شبکه چیست؟ انواع شبکه و کارکرد آن

شبکه چیست؟

شبکه کامپیوتری به گروهی از کامپیوترها گفته میشود که عموما برای تبادل فایل ها و اشتراک گذاری منابع سخت افزاری مانند پرینتر به یکدیگر متصل شده‌اند. شبکه های کامپیوتری میتوانند به کوچکی دو کامپیوتر و به بزرگی اینترنت جهانی باشند.

کامپیوترهای موجود در یک شبکه ممکن است از طریق کابل اترنت، خطوط تلفن، امواج رادیویی، ماهواره ها یا پرتوهای نور مادون قرمز به هم متصل شوند. شبکه کردن دو کامپیوتر با دستگاه های خانگی از ساده ترین نوع شبکه میباشد.

اجزای شبکه

شبکه‌های کامپیوتری از اجزای مختلفی تشکیل شده است. اجزای اصلی یک شبکه رایانه‌ای عبارت‌اند از:

• کارت رابط شبکه (NIC)
• هاب (Hub)
• سوئیچ‌ها (Switches)
• کابل‌ها و اتصال‌دهنده‌ها (Cables and Connectors)
• روتر (Router)
• مودم (Modem)

چرا از شبکه استفاده میکنیم؟

شبکه های کامپیوتری برای تبادل سریع اطلاعات و استفاده کارآمد از منابع مورد استفاده قرار میگیرند.

مزایای استفاده از شبکه کامپیوتری:

به اشتراک گذاری منابع

شرکت ها در هر اندازه که باشند، می توانند از یک شبکه کامپیوتری برای به اشتراک گذاری منابع و اسناد مهم استفاده کنند. منابع برای اشتراک گذاری می تواند شامل چاپگرها، فایل ها، اسکنرها و حافظه ها باشند. شبکه های کامپیوتری برای سازمان های بزرگتر و در سطح جهانی نیز کارآمد هستند، زیرا می توانند از یک شبکه مشترک واحد برای ارتباط با کارمندان خود استفاده کنند.

انعطاف پذیر با سلیقه کاربر

شبکه‌های رایانه‌ای امروزی، افراد را قادر می‌سازد تا از روش‌های ارتباطی دلخواه  و اشتراک‌ گذاری منابع بر اساس نیازها و ترجیحات خود استفاده کنند. به عنوان مثال، برخی از افراد ممکن است از ایمیل برای برقراری ارتباط استفاده کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است اپلیکیشن های پیام‌رسان دیگری را ترجیح دهند.

اتصال قوی تر

به لطف شبکه های کامپیوتری، افراد می توانند بدون توجه به موقعیت مکانی خود در ارتباط با سایر افراد باقی بمانند. به عنوان مثال، برنامه‌های تماس ویدیویی و اشتراک‌ گذاری اسناد، مانند Zoom و Google Docs، کارمندان را قادر می‌سازد تا از راه دور با هم ارتباط برقرار کنند و بدون اینکه در یک مکان مشخص حضور داشته باشند، با یکدیگر همکاری کنند.

امنیت و مدیریت داده ها

در یک شبکه کامپیوتری، داده ها روی سرورهای مشترک متمرکز می شوند. این به ادمین شبکه کمک می کند تا داده های حیاتی شرکت خود را بهتر مدیریت و محافظت کنند. کارشناس شبکه می ‌تواند به ‌طور منظم از داده‌ها بک آپ یا پشتیبان گیری کنند و اقدامات امنیتی مانند احراز هویت چند مرحله ای را در همه دستگاه‌ها به طور جمعی اعمال کنند.

افزایش ظرفیت حافظه

بیشتر سازمان ها در طول زمان گسترش پیدا میکنند و اطلاعات حیاتی زیادی دارند که نیاز به فضای ذخیره سازی بیشتری دارند. شبکه‌های رایانه‌ای، به‌ویژه آن‌هایی که از فناوری‌های مبتنی بر ابر استفاده می‌کنند، می‌توانند حجم عظیمی از داده‌ها و نسخه‌های پشتیبان را بر روی یک سرور متمرکز از راه دور ذخیره کنند که در هر زمان برای همه در دسترس است.

سرگرمی

شبکه‌های رایانه‌ای، به‌ویژه اینترنت، منابع مختلفی از سرگرمی از بازی‌های رایانه‌ای گرفته تا پخش آنلاین موسیقی و ویدیو را در اختیار مخاطبین قرار میدهد، برای مثال، بازی‌های چند نفره را فقط می‌توان از طریق یک شبکه مانند اینترنت اجرا کرد.

انواع شبکه های کامپیوتری

انواع مختلفی از شبکه های کامپیوتری وجود دارد. اینکه یک سازمان از کدام شبکه استفاده می کند به عواملی مانند تعداد دستگاه ها، نوع سیستم عامل ها، رسانه انتقال استفاده شده، توپولوژی شبکه، فاصله بین هر دستگاه و مقیاس جغرافیایی آنها بستگی دارد.

