شبكه بسازيد
آشنايي با مفاهيم، مباني و استانداردهاي شبكه‌سازي
اشاره:
زماني ماوس به‌عنوان يك ابزار تزئيني براي كامپيوترها در نظر گرفته مي‌شد. مدتي بعد، اين جايگاه به چاپگرهاي ارزان قيمت رسيد و تا همين اواخر بسياري از كاربران خانگي (و حتي تجاري) تصور مي‌كردند كه شبكه تنها به شركت‌هاي بزرگ و مراكز داده مربوط مي‌شود. با اين‌حال، زمان نشان داد كه هيچ‌يك از اين موارد «فانتزي» نيستند و اكنون همگي (به همراه بسياري از استانداردها و ابزارهاي ديگر) به ملزومات روزمره كارهاي ما تبديل شده‌اند.
زماني ماوس به‌عنوان يك ابزار تزئيني براي كامپيوترها در نظر گرفته مي‌شد. مدتي بعد، اين جايگاه به چاپگرهاي ارزان قيمت رسيد و تا همين اواخر بسياري از كاربران خانگي (و حتي تجاري) تصور مي‌كردند كه شبكه تنها به شركت‌هاي بزرگ و مراكز داده مربوط مي‌شود. با اين‌حال، زمان نشان داد كه هيچ‌يك از اين موارد «فانتزي» نيستند و اكنون همگي (به همراه بسياري از استانداردها و ابزارهاي ديگر) به ملزومات روزمره كارهاي ما تبديل شده‌اند. در اين مجموعه مقالات، شما با مفاهيم، استانداردها و تكنيك‌هاي شبكه‌سازي آشنا خواهيد شد. براي آن‌كه يك مسير مشخص و روشن را دنبال كنيد، تصميم گرفتيم از طرح درس استاندارد +Network براي دنبال كردن موضوعات استفاده كنيم. به‌عبارت ديگر، اين مجموعه از مقالات بر اساس آخرين نسخه اين استاندارد پيروي خواهند كرد. البته نمي‌خواهيم بگوييم كه براي آمادگي جهت آزمونهاي +Network اين مقالات را مطالعه كنيد. با اين‌حال، شما با دنبال كردن مجموعه مقالات مباني شبكه و شبكه‌سازي علاوه بر آن‌كه سطح دانش خود را در زمينه شبكه‌هاي كامپيوتري ارتقا خواهيد ديد، بلكه در پايان مطالعه اين مقالات براي شركت در آزمونهاي +Network نيز آماده خواهيد بود.
شبكه چيست؟
فرهنگ لغات، شبكه را به‌صورت «يك گروه يا سيستم از افراد يا آبجكت‌هايي كه با يكديگر ارتباط برقرار كرده‌اند»، تعريف مي‌كند. به همين ترتيب، عبارت شبكه در دنياي كامپيوتر به معناي دو يا چند كامپيوتر متصل به يكديگر است كه مي‌توانند منابعي مانند داده‌ها، برنامه‌ها، ماشين‌هاي دفتري و اتصال اينترنت (يا تركيبي از همه اين موارد) را به اشتراك بگذارند.
شكل 1، يك شبكه واقعاً ابتدايي را نشان مي‌دهد كه تنها از دو كامپيوتر ميزبان متصل به يكديگر تشكيل شده است. اين كامپيوترها، منابعي مانند فايل‌ها و حتي يك چاپگر كه به يكي از ميزبان‌ها متصل شده است را به اشتراك مي‌گذارند.
شكل 1: يك شبكه ابتدايي
راه‌اندازي يك شبكه با دو جنبه كلي سر و كار دارد: سخت‌افزار مورد استفاده براي اتصال سيستم‌ها به يكديگر و نرم‌افزاري كه روي كامپيوترها نصب مي‌شود تا امكان برقراري ارتباط را براي آن‌ها فراهم سازد. سخت‌افزار شبكه نيز به نوبه خود دو گروه كلي را در بر مي‌گيرد: ابزارهايي كه مي‌خواهند اطلاعات يا منابعي را به اشتراك بگذارند (مانند سرورها و ايستگاه‌هاي كاري) و رسانه‌اي كه امكان برقراري ارتباط را براي اين ابزارها فراهم مي‌كند (مانند كابل يا رسانه بي‌سيم).
