شبکه کامپیوتری چیست ؟

تعريف شبكه :
در اين فصل براي درك دقيق و اساسي پروژه بهتر است تعريفي از شبكه كامپيوتري و نيازهاي آن داشته باشيم و در فصول بعدي به جزئيات وارد مي‌شويم. در تعريف شبكه كامپيوتري مي‌توان گفت: يك شبكه كامپيوتري سيستم ارتباطي براي تبادل داده هاست كه چندين كامپيوتر و دستگاه جانبي مثل چاپگرها، سيستم‌هاي ذخيره سازي انبوه، كتابخانه‌هاي CD-Rom، فكس و بسياري از دستگاه‌هاي ديگر را به هم متصل مي‌كند. نرم افزار شبكه به كاربران امكان مي‌دهد كه از طريق پست الكترونيكي به تبادل اطلاعات بپردازند. به طور گروهي روي پروژه‌ها كار كنند، برنامه‌هاي كاربردي مجوز دار را به اشتراك گذارند و به منابع مشترك دسترسي پيدا كنند. سرپرستان شبكه همه اين منابع را مديريت كرده و خط مشي‌هاي امنيتي براي تعيين حقوق دستيابي كاربران و محدويت‌هاي وي اتخاذ مي‌كنند.
يك شبكه كامپيوتري از سخت افزار و نرم افزار تشكيل مي‌شود. سخت افزار شامل كارتهاي ارتباط شبكه و كابل هايي است كه آنها را به هم متصل مي‌كند. نرم افزار شبكه كارتهاي ارتباط شبكه و كابل هايي است كه آنها را به هم متصل مي‌كند. نرم افزار شبكه شامل سيستم عامل شبكه، پروتكل‌هاي ارتباطي، نرم افزار راه اندازي براي پشتيباني اجزاي سخت افزاري چون كارتهاي رابط شبكه و برنامه‌هاي كاربردي شبكه است.
حال بايد بررسي كنيم كه اصولاً چرا يك شبكه كامپيوتري ايجاد مي‌شود. پاسخ اين سؤال اين است كه ممكن است كه واضح به نظر آيد، اما بسياري از دلايل اين كار مي‌توانند شما را در درك مفهوم شبكه و اين كه چه كاري مي‌تواند براي سازمانتان انجام دهد، ياري كنند. از جمله اين دلايل عبارتند از:
اشتراك فايل و برنامه : نسخه‌هاي شبكه اي بسياري از بسته‌هاي نرم افزاري معروف با قيمتي بسيار كمتر از كپي‌هاي مجوز دار جداگانه در دسترس هستند. برنامه‌ها و داده‌هاي آن در فايل سرور ذخيره شده و بسياري از كاربران شبكه به آن دسترسي دارند. وقتي كه حقوق برنامه‌ها به ثبت مي‌رسند، لازم است تنها به تعداد افرادي كه همزمان ار برنامه كاربردي استفاده مي‌كنند، مجور تهيه كنيد.
اشتراك منابع شبكه : چاپگرها، رسام‌ها و دستگاه‌هاي ذخيره سازي منابع شبكه را تشكيل مي‌دهند. وقتي اشخاص بيشماري از طريق شبكه به چاپگرهاي پيشرفته دسترسي پيدا مي‌كنند، توجيه اقتصادي خريد اين گونه تجهيزات آسانتر مي‌شود.
اشتراك بانكهاي اطلاعاتي : شبكه‌ها محيط‌هاي ايده آلي براي برنامه‌هاي كاربردي بانكهاي اطلاعاتي و اشتراك اطلاعاتي هستند. وقتي كه ويژگيهاي قفل كردن ركوردها پياده سازي مي‌شود، چندين كاربر مي‌توانند همزمان به فايلهاي بانك اطلاعاتي دسترسي پيدا كنند. قفل كردن ركوردها تضمين مي‌كند كه هيچ دو كاربري همزمان يك ركود را تغيير نمي دهندو ياتغييرات انجام شده يك شخص ديگر را بازنويسي نمي كنند.