شبکه شخصی (PAN)

شبکه شخصی (PAN) که کوتاه شده‌ی Personal Area Network میباشد ، دستگاه های الکترونیکی را در منطقه نزدیک کاربر به هم متصل می کند. اندازه PAN از چند سانتی متر تا چند متر متغیر است. یکی از رایج‌ترین نمونه‌های موجود در دنیای واقعی PAN، اتصال بین گوشی و لپ تاپ و پرینتر است. PAN ها می توانند لپ تاپ، تبلت، چاپگر، صفحه کلید و سایر دستگاه های کامپیوتری را به هم متصل کنند.

شبکه محلی (LAN)

شبکه محلی (LAN) که کوتاه شده‌ی Local Area Network میباشد، شبکه ای است که به یک منطقه نسبتاً کوچک محدود می شود. به طور کلی به یک منطقه جغرافیایی مانند اداره، آزمایشگاه، مدرسه یا ساختمان محدود می شود. در تعریف کلی تر و جامع تر، شبکه محلی (LAN) به شبکه ای گفته میشود که با هر وسعتی که دارد، تماما مال خودتان باشد.

شبکه شهری (MAN)

شبکه شهری (MAN) که کوتاه شده‌ی Metropolitan Area Network میباشد، منابع کامپیوتری را در یک منطقه جغرافیایی بزرگ مانند یک شهر به هم متصل می کند. MAN ها حتما نباید در مناطق شهری باشند. به اصطلاح “متروپولیتن” به معنای اندازه شبکه است، نه تعداد جمعیت منطقه ای که به آن خدمات می دهد. MAN بزرگتر از یک شبکه محلی (LAN) اما کوچکتر از یک شبکه گسترده (WAN) است.

شبکه گسترده (WAN)

شبکه های گسترده (WAN) که کوتاه شده ‌ی Wide Area Network میباشد، چندین LAN را به هم متصل می کنند و مناطق جغرافیایی بزرگ تری مانند شهرهای بزرگ، ایالت ها و کشورها را در بر می گیرند. ممکن است برای اتصال این نوع شبکه جهانی از کابل‌کشی در کف اقیانوس ها یا اتصالات ماهواره‌ ای استفاده شود. در WAN، شما مالک بخشی از شبکه نیستید.

با استفاده از WAN، یک شرکت می ‌تواند در عرض چند ثانیه با مکان های برون مرزی ارتباط برقرار کند، بدون اینکه قبوض تلفنی هنگفتی بپردازد. درواقع، دو کاربر در دو قاره‌ی متفاوت می‌توانند با داشتن یک سیستم مجهز به میکروفون و وب‌کم، در آن واحد با یکدیگر گفتگو کنند. WAN از سوییچ ها ، bridge ها و روترها برای اتصال شبکه های محلی و شهری به شبکه های ارتباط جهانی مانند اینترنت استفاده می کند.

شبکه های فضای ذخیره سازی

SANها، که کوتاه شده‌ی Storage Area Network میباشد، شبکه های تخصصی هستند که چندین دستگاه و منابع ذخیره سازی داده را بهم متصل می کنند. آنها امنیت داخلی و دسترسی در سطح بلوک را فراهم می کنند.

شبکه های WLAN

WLAN، که کوتاه شده‌ی Wireless Local Area Network میباشد، گروهی از دستگاه‌های متصل بهم هستند که از رسانه انتقال رادیویی به جای اتصالات سیمی استفاده می‌کنند.

شبکه های محوطه دانشگاه CAN

CAN، که کوتاه شده‌ی Campus Area Network میباشد، مجموعه ای از شبکه های محلی متصل به هم است که معمولاً توسط سازمان های بزرگتر مانند دولت ها و دانشگاه ها استفاده می شود.

شبکه های خصوصی مجازی  VPN

VPN که کوتاه شده‌ی Virtual Private Network میباشد، یک شبکه خصوصی را روی یک شبکه عمومی گسترش می دهد تا حریم خصوصی شبکه را حفظ کند و امنیت  شبکه را بهتر کند.

شبکه های ارائه دهنده خدمات

SPN، که کوتاه شده‌ی Service Provider Network میباشد، ارائه دهندگان شبکه هستند که به مشتریان امکان اتصال و استفاده از اینترنت را میدهند. ارائه دهندگان، معمولاً از شرکت های مخابراتی، حامل های داده، ارائه دهندگان خدمات اینترنت و ارائه دهندگان تلویزیون کابلی تشکیل شده اند.

شبکه های ابری

شبکه های ابری(Cloud Network)، یک نوع WAN هستند، اما زیرساخت آن توسط یک سرویس مبتنی برابر، مانند خدمات وب آمازون، ارائه می شود. شبکه های ابری یک رویکرد استاندارد برای شبکه های مدرن هستند.

