دانلود تحقیق پیدایش شبکه های کامپیوتری

اهمیت شبکه های رایانه ای بر کسی پوشیده نیست .

در دنیای امروز ، رایانه به عنوان یک وسیله مجرّد ، به تنهایی نمی تواند به طور کامل مفید واقع شود و بازدهی کاملی داشته باشد .

آنچه به رایانه ، اهمیّتی فراتر از سابق می بخشد تقش آن در ارتباطات و انتقال دریای عظیمی از اطلاعات گوناگون است .
هرچه زمان می گذرد ، حجم اطلاعاتی که انسان با آن سر و کار دارد بیشتر و بیشتر می شود .

شبکه های رایانه ای امروزی ، فصل نوینی در انفورماتیک گشوده و نزدیک است مفهوم دهکده جهانی را تحقق بخشد .

با توجه به رشد و استفاده روز افزون از شبکه های رایانه ای گزارشی مبنی بر مفاهیم پایه ای ارتباطات و شبکه ها و همچنین اجزا و اصطلاحات شبکه ها تنظیم شده است ، که امیدوارم شامل مطالب کامل و آموزنده ای باشد .

از آنجا که علم رایانه با سرعت خیلی زیاد در حال تغییر و تحوّل است ، شاید از مطالبی که در حال حاضر به طور ملموس با آنها سر و کار دارید ، در این گزارش اثرات کمتری ببینید ، این کمبودها را بر من ببخشید .

تاریخچه پیدایش شبکه
در سال 1957 نخستین ماهواره یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد .

در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابر قدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به‌سر می برد.

وزارت دفاع آمریکا ‌‌ ‌در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود ،آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا‌‌‌‌ (ARPA) را تأسیس کرد.

یکی از پروژه های مهم این آژانس تأمین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود.

در همین سال‌ها در مراکز تحقیقاتی غیرنظامی که در امتداد دانشگاه‌ها بودند، تلاش برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در جریان بود .در آن زمان کامپیوترها‌‌ی Mainframe از طریق ترمینال‌ها به کاربران سرویس می‌دادند.

در اثر اهمیت یافتن این موضوع آژانس آرپا‌‌ ‌‌(ARPA) منابع مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر از راه دور به یکدیگر را در دانشگاه‌‌ MIT بر عهده گرفت .

در اواخر سال 1960 اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو تای آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه‌اندازی شد.
این شبکه آرپانت‌‌ ‌‌(ARPAnet) نامگذاری شد .

در سال 1965 نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز بر قرار گردید .

در سال 1970 شرکت معتبر زیراکس، یک مرکز تحقیقاتی در پالوآلتو تأسیس کرد.

این مرکز در طول سال‌ها مهمترین فناوری‌های مرتبط با کامپیوتر را معرفی کرده است و از این نظر به یک مرکز تحقیقاتی افسانه ای بدل گشته است.

این مرکز تحقیقاتی که پارک ‌‌‌(PARC) نیز نامیده می شود، به تحقیقات در زمینه شبکه‌های کامپیوتری پیوست.

تا این سال‌ها شبکه آرپانت‌‌ به امور نظامی اختصاص داشت، اما در سال 1972 به عموم معرفی شد.

در این سال شبکه آرپانت مراکز کامپیوتری بسیاری از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی را به هم متصل کرده بود.

در سال 1972 نخستین نامه الکترونیکی از طریق شبکه منتقل گردید.
در این سال‌ها حرکتی غیرانتفاعی به‌نام‌‌ MERIT که چندین دانشگاه بنیان‌گذار آن بوده‌اند، مشغول توسعه روش‌های اتصال کاربران ترمینال‌ها به کامپیوتر مرکزی یا میزبان بود.

مهندسان پروژه MERIT در تلاش برای ایجاد ارتباط بین کامپیوترها، مجبور شدند تجهیزات لازم را خود طراحی کنند.

آنان با طراحی تجهیزات واسطه برای مینی‌کامپیوتر DECPDP-11 نخستین بستر اصلی یا‌‌ Backbone شبکه‌های کامپیوتری را ساختند.

تا سال‌ها نمونه‌های اصلاح شده این کامپیوتر با نام PCP یا‌ Primary Communications Processor نقش میزبان را در شبکه‌ها ایفا می کرد.

نخستین شبکه از این نوع که چندین ایالت را به هم متصل می کرد‌‌ Michnet نام داشت.
در سال 1973 موضوع رساله دکترای آقای باب مت‌کالف‌‌ ‌‌(Bob Metcalfe) درباره مفهوم اترنت در مرکز پارک مورد آزمایش قرار گرفت.

با تثبیت اترنت تعداد شبکه های کامپیوتری رو افزایش گذاشت .

روش اتصال کاربران به کامپیوتر میزبان در آن زمان به این صورت بود که یک نرم افزار خاص بر روی کامپیوتر مرکزی اجرا می‌شد و ارتباط کاربران را برقرار می کرد.

اما در سال 1976 نرم‌افزار جدیدی به‌نام Hermes عرضه شد که برای نخستین بار به کاربران اجازه می‌داد تا از طریق یک ترمینال به‌صورت تعاملی مستقیماً به سیستم‌ MERIT متصل شوند.

این، نخستین باری بود که کاربران می‌توانستند در هنگام برقراری ارتباط از خود بپرسند:
<کدام میزبان؟=""> از وقایع مهم تاریخچه شبکه‌های کامپیوتری ، ابداع روش سوئیچینگ بسته‌ای یا Packet Switching است.