گسترش اقتصادي كامپيوترهاي شخصي : شبكه‌ها روش اقتصادي مناسبي براي گسترش تعداد كامپيوترها در يك سازمان ارائه مي‌دهند. كامپيوترهاي ارزان يا ايستگاه‌هاي كاري بدون ديسك را مي‌توانيد براي كاربراني نصب كنيد كه به سرويس دهنده‌هاي قدرتمند داشته باشند و يا چاپگرهاي پيچيده و ساير دستگاه‌هاي جانبي را به اشتراك مي‌گذارند.
قابليتهاي گروه كاري : نرم افزار شبكه اي خاصي به نام گروه افزار براي كار در شبكه‌ها طراحي شده است. اين نرم افزار به گروه‌هاي مختلف كاري، صرف نظر از اينكه به طور مشترك از پست الكترونيكي استفاده مي‌كنند و يا روي پروژه‌هاي خاص خود كار مي‌كنند، امكان مي‌دهد كه با يك سازمان ارتباط داشته باشند. با وجود گروه افزار ديگر نيازي به گروه بندي فيزيكي اشخاص نيست. با وجود نرم افزار به آساني مي‌توانيد اشخاصي را كه در نواحي جغرافيايي مختلف قرار دارند، مثلاً اشخاصي كه در گروه‌هاي فروش قسمتهاي مختلف كشور قرار داشته و از فايلها به طور مشترك استفاده مي‌كنند، در يك گروه قرار دهيد. ارسال پيامها و نامه‌هاي الكترونيكي به گروهي از كابران نيز آسانتر است.
مديريت متمركز : شبكه‌ها مي‌توانند سازمانها را در تقويت مديريت شبكه ياري كنند. سرويس دهنده هايي كه قبلاً در چندين دپارتمان توزيع مي‌شدند را اينك مي‌توان در يك محل مجتمع نمود. انجام اين كار مديريت روند ارتقاي سخت افزار، پشتيبان گيري از نرم افزارها، نگهداشت سيستم و حافظت از سيستم را بسيار آسانتر مي‌كند. مديران و دپارتمان‌ها در اين حالت كنترل سيستم خود را از دست نمي دهند. درعوض، نگهداشت توسط دپارتمان مركزي سيستم اطلاعات انجام شده و در عين حال مديران دپارتمانها نيز كنترل خود را بر روي سرويس دهنده حفظ مي‌كنند و اين ويژگي به آنها امكان مي‌دهد كه سياستهاي دستيابي اشخاص تحت مديريت خود را و يا اشخاص خارجي (بيرون از دپارتمان) كه مي‌خواهند وجود دستيابي به سرويس دهنده را دريافت كنند، مديريت كنند.
امنيت : سيستم عامل شبكه بايد روشهاي امنيت شبكه را از زمان برقراري ارتباط با سيستم آغاز مي‌شود، پياده سازي كند. فقط افراد مجاز مي‌توانند سيستم‌هاي عامل دست يابند و account را طوري مي‌توان مطابق بانيازهاتعريف نمود كه دستيابي به زمان يا سيستم‌هاي خاص محدود شوند.
ارتباطات داخلي: امروزه شبكه‌هاي مدرن به صورت محيط هايي در نظر گرفته مي‌شوند كه مي‌توان هر نوع كامپيوتر را بدون در نظر گرفتن سيستم عامل به آن متصل و تقريباً به هر كاربر شبكه امكان دسترسي به آن سيستم را داد.
بهبود ساختار شركت : شبكه‌ها مي‌توانند ساختار يك سازمان و نحوه مديريت آن را تغيير دهند. كاربراني كه براي دپارتمان و مدير به خصوصي كار مي‌كنند، ديگر نيازي به حضور فيزيكي در همان محل ندارند، دفتر كار آنها مي‌تواند درمناطقي باشد كه تخصص آنها بيشتر لازم است. شبكه آنها را به مديران دپارتمانها و همكارانشان متصل مي‌كند. اين آرايش براي پروژه‌هاي به خصوصي كه افراد دپارتمانهاي مختلف، مثل تحقيقات، توليد و بازاريابي، نياز به كار جمعي دارند مفيد است.

