معرفی انواع شبکه های کامپیوتری از نظر محدوده جغرافیایی

تفاوت LAN و WAN در چیست؟ چند نوع توپولوژی شبکه وجود دارد؟ تفاوت توپولوژی ستاره ای و حلقوی در چیست؟ در این مقاله شبکه ها رو از نظر مقیاس های جغرافیایی که در در بر میگیرند تقسیم بندی میکنیم و در خصوص ویژگیهای هر توپولوژی که در این شبکه ها استفاده میشود نیز توضیحاتی را ارائه خواهم کرد . در ابتدا از نظر سخت افزاری اگر بخواهیم سخت افزاری شبکه را دسته بندی کنیم از دو دیدگاه می توان به آنها نگاه کرد:

دیدگاه اول تکنولوزی انتقال : به این معنا که شبکه از چه نوع کانالی به عنوان واسط انتقال استفاده می کند که خود به دو دسته تقسیم می شود.

• الف) شبکه های پخش فراگیر یا Broadcast
• ب) شبکه های نقطه به نقطه یا point 2 point

که از محدوده ی مقاله ی ما خارج می باشد.

دیدگاه دوم مقیاس شبکه و ناحیه ی تحت پوشش آن: به این معنا که شبکه چه مسافت جغرافیایی را پوشش می دهدو حداکثر چند ایستگاه می تواند در شبکه وجود داشته باشد. (مقصود از ایستگاه، یک ماشین همانند computer یا printer است که به عنوان یک موجود مستقل می تواند با بقیه ماشین ها ارتباط برقرار کند و تبادل اطلاعات صورت گیرد.

تقسیم بندی شبکه ها از لحاظ اندازه

 

• شبکه های محلی LAN یا (Local Area Network )
• شبکه های بین شهری MAN یا (Metropolitan Area Network )
• شبکه های گسترده WAN یا (Wide Area Network )

 

البته شبکه های دیگری نیز وجود دارد که در ادامه توضیحاتی در مورد هر کدام به شما ارائه می دهم.

 

شبکه محلی ( LAN ) چیست؟

شبکه ایست خصوصی واقع در یک ساختمان یا مجتمع که حداکثر ابعاد آن یک یا دوکیلومتر باشد و تحت مالکیت سازمانهای کوچک، ادارات، نهادها، محیط های آموزشی و کارخانه های کوچک نصب و راه اندازی می شود. یک شبکه LAN سه مشخصه دارد که آنرا از سایر انواع شبکه متمایز می کند :

 

• اندازه یا سایز : اندازه LAN بسیار محدود است. بصورتیکه زمان انتقال سیگنالها در آن (حتی در بدترین شرایط) بسیار کم و از قبل قابل پیش بشنی است. دانستن این محدودیت ها برای طراحی شبکه بسیار مهم و اساسی است و باعث ساده تر شدن مدیریت شبکه نیز می شود.
• تکنولوژی انتقال یا رسانه : تکنولوژی انتقال اطلاعات در LAN بین 10 تا 100 میلیون بیت در ثانیه، تأخیر انتشار (Propagation Delay ) در آن کم و در حد میکرو یا نانو ثانیه می باشد و خطا در آن بسیار اندک است. LAN های جدیدتر به سرعت Gbps10 نیز دست یافته اند.سرعت انتقال در شبکه معمولاً با واحد مگابیت بر ثانیه(1,000,000 ) یا گیگا بیت بر ثانیه (1,000,000,000 ) اندازه گیری می شود. حتما مفهوم تأخیر انتشار برایتان گنگ است : مدت زمانی است که یک سیگنال حامل پیام (الکترکی یا نوری) از ابتدای کانال به انتهای آن منتقل می شود. در کانالهای فیبر نوری تأخیر انتشار حدود µs 3.3 و در کانال های مسی یا رادیویی حدود µs 5 به ازای هر کیلومتر خواهد بود.

توپولوژی یا همبندی شبکه : توپولوژی یک شبکه تشریح کننده ی اتصال کامپیوترها در یک شبکه به یکدیگر است. پارامترهای اصلی در طراحی یک شبکه، قابل اعتماد بودن و مقرون به صرفه بودن است.

 

معرفی انواع توپولوژی های شبکه ( همبندی های شبکه )

توپولوژی ستاره ایی (STAR ) چیست؟ 

در این توپولوژی کلیه ی کامپیوتر ها به یک کنترل کننده ی مرکزی یا هاب متصل هستند. هرگاه کامپیوتری بخواهد با کامپیوتر دیگری تبادل اطلاعات نماید، کامپیوتر منبع ابتدا باید اطلاعات را به هاب ارسال نماید. سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود. پس اگر کامپیوتری بخواهد اطلاعاتی به کامپیوتر دیگر ارسال نماید، اطلاعات را به هاب فرستاده و نهایتاً هاب آن اطلاعات را به کامپیوتر مقصد میفرستد.