قبل از معرفی شدن این روش از سوئیچینگ مداری یا‌‌ Circuit Switching برای تعیین مسیر ارتباطی استفاده می شد.

اما در سال 1974 با پیدایش پروتکل ارتباطی‌‌ TCP/IP از مفهوم Packet Switching استفاده گسترده‌تری شد‌.

این پروتکل در سال 1982 جایگزین پروتکل NCP شد و به پروتکل استاندارد برای آرپانت تبدیل گشت.

در همین زمان یک شاخه فرعی بنام ‌‌ MILnet در آرپانت، همچنان از پروتکل قبلی پشتیبانی می‌کرد و به ارائه خدمات نظامی می پرداخت.

با این تغییر و تحول، شبکه‌های زیادی به بخش تحقیقاتی این شبکه متصل شدند و آرپانت به اینترنت تبدیل گشت .

در این سال‌ها حجم ارتباطات شبکه‌ای افزایش یافت و مفهوم ترافیک شبکه مطرح شد .
مسیریابی در این شبکه به‌کمک آدرس‌های IP به‌صورت 32 بیتی انجام می‌گرفته است.

هشت بیت اول آدرس‌‌ IP به شبکه‌های محلی تخصیص داده شده بود که به سرعت مشخص گشت تناسبی با نرخ رشد شبکه‌ها ندارد و باید در آن تجدید نظر شود.

مفهوم شبکه‌های LAN و شبکه‌های‌‌ WAN در سال دهه 70 میلاادی از یکدیگر تفکیک شدند.

در آدرس‌دهی 32 بیتی اولیه، بقیه 24 بیت آدرس به میزبان در شبکه اشاره می کرد.

در سال‌‌ ‌‌1983‌‌ ‌‌سیستم نامگذاری دامنه‌ها‌ ‌‌‌(Domain Name System) به‌وجود آمد و اولین‌‌ سرویس‌دهنده نامگذاری(‌Name server) راه‌اندازی شد و استفاده از نام به‌جای آدرس‌های عددی معرفی شد.

در این سال تعداد میزبان‌های اینترنت از مرز‌‌ ‌ده هزار عدد فراتر رفته بود.



کاربردهای شبکه
هسته اصلی سیستم‌های توزیع اطلاعات را شبکه‌های کامپیوتری تشکیل می‌دهند.

مفهوم شبکه‌های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوترها و دیگر تجهیزات سخت‌افزاری به‌یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است.

گروهی از کامپیوترها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند.

کامپیوترهایی که در یک شبکه واقع هستند، می توانند اطلاعات، پیام، نرم‌افزار و سخت‌افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند.

به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم‌افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرآیند نسخه‌ها یا کپی اطلاعات نرم‌افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می‌شود.

هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت‌افزار سخن می‌گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می‌توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن‌ها استفاده نمود.‌
به عنوان مثال در یک سازمان معمولاً اطلاعات مربوط به حقوق و دستمزد پرسنل در بخش حسابداری نگهداری می‌شود.

در صورتی که در این سازمان از شبکه کامپیوتری استفاده شده باشد، مدیر سازمان می‌تواند از دفتر خود به این اطلاعات دسترسی یابد و آن ها را مورد بررسی قرار دهد.

به اشتراک گذاشتن اطلاعات و منابع نرم‌افزاری و سخت‌افزاری دارای مزیت‌های فراوانی است.

شبکه‌های کامپیوتری می‌توانند تقریباً هر نوع اطلاعاتی را به هر شخصی که به شبکه دسترسی داشته باشد عرضه کنند.

این ویژگی امکان پردازش غیرمتمرکز اطلاعات را فراهم می‌کند.

در گذشته به علت محدود بودن روش‌های انتقال اطلاعات، کلیه فرایندهای پردازش آن نیز در یک محل انجام می‌گرفته است.

سهولت و سرعت روش‌های امروزی انتقال اطلاعات در مقایسه با روش‌هایی نظیر انتقال دیسکت یا نوار باعث شده است که ارتباطات انسانی نیز علاوه بر مکالمات صوتی، رسانه‌ای جدید بیابند.
به کمک شبکه‌های کامپیوتری می‌توان در هزینه‌های مربوط به تجهیزات گران‌قیمت سخت‌افزاری نظیر هارددیسک، دستگاه‌های ورود اطلاعات و غیره صرفه‌جویی کرد.

شبکه‌های کامپیوتری، نیازهای کاربران در نصب منابع سخت‌افزاری را رفع کرده یا به حداقل می رسانند.
از شبکه‌های کامپیوتری می‌توان برای استاندارد‌سازی برنامه‌های کاربردی نظیر واژه‌پردازها و صفحه‌گسترده‌ها، استفاده کرد.

یک برنامه کاربردی می‌تواند در یک کامپیوتر مرکزی واقع در شبکه اجرا شود و کاربران بدون نیاز به نگهداری نسخه اصلی برنامه، از آن در کامپیوتر خود استفاده کنند.
استانداردسازی برنامه‌های کاربردی دارای این مزیت است که تمام کاربران از یک نرم‌افزار و یک نسخه مشخص استفاده می‌کنند.

این موضوع باعث می‌شود تا پشتیبانی شرکت عرضه‌کننده نرم‌افزار از محصول خود تسهیل شده و نگهداری از آن به شکل مؤثرتری انجام شود.
مزیت دیگر استفاده از شبکه‌های کامپیوتری، امکان استفاده از شبکه برای برقراری ارتباطات روی خط (‌(‌on-line ازطریق ارسال پیام است .

به عنوان مثال مدیران می‌توانند برای ارتباط با تعداد زیادی از کارمندان از پست الکترونیکی استفاده کنند.



