شبکه های رایانه ای

مجموعه ای از سخت افزارهای مستقل متصل در یك بستر ارتباطی كه بین یكدیگر تبادل داده و سیگنال می كنند را شبكه گویند.
● انواع شبكه
سه نوع شبكه از دیدگاه مقیاس و ناحیه تحت پوشش به شرح ذیل وجود دارد:
۱) شبكه های محلی LAN
ارتباط مجموعه ای از رایانه های شخصی برای به اشتراك گذاشتن منابع و داده در محدوده جغرافیایی یك موسسه را LAN گویند كه دارای توپولوژی (هم بندی) مختلفی به شرح زیر است:
الف) توپولوژی خطی BUS
در این توپولوژی ایستگاه های كاری از طریق یك بستر فیزیكی مشترك به یكدیگر متصل هستند. از نقاط ضعف این نوع هم بندی داشتن سرعت پائین در انتقال اطلاعات است كه به تدریج جای خود را به انواع دیگر توپولوژی ها می دهد.
ب) توپولوژی حلقوی Ring
این هم بندی به گونه ای است كه ایستگاه های كاری در یك ساختار بسته حلقوی به یكدیگر وصل می شوند و برای انتقال اطلاعات از یك ایستگاه به ایستگاه غیر مجاور باید ماشین هایی كه در مسیر حلقه هستند اطلاعات را دریافت و به كامپیوتر بعدی بفرستند تا در نهایت به مقصد برسد.
ج) توپولوژی ستاره Star
در این توپولوژی كه امروزه بسیار شایع است در آن رایانه ها به وسیله كابل های مستقل به گره مركزی متصل می شوند كه این گره را یك سیستم متمركزكننده همانند سوئیچ یا هاب تشكیل می دهد. سیگنال های رایانه فرستنده از طریق این گره به رایانه مقصد ارسال می شود. این نوع هم بندی در حال جایگزینی با دیگر روش هاست.
۲) شبكه های بین شهری (MAN)
از ارتباط شبكه های LAN متعددی در گستره یك شهر حاصل می شود.
۳) شبكه های گسترده (WAN)
پراكندگی شعبه های یك سازمان در سطح كشور و جهان این نیاز را ایجاد می كند كه شبكه های محلی و شبكه های بین شهری به هم مرتبط شوند كه این ساختار شبكه WAN را پدید می آورد.
● اترنت (Ethernet)
تكنیكی است كه برپایه استاندارد CSMA/CD IEEE ۸۰۲.۳ از سوی باب متكالف در سال ۱۹۷۳ ابداع شده است كه در آن، رایانه ها از سگمنت مشتركی استفاده می كنند. در این سیستم هر رایانه زمانی می تواند اطلاعات ارسال كند كه رایانه دیگری مشغول این كار نباشد و در برخی مواقع حالتی پیش می آید كه دو رایانه در یك زمان اقدام به ارسال اطلاعات می كنند در این حالت برخورد یا Collision پیش می آید كه دو رایانه برخورد را متوجه شده، انتقال اطلاعات را متوقف و پس از مدتی دوباره به شروع فرستادن می كنند، هر چه دامنه برخورد بزرگتر باشد، احتمال برخورد بیشتر است. به همین دلیل طراحان اترنت سعی می كنند تعداد رایانه های موجود در یك Segment را تا حد امكان كم نگه دارند.
● انواع اترنت
تمام هم بندی های بنیادی اترنت در استاندارد IEEE ۸۰۲.۳ تعریف می شوند:
▪ ۱۰Base۲ یا Thin Net شبكه بندی هم محور كه حداكثر طول سگمنت در آن ۱۸۵ متر است.
▪ ۱۰Base۵ یا Thick Net كه حداكثر طول سگمنت آن ۵۰۰ متر است.
▪ ۱۰BaseT بر روی كابل های UTP (زوج به هم تابیده) اجرا می شود كه در این سیستم تنها دو زوج از چهار زوج UTP با حداكثر طول ۱۰۰ متر به كار می رود.
