کارکرد شبکه

● طراحی الگوی شبکه
واژه توپولوژی یا به شکل خاص ترتوپولوژی شبکه به چگونگی چیدن و طرح فیزیکی کامپیوترها، کابلها و دیگر اجزای شبکه اشاره میکند. توپولوژی واژه استانداردی میباشد که افراد حرفه ای شبکه آن را به عنوان طرح اصلی شبکه استفاده میکنند. علاوه بر واژه توپولوژی این نظم دادن ممکن است توسط واژه هایی همچون:
۱) الگوی فیزیکی
۲) طرح
۳) دیاگرام
۴) نقشه
نیز بیان میشود. توپولوژی شبکه قابلیتهای شبکه را تحت تاثیر قرار میدهد. انتخاب یک توپولوژی بجای نوع دیگری از توپولوژی میتواند بر روی موارد زیر تاثیر گذار باشد:
۱) نوع تجهیزاتی که شبکه به آن نیاز دارد.
۲) قدرت و توانایی تجهیزات
۳) رشد شبکه
۴۰ روشی که شبکه مدیریت میشود.
با توجه به تمام موارد، ایجاد یک شبکه به سادگی متصل کردن یک کامپیوتر به کابل ارتباط نمی باشد بلکه وجود انواع مختلف کابل، کارتهای شبکه، سیستم های عامل شبکه و دیگر تجهیزات مورد نیاز باعث میگردد که نیاز به یک الگوی اتصالاتی باشد که در واقع همان توپولوژی است.
● توپولوژیهای استاندارد
تمام طرحههای شبکه از سه توپولوژی پایه ای شکل گرفته اند:
▪ خطی (BUS)
▪ حلقوی (Ring)
اگر کامپیوترها به صورت یک سطر و توسط یک قطعه کابل (Segment) به همدیگر متصل شده باشند به چنین توپولوژی ، توپولوژی BUS میگویند. اگر کامپیوترها به قطعات کابلی که از یک نقطه یا هاب (HUB) منشعب میشوند متصل باشند توپولوژی بنام Start شناخته میشوند. اگر کامپیوترها به کابلی که به شکل حلقه درآمده است متصل گردند یک توپولوژی Ring شکل گرفته است.
● توپولوژی BUS
توپولوژی BUS با نام گذرگاه خطی (Linear Bus) نیز شناخته میشود. این ساده ترین و معمول ترین راه شبکه کردن کامپیوترها است. این شامل یک کابل منفرد بنام Trunk (که همچنین ستون فقرات و Segment نیز نامیده میشود) میباشد که کامپیوترهای شبکه را از طریق یک خط تکی به همدیگر متصل میکند.
● تبادل اطلاعات بر روی Bus
کامپیوترها در یک شبکه با توپولوژی Bus از طریق آدرس دهی داده ها به یک کامپیوتر خاص و گذاشتن داده ها بر روی یک کابل به شکل سیگنالهای الکترونیکی ارتباط برقرار میکنند. برای این که شما متوجه شوید چگونه کامپیوترها برروی یک bus با همدیگر ارتباط برقرار میکنند باید سه مفهوم اساسی زیر را بدانید:
۱) ارسال سیگنال
۲ ) رفت و برگشت سیگنال
۳) قطعه پایان دهنده
● Server های خاص
گستردگی وظایف serverها بسیار پیچیده و متفاوت است. Server های شبکه های بزرگ به شکل server های خاص در آمده اند تا بتوانند پاسخگوی نیازهای درحال گسترش کاربران باشند. بطور مثال دریک شبکه windows NT انواع مختلف serverها شامل موارد زیر است:
▪ Server های مخصوص فایلهای چاپگر:
server های مخصوص فایل برای ذخیره داده ها و فایلهای اطلاعاتی و server های چاپگر برای به اشتراک گذاشتن چاپگرها به کار میروند.
▪ Server های برنامه های کاربری:
برعکس server های فایل و چاپگر که کل اطلاعات در هنگام نیاز کاربر از روی server به ماشین کاربر انتقال داده میشود در serverهای برنامه های کاربردی کل اطلاعات بر روی ماشین server باقی میماند و فقط بخشی از آن که کاربر تقاضا کرده است به ماشین Client منتقل میگردد.
▪ Serverهای نامه: این serverها پیغامهای الکترونیکی بین کاربران شبکه را مدیریت مینمایند.
