معماري شبكه :

[anahita shams]

معماري شبكه :
معماري يك شبكه بيانگر استانداردهاي تعريف شده در خصوص نحوه اتصال كامپيوترها با يكديگرو نحوه ارسال اطلاعات ميباشد . به عبارت ديگر . معماري شبكه مجموعه اي از استانداردهايي است كه نوع كابل كشي ، اتصالات ، توپولوژي ، نحوه دسترسي به خطوط انتقال و سرعت انتقال را مشخص ميكند . بنابراين هنگام راه اندازي يك شبكه ، بايد ابتدا معماري شبكه مشخص شود و سپس با توجه به استانداردهايي كه معماري شبكه مشخص ميكند ، قطعات و اتصالات شبكه خريداري وپيكربندي گردد .

انواع معماري شبكه :
1- اترنت ( Ethernet)
2- Token Ring
3- FDDI
4- Wireless

1- اترنت :
اترنت متداولترين معماري شبكه است كه با استفاده از مجموعه اي از قوانين واستانداردها ، پيكربندي بستر شبكه و بالطبع نقل وانتقال داده ها در شبكه را قانونمند ميكند . به عبارت ديگر با ارائه يكسري از استانداردها و يكسري محدوديتها در بكارگيري تجهيزات ، اتصالات ، پهناي باند و ... . تمام اجزاي شبكه را با هم همزمان ميكند .

قوانين نامگذاري اترنت توسط مؤسسه IEEE :

مؤسسه IEEE كه يكي از مؤسسات بزرگ در خصوص استاندارد سازي تجهيزات و تكنولوژيها است ، استانداردهاي شبكه را با روش 802.X نامگذاري مي كند . به عنوان مثال اين مؤسسه براي معماري شبكه اترنت ، استاندارد 802.3 را مشخص كرده است كه تمام جزئيات مربوط به اين معماري شبكه در متن اين استاندارد آورده شده است.
اترنت اولين بار در سال 1970 و بر روي شبكه هاي محلي با تكنولوژي خطي تعريف شد ودرسال 1995 مؤسسه IEEE اين معماري را با استاندارد 802.3 معرفي كرد . و ليكن از آن زمان تا كنون اين معماري توسعه يافته و شامل خانواده اي از تكنولوژي هاي ديگر شده است و قابليتهاي زيادي به اين معماري افزوده شده است . به همين ترتيب مؤ.سسه IEEE نيز ضميمه هاي جديدي را براي 802.3 ارائه كرده است كه اين ضميمه ها به صورت يك يا دو حرف تكميلي است كه در انتهاي اين استاندارد قيد ميشود .( 802.3U )
به عنوان مثال پهنای باند ارائه شده توسط اترنت در ابتدا ده مگابيت در ثانيه بود و برای كامپيوترهای شخصی دهه هشتاد كه دارای سرعت پائين بودند ،‌ كافی بنظر می آمد ولی در اوايل سال 1990 كه سرعت كامپيوترهای شخصی و اندازه فايل ها افزايش يافت ،‌ مشكل پائين بودن سرعت انتقال داده بهتر نمايان شد . اكثر مشكلات فوق به كم بودن پهنای باند موجود مربوط می‌ گرديد . در سال 1995 ، موسسه IEEE ،‌استانداردی را برای اترنت با سرعت يكصد مگابيت در ثانيه معرفی نمود . اين روال ادامه يافت و در سال های 1998 و 1999 استانداردهائی برای گيگابيت نيز ارائه گرديد .
تمامی استانداردهای ارائه شده با استاندارد اوليه اترنت سازگار می باشند . به عنوان مثال يك فريم اترنت می تواند از طريق يك كارت شبكه با كابل كواكسيال 10 مگابيت در ثانيه از يك كامپيوتر شخصی خارج و بر روی يك لينك فيبر نوری اترنت ده گيگابيت در ثانيه ارسال و در انتها به يك كارت شبكه با سرعت يكصد مگابيت در ثانيه برسد . تا زمانی كه بسته اطلاعاتی بر روی شبكه های اترنت باقی است در آن تغييری داده نخواهد شد . موضوع فوق وجود استعداد لازم برای رشد و گسترش اترنت را به خوبی نشان می دهد . بدين ترتيب امكان تغيير پهنای باند بدون ضرورت تغيير در تكنولوژی های اساسی اترنت همواره وجود خواهد داشت .
مفهوم پهناي باند ( Band Width ) :

