوریدا ، ایالات متحده یافت می شود.

Networks Defined by Resource Location

با این وجود روش دیگری برای دسته بندی شبکه ها براساس محل استقرار منابع شبکه است. نمونه ای از شبکه سرویس گیرنده / سرور مجموعه ای از رایانه های شخصی است که همه پرونده های اشتراک گذاری موجود در یک سرور متمرکز است. با این حال ، اگر آن رایانه های شخصی از سیستم عامل خود (برای مثال ، Microsoft Windows 10 یا Mac OS X) برای به اشتراک گذاری فایل پیکربندی شده باشند ، می توانند فایل ها را از دیسک های سخت یکدیگر به اشتراک بگذارند. این شبکه به عنوان شبکه peer-to-peer شناخته می شود ، زیرا peerها (رایانه های شخصی در این مثال) منابع را در اختیار سایر peerها قرار می دهند. بخشهای زیر با جزئیات بیشتر شبکه های سرویس گیرنده / سرور و نظیر به نظیر را توصیف می کنند

Client/Server Networks

شکل ۱-۱۳ نمونه ای از شبکه کلاینت-سرور را نشان می دهد ، جایی که یک سرور پرونده اختصاصی به پرونده ها دسترسی مشترک می دهد و یک چاپگر شبکه ای به عنوان منبع در دسترس مشتریان شبکه است. شبکه های مشتری / سرور معمولاً توسط مشاغل مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجا که منابع در یک یا چند سرور یافت می شوند ، مدیریت ساده تر از تلاش برای مدیریت منابع شبکه در چندین دستگاه peer است.

شکل ۱-۱۳ : نمونه ای از شبکه کلاینت-سرور

عملکرد یک شبکه کلاینت-سرور می تواند بهتر از یک شبکه peer- to-peer  باشد زیرا منابع می توانند در سرورهای اختصاصی قرار بگیرند تا بر روی یک رایانه شخصی که دارای انواع برنامه های کاربر نهایی است. می توانید پشتیبان گیری را ساده کنید زیرا از مکانهای کمتری باید پشتیبان تهیه شود. با این حال ، شبکه های کلاینت-سرور با هزینه اضافی منابع اختصاصی سرور تأمین می شوند. جدول ۱-۷ مزایا و معایب این شبکه ها را نشان میدهد .

جدول ۱-۷ : خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب شبکه کلاینت سرور

توجه :

یک سرور در شبکه کلاینت- سرور می تواند رایانه ای باشد که از یک سیستم عامل شبکه (NOS) مانند Linux Server یا یکی از سیستم عامل های Microsoft Windows Server استفاده می کند. متناوباً ، یک سرور ممکن است میزبانی باشد که سیستم فایل خود را از طریق سرویس Network File System (NFS) که در ابتدا توسط Sun Microsystems ساخته شده است در دسترس کلاینت های از راه دور قرار دهد.

توجه :

یک نوع از سرورهای سنتی در شبکه کلاینت- سرور ، جایی که سرور دسترسی به فایل مشترک را فراهم می کند ، فضای ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS) است. دستگاه NAS دستگاهی برای ذخیره انبوه است که مستقیماً به شبکه متصل می شود. دستگاه NAS معمولاً به جای اجرای NOS پیشرفته ، پرونده ها را از طریق سرویسی مانند NFS در دسترس کلاینت های شبکه قرار می دهد.

شبکه های Peer-to-Peer

شبکه های Peer-to-Peer به دستگاه های بهم پیوسته (به عنوان مثال رایانه های شخصی) اجازه می دهند منابع خود را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. این منابع می توانند به عنوان مثال پرونده ها یا چاپگرها باشند. به عنوان نمونه ای از شبکه Peer-to-Peer ، شکل ۱-۱۴ را در نظر بگیرید ، جایی که هر یک از  peer ها می توانند پرونده ها را بر روی هارد دیسک های خود به اشتراک بگذارند ، و یکی از peer ها دارای چاپگر متصل مستقیم است که می تواند با سایر peer ها در شبکه به اشتراک بگذارد .

