تقسیم بندی شبکه ها

تقسیم بندی شبکه ها

طبقه بندی و انواع شبکه

طبقه بندی

دو عامل مهم در طبقه بندی شبکه ها عبارتند از: تکنولوژی انتقال و اندازه شبکه ها. بر این اساس به بررسی تقسیم بندی شبکه ها از این دو دیدگاه می پردازیم.

از نقطه نظر تکنولوژی انتقال، شبکه ها دو نوع هستند:

  • شبکه های پخشی (Broadcast)
  • شبکه های نظیر به نظیر (Peer to Peer)

 

شبکه های Broadcast

شبکه های پخشی دارای یک کانال هستند که بین همه کامپیوترها مشترک بوده و هریک از کامپیوترها پیام های خود را در بسته هایی روی کانال فرستاده و همه کامپیوترهای آن را دریافت می کنند. آدرس کامپیوتری که این بسته برای آن ارسال شده در بخشی از پیام نوشته شده و کامپیوترهای دیگر چون آدرس آنها در پیام وجود ندارد پیام را رها کرده و کامپیوتر مورد نظر پیام را می گیرد. در این شبکه ها با قرار دادن یک کد خاص در فیلد آدرس پیام می توان آن پیام را برای همه کامپیوترها ارسال کرد. به این روش پخشی یا Broadcasting گفته می شود. همچنین امکان ارسال پیام به گروهی از کامپیوترها وجود دارد که به آن پخش گروهی (Multicasting) می گویند.

شبکه پخشی boardcast

 

شبکه های Peer to Peer

در شبکه های نظیر به نظیر بین تک تک کامپیوترها مسیر جداگانه وجود دارد. یک پیام در طول مسیر خود از چند ماشین عبور خواهد کرد. در این نوع شبکه ها یافتن کوتاهترین مسیر بین دو کامپیوتر از مسائل اساسی است.

نمونه شبکه نظیر به نظیر

 

روش دیگر تقسیم بندی شبکه ها بر اساس اندازه شبکه است.

در این تقسیم بندی شبکه ها به شبکه های محلی، شهری و گسترده تقسیم بندی می شوند.

انواع شبکه

 

انواع شبکه

شبکه های محلی

شبکه محلی یا Local Area Network) LAN) شبکه ای خصوصی با ابعادی در مقیاس یک کیلومتر واقع در یک ساختمان یا مجموعه است که از آن برای متصل کردن کامپیوترهای یک شرکت و به اشتراک گذاشتن منابع و تبادل اطلاعات بین ایستگاه های کاری استفاده می شود. سه پارامتر مهم در مورد شبکه های محلی عبارتند از:

  • اندازه
  • فناوری انتقال اطلاعات
  • هم بندی (Topology)

اندازه LAN آنقدر کم است که زمان انتقال و تاخیر سیگنال ها در بدترین وضعیت هم قابل پیش بینی است. اما در مورد فناوری انتقال داده که به کابل بستگی دارد باید گفت که سرعت انتقال داده در LAN بین 10 تا 100 مگابیت بر ثانیه متغیر است و درصد خطای بسیار پایینی دارد. LANهای جدیدتر به سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه هم دست یافته اند.

اما توپولوژی یا هم بندی. هم بندی های مختلفی برای LAN وجود دارد. در هم بندی گذرگاه (Bus) یک خط ارتباطی بین ایستگاه ها وجود دارد و در هر لحظه فقط یکی از کامپیوترها می تواند روی خط ارسال داده داشته باشند. و در طول این مدت بقیه کامپیوترها باید از ارسال داده روی خط خودداری کنند. در غیر اینصورت تصادم (Collision) بوجود می آید. برای تعیین اولویت ارسال داده روی خط و حل اختلاف بین ایستگاه های کاری سازوکارهای مختلفی وجود دارد.

نوع دیگری از هم بندی، حلقوی یا Ring است که در آن کانال ارتباطی به شکل حلقه بوده و ابتدا و انتهای آن بهم متصل است. در این شبکه نیز باید سازوکاری برای حل اختلاف وجود داشته باشد، که بیشتر بر نوعی نوبت بندی متکی است. در نوعی از این هم بندی که حلقه نشانه دار Token Ring نامیده می شود، هر کامپیوتری که نشانه یا توکن را در اختیار داشته باشد مجاز به ارسال داده روی خط است.

از دیگر هم بندی ها، هم بندی ستاره ای یا Star است که در آن همه ایستگاه ها به یک دستگاه مرکزی بنام هاب (HUB) متصل می شوند و ارتباط آنها از طریق این دستگاه برقرار می گردد و اتصال مستقیمی بین کامپیوترها وجود ندارد.

 

شبکه شهری

شبکه شهری یا Metropolitan Area Network) MAN) شبکه ای است با ابعادی در مقیاس ده کیلومتر که یک شهر را پوشش می دهد. شبکه های تلویزیون کابلی بهترین نمونه این شبکه ها هستند. این شبکه ها ابتدا در نقاط کور شهرها راه اندازی شدند که برای دسترسی مشترکان محروم از برنامه های تلویزیونی کاربرد داشت. گردانندگان این شبکه ها دریافتند که با تغییرات کوچکی در این شبکه ها می توانند از آنها برای ارائه سرویس های اینترنت بهره گیرند. بدین طریق شبکه تلویزیون کابلی به شبکه شهری یا MAN تبدیل شد.