در سيستم هاي انتقال آنالوگ پهنار باند به حد فاصل بين پايين ترين و بالاترين فركانسي كه يك رسانه ميتواند از خود عبوردهد گفته ميشود . (پهناي باند بر حسب فركانس وبا واحد هرتز بيان ميشود ) / 300HZ - 3000HZ /
*درسيستم هاي انتقال ديجيتال .پهناي باند به ظرفيت انتقال اطلاعات گفته ميشود وبا واحد bps (بيت در ثانيه ) سنجيده ميشود . ( در مودم bps15 به معني 5600 بيت در ثانيه انتقال ميابد ).
ازعوامل موثر در پهتاي باند .طول . قطروجنس كابل است .پهناي باند با طول كابل نسبت معكوس و با قطر كابل نسبت مستقيم دارد . يعني هرچه طول كابل بيشتر شود پهناي باند كمتر شود وهر چه قطر كابل بيشتر شود پهناي باند نيز بيشتر است .
براي انتقال اطلاعات ميتوان به دوروش از پهناي باند استفاده كرد :
1-تك باند (BaseBand)
2-باند پهن (Band Broad )
*در روش Base Band از تمام پهناي باند براي ارسال يا دريافت اطلاعات استفاده ميشود . به اين معني كه در روش تك باند رسانه در هر لحظه فقط ميتواند يك سيگنال را از خود عبور دهد در نتيجه ارسال نوبتي ميشود واطلاعات پشت سر هم و به صورت سريال ارسال ميشوند . اين روش انتقال دليل بوجود آمدن مفهوم بسته (Pachet )است .در شبكه هاي محلي از اين روش براي انتقال اطلاعات استفاده ميشوندبدين ترتيب كه از دو رشته كابل استفاده ميشود كه يكي براي ارسال وديگري دريافت اطلاعات را انجام ميدهد . اطلاعات بصورت بسته هاي مشخص پشت سر هم قرار ميگيرند وارسال شده و دريافت ميگردد. ( تمام سيستم هاي انتقال ديجيتال از روش Base Band استفاده ميكنند )(كابل هم محورUTP)
*در روش باند پهن . يك رسانه (كابل ) ميتواند در آن واحد يك يا چند سيگنال را به طور همزمان عبور دهد . هر سيگنال به سورت جداگانه ارسال ميشود و تداخل بين سيگنال هايي متفاوت به وجود نميآيد . از اين روش در سيستم هاي انتقال آنالوگ استفاده ميشود ورسانه ميتواند در آن واحد سيگنالهاي متفاوتي را با فركانس هاي مختلف از خود عبور دهد . از اين روش در شبكه تلويزيونهاي كابلي و شبكه هاي WAN استفاده ميگردد .( كابل هم محور - فيبرنوري ) .
*سرعت انتقال اطلاعات : مقدار اطلاعاتي كه در واحد زمان توسط تجهيزات شبكه ارسال ميشود گفته ميشود (مثلا كارت شبكه mbps100 ) .
سرعت انتقال اطلاعات با پهناي باند رابطه مستقيم دارد . هر چه پهناي باند بيشتر شود سرعت انتقال اطلاعات نيز بيشتر ميشود و بر عكس .
*نكته : پهناي باند . ظرفيت انتقال يك رسانه يا يك كابل است . در صورتي كه سرعت انتقال . سرعت ارسال اطلاعات در واحد زمان است .


