شبکه هاي محلي LAN – قسمت دوم

شبکه هاي محلي LAN قسمت دوم

اجزاي اصلي سخت‌افزاري
همه شبکه‌ها از اجزاي سخت‌افزاري پايه‌اي تشکيل شده‌اند تا گره‌هاي شبکه را به يکديگر متصل کنند، مانند «کارت‌هاي شبکه»، «تکرارگر»ها، «هاب»ها، «پل»ها، «راهگزين»ها و «مسيرياب»ها. علاوه بر اين، بعضي روشها براي اتصال اين اجزاي سخت‌افزاري لازم است که معمولاً از کابلهاي الکتريکي استفاده مي‌شود (از همه رايجتر «کابل رده ?» (کابل Cat5) است)، و کمتر از آنها، ارتباطات ميکروويو (مانند IEEE 802.11) و («کابل فيبر نوري» Optical Fiber Cable) بکار مي‌روند.

کارت شبکه
«کارت شبکه»، «آداپتور شبکه» يا « کارت واسط شبکه» (Network Interface Card) قطعه‌اي از سخت‌افزار رايانه‌است و طراحي شده تا اين امکان را به رايانه‌ها بدهد که بتوانند بر روي يک شبکه رايانه‌اي با يکديگر ارتباط برقرار کنند. اين قطعه دسترسي فيزيکي به يک رسانه شبکه را تامين مي‌کند و با استفاده از «آدرسهاي MAC»، سيستمي سطح پايين جهت آدرس دهي فراهم مي‌کند. اين شرايط به کاربران اجازه مي‌دهد تا به وسيله کابل يا به صورت بي‌سيم به يکديگر متصل شوند.

تکرارگر یا repeater
«تکرارگر» تجهيزي الکترونيکي است که سيگنالي را دريافت کرده و آن را با سطح دامنه بالاتر، انرژي بيشتر و يا به سمت ديگر يک مانع ارسال مي‌کند. بدين ترتيب مي‌توان سيگنال را بدون کاستي به فواصل دورتري فرستاد. از آنجا که تکرارگرها با سيگنال‌هاي فيزيکي واقعي سروکار دارند و در جهت تفسير داده‌اي که انتقال مي‌دهند تلاشي نمي‌کنند، اين تجهيزات در «لايه فيزيکي» يعني اولين لايه از «مدل مرجع OSI» عمل مي‌کنند.

هاب (جعبه تقسيم) یا hub
«هاب» قطعه‌اي سخت‌افزاري است که امکان اتصال قسمت‌هاي يک شبکه را با هدايت ترافيک در سراسر شبکه فراهم مي‌کند. هاب‌ ها در «لايه فيزيکي» از «مدل مرجع OSI» عمل مي‌کنند. عملکرد هاب بسيار ابتدايي است، به اين ترتيب که داده رسيده از يک گره را براي تمامي گره‌هاي شبکه کپي مي‌کند. هاب‌ها عموماً براي متصل کردن بخش‌هاي يک «شبکه محلي» بکار مي‌روند. هر هاب چندين «درگاه» (پورت) دارد. زماني که بسته‌اي از يک درگاه مي‌رسد، به ديگر درگاه‌ها کپي مي‌شود، بنابراين همه قسمت‌هاي شبکه محلي مي‌توانند بسته‌ها را ببينند.

پل یا bridge
يک «پل» دو «زيرشبکه» (سگمنت) را در «لايه پيوند داده» از «مدل مرجع OSI» به هم متصل مي‌کند. پل‌ها شبيه به «تکرارگر»ها و «هاب»هاي شبکه‌اند که براي اتصال قسمت‌هاي شبکه در «لايه فيزيکي» عمل مي‌کنند، با اين حال پل با استفاده از مفهوم پل زدن کار مي‌کند، يعني به جاي آنکه ترافيک هر شبکه بدون نظارت به ديگر درگاه‌ها کپي شود، آنرا مديريت مي‌کند.