 

شبکه گسترده

شبکه گسترده یا Wide Area Network)WAN) شبکه ای است با ابعادی در مقیاس یک صد کیلومتر که محدوده بیشتری در حد یک کشور یا قاره را در بر می گیرد. در این نوع شبکه کامپیوترهایی هستند که برنامه های کاربردی روی آنها اجرا می شود و به آنها میزبان (Host) گفته می شود که توسط زیرشبکه ها بهم متصل می شوند. وظیفه زیرشبکه ارسال پیام از یک میزبان به میزبان دیگر است.

زیرشبکه شامل دو بخش است :

  • خطوط انتقال
  • تجهیزات راه گزینی (سوئیچینگ)

خطوط انتقال برای انتقال داده استفاده می شود که می توانند سیم مسی، فیبر نوری و یا امواج رادیویی باشند. تجهیزات سوئیچینگ دستگاه هایی هستند که ارتباط بین خطوط را برقرار می کنند. با ورود یک داده از یک سو این دستگاه ها باید مسیر خروجی را تشخیص دهند. به این دستگاه ها معمولاً مسیریاب (Router) گفته می شود.

اگر دو مسیریاب اتصال مستقیم نداشته باشند باید این کار را از طریق مسیریاب های دیگر انجام دهند. وقتی بسته داده در مسیر خود از چند مسیریاب عبور می کند ابتدا به طور کامل دریافت و ذخیره می شود و سپس روی خط خروجی فرستاده می شود. به این شبکه ها ذخیره-هدایت (Store-and-Forward) یا سوئیچ بسته (Packet-Switched) گویند. اگر اندازه بسته ها کوچک و یکسان باشد به آنها سلول (Cell) گفته می شود.

روتر و دوربین مداربسته

 

یکسری از توضیحات لازم برای درک بهتر شبکه ها

شبکه به شبکه

شبکه ها می توانند بوسیله دروازه (Gateway) به هم متصل شده و داده ها از فرمتی به فرمتی دیگر تبدیل شوند. به مجموعه ای از شبکه های بهم پیوسته شوند که اصطلاحاً به آن Internetwork یا Internetworking گفته می شود. متداولترین شکل شبکه به شبکه، اتصال تعدادی LAN که با ارتباطات WAN بهم وصل شده اند تشکیل شده اند. اغلب افراد مفاهیم زیر شبکه، شبکه و شبکه به شبکه را با هم اشتباه می گیرند. زیر شبکه مجموعه خطوط ارتباطی و مسیریاب ها را تشکیل می دهد. این مجموعه به اضافه میزبان ها (Hosts) شبکه را تشکیل می دهند. وقتی چند تا از این شبکه ها بهم وصل می شوند مجموعه ای از شبکه ها تشکیل می شود.

 

لزوم طراحی لایه ای

برای کاهش پیچیدگی های طراحی اغلب شبکه ها بصورت مجموعه ای از چند لایه که هر کدام روی دیگری قرار می گیرند طراحی می شوند. وظیفه هر لایه ارائه سرویس های خاص به لایه بالاتر و پنهان کردن جزئیات از دید آنهاست. در این مفهوم هر لایه یک ماشین مجازی است که سرویس های خاصی در اختیار لایه بالاتر می گذارد. قواعد برقراری ارتباط یک لایه با لایه دیگر پروتکل نام دارد.

 

اصول طراحی لایه ها

بعضی از اصول مهم طراحی شبکه به طراحی لایه ها باز می گردد. در زیر به بعضی از اصول اشاره خواهیم کرد:

هر لایه برای شناسایی فرستنده ها و گیرنده ها به سازوکار خاصی نیاز دارد. از آنجائیکه هر شبکه بطور معمول دارای کامپیوترهای زیادی است و بعضی از آنها دارای فرآیندهای متعددی هستند، هر فرآیند که برروی یک ماشین اجرا می شود برای آنکه مشخص کند که می خواهد با چه فرآیندی از کدام ماشین صحبت کند به سازوکار خاصی نیازمند است. چون چندین مقصد وجود دارد، شیوه های آدرس دهی ویژه ای نیز برای تشخیص مقاصد خاصی مورد نیاز است.

 

فرق Half Duplex با Full Duplex

مجموعه دیگری از تصمیمات طراحی به انتقال داده ها مربوط می شود. در بعضی از سیستمها داده ها فقط در یک جهت (Simplex) طی مسیر می کنند. در بعضی دیگر داده ها می توانند در دوجهت طی مسیرکنند، ولی نه بطور همزمان (Half Duplex). در نوع دیگری از سیستمها، داده ها بطور همزمان در دو جهت ارسال می شوند (Full Duplex). قرارداد ارتباط بایستی تعداد کانال منطقی در اتصال و اولویت آنها را مشخص کند. بسیاری از شبکه ها برای اتصال حداقل دو کانال منطقی در نظر می گیرند: یکی برای داده های معمولی و دیگری برای داده های فوری.

هیچ فایلی در این قسمت ثبت نشده است