مفهوم سرعت انتقال :

تكنولوژيهاي مختلف اترنت :
همانطور كه پيشتر نيز گفته شد . معماري شبكه اترنت براي اولين بار در سال 1970 مطرح شد و طي ساليان بعد اين معماري و استانداردهاي آن توسعه يافته و با نامهاي ديگري نامگذاري شدند . امروزه براي معماري اترنت ، تكنولوژي مختلفي مطرح شده است :

• 10 BASE 2
• 10 BASE 5
• 10 BASE T
• 10 BASE FL
• 100 BASE X
• 1000 BASE X
• 1000 BASE T

* نكته:در استانداردهايي كه نام برده شد ، عدداول نمايانگر سرعت انتقال . عبارت BASE به معناي BASE BAND بودن توپولوژي مذكور و عبارت پس از ان نوع كابل را مشخص ميكند . ( T : Twisted Pair ، F : Fiber optic )

 

[anahita shams]

10 BASE 2

10 BASE 2 براي انتقال داده ها از كابل هاي كواكسيال THINNET استفاده ميكند كه مشخصات اين كابل در واحد كار سوم توضيح داده شد . كانكتور هاي اين شبكه از نوع BNC بوده ودوسر كابل بايد توسط TERMINATOR مسدود شود تا شبكه فعال شود .از مزاياي 10 BASE 2 . نصب ساده و هزينه راه اندازي بسيار كم آن است .توپولوژي 10 BASE 2 همان توپولوژي خطي است .
قوانيني كه در 10 BASE 2 بايد رعايت شود . عبارتند از :
• حداقل طول كابلي كه كامپيوتر را به هم متصل ميكند نبايد كمتر از 5/0 متر باشد .
• براي اتصال T_CONNECTOR به كامپيوتر نبايد از كابل استفاده كرد وبايد آن را مستقيما به كامپيوتر متصل نمود .
• فاصله اولين و آخرين كامپيوتر در شبكه نبايد بيش از 185 متر باشد . اين فاصله از روي اندازه كابل اندازه گيري ميشود .
• با استفاده از هاب ) REPEATER ) ميتوان حداكثر فاصله بين اولين و آ خرين كامپيوتر را تا 925 متر افزايش داد و كامپيوترها نبايد خارج از اين محدوده باسند .
• در فواصل بين هر دو REPEATER نميتوان بيش از 30 دستگاه كامپيوتر به شبكه متصل كرد .
• ابتدا و انتهاي كابل بايد با TERMINATOR مسدود شود . TERMINATOR شبكه 10BASE2 يك مقاومت 50 اهمي است كه سيگنالهاي الكتريكي به وجود آمده در كابل شبكه را مصرف كرده و از باقي ماندن آن در شبكه جلوگيري ميكند .
10 BASE 5


در 10BASE 5 از كابل كواكسيال THICKNET براي اتصال كامپيوترها به يكديگر استفاده ميشود .
هر كامپيوتر توسط يك كابل AUI يا DIX به يك عدد TRANSCEIVER كه به كابل شبكه متصل شده است ، وصل ميشود و هر دو انتهاي كابل با TERMINATOR مسدود ميشود . اولين مزيت 10BASE5 مسافت نسبتا زيادي است كه تحت پوشش خود قرار ميدهد . قوانيني كه در مورد 10 BASE 5 وجود دارد . عبارتند از :
• حداقل طول كابلي كه براي اتصال دو كامپيوتر استفاده ميشود 5/2 متر است .
• حداكثر طول كابل يا حداكثر فاصله بين اولين و آخرين كامپيوتر شبكه 500 متر است .
• يكي از TERMINATOR. ها بايد به زمين متصل شود.
• اندازه كابلي كه كامپيوتر را با TRANSCEIVER متصل ميكند . نبايد بيشتر از 50 متر باشد .

10 BASE T

براي راه اندازي شبكه 10 BASE T از كابلهاي Twisted Pair ( زوج به هم تابيده ) استفاده ميشود كه حداكثر سرعت آن 10 MBPS است . در اين استاندارد هر كامپيوتري كه ميخواهد به شبكه متصل شود مستقيما توسط يك كابل به هاب وصل شده و هاب ، ارتباط كامپيوترها را برقرار ميكند . اتصالات اين توپولوژي از نوع RJ-45 ميباشد .SEGMENTE هاي مختلف ميتوانند توسط كابلهاي كواكسيال يا فيبر نوري به يكديگر متصل شوند . برخي از انواع دستگاههايي كه ميتوانند جايگزين هاب شوند . هوشمند بوده و ميتوانند ترافيك شبكه را كنترل كرده و آن را كاهش دهند . از مشخصه هاي بارز اين شبكه گران قيمت بودن هزينه راه اندازي و نصب آن است .