 
متدلوژي (روش شناسي) ايجاد يك سيستم
تعاريف:
متدلوژي ايجاد يك سيستم فرآيندي است كه يك تحليل گر سيستم از مرحله اوليه تحليل سيستم موجود و يا حتي مرحله قبل از آن يعني امكان سنجي سيستم موجود تاپياده سازي سيستم و ارزيابي سيستم و تجهيزات سيستم جديد انجام مي‌دهد.
1-امكان سنجي
2-شناخت سيستم‌هاي موجود
3-طراحي سيستم‌هاي بهينه
البته دو مرحله عمده طراحي عبارت است از تحليل سيستم و طراحي كلي سيستم همچنين مراحل ارزيابي سيستم، طرح تفصيلي سيستم و پياده كردن سيستم پس از اين دو مرحله اصلي انجام مي‌شود.
1-1-1    تاريخچه
1-1-2     كاربردهاي شبكه
هسته اصلي سيستم‌هاي توزيع اطلاعات را شبكه‌هاي كامپيوتري تشكيل مي‌دهند. شبكه‌هاي كامپيوتري بر پايه اتصالات كامپيوترها و ديگر تجهيزات سخت افزاري به يكديگر براي ايجاد امكان ارتباط و تبادلات اطلاعات استوار شده است . گروهي از كامپيوترها و ديگر تجهيزات متصل به هم را يك شبكه مي‌نامند. كامپيوترهايي كه در يك شبكه واقع هستند وميتواند اطلاعات ، پيام‌ها ، نرم افزارها و حتي سخت افزارها را بين يكديگر به اشتراك  بگذارند . به اشتراك گذاشتن اطلاعات پيام‌ها و نرم افزارها تقريبا براي همه قابل تصور است در اين فرايند نسخه‌ها يا كپي اطلاعات نرم افزار از يك كامپيوتر به كامپيوتر ديگر منتقل مي‌شود. هنگامي كه از به اشتراك گذاشتن سخت افزار سخن مي‌گوييم به معني آن است كه تجهيزاتي نظير چاپگر يا دستگاه مودم را مي‌توان به يك كامپيوتر متصل كرده و از كامپيوتر ديگر واقع در همان شبكه از امكانات اين سخت افزار‌ها استفاده كرد.
به عنوان مثال در يك سازمان معمولا اطلاعات مربوط به حقوق  ودستمزد پرسنل در دپارتمان يا بخش حساب داري نگهداري مي‌شود. در صورتي كه در اين سازمان از شبكه كامپيوتري استفاده شده باشد مدير سازمان مي‌تواند از دفتر خود به اين اطلاعات دسترسي يابد و آن‌ها را مورد بررسي قرار دهد. به اشتراك گذاشتن اطلاعات و منابع نرم افزاري و سخت افزاري داراي مزيت‌هاي زيادي است . شبكه‌هاي كامپيوتري ميتوانند تقريبا هر نوع اطلاعاتي را به هر شخصي كه به شبكه دسترسي داشته باشد عرضه كنند. اين ويژگي امكان پردازش غيرمتمركز اطلاعات را فراهم مي‌كند. در گذشته به علت محدود بودن روش‌هاي انتقال اطلاعات امروزي در مقايسه با روش هايي نظير انتقال ديسكت  كامپيوتري باعث شده است كه ارتباطات انساني نيز علاوه بر مكالمات صوتي ، رسانه اي جديد بيابند.
به كمك شبكه‌هاي كامپيوتري مي‌توان در هزينه‌هاي مربوط به تجهيزات گران قيمت سخت افزاري نظير ديسك‌هاي سخت دستگاه‌هاي ورود اطلاعات وغيرصرفه جويي كرد. اين آرايش شبكه‌هاي كامپيوتري نيازهاي كاربران در نصب منابع سخت افزاري را رفع كرده يا به حداقل  مي‌رساند.
از شبكه‌هاي كامپيوتري مي‌توان براي استاندارد سازي برنامه‌هاي كاربردي نظير واژه پردازها و صفحه گسترها استفاده كرد. يك برنامه كاربردي مي‌تواند در يك كامپيوتر مركزي واقع در شبكه اجرا شده و كاربران مي‌توانند بدون نياز به نگهداري نسخه اصلي برنامه از آن در كامپيوتر خود استفاده كنند.
