دانلود تحقیق شبکه های کامپیوتری

شبکه کامپیوتری شامل مجموعه ای از کامپیوترها و دستگاه هایی است که به هم متصل بوده و می توانند داده هایشان را به اشتراک بگذارند ، چنین شبکه هایی را LAN(Local Area Network) یا WAN(Wide Area Network) می گویند.
شبکه موجود در اتاق های یک کالج یا ساختمان نمونه ای از LAN و شبکه موجود بین نواحی وسیع جغرافیایی نمونه ای از WAN هستند شبکه های کامپیوتری به شدت در حال گسترش هستند ، پیدایش اینترنت و شاهراه اطلاعات موجب تسریع تبادل اطلاعات بین کاربران گردید.










توپولوژی شبکه کامپیوتری :
توپولوژی ، نحوه اتصال اشیاء به همدیگر را مشخص می کند توپولوژی یک شبکه کامپیوتری نحوه اتصال کامپیوترها یا دستگاه ها (که هر کدام یک گره NODE نام دارد ) به یکدیگر را مشخص می کند.
توپولوژی ، نحوه اتصال اشیاء به همدیگر را مشخص می کند توپولوژی یک شبکه کامپیوتری نحوه اتصال کامپیوترها یا دستگاه ها (که هر کدام یک گره NODE نام دارد ) به یکدیگر را مشخص می کند.

انواع توپولوژی برای شبکه ای با پنج گره : هاپ ب- ستاره الف- کاملا متصل شکل الف- شبکه کاملا متصل fally connectedet را نشان می دهد پیاده سازی این نوع شبکه بسیار گران است.

زیرا هر گره در شبکه باید به سایر گره های موجود در آن شبکه متصل گردد شبکه ای با 5 گره به 10 اتصال یا لینک نیاز دارد شبکه ای با 20 گره به 190 اتصال نیاز دارد مزیت این شبکه آن است که داده ها برای رفتن از گره ای به گره دیگر، تنها از یک اتصال عبور می کنند به این نوع شبکه، شبکه مش mesh یا کاملا مش cfull mesh نیز می گویند.

شکل ب) شبکه ستاره star net work ا نشان می دهد توجه کنید در این نوع شبکه یکی از گره ها به عنوان مرکز تبادل اطلاعات در نظر گرفته می شود از انجایی که تعداد اتصالاهای ارتباطی به حداقل می رسد(معمولا یکی کمتر از تعداد گره ها) راه اندازی شبکه ستاره ارزان تمام می شود ولی اگر گره مرکزی دچار مشکل شود، تمام شبکه از کار می افتد این مشکل در شبکه با اتصال کامل بروز نمی کند.

شکل پ) شبکه گذرگاهی bus net work را نشان می دهد در این نوع شبکه کلیه گره ها به یک لینک ارتباطی متصل هستند نوع متداول شبکه گذرگاهی اترنت نام دارد لینک ارتباطی در شبکه اترنت معمولا کابل کواکسیال بوده که از طریق T-connector به هر گره متصل می گردد راه اندازی شبکه گذرگاهی ارزان بوده و به راحتی می توان گره جدیدی را به شبکه اضافه کرد.

نکته ای که باید به آن توجه داشت حداکثر فاصله بین دو گره می باشد.

این فاصله در مدت زمان لازم برای ارسال داده از یک طرف شبکه به طرف دیگر تاثیر دارد آخرین توپولوژی شبکه حلقوی ring network می باشد که در شکل نشان داده شده است در این توبولوژی گره ها در یک مسیر ارتباطی حلقوی قرار می گیرند بنابراین همانند شبکه گذگاهی حداکثر زمان تبادل اطلاعات به تعداد گره های موجود در شبکه بستگی دارد.

نمایش داده های دیجیتال دیجیتال تنها حالت داده ای است که کامپیوترها می توانند با آن کار کنند تبادل اطلاعات بین کامپیوترهای یک شبکه ضرورت نیاز به دیجیتال را روشن می کند.

با این وجود روش های واقعی نمایش داده های دیجیتال متفاوت می باشد.