اجزای شبکه
یک شبکه کامپیوتری شامل اجزایی است که برای درک کارکرد شبکه لازم است تا با کارکرد هر یک از این اجزا آشنا شوید.
شبکه‌های کامپیوتری در یک نگاه کلی دارای چهار قسمت هستند.

مهم‌ترین قسمت یک شبکه، کامپیوتر سرویس‌دهنده (server) نام دارد.

یک سرور در واقع یک کامپیوتر با قابلیت‌ها و سرعت بالا است.

تمام اجزای دیگر شبکه به کامپیوتر سرور متصل می شوند.دومین جز یک شبکه، کامپیوتر سرویس‌گیرنده یا Client است.

به یک کامپیوتر سرور می‌توان چندین کامپیوتر Client متصل کرد.

کامپیوتر سرور وظیفه به اشتراک گذاشتن منابع نظیر فایل، دایرکتوری و غیره را بین کامپیوترهای سرویس‌گیرنده برعهده دارد.

مشخصات کامپیوترهای‌سرویس‌گیرنده می‌تواند بسیار متنوع باشد و در یک شبکه واقعی Clientها دارای آرایش و مشخصات سخت‌افزاری متفاوتی هستند.
تمام شبکه‌های کامپیوتری دارای بخش سومی هستند که بستر یا محیط انتقال اطلاعات را فراهم می‌کند.

متداول ترین محیط انتقال در یک شبکه کابل است.تجهیزات جانبی یا منابع سخت‌افزاری نظیر چاپگر، مودم، هارددیسک، تجهیزات ورود اطلاعات نظیر اسکنر و غیره، تشکیل‌دهنده بخش چهارم شبکه‌های کامپیوتری هستند.تجهیزات جانبی از طریق کامپیوتر سرور در دسترس تمام کامپیوترهای واقع در شبکه قرار می‌گیرند.

شما می‌توانید بدون آن که چاپگری مستقیماً به کامپیوتری شما متصل باشد، از اسناد خود چاپ بگیرید.

در عمل چاپگر از طریق سرور شبکه به کامپیوتر شما متصل است.
تمام شبکه‌های کامپیوتری دارای بخش سومی هستند که بستر یا محیط انتقال اطلاعات را فراهم می‌کند.

در عمل چاپگر از طریق سرور شبکه به کامپیوتر شما متصل است.

تقسیم بندی شبکه طبقه بندی براساس گستره جغرافیایی (‌Range) شبکه‌های کامپیوتری براساس موقعیت و محل نصب دارای انواع متفاوتی هستند.

یکی از مهم ترین عوامل تعیین نوع شبکه مورد نیاز، طول فواصل ارتباطی بین اجزای شبکه است.

شبکه‌های کامپیوتری گستره جغرافیایی متفاوتی دارند که از فاصله‌های کوچک در حدود چند متر شروع شده و در بعضی از مواقع از فاصله بین چند کشور بالغ می‌شود.

شبکه‌های کامپیوتری براساس حداکثر فاصله ارتباطی آن‌ها به سه نوع طبقه بندی می شوند.

یکی از انواع شبکه های کامپیوتری، شبکه محلی‌‌ ‌‌(LAN) یا‌ ‌Local Area Network است.

این نوع از شبکه دارای فواصل کوتاه نظیر فواصل درون ساختمانی یا حداکثر مجموعه‌ای از چند ساختمان است.

برای مثال شبکه مورد استفاده یک شرکت را در نظر بگیرید.

در این شبکه حداکثر فاصله بین کامپیوترها محدود به فاصله‌های بین طبقات ساختمان شرکت می‌باشد.

در شبکه‌های ‌ ‌LAN کامپیوترها در سطح نسبتاً کوچکی توزیع شده‌اند و معمولا‌َ توسط کابل به هم اتصال می‌یابند.

به همین دلیل شبکه‌های‌ ‌LAN را گاهی به تسامح شبکه‌های کابلی نیز می‌نامند.

نوع دوم شبکه‌های کامپیوتری، شبکه‌های شهری یا (Metropolitan‌ Area Network ‌‌MAN ) هستند.

فواصل در شبکه‌های شهری از فواصل شبکه‌های‌ ‌LAN بزرگ‌تر است و چنین شبکه‌هایی دارای فواصلی در حدود ابعاد شهری هستند.

شبکه‌های MAN معمولاً از ترکیب و ادغام دو یا چند شبکه‌ ‌LAN به‌وجود می‌آیند.

به عنوان مثالی از شبکه‌های ‌‌MAN موردی را در نظر بگیرید که شبکه‌های‌ ‌LAN یک شرکت را از دفتر مرکزی در شهر ‌ ‌A به دفتر نمایندگی این شرکت در شهر ‌B متصل می‌سازد.

در نوع سوم شبکه‌های کامپیوتری موسوم به ‌‌(Wide Area Network WAN ) یا شبکه‌های گسترده، فواصل از انواع دیگر شبکه بیشتر بوده و به فاصله‌هایی در حدود ابعاد کشوری یا قاره ای بالغ می‌شود.

شبکه‌های ‌WAN از ترکیب چندین شبکه ‌LAN یا‌ ‌MAN ایجاد می‌گردند.

شبکه اتصال‌دهنده دفاتر هواپیمایی یک شرکت در شهرهای مختلف چند کشور، یک شبکه ‌WAN است.

تقسیم‌بندی براساس گره ‌‌(Node) این نوع از تقسیم‌بندی شبکه‌ها براساس ماهیت گره‌ها یا محل‌های اتصال خطوط ارتباطی شبکه‌ها انجام می‌شود.