استانداردسازي برنامه‌هاي كاربردي داراي  اين مزيت است كه تمام كاربران از يك نرم افزار و يك نسخه مشخص آن استفاده مي‌كنند. اين مطلب باعث مي‌شود تا پشتيباني شركت عرضه كننده نرم افزار از محصول خود سهولت يافته و نگهداري از آن به شكل موثرتري انجام شود.
مزيت ديگر استفاده از شبكه‌هاي كامپيوتري امكان استفاده از شبكه براي برقراري ارتباطات on-line توسط ارسال پيام است. به عنوان مثال مديران مي‌توانند براي ارتباط با تعداد زيادي از كارمندان به شكل موثري از پست الكترونيك استفاده كنند.


1-1-3    اجزاي شبكه
يك شبكه كامپيوتري شامل اجزايي است كه براي درك كاركرد شبكه لازم است تا با كاركرد هر يك از اين اجزا آشنا باشيد.
شبكه‌هاي كامپيوتري در يك نگاه كلي داراي چهار قسمت هستند. مهم ترين قسمت يك شبكه كامپيوتر سرور (server) يا خدمت گذار نام دارد. يك كامپيوتر سرور در واقع يك كامپيوتر با قابليت‌ها و سرعت بالا است. تمام اجزاي ديگر شبكه به كامپيوتر سرور متصل مي‌شوند.
به عنوان يك مثال كاربردي با استفاده از فن آوري امروزي حداقل مشخصات يك كامپيوتر سرور عبارت است از يك ماشين 486 با 16 MB حافظه RAM و ديسك سخت 1GB . هر چند كه اين مشخصات تقريبا امروزه قديمي شده اند اما تكنولوژي نرم افزاري شبكه اين حداقل مشخصات را تعيين كرده است. دومين جز يك شبكه كامپيوتر سرويس گير يا Client است. كامپيوتر سرويس گير يا Client مي‌تواند هر كامپيوتري كه به سرور متصل است باشد . به يك كامپيوتر سرور مي‌توان چندين كامپيوتر Client متصل كرد.
كامپيوتر سرور وظيفه به اشتراك گذاشتن منابع نظير فايل دايركتوري ، (Directory) و غيره را بين كامپيوترهاي سرويس گير يا Client بر عهده دارد.
مشخصات كامپيوتر‌هاي Client مي‌تواند بسيار متنوع باشد و در يك شبكه واقعي كامپيوترهاي Client داراي آرايش و مشخصات سخت افزاري متفاوتي هستند.
تمام شبكه‌هاي كامپيوتري داراي بخش سومي هستند كه بستر يا محيط انتقال اطلاعات را فراهم مي‌كند. متداول ترين محيط انتقال در يك شبكه كابل است.
تجهيزات جانبي يا منابع سخت افزاري نظير چاپگر مودم ، ديسك‌هاي سخت، تجهيزات ورود اطلاعات نظير اسكنر و غيره تشكيل دهنده بخش چهارم شبكه‌هاي كامپيوتري هتسند.
تجهيزات جانبي از طريق كامپيوتر سرور در دسترس تمام كامپيوترهاي واقع در شبكه قرار مي‌گيرند. شما ميتوانيد بدون آن كه چاپگري مستقيما به كامپيوتري شما متصل باشد از اسناد خود پرينت بگيريد. در عمل چاپگر از طريق سرور شبكه به كامپيوتر شما متصل است.
2-1 تقسيم بندي شبكه
1-2-1 طبقه بندي براساس Range
شبكه‌هاي كامپيوتري براساس موقعيت محل نصب داراي انواع متفاوتي هستند. يكي از مهم ترين فاكتورهاي تعيين نوع شبكه مورد نياز طول فواصل ارتباطي بين اجزاي شبكه است.
شبكه‌هاي كامپيوتري داراي فواصل مخابراتي متفاوتي هستند كه از فاصله‌هاي كوچك در حدود چند مترشروع شده و در بعضي از مواقع به فواصلي به بزرگي فاصله‌هاي بيش چند كشور بالغ مي‌شود . شبكه‌هاي كامپيوتري براساس حداكثر فاصله مخابراتي آن‌ها به سه نوع طبقه بندي مي‌شوند.