وقتی از یک رسانه انالوگ analog medium برای ارسال داده های دیجیتال (مثل ارسال از طریق سیستم تلفن بااستفاده از یک مودم) استفاده می شود، داده دیجیتال ممکن است به شکل های گوناگون از یک سیگنال حامل مدوله شده carrier modulated نمایش داده شود دو شکل مدولاسیون حامل عبارتست از : مدولاسیون دامنه و مدولاسیون فرکانس روش دیگری به نام رمزگذاری منچستر Manchester encoding نیز وجود دارد در این روش برای نمایش داده های دیجیتال از انتقال فاز استفاده می شود.

اهمیت پروتکل های ارتباطی در بسیاری از کاربردها نیاز به تبادل حجم زیادی از داده می باشد در برخی از آنها اتصال مطمئن نیز نیاز است بنابراین علاوه بر نمایش الکترونیکی داده های دیجیتال باید آنها را به صورت منطقی نیز نمایش دهیم مثلا برای اینکه داده های ویدیویی از نظر حجم و زمان دریافت کاهش یابند فشرده می شوند اطلاعاتی که در حین خرید از طریق کارتهای اعتباری مبادله می شوند معمولا رمزگذاری می گردد تا امینیت لازم برقرار شود فشرده سازی و رمز گذاری داده و توسط نرم افزارها و همچنین پروتکل های ارتباطی پشتیبانی و اداره می شوند.

پروتکل های ارتباطی ارسال صفرها و یکها به تنهایی بر روی لینک ارتباطی نمی تواند ارتباطی منسجم را ین دو گره در شبکه ایجاد کند گره ها از قبل در مورد توافق ارسال و شکل اطلاعات با هم به توافق رسیده باشند به قواعد رمزها و مقررات مورد نحوه ارسال داده ها پروتکل protocol می گویند یکی از مدلهای استاندارد و پذیرفته شده که بر استفاده پروتکل ها در شبکه ی کامپیوتری نظارت دارد مدل OSI (open system inter connection) مدل مرجعی است که برای ایجاد ارتباطی مطمئن بین دو گره هفت لایه را تعریف می کند.

پروتکل های گوناگون به لایه ها به کار می رود تا ارتباطی مطمئن بین دو گره برقرار شود در انواع مختلف شبکه های کامپیوتری ممکن است تمام این هفت لایه مورد نیاز نباشد مثلا در اترنت تنها از دولایه استفاده می کند.

مدل مرجع OSI در واقع راهنمایی برای ایجاد استانداردها در ارتباطات شبکه می باشد.

لایه فیزیکی physical layer لایه اول که لایه فیزیکی نام دارد نحوه ارسال دیجیتال بین دو گروه را کنترل می کند در این لایه کلیه خواص فیزیکی از جمله تکنیک رمزگذاری نوع کانکتورهای مورد استفاده و نرخ داده data rate مشخص می گردد این لایه مسئولیت ارسال و دریافت بیت ها را بر عهده دارد.

لایه پیوند داده data link layer وظایف این لایه عبارتند از: مراقبت از قابهای داده data frames تشخیص خطاerror detection و نگهداری کنترل جریان بر روی اتصال فیزیکی لایه پیوند داده یا آدرسهایMAC (که برای هر یک از دستگاه های شبکه منحصر به مزد است) کار می کند و به 48 بیت نیاز دارد لایه پیوند داده شامل دو زیر لایه می باشد که عبارتند از (media access control)MAC , (logical link control)LLC لایه شبکه (net work layer) وظیفه لایه شبکه هدایت بسته های یک پروتکل خاص به مقصد صحیح انها می باشد که برای این کار از آدرس دهی منطقی (logical ipaddressing) استفاده می کند.

آدرسهای Ip اعدادی 32 بیتی هستند که به صورت چهار عدد صحیح 8 بیتی در محدوده صفر تا 255 نمایش داده می شوند.

لایه انتقال Transport layer لایه انتقال اولین لایه ای است که با نحوه ارسال و دریافت از گره ای به گره دیگر کاری ندارد.

لایه انتقال فرض می کند که داده های فیزیکی فاقد خطا هستند و بر نحوه ارتباط صحیح بین برنامه ها از نقطه نظر منطقی متمرکز می نماید مثلا لایه انتقال تضمین می کند بلاک بزرگی از داده ها به صورت پلاکهای کوچکتر ارسال شده اند.

هنگام دریافت به ترتیبی صحیح بازسازی می شوند.