در این گروه‌بندی شبکه‌ها به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شوند.

تفاوت این دو گروه از شبکه‌ها در قابلیت‌های آن‌ها نهفته است.این دو نوع اصلی از شبکه‌ها، شبکه‌هایی از نوع نظیربه‌نظیر یا‌ ‌peer to peer و شبکه‌های مبتنی بر‌ ‌server یا‌ ‌Server Based نام دارند.

در یک شبکه نظیربه‌نظیر یا ‌‌peer to peer، بین گره‌های شبکه هیچ ترتیب یا سلسله مراتبی وجود ندارد و تمام کامپیوترهای واقع در شبکه از اهمیت یا اولویت یکسانی برخوردار هستند.

به یک شبکه ‌peer to peer یک گروه کاری یا ‌ ‌workgroup نیز گفته می شود.

در این نوع از شبکه‌ها هیچ کامپیوتری در شبکه به طور اختصاصی وظیفه ارائه خدمات همانند سرور را ندارد.

به این جهت هزینه‌های این نوع شبکه‌ها پایین بوده و نگهداری از آن ها نسبتاً ساده می‌باشد.

در این شبکه‌ها براساس آن که کدام کامپیوتر دارای اطلاعات مورد نیاز دیگر کامپیوترها است، همان دستگاه نقش سرور را بر عهده می‌گیرد و براساس تغییر این وضعیت در هر لحظه هریک از کامپیوترها می‌تواند سرور باشند و بقیه‌ ‌ سرویس‌گیرنده.

به دلیل کارکرد دوگانه هریک از کامپیوترها به عنوان سرور و سرویس‌گیرنده، هر کامپیوتر در شبکه لازم است تا بر نوع کارکرد خود تصمیم‌گیری نماید.

این فرآیند تصمیم‌گیری، مدیریت ایستگاه کاری یا سرور نام دارد.

شبکه‌های از نوع ‌نظیربه‌نظیر مناسب استفاده در محیط‌هایی هستند که تعداد کاربران آن بیشتر از 10 کاربر نباشد.

سیستم عامل‌هایی نظیر ‌Window NT Workstation،‌‌‌Windows 95 یا ‌‌Windows for Workgroup نمونه‌هایی از سیستم عامل‌های با قابلیت ایجاد شبکه‌های ‌نظیربه‌نظیر‌هستند.

در شبکه‌های‌نظیربه‌نظیر هر کاربری تعیین‌کننده آن است که در روی سیستم خود چه اطلاعاتی می‌تواند در شبکه به اشتراک گذاشته شود.

این وضعیت همانند آن است که هر کارمندی مسؤول حفظ و نگهداری اسناد خود می‌باشد.

در نوع دوم شبکه‌های کامپیوتری یعنی شبکه‌های مبتنی بر سرور، به تعداد محدودی از کامپیوترها وظیفه عمل به عنوان سرور داده می شود.

در سازمان‌هایی که دارای بیش از 10 کاربر در شبکه خود هستند، استفاده از شبکه های‌ ‌peer to peer نامناسب بوده و شبکه های ‌ مبتنی بر سرور ترجیح داده می‌شوند.

در این شبکه‌ها از سرور اختصاصی برای پردازش حجم زیادی از درخواست‌های کامپیوترهای‌ سرویس‌گیرنده استفاده می‌شود و آن ها مسؤول حفظ امنیت اطلاعات خواهند بود.

در شبکه‌های ‌مبتنی بر سرور، مدیر شبکه، مسؤول مدیریت امنیت اطلاعات شبکه است و بر تعیین سطوح دسترسی به منابع شبکه مدیریت می کند.

به دلیل آن که اطلاعات در چنین شبکه‌های فقط روی کامپیوتر یا کامپیوترهای سرور متمرکز می‌باشند، تهیه نسخه‌های پشتیبان از آن ها ساده‌تر بوده و تعیین برنامه زمان‌بندی مناسب برای ذخیره‌سازی و تهیه نسخه‌های پشتیبان از اطلاعات به سهولت انجام می‌پذیرد.

در چنین شبکه‌هایی می‌توان اطلاعات را روی چند سرور نگهداری نمود، یعنی حتی در صورت از کار افتادن محل ذخیره اولیه اطلاعات (کامپیوتر سرور اولیه)، اطلاعات هم‌چنان در شبکه موجود بوده و سیستم می تواند به‌صورت‌ روی خط به کارکرد خود ادامه دهد.

به این نوع از سیستم ها ‌ ‌Redundancy Systems یا سیستم‌های یدکی می‌گویند.

برای بهره‌گیری از مزایای هر دو نوع از شبکه‌ها، معمولاً سازمان‌ها از ترکیبی از شبکه‌های نظیربه‌نظیر ومبتنی بر سرور استفاده می‌کنند.

این نوع از شبکه‌ها، شبکه‌های ترکیبی یا‌ ‌Combined Network نام دارند.

در شبکه‌های ترکیبی دو نوع سیستم عامل برای تأمین نیازهای شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

به عنوان مثال یک سازمان می‌تواند از سیستم عامل‌ ‌Windows NT Server برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات مهم و برنامه های کاربردی در شبکه خود استفاده کند.

در این شبکه، کامپیوترهای ‌Client می‌توانند از سیستم عامل ویندوز 95 استفاده کنند.

در این وضعیت، کامپیوترهای می‌توانند ضمن قابلیت دسترسی به اطلاعات سرور ویندوز ‌NT،‌ اطلاعات شخصی خود را نیز با دیگر کاربران به اشتراک گذارند.