شبکه دسترسی رادیویی (RAN)

شبکه دسترسی رادیویی، که کوتاه شده‌ی Radio Area Network می باشد، جزء اصلی یک سیستم مخابراتی بی‌سیم است که دستگاه‌ها را از طریق یک پیوند رادیویی به بخش‌های دیگر شبکه متصل می‌کند. RAN تجهیزات کاربر مانند تلفن همراه، رایانه یا هر دستگاه کنترل از راه دور را از طریق فیبر یا اتصال بی سیم به یکدیگر متصل می کند. این پیوند به شبکه اصلی می رود، که اطلاعات مشترک، مکان و موارد دیگر را مدیریت می کند.

انواع معماری شبکه

یک شبکه کامپیوتری باید از نظر فیزیکی و منطقی به گونه ای طراحی شود که امکان برقراری ارتباط عناصر شبکه با یکدیگر را فراهم کند. این طرح از یک شبکه کامپیوتری به عنوان معماری شبکه کامپیوتری شناخته می شود.

دو مورد از رایج ترین معماری های شبکه کامپیوتری به شرح زیر است:

Server-client

به بخشی از شبکه که ارائه دهنده‌ی سرویس میباشد، سرور و به بخشی که دریافت کننده‌ی سرویس میباشد، کلاینت گفته میشود. این مدل از شبکه از کلاینت‌ها یا گره‌های زیادی تشکیل شده است که حداقل یک گره شبکه به عنوان سرور مرکزی عمل می‌کند. کلاینت ها در این مدل، منابع را به اشتراک نمی گذارند، بلکه سرور مرکزی این وظیفه را برعهده دارد، زیرا تمامی منابع و سرویس ها روی آن نصب شده است.

Peer to peer

هر دستگاه متصل در این شبکه میتواند هم به عنوان کلاینت و هم سرور عمل کند. منابع هر یک از بخش ها از جمله حافظه، قدرت پردازش و چاپگر در بین کل شبکه به اشتراک گذاشته می شود. این مدل از معماری شبکه از امنیت پایین تری در مقایسه با معماری server-client دارد.

در یک شبکه کامپیوتری باید ظرفیت شبکه نیز در نظر گرفته شود. ظرفیت یک شبکه میزان ترافیکی است که شبکه می تواند در هر زمان معین پشتیبانی کند، در حالی که همچنان توافقات سطح سرویس را رعایت می کند. این بر حسب پهنای باند اندازه‌گیری می‌شود که با حداکثر تعداد بیت‌ها در ثانیه که می ‌توانند از طریق یک دستگاه شبکه عبور کنند، اندازه‌گیری می‌شود.

انواع توپولوژی شبکه

توپولوژی شبکه، آرایش فیزیکی و منطقی یک شبکه است. همه توپولوژی ها دارای مزایا و معایب مختلفی هستند. قبل از انتخاب یک توپولوژی خاص، سازمان ها باید محدوده یک شبکه از جمله اندازه آن، نیازهای مقیاس و اهداف تجاری را در نظر بگیرند.

توپولوژی های شبکه شامل انواع زیر است:

شبکه ستاره

توپولوژی شبکه ستاره ای همه گره ها را به یک کامپیوتر مرکزی مشترک متصل می کند.

شبکه حلقه یا رینگ

دستگاه های شبکه از طریق یک کابل کواکسیال یا یک کابل RJ-45 به دو دستگاه دیگر در دو طرف متصل می شوند که یک حلقه را تشکیل میدهد. توپولوژی توکن رینگ از این نوع شبکه میباشد.

شبکه کامل مش

در این توپولوژی، هر دستگاه به طور مستقیم به دستگاه دیگر وصل میباشد.

شبکه مش

در این توپولوژی، هر دستگاه حداقل یک راه ارتباطی به دستگاه دیگر دارد.

شبکه نقطه به نقطه

این شبکه یک اتصال مستقیم و اختصاصی بین دو نقطه پایانی را فراهم می کند.

شبکه اتوبوس

همه ی دستگاه های درون شبکه به صورت سری بهم متصل هستند. وقتی یک سیگنال وارد شبکه میشود، از همه دستگاه ها عبور می کند و دستگاه هدف سیگنال خودش را تشخیص می دهد و آنرا دریافت میکند.

شبکه درختی

این یک توپولوژی شبکه ترکیبی است که در آن دو یا چند شبکه ستاره به هم متصل هستند.

هنگامی که اتصال در شبکه برقرار شد، اجزای مختلف شبکه طبق یک سری قواعد و قوانین باهم ارتباط میگیرند که به این قوانین، پروتکل می‌گویند. پروتکل های ارتباطی – مانند TCP/IP، پروتکل انتقال نامه ساده و پروتکل انتقال ابرمتن – برای تبادل داده بین دستگاه های شبکه استفاده می شود.

مقاله‌ای که خواندید، بخش کوچکی از سر فصل نتورک پلاس دوره مستر کلاس میباشد. در دوره مستر کلاس، مباحثی چون اکتیو و پسیو شبکه، میکروتیک، استوریج، سخت افزار و هوشمندسازی (IOT) وهرآنچه که برای ورود به بازار کار احتیاج دارید را می‌آموزید. دوره مستر کلاس آی تی، شمارا به یک شبکه کار حرفه ای تو این حوزه تبدیل میکند.