نقاط قوت توپولوژی ستاره عبارتند از:

• نصب شبکه با این توپولوژی ساده است
• توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود
• اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود ، فقط یک کامپيوتر از شبکه خارج می شود.

نقاط ضعف توپولوژی ستاره عبارتند از:

• عمليات كل شبكه به هاب وابسته است. اين بدان معناست كه اگر هاب از كار بيفتد، كل شبكه از كار خواهد افتاد .

 

توپولوژی حلقوی ( RING ) چیست؟

این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبه همين دليل است که این توپولوژی بنام” IBM Token ring ” مشهور است.در این توپولوژی کليه کامپيوتر ها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را می سازد . کامپيوتر مبدا، اطلاعات را به کامپيوتر بعدی در حلقه ارسال نموده و آن کامپيوتر آدرس اطلاعات را برای خود کپی می کند، آنگاه اطلاعات را به کامپيوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبهمين ترتيب این روند ادامه پيدا می کند تا اطلاعات به کامپيوتر مبدأ برسد. سپس کامپيوتر مبدأ این اطلاعات را از روی حلقه حذف می کند.

نقاط ضعف توپولوژی فوق عبارتند از:

• اگر یک کامپيوتر از کار بيفتد، کل شبکه متوقف می شود.
• به سخت افزار پيچيده نياز دارد ” کارت شبکه آن گران قيمت است.
• برای اضافه کردن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.

 

نقاط قوت توپولوژی فوق عبارتند از :

• نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.
• توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.
• در این توپولوژی از کابل فيبر نوری می توان استفاده کرد.

 

توپولوژی خطی یا اتوبوسی ( BUS ) چیست؟

در یک شبکه خطی چندین کامپيوتر به یک کابل بنام اتوبوسی متصل می شوند . در این توپولوژی ، رسانه انتقال بين کليه کامپيوتر ها مشترک است . سادگی ، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه ، از نقاط قوت توپولوژی اتوبوسی می باشد . نقطه ضعف عمده این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که بعنوان پل ارتباطی بين کامپيوتر های شبکه می باشد قطع شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

توپولوژی توری ( Mesh ) چیست؟

در این توپولوژی هر کامپيوتری مستقيماً به کليه کامپيوترهای شبکه متصل می شود . مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپيوتر با سایر کامپيوتر ها ارتباطی مجزا دارد . بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنيت واطمينان می باشد . اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند. از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا زمانی که تعداد ایستگاه ها افزایش یابند .برای یادگیری لینوکس حتما شناخت نسبت به شبکه به عنوان پیشنیاز توصیه می شود.

به همين جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نيست . برای مثال ، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری ، ایستگاه شماره یک نيازمند به نود و نه می باشد . تعداد کابل های مورد نياز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2 محاسبه می شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می باشد.

توپولوژی ترکيبی ( Hybrid ) چیست؟

این توپولوژی ترکيبی است از چند شبکه با توپولوژی متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام استخوان بندی Back bone به یکدیگر مرتبط شده اند . هر شبکه توسط یک پل ارتباطی Bridge به کابل استخوان بندی متصل می شود. این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال یا تکرار کننده برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند . هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی درختی است . زیرا کليه ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند . وظيفه هاب دریافت اطلاعات از یک ایستگاه و تکرار وتقویت آن اطلاعات وسپس ارسال آنها به ایستگاه دیگر می باشد.

شبکه شهری یا ( MAN ) چیست؟

شبکه ایست که یک شهر را پوشش می دهد. شبکه های تلویزیون کابلی بهترین نمونه ی MAN هستند. اولین شبکه های تلویزیون کابلی در نقاط کور شهرها راه اندازی شدند. بدین ترتیب که یک آنتن مرکزی و بزرگ در محلی که فرستنده ی اصلی را می دیدید نصب و از این آنتن کابلهایی به مشترکان محروم از برنامه های تلویزیونی کشیده می شد. در ابتدا این سیستم ها به طور اختصاصی برای هر محل ساخته می شد. ولی به زودی شرکتهای بزرگ بوی پول را از آن استشمام کردند و با کسب اجازه ی دولت تمام شهر را زیر پوشش کارهای خود قرار دادند.