تقسیم بندی شبکه‌ها بر اساس توپولوژی نوع آرایش یا همبندی اجزای شبکه بر قابلیت و کارایی شبکه تأثیر مستقیمی دارد.

توپولوژی اجزای شبکه بر مدیریت و قابلیت توسعه شبکه نیز تأثیرمی گذارد.

برای طرح بهترین شبکه از جهت پاسخ‌گویی به نیازمندی‌ها، درک انواع آرایش شبکه دارای اهمیت فراوانی است.

انواع همبندی شبکه، بر سه نوع توپولوژی استوار شده است‌.

این انواع عبارتند از: توپولوژی خطی یا ‌BUS، حلقه ای یا ‌Ring و ستاره‌ای یا ‌‌Star.

توپولوژی‌‌BUS ساده‌ترین توپولوژی مورد استفاده شبکه‌ها در اتصال کامپیوترها است.

در این آرایش تمام کامپیوترها به‌صورت ردیفی به یک کابل متصل می‌شوند.

به این کابل در این آرایش بستر اصلی ‌(Back bone یا قطعه) (Segment) اطلاق می‌شود.

در این آرایش، هر کامپیوتر آدرس یا نشانی کامپیوتر مقصد را به پیام خود افزوده و این اطلاعات را به صورت یک سیگنال الکتریکی روی کابل ارسال می کند.

این سیگنال توسط کابل به تمام کامپیوترهای شبکه ارسال می‌شود، کامپیوترهایی که نشانی آن ها با نشانی ضمیمه شده به پیام انطباق داشته باشد، پیام را دریافت می‌کنند.

در کابل‌های ارتباط‌دهنده کامپیوترهای شبکه، هر سیگنال الکتریکی پس از رسیدن به انتهای کابل، منعکس شده و دوباره در مسیر مخالف در کابل به حرکت در می آید.

برای جلوگیری از انعکاس سیگنال در انتهای کابل‌ها، از یک پایان‌دهنده یا‌ ‌Terminator استفاده می شود.

فراموش کردن این قطعه کوچک گاهی موجب از کار افتادن کل شبکه می‌شود.

در این آرایش شبکه، در صورت از کار افتادن هریک از کامپیوترها آسیبی به کارکرد کلی شبکه وارد نخواهد شد.

در برابر این مزیت، اشکال این توپولوژی در آن است که هریک از کامپیوترها باید برای ارسال پیام منتظر فرصت باشد.

به عبارت دیگر در این توپولوژی در هر لحظه فقط یک کامپیوتر می تواند پیام ارسال کند.

اشکال دیگر این توپولوژی در آن است که تعداد کامپیوترهای واقع در شبکه تأثیر معکوس و شدیدی بر کارایی شبکه می گذارد.

در صورتی که تعداد کاربران زیاد باشد ، سرعت شبکه به مقدار قابل توجهی کند می‌شود .

علت این امر آن است که در هر لحظه یک کامپیوتر باید برای ارسال پیام مدت زمان زیادی به انتظار بنشیند.

عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود آن است که در صورت آسیب دیدگی کابل شبکه، ارتباط در کل شبکه قطع می شود.

آرایش نوع دوم شبکه های کامپیوتری، آرایش ستاره ای است.

در این آرایش تمام کامپیوترهای شبکه به یک قطعه مرکزی به نام هاب ‌(Hub ) متصل می شوند.

در این آرایش اطلاعات قبل از رسیدن به مقصد خود از ‌هاب‌ عبور می‌کنند.

در این نوع از شبکه‌ها در صورت از کار افتادن یک کامپیوتر یا بر اثر قطع شدن یک کابل، شبکه از کار نخواهد افتاد.

از طرف دیگر در این نوع همبندی، حجم زیادی از کابل کشی مورد نیاز خواهد بود، ضمن آن که بر اثر از کار افتادن هاب، کل شبکه از کار خواهد افتاد.‌‌ ‌ سومین نوع توپولوژی، حلقه ای نام دارد.‌ در این توپولوژی همانند آرایش BUS، تمام کامپیوترها توسط یک کابل به هم متصل می‌شوند.

اما در این نوع، دو انتهای کابل به هم متصل می شود و یک حلقه تشکیل می گردد.

به این ترتیب در این آرایش نیازی به استفاده از قطعه پایان‌دهنده یا‌ ‌Terminator نخواهد بود.

در این نوع از شبکه نیز سیگنال های مخابراتی در طول کابل حرکت کرده و از تمام کامپیوترها عبور می‌کنند تا به کامپیوتر مقصد برسند، یعنی تمام کامپیوترها سیگنال را دریافت کرده و پس از تقویت، آن را به کامپیوتر بعدی ارسال می کنند.

به همین جهت به این توپولوژی ، توپولوژی فعال یا‌ ‌Active نیز گفته می شود.

در این توپولوژی در صورت از کار افتادن هریک از کامپیوترها، کل شبکه از کار خواهد افتاد، زیرا همان طور که گفته شده هر کامپیوتر وظیفه دارد تا سیگنال ارتباطی (که به آن نشانه یا ‌ ‌Token نیز گفته می شود) را دریافت کرده، تقویت کند و دوباره ارسال نماید.

این حالت را نباید با دریافت خود پیام اشتباه بگیرید.

این حالت چیزی شبیه عمل رله در فرستنده های تلویزیونی است.

از ترکیب توپولوژی‌های ستاره‌ای، حلقه‌ای و خطی، یک توپولوژی ترکیبی (‌Hybrid) به‌دست میآید.

از توپولوژی هیبرید در شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود.