▪ ۱۰۰BaseT یا Fast Etherent كه می تواند بر روی كابل های UTP اقدام به ارسال ۱۰۰mbps نماید كه خود دارای استاندارد ۸۰۲‎/۳u است كه در آن ۱۰۰Base Tx از ۲ زوج كابل UTP رسته ۵ (cat۵) و ۱۰۰Base t۴ از چهار زوج كابل CAT۳ استفاده می كند.
▪ ۱۰۰Base Fx همان ۱۰۰Mbps Ethernet بر روی بستر فیبر نوری multi mode است.
▪ ۱۰۰۰BaseT در سال ۱۹۹۹ استاندارد ۸۰۲‎/۳ab امكان گیگااترنت بر روی كابل cat۵ را مهیا كرد.
▪ ۱۰۰۰Base-Sx : تكنولوژی اترنت است كه می تواند انتقال را تا سرعت ۱Gbps افزایش دهد و نخستین استاندارد IEEE با عنوان ۸۰۲‎/۳z برای گیگااترنت در سال ۱۹۹۷ بر روی كابل های فیبر نوری Multi mode (چندحالته) مطرح شده است.
● لایه بندی های شبكه
دو نوع لایه بندی شبكه امروزه مورد بحث است:
۱) نخستین مدل، هفت لایه ای سازمان بین المللی استاندارد ISO است
۲) دومین مدل براساس تحقیقات قراردادی معروف به پروتكل TCP/IP است.
مدل ISO كه همان مدل هفت لایه ISO نامیده می شود، فقط یك تئوری برای درك بیشتر، تعریف كل وظایف و خدمات یك شبكه در هفت لایه است، زمانی كه اطلاعات از طریق پالس های الكتریكی در سیم به روی صفحه نمایش منتقل می شوند هر لایه فقط با یك لایه بالاتر یا یك لایه پائین تر از خود ارتباط دارد. این مدل هرگز به عنوان مدل شبكه پیاده سازی نشده و در عوض با گسترش اینترنت و پروتكل TCP/IP مدل چهارلایه ای آن مطرح شد:
▪ لایه فیزیكی (physical Layers)
وظیفه آن انتقال بیت ها به صورت سیگنال الكتریكی و ارسال آن بر روی كانال ارتباطی است كه واحد اطلاعات در این لایه بیت است و پارامترهای مهم در این لایه عبارتند از:
۱) ظرفیت كانال
۲) نوع مدولاسیون
۳) چگونگی كوپلاژ
۴) مسائل الكتریكی و مكانیكی
این لایه هیچ توانی در تشخیص و ترمیم خطا ندارد.
▪ لایه پیوند داده ها (Data Link Layer)
از وظایف این لایه كشف خطا است كه می تواند از طریق اضافه كردن بیت های كنترل خطا مثل بیت های parity Check، Check sum و CRC انجام شود.
این لایه خود به دو زیر لایه MAC و LLC تقسیم می شود.
▪ لایه شبكه (Network Layer)
در این لایه اطلاعات به صورت بسته هایی سازماندهی شده و برای انتقال مطمئن به لایه دوم تحویل می شود و این لایه وظیفه دارد هر بسته اطلاعاتی را پس از دریافت به مسیری هدایت كند تا آن بسته بتواند به مقصد برسد.
▪ لایه انتقال (Transport Layer)
در این لایه بر اساس خدمات لایه زیرین، یك سرویس انتقال بسیار مطمئن ارائه می شود.
لایه جلسه (session Layer)
وظیفه این لایه فراهم آوردن شرایط جلسه، همانند ورود به سیستم از راه دور، احراز هویت طرفین، نگهداری نشست و توانایی از سرگیری یك نشست در هنگام قطع ارتباط است.