شکل ۱-۱۴ : مثالی از شبکه peer-to-peer

شبکه های peer-to-peer در مشاغل کوچکتر و در خانه ها دیده می شوند. محبوبیت این شبکه ها تا حدی توسط سیستم عامل های مشتری پشتیبانی می شود که از اشتراک فایل و چاپ پشتیبانی می کنند. مقیاس پذیری برای این شبکه ها یک نگرانی است. به طور خاص ، با افزایش تعداد دستگاه ها (یعنی peer) ، بار مدیریت افزایش می یابد. به عنوان مثال ، یک مدیر شبکه ممکن است مجبور باشد مجوزهای پرونده را در چندین دستگاه مدیریت کند. خصوصیات شبکه های نظیر به نظیر را که در جدول ۱-۸ میتوان مشاهده کرد.

جدول ۱-۸ : خصوصیات اولیه ، مزایا و معایب شبکه های peer-to-peer

توجه :

برخی از شبکه ها دارای مشخصات شبکه های peer-to-peer و کلاینت سرور هستند. به عنوان مثال ، همه رایانه های شخصی در یک شرکت ممکن است به یک سرور متمرکز برای دسترسی به یک پایگاه داده مشترک در توپولوژی کلاینت- سرور اشاره کنند. با این حال ، این رایانه های شخصی ممکن است به طور همزمان پرونده ها و چاپگرها را در یک توپولوژی peer-to-peer بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به چنین شبکه ای که ترکیبی از ویژگی های کلاینت / سرور و peer-to-peer است ، شبکه ترکیبی گفته می شود.

Real-World Case Study

دفتر مرکزی Acme ، در یک طبقه از یک ساختمان در مرکز شهر واقع شده است. Acme همچنین دارای دو دفتر شعبه Branch1 و Branch2 است که در مکان های دور افتاده هستند. این شرکت می خواهد اشتراک گذاری پرونده ، پیام رسانی فوری ، ایمیل و صوتی را انجام دهد در صورت امکان همچنین میخواهد در شبکه های خصوصی خود به اینترنت متصل شود. در محل دفتر مرکزی ، آنها یک LAN با کابل کشی UTP (Cat 5) ایجاد کردند ، با سرویس گیرنده ها و سرورها به یک سوئیچ مرکزی متصل شده اند. این یک توپولوژی ستاره ای فیزیکی را تشکیل می دهد. این شرکت برای اتصال بین HQ و دو دفتر شعبه خود از یک سرویس استفاده می کند

ارائه دهنده (SP) برای اتصال WAN. SP ارتباط منطقی ، نقطه به نقطه بین دفتر مرکزی با هر دو محل شعبه را فراهم می کند. از نظر فیزیکی ، مسیر بین دفتر مرکزی به هر دفتر شعبه از طریق چندین روتر در شبکه SP انجام می شود. در حال حاضر ، Branch1 و Branch2 ارتباط مستقیمی با یکدیگر ندارند ، بنابراین ترافیک شعبه به شعبه باید از طریق سایت دفتر مرکزی (هاب و سخنرانی) عبور کند. سال آینده ، با وجود بودجه بیشتر ، این شرکت می تواند اتصال WAN را مستقیماً بین Branch1 و Branch2 اضافه کند. با این کار توپولوژی WAN از مرکز تغییر می یابد و به مش کامل تبدیل می شود.

خلاصه

عناوین اصلی مورد بحث در این فصل:

این فصل اجزای مختلف شبکه از جمله سرویس گیرنده ، سرور ، هاب ، سوییچ ، روتر ، رسانه و پیوند WAN را به شما معرفی می کند. یکی از راه های طبقه بندی شبکه ها ، پراکندگی جغرافیایی آنهاست که به این شبکه ها به طور خاص اشاره شد : LAN ، WAN ، CAN ، MAN ، PAN ، WLAN و SAN. رویکرد دیگر برای طبقه بندی شبکه ها بر اساس توپولوژی یک شبکه است. نمونه هایی از انواع شبکه ، براساس توپولوژی ، شامل hub ، حلقه ، ستاره ، مش جزئی ، مش کامل و hub and spoke است. این فصل همچنین اطلاعات مربوط به توپولوژی های مختلف بی سیم موجود را ارائه می دهد. این فصل همچنین شبکه های کلاینت – سرور وpeer-to-peer را به طور کامل شرح داده است .