▪ Server های فاکس: این گونه server ها ترافیک فاکس به داخل یا خارج شبکه را توسط به اشتراک گذاشتن کارتهای فاکس مودم مدیریت میکنند.
▪ Serverهای ارتباطات: این گونه serverها جریان داده ها و پیغامهای الکترونیکی را بین کاربران شبکه و دیگر شبکه های کامپیوتری یا کامپیوتر های Mail frame یا کاربرانی که از طریق مودم و خط تلفن به server متصل میگردند را مدیریت میکنند.
● نقش نرم افزار
server شبکه و سیستم عامل با هم بصورت یک واحد عمل مینمایند. بدون توجه به اینکه یک server تاچه حد ممکن است قدرتمند و پیشرفته باشد بدون یک سیستم عامل که بتواند از این منابع سخت افزاری استفاده کند یک server کارآیی چندانی نخواهد داشت.
● رفت و برگشت سیگنال
به دلیل اینکه اطلاعات به صورت سیگنال الکترونیکی به کل شبکه فرستاده میشوند این سیگنال از یک سر کابل به سر دیگر آن به رفت و آمد در می آید تا تمام دستگاههای متصل به Bus بتوانند سیگنال را مشاهده کنند. اگر سیگنال هنوز برروی خط باشد و توسط دستگاهی مورد پردازش قرار نگیرد همچنان در طول کابل به رفت و برگشت ادامه میدهد و باعث میشود که کامپیوترهای دیگر نتوانند سیگنالی ارسالی کنند بنابراین بعد از این که زمانی به سیگنال اجازه داده شد تا به آدرس دستگاه مقصد برسد باید آن را متوقف کرد تا دستگاههای دیگر بتوانند برروی Bus سیگنال ارسال کنند.
● قطعه پایان دهنده
برای توقف کردن رفت و برگشت سیگنال قطعه ای بنام قطعه پایان دهنده (Terminator) در انتهای هر سرباز کابل قرار میگیرد تا سیگنال آزاد را که به انتهای Bus رسیده است جذب کند. جذب سیگنال کابل را پاکیزه میکند تا کامپیوترهای دیگر بتوانند داده ارسال کنند.
● تخریب ارتباط شبکه
چنانچه کابل ارتباطی در توپولوژی Bus به هر دلیلی آسیب دیده شود یا اتصال انتهایی آن قطع گردد کابل ارتباطی دارای یک یا دو سر بدون قطعه Terminator)) میگردد و بنابر این سیگنال در کابل شروع به رفت و برگشت میکند و متوقف نمیشود، به همین دلیل دیگر هیچ دستگاهی نمیتواند برروی Bus اطلاعات ارسال کند و کل شبکه از کار می افتد که اصطلاحا میگویند شبکه میخوابد.
کامپیوتر های شبکه هنوز بعنوان کامپیوتر Stand-alone میتوانند به فعالیت های خود ادامه دهند اما تا هنگامی که Segment قطع میباشد آنها امکان ارتباط با یکدیگر را ندارند.
● توسعه LAN
همین طور که سایت یک شبکه محلی نیاز به گسترش و بزرگ شدن دارد، کابل در توپولوژی Bus نیز میتواند توسط یکی از دو روش زیر توسعه داده شود:
۱) قطعه ای بنام اتصال دهنده مغزی (Barrel connector) میتواند دو قطعه کابل را به یکدیگر متصل کند تا یک کابل طویل تر حاصل شود. اما (connector ها) باعث ضعیف شدن سیگنال میگردند و بهتر است تا یک کابل طویل یکپارچه خریداری گردد بجای این که قطعات کابل را به یکدیگر متصل کنیم. در حقیقت استفاده از تعداد زیادی connector باعث جلوگیری از دریافت صحیح سیگنال در کامپیوتر های شبکه میگردد.
۲) دستگاهی بنام تکرار کننده (Repeater) میتواند برای اتصال دو کابل استفاده شود. در واقع یک Repeater سیگنال را قبل از خارج کردن از خود در مسیر تقویت مینماید. یک repeater خیلی بهتر از یک connector یا یک قطعه کابل طویل عمل میکند زیرا به سیگنال اجازه میدهد که حتی مسافت طولانی تری را طی و هنوز به درستی دریافت شود.