سرورها، ايستگاه‌هاي كاري و ميزبان‌ها
يك شبكه معمولي با كاربراني سر و كار دارد كه در مقابل ايستگاه‌هاي كاري خود قرار گرفته‌اند و از برنامه‌هاي مختلفي استفاده مي‌كنند. ايستگاه‌هاي كاري در يك شبكه تحت عنوان كلاينت نيز شناخته مي‌شوند. يك كلاينت، يك كامپيوتر ابتدايي است كه يك سيستم عامل كلاينت مانند ويندوز اكس‌پي، ويندوز ويستا، ويندوز 7 يا حتي لينوكس را اجرا مي‌كند. اين كاربران معمولاً فايل‌هاي خود را روي يك سرور مركزي ذخيره مي‌كنند، به‌صورتي كه بتوانند فايل‌ها را با ساير كاربران حاضر روي شبكه به اشتراك بگذارند. سرور يك كامپيوتر خاص است كه به حافظه و فضاي ديسك بيشتري نسبت به ايستگاه‌هاي كاري كلاينت مجهز شده. همچنين سيستم عامل و نرم‌افزارهاي خاصي روي سرور نصب شده است كه به آن امكان مي‌دهند نقش يك سرويس‌دهنده را بر عهده بگيرد. اين نرم‌افزارهاي خاص مي‌توانند سرويس‌هاي اشتراك‌گذاري فايل و چاپگر را تأمين كرده، صفحات وب را در اختيار كلاينت‌ها گذاشته و عملكرد پست الكترونيكي را براي شركت فراهم كنند.
عبارت ميزبان (Host) به هر كامپيوتر يا ابزاري اشاره دارد كه به يك شبكه متصل شده و به ارسال يا دريافت اطلاعات روي شبكه مي‌پردازد. يك ميزبان مي‌تواند يك سرور، يك ايستگاه‌‌كاري، يك چاپگر با كارت شبكه اختصاصي يا ابزاري مانند يك روتر باشد. به‌طور خلاصه مي‌توانيم بگوييم هر ابزار يا سيستمي كه به شبكه متصل شده است تحت عنوان يك ميزبان شناخته مي‌شود.
LAN، MAN و MAN
گروه ديگري از اصطلاحات كه غالباً در حوزه شبكه به آن‌ها اشاره مي‌شود، LAN، MAN و WAN هستند. يك شبكه (LAN)مLocal Area Network معمولا در يك ساحتمان واحد مانند يك ساختمان دفتري، شبكه خانگي شما و يا يك مجموعه دانشگاهي استقرار يافته است. يك شبكه (WAN)مWide Area Network در بين چند موقعيت جغرافيايي مختلف پخش شده و معمولاً چند LAN را در بر مي‌گيرد. براي مثال، ممكن است دفتر مركزي شركت شما در يك شهر داراي يك شبكه LAN با صد كامپيوتر متصل به يكديگر باشد. اين شبكه به‌عنوان يك LAN در نظر گرفته مي‌شود. حالا اگر شما يك شعبه فرعي با 50 كامپيوتر ديگر را در شهر ديگري داشته باشيد، باز هم يك شبكه LAN را در اختيار داريد. اگر بخواهيد به اين دو دفتر امكان دهيد كه اطلاعات خود را با يكديگر به اشتراك بگذارند، بايد اين دو LAN را به يكديگر متصل كرده و يك WAN را ايجاد كنيد.
عبارت (MAN)مMetropolitan Network ديگر به ندرت مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين نام به شبكه‌اي اشاره دارد كه در داخل يك شهر يا ناحيه كلان‌شهري واحد قرار گرفته است. اگر بخواهيم شبكه‌هاي نصب شده در دو ساختمان مختلف داخل يك شهر را به يكديگر متصل كنيم، شبكه جديد به‌عنوان يك MAN در نظر گرفته مي‌شود.
انواع شبكه‌ها
سازمان‌هايي با اندازه‌ها، ساختارها و بودجه‌هاي مختلف به انواع متفاوتي از شبكه‌ها نياز دارند. نيازهاي يك روزنامه محلي به شبكه با نيازهاي يك شبكه چندمليتي كاملاً تفاوت دارد. شبكه‌ها را مي‌توان به دو گروه نظير به نظير (Peer-to-Peer) و شبكه‌هاي مبتني بر سرور تقسيم كرد.