قوامين 10 BASE T عبارتند از :
• حداكثر تعداد كامپيوتري كه اين شبكه به هم متصل ميكند . 1024 دستگاه كامپيوتر است .
• كابلها بايد از نوع زوج به هم تابيده CAT 3 و CAT4 و CAT 5 باشند ( نوع كابل از نظر داشتن محافظ تفاوتي نميكند . ميتوان از هر دو كابل UTP يا STP استفاده كرد ) .
• حداكثر فاصله هر كامپيوتر تا هاب 100 متر است .
• حداقل طول كابل ( فاصله بين كامپيوتر تا هاب . ) 5/2 متر است .


10 BASE FL

10 BASE FL يكي از خصوصيات شبكه اترنتي است كه براي انتقال اطلاعات از فيبر نوري استفاده ميكند . سرعت انتقال در اين شبكه 10 MBPS است . مهمترين مزيت 10BASE FL . مسافت زيادي است كه تحت پوشش قرار ميدهد . اين مسافت 2 كيلومتر است . از مزاياي ديگر اين شبكه اين است كه عوامل خارجي ، تاثيري روي اطلاعات داخل فيبر ندارد . به عبارت ديگر . در فيبر نوري هم شنوايي وجود ندارد و اطلاعات سالم به مقصد ميرسد .
دو استاندارد ديگر به نامهاي 10Base FB و 10 Base FP نيز مورد استفاده قرار مي گيرد . 10Base FB يك شبكه اترنت همزمان است و براي اتصال دو تقويت كننده فيبر نوري به يكديگر كه در مسير بين دو ايستگاه قرار دارد ، استفاده مي شود. استاندارد ديگر 10 Base FP است كه يك شبكه ستاره اي با استفاده از فيبر نوري مي باشد كه براي Backbone شبكه ها مورد استفاده قرار مي گيرد. در 10 Base FP ، نور به جاي سيگنالهاي الكترونيكي مسئوليت انتقال اطلاعات را برعهده دارد.


100Base X

ساختار شبكه 100BASE X همانند شبكه 10BASE T است . ( سرعت اين شبكه 100MBPS است ) با اين تفاوت كه 100 BAE X با سه مدل كابل كشي متفاوت مورد استفاده قرار ميگيرد . اين سه مدل عبارتند از :

* 100BASE TX : در اين مدل از دو كابل CATEGORY 5 از نوع UTP يا STP به صورت همزمان استفاده ميشود
* 100 BASE FX : در اين مدل از دو رشته فيبر نوري در كنار هم استفاده ميشود .
* 100 BASE T4 : در اين مدل 4 رشته كابل 5 يا 4 . CATEGORY 3 در كنار هم استفاده ميشود .
* 100 BASE X : با نام Fast Ethernet نيز شناخته ميشود .

1000 BASE X

اين استاندارد شبكه اي را توضيح ميدهد كه درآن سرعت انتقال اطلاعات يك گيگابايت در ثانيه است و براي انتقال اطلاعات از فيبر استفاده ميشود . اين استاندارد خود از چند قسمت تشكيل شده است كه عبارتند از :
1- 1000 BASE SX
2- 1000 BASE LX/LH
3- 1000 BASE ZX
تفاوت استاندارد هاي ذكر شده در طول كابل و نوع فيبر نوري است كه در آنها استفاده ميشود .

1000 BASE T

در اين استاندارد ، از كابل هاي زوج به هم تابيده براي راه اندازي شبكه اي با سرعت يك گيگابيت در ثانيه استفاده ميشود . اين كابلها از نوع CAT5 و كانكتورهاي آن نيز از نوع RJ-45 است . نحوه ارسال اطلاعات در اين استاندارد به گونه اي است كه سيستم ، توانايي انتقال اطلاعات با سرعت يك گيگابيت در ثانيه را پيدا ميكند .