● توپولوژی Star
در توپولوژی star کامپیوترها از طریق قطعات کابل به یک قطعه مرکزی بنام HUB متصل شده اند. سیگنالهای ارسالی توسط یک کامپیوتر از طریق Hub به همه کامپیوترهای شبکه فرستاده میشود. این توپولوژی در روزهای اولیه علم کامپیوتر شکل گرفت و آن درجایی بود که کامپیوتر ها به یک کامپیوتر مرکزی Main frame متصل میشدند.
شبکه های ستاره ای (star) مدیریت منابع متمرکز را امکان پذیر میسازند اما بدلیل این که هرکامپیوتر به یک نقطه مرکزی متصل شده است میزان مصرف کابل درنصب شبکه های بزرگ بسیار زیاد میشود و همچنین اگر نقطه مرکزی از کار بیافتد کل شبکه میخوابد در صورتی که اگر یک کامپیوتر یا کابلی که آن را به Hub وصل مینماید دچار مشکل شود تنها کامپیوتر معیوب نمیتواند با بقیه دستگاههای شبکه ارتباط برقرار کند و بقیه دستگاهها کماکان کارآیی خود را حفظ میکنند.
● دستگاههای Hub
یکی از دستگاههای که در اکثر شبکه ها به صورت تجهیزات استاندارد در آمده است Hub میباشد در یک توپولوژی star ، Hub قطعه مرکزی میباشد.
● Hub های زنده یا فعال
اکثر Hub ها، Hub های فعال کننده میباشند بخاطر این که همانند Repeater ها سیگنال خروجی را تقویت میکنند. در حقیقت بخاطر این که معمولا Hub ها ، ۸ تا ۱۲ خروجی برای اتصال به کامپیوتر ها دارند بعضی اوقات به آنها Repeater های چند پورته نیز (Multi port repeater) میگویند این Hub ها برای کارکردن نیاز به تغذیه برق دارند.
● Hub های مرده
بعضی از انواع Hub ها ، Hub های مرده می باشند به این معنا که سیگنال ورودی را تقویت یا مجددا تولید نمیکنند وفقط به عنوان یک نقطه گذر عمل میکنند. این گونه Hub ها نیاز به تغذیه برق ندارند.
● Hub های مرکب
Hub های پیشرفته ای که انواع مختلفی از کابلها را در ورودی قبول میکنند و ارتباط بین Hub های مختلف و توپولوژی مختلف را برقرار میکنند Hub های مرکب نامیده میشوند.
● نکات قابل توجه در مورد hub ها
Hub ها دستگاههای مفید و انعطاف پذیری هستند و معمولا سیستمهایی که از آنها استفاده میکنند بهتر از آنهایی که از Hub بهره نمیگیرند عمل میکنند. یکی از فوائد Hub ها این است که اگر یک قطعه از کابلهای ارتباطی آسیب ببیند یا قطع گردد فقط کامپیوتر منتهی به آن کابل از شبکه خارج میشود و بقیه سیستم کارآیی خود راحفظ میکند. دیگر مزایای استفاده از توپولوژیهای بر اساس Hub به شرح زیر است:
۱) تعویض و گسترش سیستم کابل کشی بسیار آسان است و فقط کافی است کامپیوتر ها یا hub دیگری به مجموعه متصل کرد.
۲) میتوان از پورتهای متعددی برای پذیرش انواع مختلف کابل استفاده کرد.
۳) نظارت متمرکز برروی فعالیت و ترافیک شبکه
● توپولوژیهای مرکب
امروزه بسیاری از توپولوژیهای در حال کار ترکیبی از توپولوژیهای Bus ،star و Ring میباشند.
● توپولوژی Star Bus
در یک توپولوژی star bus تعدادی شبکه با توپولوژی star وجود دارد که توسط یک bus خطی به یکدیگر متصل شده اند. معمولا در چنین توپولوژی Hub ها را با یکدیگر به صورت خطی مرتبط میکنند.
● توپولوژی Star Ring
توپولوژی star ring تقریبا مشابه توپولوژی star bus است با این تفاوت که در توپولوژی star bus ، hub ها توسط خطوط Trunk به یکدیگر متصل میشدند اما در توپولوژی star ring ، hub ها خود با استفاده از یک hub اصلی توسط الگوی ستاره ای به یکدیگر متصل شده اند.

منبع : گروه علمی نابغه های ایران