لایه جلسه session layer این لایه ارتباط بین پروسس هایی که در دو گروه مختلف در حال اجرا هستند را اداره می کند مثلا دو برنامه پستی mail که بر روی دو گره مختلف در حال اجرا هستند برای ارتباط با یکدیگر جلسه ای را ایجاد می کنند.

لایه نمایش presentation layer لایه نمایش وظایفی نظیر فشرده سازی متن را تبدیل و رمزگذاری را بر عهده دارد لایه کاربردApplication layer لایه کاربرد‌جائیست که کاربر واقعی برنامه را اجرا کرده و از لایه های پایین تر استفاده می کند.

سیستم های عامل شبکه علاوه بر پروتکل های ارتباطی که موجب ایجاد ارتباطی مطمئن در شبکه های lan و wan می شوند شبکه های کامپیوتری برای کنترل پروتکل های ارتباطی و فراهم نمودن عملکردهای شبکه به نرم افزار نیز احتیاج دارند.

ویندوز 98و 95 و ME و 200 همگی دارای اجزا مربوط به شبکه هستند که در داخل انها پیاده سازی شده است پروتکل (Transmission control protocol / internet protocol)TCP/IP پروتکل TCP/IP محبوب ترین پروتکل شبکه ای است که تا به حال ایجاد شده است پروتکل TCP/IP از دهه 1965 بعنوان روشی برای اتصال کامپیوترهای بزرگ mainframes بهم بود تا بتوانند اطلاعاتشان را بین جوامع تحقیقاتی و دفاعی به اشتراک بگذارند.

اینک TCP/IP برای پشتیبانی از بزرگترین شبکه کامپیوتری(که همان اینترنت است) بکار می رود برای اینکه امکان برقراری ارتباط بین کامپیوترها فراهم شود بسیاری از تولید کنندگان TCP/IP را در سیستم عامل خود لحاظ می کنند برای به کمک به درک مفهوم TCP/IP بحثمان را از آشنایی با خصوصیات مدل ISO/OSI شروع کنیم مدل ISO/OSI شبکه ارتباطی را به هفت لایه می شکند و در مقابل مدل شبکه TCP/IP انها شامل پنج لایه می باشداین‌مدلهای‌شبکه ای‌خاص را پشته های پروتکل stacks protocol می گویند لایه ی فیزیکی، فقط مسئول ارسال دریافت داده های دیجیتال سات هر خطایی که در لایه فیزیکی بر روی داده ایجاد شود.

توسط لایه بالاتر بعدی موجود در پشته پروتکل اداره می‌گردد در مدل شبکه TCP/IP لایه بالاتر بعدی لایه واسط شبکه network interface است این لایه انجام همان اعمالی که لایه پیوند – داده د رمدل ISO/OSI انجام می دهد را بر عهده دارد اعمال لایه فیزیکی و لایه پیوند – داده توسط نوع سخت افزار LAN بکار رفته (مثل اترنت، token-ring و ...) تعیین می شود لایه بالاتر بعدی که لایه اینترنت نامیده می شود عملکردی مشابه با لایه شبکه در مدل ISO/OSI دارد لایه اینترنت از پروتکل IP استفاده کرده و آنچه که به ارتباطات ماشین – به – ماشین (MACHINE-TO-MACHINE) مشهود است را فراهم می کند در هر دو مدل ISO/OSI و TCP/IP دو لایه انتقال وجود دارد پروتکل کنترل ارسال یا (Transmission control protocol)TCP و پروتکل دیتا گرام کار بر یا (user datagram protocol)UDP لایه انتقال ارتباطات برنامه – به برنامه – Application- to – Appliation را فراهم می کند TCP انتقال اتصال – گرا و UDP انتقال غیر مطمئن بی سیم را فراهم می کنند لایه کاربردی APPLICATION پروتکل TCP/IP دارد لایه کاربردی جائیست که برنامه های ارتباطی کاربردی بر‌روی‌کامپیوترهای پشته پروتکل‌(به جز‌لایه اول)‌می باشد TCP/IP با استفاده از این تکنیک لایه بندی تحکیم داده ها را بین برنامه ها کاربردی در حال اجرا بر روی کامپیوترهای ارتباطی ارسال می کند.