 

[anahita shams]

TOKEN RING

شبكه TOKEN RING از نظر ظاهري يك شبكه ستاره اي است ولي به صورت TOKEN PASSING كار ميكند . در اين شبكه يك حلقه منطقي به وجود ميآيد و TOKEN در امتداد حلقه حركت كرده و به كامپيوترها ميرسد . هر كامپيوتري كه به ارسال اطلاعات نياز داشته باشد . TOKEN را نگه داشته و اطلاعات خود را به سوي مقصد ارسال ميكند . اطلاعات ارسال شده در همان حلقه مجازي ودر امتداد حركت TOKEN مسير خود را طي ميكند تا به كامپييوتر مقصد برسد . كامپيوتر مقصد در صورت صحيح بودن اطلاعات ارسالي . در جواب يك بسته به نام ACKNOWLEDGE به كامپيوتر مبداء ارسال ميكند .كامپيوتر مبداء نيز TOKEN اصلي را از بين برده و يك TOKEN جديد توليد مينمايد وآنرا در امتداد مسير TOKEN قبلي به حركت در ميآورد . اين پروسه به همين صورت ادامه خواهد يافت .
در شبكه TOKEN RING در محل اتصال كامپيوترها به جاي هاب از دستگاهي بنام MAU استفاده ميشود . سرعت انتقال اطلاعات در اين شبكه 16MBPS يا 4MBPS است .كارتهاي 16MBPS ميتوانند با سرعت 4MBPS نيز فعاليت كنند.
در شبكه TOKEN RING از كابل هاي زوج به هم تابيده استفاده ميشو د. اگر از كابل UTP در اين توپولوژي استفاده شود . حداكثر طول كابل ميتواند 45 متر باشد و اين شبكه فقط با سرعت 4 مگابيت در ثانيه كار مي كند و اگر از كابل STP استفاده شود . حداكثر طول كابل 101 متر و با سرعت 16 مگابيت در ثانيه اطلاعات منتقل ميشود .
FDDI

FDDI ، تكنولوژي يك شبكه با سرعت 100 مگابيت در ثانيه است كه براي ارتباط از فيبر نوري استفاده ميكند . در اين تكنولوژي به جاي فيبر نوري از كابل مسي نيز ميتوان استفاده كرد ولي در صورت استفاده از كابل مسي طول كابل كمتر ميشود . FDDI به عنوان BACKBONE در محل هايي كه تعداد زيادي كامپيوتر در آن قرار دارد ، استفاده ميشود . از جمله اين محيطها ميتوان به دانشگاهها اشاره كرد .در FDDI ميتوان 500 گره را در مسافت 100 كيلومتر به يكديگر متصل كرد . توپولوژي فيزيكي اين شبكه حلقوي است .نحوه به وجود آمدن اين حلقه به اين صورت است كه يك حلقه 100 كيلومتري از فيبر ساخته ميشود ودرهر 2 كيلومتر يك تقويت كننده قرار ميگيرد . براي جلوگيري از اختلالاتي كه در اثر قطع شدن فيبر نوري به وجود ميآيد ، از دو حلقه فيبر نوري در كنار هم استفاده ميشود تا در صورتي كه يكي از رشته ها قطع شود . رشته دوم وارد عمل شده و جايگزين رشته اول شود .


شبكه بدون سيم

شبكه بدون سيم . شبكه اي است كه از امواج راديويي BROAD BAND براي مرتبط كردن كامپبيوترها به يكديگر استفاده مي كند.از سيستم بيسيم در شبكه هاي WAN استفاده مي شود. كاربرد آن مي تواند مرتبط كردن دو يا چند شبكه محلي ، ارائه سرويس اينترنت و سرويسهاي ديگر باشد. شبكه بيسيم براي برقراري بين كامپيوترهايي كه نزديك يكديگر قرار دارند نيز استفاده مي شود كه در اينصورت نوعي شبكه به نام PAN بكار ميرود.
در شبكه هاي PAN نيازي به استفاده از تجهيزات خاص شبكه نيست و فقط با نصب دو كارت شبكه PAN روي دو كامپيوتر كه در فاصله مناسب از يكديگر قرار گرفته اند مي توان يك شبكه را راه اندازي كرد. از مزاياي شبكه بيسيم اينست كه نيازي به نصب كابل شبكه و تجهيزات آن نيست و سرعت انتقال اطلاعات نيز مي تواند تا سرعت 52 مگابيت در ثانيه افزايش پيدا كند.

منبع کتاب xml