پل‌ها به سه دسته تقسيم مي‌شوند:
پل‌هاي محلي: مستقيما به «شبکه‌هاي محلي» متصل مي‌شود.
پل‌هاي دوردست: از آن مي‌توان براي ساختن «شبکه‌هاي گسترده»، جهت ايجاد ارتباط بين «شبکه‌هاي محلي» استفاده کرد. پل‌هاي دور دست در شرايطي که سرعت اتصال از شبکه‌هاي انتهايي کمتر است با «مسيرياب»ها جايگزين مي‌شوند.
پل‌هاي بي‌سيم: براي «اتصال شبکه‌هاي محلي» به «شبکه‌هاي محلي بي‌سيم» يا «شبکه‌هاي محلي بي‌سيم» به هم يا ايستگاه‌هاي دوردست به «شبکه‌هاي محلي» استفاده مي‌شوند.

راهگزين یا switch
«راهگزين» که در پارسي بيشتر واژه «سوئيچ» براي آن بکار برده مي‌شود، وسيله‌اي است که قسمت‌هاي شبکه را به يکديگر متصل مي‌کند. راهگزين‌هاي معمولي شبکه تقريباً ظاهري شبيه به «هاب» دارند، ولي يک راهگزين در مقايسه با هاب از هوشمندي بيشتري (و همچنين قيمت بيشتري) برخوردار است. راهگزين‌هاي شبکه اين توانمندي را دارند که محتويات بسته‌هاي داده‌اي که دريافت مي‌کنند را بررسي کرده، دستگاه فرستنده و گيرنده بسته را شناسايي کنند، و سپس آن بسته را به شکلي مناسب ارسال نمايند. با ارسال هر پيام فقط به دستگاه متصلي که پيام به هدف آن ارسال شده، راهگزين «پهناي باند» شبکه را به شکل بهينه‌تري استفاده مي‌کند و عموماً عملکرد بهتري نسبت به يک هاب دارد.

از نظر فني مي‌توان گفت که راهگزين در «لايه پيوند داده» از «مدل مرجع OSI» عمل کنند. ولي بعضي انواع راهگزين قادرند تا در لايه‌هاي بالاتر نيز به بررسي محتويات بسته بپردازند و از اطلاعات بدست آمده براي تعيين مسير مناسب ارسال بسته استفاده کنند. به اين راه گزين‌ها به اصطلاح «راهگزين‌هاي چندلايه» (Multiplayer Switch) مي‌گويند.

مسيرياب یا router
«مسيرياب»ها تجهيزات شبکه‌اي هستند که بسته‌هاي داده را با استفاده از «سرايند»ها و «جدول ارسال» تعيين مسير کرده، و ارسال مي‌کنند. مسيرياب‌ها در «لايه شبکه» از «مدل مرجع OSI» عمل مي‌کنند. همچنين مسيرياب‌ها اتصال بين بسترهاي فيزيکي متفاوت را امکان‌پذير مي‌کنند. اين کار با چک‌ کردن سرايند يک بسته داده، انجام مي‌شود.
مسيرياب‌ها از «قراردادهاي مسيريابي» مانند OSPF استفاده مي‌کنند تا با يکديگر گفتگو کرده و بهترين مسير بين هر دو ايستگاه را پيکربندي کنند. هر مسيرياب دسته کم به دو شبکه، معمولاً شبکه‌هاي محلي، شبکه‌هاي گسترده و يا يک شبکه محلي و يک سرويس دهنده اينترنت متصل است. بعضي انواع مودم‌هاي DSL و کابلي جهت مصارف خانگي درون خود از وجود يک مسيرياب نيز بهره مي‌برند.

