یک شبکه در تعریفی ساده عبارت از مجموعهای از کامپیوترهای مستقل است که میتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار نموده و منابع خود را با هم به اشتراک گذارند. برای این کار کامپیوترها به سختافزار و نرمافزار خاص شبکه نیاز دارند. سختافزار مورد نیاز عبارت از مجموعهای است که کامپیوترها را بهصورت فیزیکی به هم متصل میکنند. نرمافزار مورد نیاز چیزی است که به ما امکان میدهد تا سختافزار را برای برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات بهکار گیریم. نرمافزارهای مورد بحث، برای برقراری ارتباط انواع مختلف کامپیوترها با انواع سختافزارهای ارتباطی باید از مجموعه قراردادهای استاندارد شدهای پیروی کنند. ضمناً شبکهها با ابزارها و شیوههای مختلف میتوانند به هم متصل شده و شبکهای از شبکهها پدید آورند.
بسته داده و راهگزینی بستهای:
یک بسته داده به مجموعه واحدی از اطلاعات که قابلیت ارسال برروی شبکه را داشته باشد اطلاق میگردد.اطلاعات اولیه قبل از ارسال برروی شبکه به بستههای کوچکتر تقسیم میشوند. این اطلاعات اولیه میتوانند یک فایل، یک پیام پستی، یک تصویر و نظایر آن باشد که میبایست بین دو کامپیوتر متصل به شبکه مبادله شوند. علاوه براطلاعات اصلی به ابتدا و انتهای هر بسته، مقداری اطلاعات کنترلی نیز اضافه میشود. این اطلاعات کنترلی بهعنوان مثال میتوانند نشانی گیرنده و فرستنده بسته اطلاعات در شبکه باشند.
شبکههای ارتباطی که برای انتقال اطلاعات بین اجزای خود، از بستههای داده استفاده میکنند؛ شبکههای راهگزینی بستهای نامیده میشوند.در این شبکهها علاوه بر ماشینهای اصلی ارسال کننده و دریافت کننده اطلاعات، ماشینهای دیگری نیز وجود دارند که وظیفه آنها رساندن بستهها از مبدأ به مقصد میباشد و اصطلاحاً مسیریاب نامیده میشوند. مسیریابها از اطلاعات کنترلی موجود در ابتدای هر بسته استفاده نموده و براساس جدول مسیریابی خود بهترین سیستم را برای رساندن بستهها به مقصد پیدا میکنند. نکته قابل توجه در شبکههای مبتنی بر راهگزینی بستهای این است که در بسیاری از موارد بستههای اطلاعاتی مرتبط با هم که از یک مبدأ به یک مقصد استفاده میشوند؛ مسیرهای متفاوتی را در شبکه طی میکنند. به این ترتیب در این نوع شبکهها خطوط ارتباطی و مسیریابها بهصورت مشترک و در یک زمان، برای برقراری ارتباط بین چند نقطه مورد استفاده قرار میگیرند و در صورت بروز اشکال یا از کار افتادن برخی مسیرها و مسیریابها در اکثر موارد هنوز امکان تبادل اطلاعات بین نقاط مختلف متصل به شبکه موجود میباشد.
پروتکلهای ارتباطی و مجموعه پروتکلهای TCP/IP
در حوزه شبکههای کامپیوتری پروتکل یا قرارداد عبارت از مجموعهای از قوانین و ضوابط استاندارد شده میباشد که چگونگی برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات بین کامپیونرهای متصل به شبکه را تعیین میکند.
وقتی کامپیوترها با هم ارتباط برقرار میکنند؛ آنها در حقیقت مجموعهای از پیامها را با هم مبادله مینمایند. کامپیوترها باید در مورد قالب و مفهوم هر پیام با هم توافق داشته باشند تا بتوانند پیامی مناسب را ارسال نموده و پاسخهای مناسب را بازگردانند. یک پروتکل ارتباطی مشخص میکند که اولاً قالب و شکل پیامها چگونه باید باشد و ثانیاً مبادله پیام بین دو کامپیوتر با چه شیوه و طی چه مراحلی باید انجام پذیرد. پروتکلها در لایههای مختلف شبکههای کامپیوتری به کار گرفته میشوند و هریک قوانین و تعاریف خاص خود را دارند.