شكل 2:يك شبكه نظير به نظير
شبكه‌هاي نظير به نظير
يك شبكه نظير به نظير، هيچ سرور اختصاصي ندارد. در مقابل، تعدادي از ايستگاه‌هاي كاري در اين شبكه به يكديگر متصل شده‌اند تا اطلاعات يا ابزارهايي را به اشتراك بگذارند. وقتي هيچ سرور اختصاصي وجود ندارد، تمام ايستگاه‌هاي كاري با يكديگر معادل هستند. به عبارت ديگر، هر يك از اين ابزارها مي‌توانند نقش يك سرور يا كلاينت را ايفا كنند. شبكه‌هاي Peer-to-Peer طراحي شده‌اند تا نيازهاي شبكه‌سازي آن دسته از شركت‌هاي كوچكي كه نمي‌خواهند بودجه زيادي را براي خريد يك سرور اختصاصي هزينه كنند اما به قابليت اشتراك‌گذاري اطلاعات يا ابزارها نياز دارند و همچنين شبكه‌هاي خانگي را برآورده سازند. براي مثال، يك شركت حسابداري با سه كارمند كه نياز دارند داده‌هاي مشتريان را مابين سه سيستم به اشتراك بگذارند يا كارهاي چاپي خود را از هر سيستم روي يك چاپگر واحد انجام دهند، احتمالا تمايل چنداني به پرداخت هزينه براي خريد يك سرور اختصاصي نخواهد داشت. يك شبكه نظير به نظير كوچك به اين كامپيوترها امكان مي‌دهد كه يك چاپگر و اطلاعات مشتريان را با يكديگر به اشتراك بگذارند.
شبكه‌هاي نظير به نظير در سيستم‌هاي عامل مايكروسافت تحت عنوان يك گروه كاري (Workgroup) شناخته مي‌شوند. اين نوع شبكه‌ها معمولا كمتر از ده سيستم را در بر مي‌گيرند. بيشتر سيستم‌هاي عامل مدرن مانند ويندوز اكس‌پي، ويندوز ويستا، ويندوز 7 و لينوكس داراي قابليت‌هاي شبكه‌سازي نظير به نظير توكار هستند و به همين دليل است كه راه‌اندازي چنين شبكه‌اي به‌عنوان يك راه‌حل ارزان‌قيمت در نظر گرفته مي‌شود. نقيصه اصلي شبكه‌هاي نظير به نظير، فقدان مديريت متمركز است. در اين شبكه‌ها، شما بايد ايجاد حساب‌هاي كاربري و پيكربندي‌هاي امنيتي را روي هر سيستم انجام دهيد.
شبكه‌هاي مبتني بر سرور
يكي از مشكلات بزرگ شبكه‌سازي نظير به نظير اين است كه شما نمي‌توانيد اقدامات سرپرستي خود را از يك محل واحد انجام دهيد. در اين شبكه‌ها، حساب‌هاي كاربري معمولا روي تمام سيستم‌ها ايجاد شده و فايل‌هاي داده در بين تمام سيستم‌ها به اشتراك گذاشته مي‌شوند. معمولا پس از آن‌كه چهار يا پنج سيستم شبكه‌سازي مي‌شوند، به تدريج نياز به يك سرور اختصاصي براي ذخيره‌سازي تمام حساب‌هاي كاربري و فايل‌هاي داده احساس خواهد شد. اين ساختار، يك شبكه مبتني بر سرور نام دارد.
شكل 3- شبكه مبتني بر سرور
مزيت يك شبكه مبتني بر سرور اين است كه فايل‌هاي مورد استفاده تمام كاربران روي يك سرور ذخيره‌سازي شوند. اين وضعيت، با ايجاد يك نقطه مركزي براي تعيين مجوزهاي مربوط به فايل‌هاي داده، به اقدامات سرپرستي شما كمك مي‌كند و در عين حال يك انباره مركزي را براي تهيه كپي پشتيبان از تمام داده‌ها ايجاد خواهد كرد. با يك شبكه مبتني بر سرور، سرور شبكه فهرستي از كاربراني كه مي‌توانند از منابع شبكه استفاده كنند را ذخيره كرده و معمولا منابع شبكه را نيز نگهداري مي‌كند. سرور در يك شبكه مبتني بر سرور مي‌تواند سرويس‌هاي گوناگوني را فراهم كند. اين سرويس‌ها معمولا بر اساس نقش سرور تعيين مي‌شوند. بعضي از نقش‌هايي كه يك سرور مي‌تواند روي يك شبكه ايفا كند، عبارتند از:
- سرور فايل و چاپ
- سرور نرم‌افزار كاربردي
- سرور وب
- سرور Dictionary