خود توپولوژی هیبرید دارای دو نوع است.

نوع اول توپولوژی خطی - ستاره‌ای نام دارد.

همان طور که از نام آن بر میآید، در این آرایش چندین شبکه ستاره‌ای به صورت خطی به هم ارتباط داده می‌شوند.

در این وضعیت اختلال در کارکرد یک کامپیوتر، تأثیر دربقیه شبکه ایجاد نمی‌کند.‌ ضمن آن که در صورت از کار افتادن هاب ‌‌‌(Hub)، فقط بخشی از شبکه از کار خواهد افتاد.

در صورت آسیب‌دیدگی کابل اتصال‌دهنده هاب‌ها، فقط ارتباط کامپیوترهایی که در گروه های متفاوت هستند قطع خواهد شد و ارتباط داخلی شبکه پایدار می ماند.

نوع دوم نیز، توپولوژی ستاره ای حلقه ای نام دارد.

در این توپولوژی هاب‌های چند شبکه از نوع حلقه ای در یک الگوی ستاره ای به یک هاب مرکزی متصل می شوند.

ویژگی های شبکه همان طور که قبلاً گفته شد، یکی از مهم‌ترین اجزای شبکه‌های کامپیوتری، کامپیوتر سرور است.

سرور مسؤول ارائه خدماتی از قبیل انتقال فایل، سرویس‌های چاپ و غیره است.

با افزایش حجم و ترافیک شبکه، ممکن است برای سرور مشکلاتی بروز کند.

در شبکه‌های بزرگ برای حل این مشکل، از افزایش تعداد کامپیوترهای سرور استفاده می‌شود که به این سرورها، سرورهای اختصاصی گفته می‌شود.

دو نوع متداول این سرورها عبارتند از‌ File and Print Server و Application Server .

نوع اول یعنی سرویس‌دهنده فایل و چاپ مسؤول ارائه خدماتی از قبیل ذخیره‌سازی فایل، حذف فایل و تغییر نام فایل است که این درخواست‌ها را از کامپیوترهای‌ سرویس‌گیرنده دریافت می‌کند.

این سرور همچنین مسؤول مدیریت امور چاپگر نیز هست.

هنگامی که یک کاربر درخواست دسترسی به فایلی واقع در سرور را ارسال می کند، کامپیوتر سرور نسخه‌ای از فایل کامل را برای آن کاربر ارسال می‌کند.

بدین ترتیب کاربر می‌تواند به صورت محلی، یعنی روی کامپیوتر خود این فایل را ویرایش کند.

کامپیوترسرویس‌دهنده چاپ، مسؤول دریافت درخواست‌های کاربران برای چاپ اسناد است.

این سرور این درخواست‌ها را در یک صف قرار می‌دهد و به نوبت آن‌ها را به چاپگر ارسال می‌کند.

این فرایند ‌spooling نام دارد.

به کمک ‌‌spooling کاربران می‌توانند بدون نیاز به انتظار برای اجرای فرمان پرینت به فعالیت بر روی کامپیوتر خود ادامه دهند.

نوع دیگر سرور، ‌‌Application Server نام دارد.

این سرور مسؤول اجرای برنامه های ‌‌client/server و تأمین داده‌های سرویس‌گیرنده است.

سرویس‌دهنده‌ها، حجم زیادی از اطلاعات را در خود نگهداری می‌کنند.

برای امکان بازیابی سریع و ساده اطلاعات، این داده‌ها در یک ساختار مشخص ذخیره می‌شوند.

هنگامی که کاربری درخواستی را به‌ چنین سرویس‌دهنده‌ای ارسال می‌کند، سرور نتیجه درخواست را به کامپیوتر کاربر انتقال می‌دهد.

به عنوان مثال یک شرکت بازاریابی را در نظر بگیرید.

این شرکت در نظر دارد تا برای مجموعه‌ای از محصولات جدید خود، تبلیغ کند.

این شرکت می‌تواند برای کاهش حجم ترافیک، برای مشتریان با طیف درآمدهای مشخص، فقط گروهی از محصولات را تبلیغ نماید.

علاوه بر سرورهای یادشده، در یک شبکه می‌توان برای خدماتی از قبیل پست الکترونیک، فکس، سرویس‌های دایرکتوری و غیره نیز سرورهایی اختصاص داد.

اما بین سرورهای فایل و ‌Application Server‌ها تفاوت‌های مهمی نهفته است.

یک سرور فایل در پاسخ به درخواست کاربر برای دسترسی به یک فایل، یک نسخه کامل از فایل را برای او ارسال می‌کند در حالی که یک‌ ‌Application Server فقط نتایج درخواست کاربر را برای وی ارسال می‌نماید.

امنیت شبکه یکی از مهم ترین فعالیت های مدیر شبکه، تضمین امنیت منابع شبکه است.

دسترسی غیرمجاز به منابع شبکه و یا ایجاد آسیب عمدی یا غیرعمدی به اطلاعات، امنیت شبکه را مختل می کند.

از طرف دیگر امنیت شبکه نباید آن چنان باشد که کارکرد عادی کاربران را مشکل سازد.برای تضمین امنیت اطلاعات و منابع سخت‌افزاری شبکه، از دو مدل امنیت شبکه استفاده می شود.

این مدل ها عبارتند از: امنیت در سطح اشتراک ‌(share-level) ‌و امنیت در سطح کاربر‌‌‌ (user-level).

در مدل امنیت در سطح اشتراک، این عمل با انتساب اسم رمز یا‌‌password برای هر منبع به اشتراک گذاشته تأمین می‌شود.