شبکه گسترده ( WAN ) چیست؟

اتصال شبکه های محلی از طریق خطوط تلفنی ، کابل های ارتباطی ماهواره ویا دیگر سيستم هایی مخابراتی چون خطوط استيجاری در یک منطقه بزرگتر را شبکه گسترده گویند . در این شبکه کاربران یا رایانه ها از مسافت های دور واز طریق خطوط مخابراتی به یکدیگر متصل می شوند . کاربران هر یک از این شبکه ها می توانند به اطلاعات ومنابع به اشتراک گذاشته شده توسط شبکه های دیگر دسترسی یابند .

از این فناوری با نام شبکه های راه دور Long Haul Network نيز نام برده می شود . در شبکه گسترده سرعت انتقال داده نسبت به شبکه های محلی خيلی کمتر است .بزرگترین ومهم ترین شبکه گسترده ، شبکه جهانی اینترنت می باشد. در این شبکه کامپیوترهایی هستند که برنامه های کاربردی روی آنها اجرا می شود و معمولاً به آنها host می گویند. این شبکه هال دارای زیر شبکه می باشند که خود به دو قسمت مجزا شامل خطوط انتقال (transmission line ) و تجهیزات سوئیچینگ (switching elements ) می باشد. در دوره آموزش نتورک پلاس و در قسمت پروتکل ها و انواع شبکه ، به خوبی در خصوص انواع شبکه ها از نظر ابعاد جغرافیایی پرداخته شده است. خب این 3 نوع شبکه معتبرترین و پرکاربردترین انواع شبکه ها می باشند اما همانطور که در بالا اشاره کردم یک سری شبکه های دیگر نیز هست که کمتر مورد توجه قرار می گیرند اما کاربرد دارند.

 

• شبکه PAN یا ( Personal Area Network ) : نوعی شبکه ی شخصی است که که توسط یک شخص یا برای یک سری کارهای خصوصی بسته می شود. اندازه این نوع شبکه حدود 20 تا 30 متراست.از این نوع شبکه برای کارهای تجارتی شخصی یا آزمایشگاههای کامپیوتر استفاده می شود، امروزه بجای این نوع شبکه از شبکه های محلی استفاده می شود.
• شبکه CAN یا (Campus Area Network ) : شبکه هایی که بعنوان کنترل کننده بسته می شوند و تقریباً خود مختار هستند. یک شبکه ای است که از شبکه های محلی بزرگتر است و اغلب مواقع در دانشگاهها برای ارتباط بین آزمایشگاههای کامپیوتر، اتاق ثبت نام و واحد علمی دانشگاه به هم بسته می شود.
• شبکه DAN یا ( Desk Area Network ) : این نوع شبکه از یک نوع اتصال داخلی از دستگاههای کامپیوتر است که حول سیستم ATM می چرخد.سیستم ATM مخفف (Asynchronous Transfer Mode ) است و معنای آن اینست که دستگاههای کامپیوتر از یک سری روشهای ناهماهنگ انتقال استفاده می کنند. این روش در قسمت CPU کاربرد بیشتری داردو تشکیل دهنده ی سلول اصلی ATM می باشد. شبکه ی DAN قادر است منابع را روی اینترنت به اشتراک بگذارد و دسترسی به دستگاههای خارجی را نیز در بر دارد.
• شبکه SAN یا ( Storage Area Network ) : این نوع شبکه باعث ذخیره سازی اطلاعات دستگاه کامپیوترهای راه دور باشد. ذخیره کردن اطلاعاتی که برای کاربر ارسال می شود بسیار اهمیت دارد بنابراین با استفاده از این نوع شبکه ها سفخقث کردن اطلاعات آسان می شود.برای مثال نوعی کتابخانه وجود دارد که به سرور متصل شده و بعد از دریافت اطلاعات مورد نظر به صورت محلی به سیستم عامل سرور پیغام دریافت اطلاعات خود را ارسال می کند.
• شبکه GAN یا ( Global Area Network ) : شبکه های جهانی از هر نوع محدودیتی خارج هستندو بصورت گسترده و سراسری محیط اینترنت را پوشش می دهند. شبکه ی موبایل از این نوع شبکه هاست که نوعی شبکه ی LAN گسترده است و از طریق ماهواره ها کنترل می شود.
• شبکه WLAN یا ( Wireless Local Area Network ) : این شبکه قادر است جستجویی حول محور اینترنت انجام دهد. همانطور که می دانید شبکه های Wireless از نوع شبکه های Access point است و برای برقراری یک ارتباط طولانی نیاز به پوشش هماهنگ و سرتاسری دارد.دسترسی به داده ها با محدودیت روبروست و در هر ناحیه که یک Access point حضور دارد باعث تقویت سیگنال شده تا بسته از بین نرود.

اگر سوالی در این زمینه باشه در خدمتتون هستم. با آرزوی موفقیت واسه همه اونایی که میخوان موفق باشن:-) منبع : توسینسو