شبکه محلي چيست؟
«شبكه محلي» (Local Area Network) يك «شبکه رايانه‌اي» است كه محدوده جغرافيايي كوچكي مانند يك خانه، يك دفتر كار يا گروهي از ساختمان‌ها را پوشش مي‌دهد. در مقايسه با «شبكه‌هاي گسترده» (WAN) از مشخصات تعريف‌شده شبكه‌هاي محلي مي‌توان به سرعت (نرخ انتقال) بسيار بالاتر آنها، محدوده جغرافيايي كوچكتر و عدم نياز به «خطوط استيجاري» مخابراتي اشاره كرد.
دو فناوري «اترنت» (Ethernet) روي كابل «جفت به هم تابيده بدون محافظ» (UTP) و «واي‌فاي» (Wi-Fi) رايج‌ترين فناوري‌هايي هستند كه امروزه استفاده مي‌شوند، با اين حال فناوري‌هاي «آركنت» (ARCNET) و «توكن رينگ» (Token Ring) و بسياري روشهاي ديگر در گذشته مورد استفاده بوده‌اند.

تاريخچه شبکه محلي
در روزهاي قبل از ظهور «رايانه‌هاي شخصي» (PC) ممكن بود كه يك محل فقط يك «رايانه مركزي» داشته باشد كه كاربران به‌وسيله «پايانه» ها از طريق كابل‌كشي ساده و كم‌سرعتي به آن دسترسي داشتند. شبكه‌هايي مانند SNA متعلق به شركت «آي‌بي‌ام» (IBM) جهت ارتباط پايانه‌ها يا ديگر رايانه‌هاي مركزي در محل‌هاي دوردست از طريق «خطوط استيجاري» بكارگرفته شدند، از اين رو اين ارتباطات «شبكه‌هاي گسترده» (WAN) بودند.
اولين شبكه محلي در دهه 1970 ساخته شد و به منظور ارتباطات پرسرعت بين چند رايانه بزرگ در يك محل بكار گرفته شد. از ميان بسياري سيستم‌هاي رقيب كه در اين دوران ساخته شدند، «اترنت» و «آركنت» مشهورترين‌ها هستند.
توسعه و ازدياد رايانه‌هاي شخصي كه با «سيستم عاملهاي» CP/M و DOS كار مي كردند اين حقيقت را با خود به همراه آوردند كه خيلي زود هر مکان به تنهايي پر از ده‌ها و صدها رايانه گردد. اولين انگيزه براي شبكه‌كردن اين محل‌ها عموماً به اشتراك گذاشتن فضاي «ديسك» و «چاپگرهاي ليزري» بود، كه هر دو در آن زمان بسيار گران بودند. براي چندين سال اين ايده بسيار مورد توجه و علاقه بود، طوري كه از سال 1983 به بعد، متخصصان صنعت رايانه مرتبا اظهار مي‌داشتند كه سال بعدي سال شبكه محلي است.
در واقع زياد شدن تنوع «لايه فيزيكي» و «قرارداد»هاي شبكه ناسازگار، و چندگانگي در تعيين بهترين روش به اشتراك گذاشتن منابع، به ايده فوق صدمه زد. به تبع هر فروشنده كارت شبكه، كابل شبكه، قرارداد و سيستم عامل شبكه خودش را عرضه مي كرد. با ظهور سيستم عامل Netware محصول شركت «ناول» (Novel) راه حلي پديد آمد، به اين ترتيب كه اين سيستم عامل 40 نوع كابل و كارت شبكه رقيب را پشتيباني مي‌كرد و علاوه بر آن از ديگر سيستم عامل هاي رقيب بسيار حرفه‌اي‌تر بود. سيستم عامل Netware از همان آغاز پيدايش شبكه‌هاي محلي رايانه‌هاي شخصي در سال 1983 تا اواسط دهه 1990 براين بازار حكمراني مي كرد، تا آنكه شركت «مايکروسافت» سيستم عامل Windows NT Advanced Server و Windows for Workgroups را عرضه كرد.
از رقباي سيستم عامل Netware فقط VINES ساخت شركت «بانيان» (Banyan) از نظر قدرت فني با آن قابل مقايسه بود، ولي شركت Banyan هرگز بنيان استواري پيدا نكرد. شركتهاي «مايکروسافت» و «تريكام» (3COM) با يكديگر همكاري كردند تا يك سيستم عامل شبكه ساده بسازند كه حاصل آن شد اساس سيستم عاملهاي 3+Share محصول «تريكام»، LAN Manager محصول «مايکروسافت» و LAN Server محصول شركت «آي‌بي‌ام» كه هيچ كدام ازين سيستم عامل ها موفقيت قابل ملاحضه‌اي به دست نياوردند.
در همين دوران «ايستگاه‌هاي كاري» (Workstation) (رايانه‌هاي) مبتني بر سيستم عامل «يونيكس» (Unix) از فروشندگاني مانند شركتهاي «سان مايكروسيستمز» (Sun Microsystems)، «هيولت پكارد» (Hewlett Packard)، «سيليكن گرافيكز» (Silicon Graphics)، «اينترگراف» (Intergraph)، «نكست» (NeXT) و «آپلو» (Apollo) از شبكه‌سازي مبتني بر قرارداد TCP/IP استفاده مي‌كردند. اگرچه اعضاي اين گروه از شركتهاي تجاري كه به توليد چنين محصولي مي‌پرداختند كمتر شده‌اند، ولي ادامه يافتن توسعه فناوري در اين زمينه، بر روي «اينترنت» و همچنين دو سيستم عامل «لينوكس» (Linux) و Mac OS X محصول شركت «اپل» (Apple) تأثير گذاشت و امروزه قرارداد TCP/IP تقريباً به طور كامل جايگزين قراردادهاي IPX، AppleTalk، NBF و ديگر قراردادهايي كه در شبكه‌هاي محلي اوليه رايانه‌هاي شخصي به كار مي‌رفت شده است.