دسترسی به منابع مشترک فقط هنگامی برقرار می‌گردد که کاربر اسم رمز صحیح را برای منبع به اشتراک گذاشته شده را به درستی بداند.

به عنوان مثال اگر سندی قابل دسترسی برای سه کاربر باشد، می‌توان با نسبت دادن یک اسم رمز به این سند مدل امنیت در سطح‌ ‌share-level را پیاده‌سازی کرد.

منابع شبکه را می‌توان در سطوح مختلف به اشتراک گذاشت.

برای مثال در سیستم عامل ویندوز 95 می توان دایرکتوری ها را به صورت فقط خواندنی ‌(Read only)، برحسب اسم رمز یا به شکل کامل‌‌ ‌‌(Full) به اشتراک گذاشت.

از مدل امنیت در سطح ‌ ‌share-level می‌توان برای ایجاد بانک‌های اطلاعاتی ایمن استفاده کرد.

در مدل دوم یعنی امنیت در سطح کاربران، دسترسی کاربران به منابع به اشتراک گذاشته شده با دادن اسم رمز به کاربران تأمین می‌شود.

در این مدل کاربران در هنگام اتصال به شبکه باید اسم رمز و کلمه عبور را وارد نمایند.

در این‌جا سرور مسؤول تعیین اعتبار اسم رمز و کلمه عبور است.

سرور در هنگام دریافت درخواست کاربر برای دسترسی به منبع به اشتراک گذاشته شده، به بانک اطلاعاتی خود مراجعه کرده و درخواست کاربر را رد یا قبول می‌کند.

تفاوت این دو مدل در آن است که در مدل امنیت در سطح ‌‌share-level، اسم رمز به منبع نسبت داده شده و در مدل دوم اسم رمز و کلمه عبور به کاربر نسبت داده می شود.

بدیهی است که مدل امنیت در سطح کاربر بسیار مستحکم‌تر از مدل امنیت در سطح اشتراک است.

بسیاری از کاربران به راحتی می‌توانند اسم رمز یک منبع را به دیگران بگویند، اما اسم رمز و کلمه عبور شخصی را‌ نمی توان به سادگی به شخص دیگر منتقل کرد.

معماری و پروتکل‌های شبکه‌آشنایی با مدل OSI هر فعالیتی در شبکه مستلزم ارتباط بین نرم‌افزار و سخت‌افزار کامپیوتر و اجزای دیگر شبکه است.

انتقال اطلاعات بین کامپیوترهای مختلف در شبکه وابسته به انتقال اطلاعات بین بخش های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری درون هر یک از کامپیوترها است.

هر یک از فرایندهای انتقال اطلاعات را می توان به بخش‌های کوچک‌تری تقسیم کرد.

هر یک از این فعالیت‌های کوچک را سیستم عامل براساس دسته‌ای از قوانین مشخص انجام می‌دهد.

این قوانین را پروتکل می‌نامند.

پروتکل‌ها تعیین‌کننده روش کار در ارتباط بین بخش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری شبکه هستند.

بخش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تولیدکنندگان مختلف دارای مجموعه پروتکل‌های متفاوتی می‌باشند.

برای استانداردسازی پروتکل‌های ارتباطی، سازمان استانداردهای بین‌المللی (ISO) در سال 1984 اقدام به تعیین مدل مرجع ‌‌OSI یا‌ ‌Open Systems Interconnection نمود.

مدل مرجع ‌‌OSI ارائه‌دهنده چارچوب طراحی محیط‌های شبکه‌ای است.

در این مدل، جزئیات بخش‌های نرم افزاری و سخت افزاری برای ایجاد سهولت انتقال اطلاعات مطرح شده است و در آن کلیه فعالیت‌های شبکه‌ای در هفت لایه مدل‌سازی می‌شود.

هنگام بررسی فرآیند انتقال اطلاعات بین دو کامپیوتر، مدل هفت لایه‌ای ‌‌OSI روی هر یک از کامپیوترها پیاده‌سازی می‌گردد.

در تحلیل این فرایندها می‌توان عملیات انتقال اطلاعات را بین لایه‌های متناظر مدل‌ ‌OSI واقع در کامپیوترهای مبدا و مقصد در نظر گرفت.

این تجسم از انتقال اطلاعات را انتقال مجازی ‌‌(Virtual) می نامند.

اما انتقال واقعی اطلاعات بین لایه‌های مجاور مدل ‌OSI واقع در یک کامپیوتر انجام می‌شود.

در کامپیوتر مبدا اطلاعات از لایه فوقانی به طرف لایه تحتانی مدل ‌ ‌OSI حرکت کرده و از آن جا به لایه زیرین مدل‌ ‌OSI واقع در کامپیوتر مقصد ارسال می‌شوند.

در کامپیوتر مقصد اطلاعات از لایه‌های زیرین به طرف بالاترین لایه مدل‌ ‌OSI حرکت می کنند.

عمل انتقال اطلاعات از یک لایه به لایه دیگر در مدل‌ ‌OSI از طریق واسطه‌ها یا ‌‌Interface ‌ها انجام می‌شود.

این واسطه ها تعیین‌کننده سرویس‌هایی هستند که هر لایه مدل ‌‌OSI می تواند برای لایه مجاور فراهم آورد.

بالاترین لایه مدل‌ ‌OSI یا لایه هفت، لایه کاربرد یا‌ ‌Application است.

این لایه تأمین‌کننده سرویس‌های پشتیبانی برنامه های کاربردی نظیر انتقال فایل، دسترسی به بانک اطلاعاتی و پست الکترونیکی است.

لایه شش، لایه نمایش یا‌ ‌Presentation است.