شبکه اینترنت براساس مجموعه پروتکلهای خانواده TCP/IP کار میکند. از بین پروتکلهای مختلف این خانواده به FTP برای انتقال فایل، Telnet برای ارتباط پایانهای راه دور، SMTP برای تبادل پیامهای پست الکترونیک و PPP برای تبادل اطلاعات بین دو نقطه مجاور اشاره نمود.
TCP/IP از دو بخش اصلس تشکیل میگردد. بخش اول مجموعه پروتکلهای بین شبکهای (IP) است که وظیفه عمده آن افزودن اطلاعات کنترلی مورد نیاز برای رساندن بستههای داده به مقصد و در نهایت رساندن بستههای IP از مبدأ به مقصد میباشد. بخش دیگر مجموعه پروتکلهای کنترل انتقال (TCP) میباشد که وظیفه آن تقسیم اطلاعات اولیه به بستههای کوچکتر(قابل انتقال توسط شبکه) در مبدأ و چسباندن آنها به هم در مقصد و نیز منترل ورود بستهها براساس ترتیب ارسال از مبدأ میباشد.
برای درک بهتر نحوه کار پروتکل TCP/IP و نیز شبکههای راهگزینی بستهای توجه به مثال زیر میتواند سودمند باشد. فرض کنید میخواهید خانه چوبی خود را از نقطهای از کشور به نقطهای دیگر منتقل کنید. یکی از مناسبترین راهها این است که ابتدا در مبدأ، خانه را به قطعات کوچک تقسیم نموده و بستهبندی کنید و روی هر بسته شماره ترتیب هر قطعه را بنویسید. سپس از یک شرکت حمل و نقل بخواهید تا بستهها را برای شما به مقصد مورد نظر برساند. شرکت حمل و نقل نیز برای این کار از تعدادی کامیون استفاده میکند. نشانی مقصد هر بسته را تعییین نموده و هریک یا جند بسته را داخل یک کامیون قرار میدهد. کامیونها نیز با توجه به شرایط مختلف هرکدام بهترین راه را برای رسیدن به مقصد استفاده میکنند(ممکن است هرکدام از مسیرهای متفاوتی استفاده نمایند.) بههرحال تمام قطعات در مقصد مجدداً به تحویل میگردد. شما ابتدا ضمن کنترل سالم بودن قطعات براساس شماره ترتیبشان آنها را به هم وصل میکنید و به این ترتیب خانه مورد نظر شما در محل جدید آماده میگردد. در این مثال شما نقشی مشابه TCP و شرکت حمل و نقل و کامیونهایش نقش IP را ایفا نمودهاید
مدل سرویسگر/مشتری(سرویسگیر)
پردازش مبتنی بر سرویسگر/مشتری(سرویسگیر) در حقیقت یک مدل علمی را برای شبکهسازی کامپیوترها معرفی میکند. این مدل روش کارآمدی را برای فراهم کردن اطلاعات و سرویسها برای مجموعهای از کاربران شبکه ارائه میدهد. در این مدت یک ارتباط شبکهای تنها وقتی برقرار میشود که کاربر بخواهد به اطلاعات یا بطور کلی منابع موجود روی یکی دیگر از کامپیوترعای موجود در شبکه دسترسی پیدا کند. این عدم نیاز به برقراری ارتباط دائمی در عمل بازده یا گذردهی شبکه را به میزان قابل ملاحظهای افزایش میدهد. بهعلاوه سرویسدهنده میتواند به تعداد بیشتری سرویسگیرنده پاسخ دهد.
در این مدل پردازشها بین سرویسدهنده و سرویسگیرنده تقسیم شده و ارتباط براساس دنبالهای از درخواستها و پاسخها صورت میگیرد. به این ترتیب که سرویسگیرنده، سرویس یا اطلاعات مورد نیاز را از سرویسدهنده درخواست میکند و سرویسدهنده در اولین فرصت با ارسال نتایج تقاضا به سرویسگیرنده به او پاسخ میدهد. در این مدل کامپیوتر سرویسدهنده برنامه سرویسگر و سرویسگیر(مشتری) برنامه سرویسگیرنده سرویس مورد نظر را اجرا مینمایند. اکثر پردازشها و سرویسها در اینترنت مبتنی بر مدل سرویسگر/مشتری (سرویسگیر) میباشند که از آن جمله میتوان به سرویسهای FTP, E-mail ,Web اشاره کرد.