▪ لایه ارائه (Presentation Layer)
وظیفه این لایه فشرده سازی داده، رمزنگاری، رمزگشایی و تبدیل كدها به یكدیگر است. این كدگذاری و رمزگشایی هنگامی به كار می رود كه دو ماشین از استانداردهای مختلفی برای متن استفاده می كنند.
▪ لایه كاربرد (Application Layer)
در این لایه، استاندارد مبادله پیام بین نرم افزارهایی كه در اختیار كاربر بوده و به نحوی با شبكه در ارتباط هستند، تعریف می شود. لایه كاربرد شامل تعریف استانداردهایی نظیر انتقال نامه های الكترونیكی، انتقال مطمئن فایل، دسترسی به بانك های اطلاعاتی راه دور، مدیریت شبكه و انتقال صفحات وب است.
● امنیت در شبكه
با گسترش روزافزون شبكه های به هم پیوسته و ازدیاد حجم اطلاعات مورد مبادله و ایجاد شبكه های جهانی، چالش های بزرگی برای صاحبان اطلاعات پدید آمده است. امروزه سرقت دانشی كه برای آن هزینه و وقت صرف شده یكی از خطرات بالقوه شبكه های رایانه ای به شمار می آید. در جهان امروز دزدان دریایی به راهزنان داده ها در سطح شبكه های رایانه ای بدل شده اند و برخلاف گذشته امروزه خطر دزدی از سوی افرادی كه با هوش و تحصیلكرده اند و قدرت نفوذ به شبكه را دارند بیشتر است. معمولاً هدف آنها حمله برای یكی از موارد زیر است:
۱) تفریح و كنجكاوی
۲) دزدیدن دانش
۳) آزاررسانی و كسب شهرت
۴) جاسوسی و كسب اطلاعات از وضعیت نظامی و سیاسی یك كشور یا منطقه
۵) رقابت ناسالم در عرصه تجارت و اقتصاد
۶) جابه جا كردن پول و اعتبار از حساب های بانكی و دزدیدن شماره كارت های اعتباری
۷) كسب اخبار برای اعمال خرابكاری
بنابراین امنیت و اقتدار سیاسی و اقتصادی به طرز پیچیده ای به امنیت اطلاعات گره خورده است و نه تنها دولت ها، بلكه افراد را نیز تهدید می كند، به طور مثال فرض كنید روزی برای برداشت مبلغی از حسابتان به بانك مراجعه كنید و متصدی بانك به شما بگوید ۱۰ دقیقه قبل از حسابتان برداشت شده است، حال شما چه حسی خواهید داشت؟
● سرویس های امنیتی در شبكه ها:
تهدیدهای عمده در شبكه های رایانه ای به قرار زیر است:
▪ فاش شدن غیرمجاز اطلاعات در نتیجه استراق سمع داده ها در هنگام مبادله روی شبكه
▪ قطع ارتباط و اختلال در شبكه
▪ تغییر و دستكاری غیرمجاز اطلاعات و یا پیغام های ارسال شده
بر اساس توضیحات فوق هر گاه یكی از ۵ مشخصه زیر دچار مشكل شود، می گوییم به سیستم حمله شده است:
۱) confidentiality : محرمانه نگهداشتن اطلاعات
۲) Authentication : بررسی سندیت داده و پیغام
۳) Integrity: بررسی سلامت داده ها یا پیغام های رسیده
۴) Access Control : كنترل دسترسی افراد
۵) Availability : قابل دسترس بودن
● دیواره آتش (firewall)
سیستمی است كه در بین كاربران شبكه های محلی و اینترنت قرار می گیرد و ضمن نظارت بر دسترسی ها در تمام سطوح، ورود و خروج اطلاعات را زیرنظر قرار می دهد. در این حالت سیستم های IP قبل از مسیریابی روی شبكه اینترنت ابتدا وارد دیواره آتش می شوند و منتظر می مانند تا طبق معیارهای حفاظتی و امنیتی پردازش شوند.

منبع : روزنامه ایران