جنبه‌هاي فني
با وجود اينكه امروزه قرارداد راهگزيني اترنت رايج‌ترين قرارداد «لايه پيوند داده» و قرارداد IP رايج‌ترين قرارداد «لايه شبكه» است، در گذشته گزينه‌هاي بسيار ديگري مورد استفاده بودند و بعضي از آنها هنوز در بعضي نواحي كوچك مشهور مانده‌اند.
شبكه‌هاي محلي كوچكتر عموماً از يك يا چند «راهگزين» (Switch) (در پارسي بيشتر رايج است كه به آن سوئيچ مي‌گويند) تشكيل شده‌اند كه به يكديگر متصل شده‌اند. جهت دسترسي به اينترنت غالبا يكي از اين راهگزين‌ها به يك «مسيرياب»، «مودم كابلي» يا «مودم ADSL» متصل مي‌شود.
شبكه‌هاي محلي بزرگ‌تر به واسطه اين ويژگي‌ها شناخته مي‌شوند: استفاده از اتصالات اضافي (بيش از يكي جهت پشتيبان) بين راهگزين‌ها، استفاده از «قرارداد درخت پوشا» (STP) جهت جلوگيري از ايجاد «حلقه»، توانايي راهگزين‌ها جهت مديريت انواع مختلف ترافيك با استفاده از استاندارد «كيفيت خدمات» و همچنين استفاده از «شبكه‌هاي محلي مجازي» (VLAN) جهت جداسازي ترافيكها از يكديگر.
شبكه‌هاي محلي ممكن است به‌وسيله «خطوط استيجاري»، «خدمات استيجاري» و يا به روش «تونل‌زني» (Tunneling) بر روي اينترنت با بهره‌جويي از فناوري «شبكه‌هاي مجازي خصوصي» (VPN) اتصالاتي به ديگر شبكه‌هاي محلي داشته باشند.

.

.

منبع : iranpur.com