این لایه تعیین‌کننده فرمت یا قالب انتقال داده‌ها بین کامپیوترهای واقع در شبکه است.

این لایه در کامپیوتر مبدا داده‌هایی که باید انتقال داده شوند را به یک قالب میانی تبدیل می‌کند.

این لایه در کامپیوتر مقصد اطلاعات را از قالب میانی به قالب اولیه تبدیل می کند.

لایه پنجم در این مدل، لایه جلسه یا‌ ‌session است.

این لایه بر برقراری اتصال بین دو برنامه کاربردی روی دو کامپیوتر مختلف واقع در شبکه نظارت دارد.

همچنین تأمین کننده همزمانی فعالیت های کاربر نیز هست.

لایه چهارم یا لایه انتقال ‌‌‌‌(Transmission)مسؤول ارسال و دریافت اطلاعات و کمک به رفع خطاهای ایجاد شده در طول ارتباط است.

هنگامی که حین یک ارتباط خطایی بروز کند، این لایه مسؤول تکرار عملیات ارسال داده است.

لایه سوم در مدل OSI، مسؤول آدرس یا نشانی گذاری پیام‌ها و تبدیل نشانی‌های منطقی به آدرس‌های فیزیکی است.

این لایه همچنین مسؤول مدیریت بر مشکلات مربوط به ترافیک شبکه نظیر کند شدن جریان اطلاعات است.

این لایه، لایه شبکه یا ‌‌‌‌Network نام دارد.

لایه دوم مدل ‌‌OSI، لایه پیوند یا‌ ‌Data link است.

این لایه وظیفه دارد تا اطلاعات دریافت شده از لایه شبکه را به قالبی منطقی به نام فریم ‌‌(frame) تبدیل کند.

در کامپیوتر مقصد این لایه همچنین مسؤول دریافت بدون خطای این فریم‌ها است.

لایه زیرین در این مدل لایه فیزیکی یا ‌Physical است.

این لایه اطلاعات را به صورت جریانی از رشته های ‌داده ای و به صورت الکتریکی روی کابل هدایت می کند.

این لایه تعریف کننده ارتباط کابل و کارت شبکه و همچنین تعیین‌کننده تکنیک ارسال و دریافت داده ها نیز هست.

استاندارد ‌IEEE 802 انجمن مهندسان برق و الکترونیک آمریکا ‌‌‌‌(IEEE) برای وضع استانداردهای شبکه‌های‌ ‌LAN اصطلاحاتی بر مدل ‌OSI انجام داده است.

این استانداردها اکنون با عنوان استاندارد ‌IEEE 802 شناسایی می شوند.

در پروژه ‌‌802‌‌ استانداردهایی وضع شده است که در برگیرنده مشخصه‌های ارسال و دسترسی به اطلاعات از محیط فیزیکی است.

این مشخصه‌ها شامل فرایندهای اتصال، حفظ و قطع ارتباط تجهیزات شبکه نیز هستند.

مشخصه های ‌‌802‌‌ به دوازده گروه تقسیم می‌شوند که هر یک به صورت 1.802‌ تا 12.‌802‌ نام‌گذاری شده‌اند.

هر یک از این گروه‌ها تعریف‌کننده استانداردهایی برای اعمال اجرایی گوناگون شبکه هستند.

مشخصات 802‌‌ همچنین شامل اصلاحاتی بر لایه های ‌فیزیکی و‌ پیوند در مدل ‌OSI نیز هست.

این اصلاحات در هنگام طراحی اکثر محیط های‌ ‌LAN مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کمیته پروژه ‌‌802‌‌ با تفکیک لایه پیوند مدل ‌OSI به دو زیرلایه، جزئیات بیشتری به مدل‌ ‌OSI افزوده است.

این لایه‌های فرعی عبارتند از لایه ‌‌‌LLC یا‌ ‌Logical link control و لایه ‌‌MAC یا ‌Media Access Control .

لایه فرعی بالایی یعنی‌ ‌LLC با تعریف چندین نقطه دسترسی به سرویس یا (‌Service Access Point SAP) بر ارتباطات لایه پیوند مدیریت می کند.

‌SAPها نقاط اتصالی هستند که به ارتباط بین لایه‌های هفت گانه در مدل ‌OSI کمک می‌کنند.

کامپیوترها از این نقاط برای انتقال اطلاعات از لایه فرعی‌ ‌LLC به لایه‌های بالایی بهره می گیرند.

استانداردهای انتقال اطلاعات بین لایه فرعی‌ ‌LLC و لایه‌های بالایی در مدل OSI، تحت عنوان ‌IEEE 802.2 جمع آوری شده اند.

لایه فرعی‌ ‌MAC پایین لایه فرعی‌ ‌LCC قرار گرفته است.

این لایه وظیفه انتقال اطلاعات را از لایه فیزیکی مدل‌ ‌OSI به محیط فیزیکی بر عهده دارد.

این لایه مسؤول انتقال بدون خطای اطلاعات بین دو کامپیوتر واقع در شبکه نیز هست.

استانداردهای مربوط به عملکرد لایه فرعی‌ ‌MAC و لایه فیزیکی مدل ‌‌OSI در گروه های 802.3، 802.4‌‌ و‌‌ 802.12 آمده اند.‌ ‌پروتکل ها ‌فرآیند به اشتراک گذاشتن اطلاعات نیازمند ارتباط همزمان‌شده‌ای بین کامپیوترهای شبکه است.

برای ایجاد سهولت در این فرایند، برای هر یک از فعالیت‌های ارتباط شبکه‌ای، مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها تعریف شده است.