يكي از انواع شبكه‌هاي  كامپيوتري، شبكه محلي Local Area  Network  (LAN) است . اين نوع از شبكه داراي فواصل مخابراتي كوچك نظير  فواصل درون ساختماني يا حداكثر مجموعه اي از چند ساختمان است .
براي مثال شبكه مورد استفاده يك شركت را در نظر بگيريد. در اين شبكه حداكثر فواصل مخا براتي محدود به فاصله‌هاي بين طبقات ساختمان شبكه مي‌باشد.
شبكه‌هاي LAN شامل كامپيوترهايي است كه در سطح نسبتا كوچكي توزيع شده اند. كامپيوترها در شبكه LAN توسط كابل به هم اتصال مي‌يابند. به همين دليل شبكه‌هاي LAN را گاهي شبكه‌هاي كابلي نيز مي‌نامند.
نوع دوم شبكه‌هاي كامپيوتري شكبه‌هاي شهري يا Metropolitan است. فواصل مخابراتي در شبكه‌هاي شهري يا     (MAN ) Metropolitan Area Network از فواصل شبكه‌هاي LAN بزرگ تر است. در اين نوع از شبكه‌ها فواصل مخابراتي داراي طول هايي در حدود ابعاد شهري هستند.
شبكه‌هاي MAN معمولا از تركيب و ادغام دو يا چند شبكه LAN به وجود مي‌آيند.
به عنوان مثالي از شبكه‌هاي MAN موردي را در نظر بگيريد كه شبكه‌هاي LAN يك شركت را از دفتر مركزي در شهر A به دفتر نمايندگي اين شركت در شهر B متصل مي‌سازد. در نوع سوم شبكه‌هاي كامپيوتري موسوم به (Wide Area Network) WAN فواصل مخابراتي از انواع ديگر شبكه بزرگ تر بوده و به فاصله هايي در حدود ابعاد كشوري يا قاره اي بالغ هستند.
شبكه‌هاي WAN تركيب چندين شبكه LAN يا MAN ايجاد مي‌گردند. شبكه اتصال دهنده دفاتر هواپيمايي يك شركت در شهرهاي مختلف در قاره‌ها يك شبكه WAN است.

شبكه كامپيوتري
شبكه كامپيوتري را مي‌توان مجموعه اي از كامپيوترهاي مستقل و دستگاه‌هاي جانبي اي دانست كه براي بالا بردن راندمان، انتقال داده بين كاربران، استفاده از منابع مشترك (مانند چاپرگرها، حافظه‌هاي ديسك، نوارهاي معناطيسي، برنامه‌هاي حجيم و گرانقيمت) به يكديگر متصل مي‌باشند. قلمرو يك شبكه كامپيوتري مي‌تواند از چند متر تا چندين كيلومتر داشته باشد.
به طور كلي شبكه‌ها را بدون در نظر گرفتن نوع توپولوژي، ساختار، نحوه نصب سيستم عامل مورد استفاده به دو گروه تقسيم مي‌كنند كه هر كدام داراي ويژگي پارامترهاي خاص خود مي‌باشد و عبارتند از:
1-شبكه‌هاي (Local Area Network):
اين گونه شبكه‌ها خود از چهار گروه تشكيل شده است كه مهمترين آنها عبارتند از:
اترنت، حلقوي، ستاره اي، فيبر نوري (FDDI). در اين گونه شبكه‌ها فاصله بين ايستگاه كاري، از چند متر تا چندين كيلومتر مي‌تواند باشد و فقط حجم تبادل اطلاعات در آنها پايين است و قادر به تبادل و جابجايي اطلاعات حجيم نمي باشند.
2-شبكه‌هاي (Wide Area Network):
از اين گونه شبكه‌ها جهت انتقال حجم بالاي اطلاعات و به خدمت گرفتن اطلاعات وسيع استفاده مي‌شود و معمولاً حوزه كاري آن وسيع و فاصله‌ها زياد خواهد بود. از اهم اين گونه شبكه‌ها مي‌توان به Relay Frame, ATM اشاره نمود.