شبکه های کامپیوتری چیست؟

شبکه‌های کامپیوتری به دستگاه‌های محاسباتی متصل (مانند لپ‌تاپ، رایانه‌های رومیزی، سرورها، گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها) و مجموعه‌ای از دستگاه‌های اینترنت اشیا (مانند دوربین‌ها، قفل درها، زنگ‌ها، یخچال‌ها، سیستم‌های صوتی، بصری، ترموستات‌ها و...) اشاره دارد. حسگرهای مختلف که با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

یک شبکه کامپیوتری چگونه کار می کند؟

دستگاه های تخصصی مانند سوئیچ ها، روترها و نقاط دسترسی (Access Point) پایه و اساس شبکه های کامپیوتری را تشکیل می دهند.

سوئیچ‌ها به رایانه‌ها، چاپگرها، سرورها و سایر دستگاه‌ها به شبکه‌های خانه‌ها یا سازمان‌ها متصل می‌شوند و به آنها کمک می‌کنند. نقاط دسترسی (Access Point) سوئیچ هایی هستند که دستگاه ها را بدون استفاده از کابل به شبکه ها متصل می کنند.

روترها شبکه ها را به شبکه های دیگر متصل می کنند و به عنوان توزیع کننده عمل می کنند. آنها داده هایی را که قرار است از طریق یک شبکه ارسال شوند، تجزیه و تحلیل می کنند، بهترین مسیرها را برای آن انتخاب می کنند و در مسیر خود ارسال می کنند. روترها خانه و تجارت شما را به دنیا متصل می کنند و به محافظت از اطلاعات در برابر تهدیدات امنیتی خارجی کمک می کنند.

در حالی که سوئیچ ها و روترها از چندین جهت با هم متفاوت هستند، یک تفاوت اصلی نحوه شناسایی دستگاه های پایانی است. سوئیچ لایه 2 به طور منحصر به فرد یک دستگاه را با آدرس burned-in" MAC" آن شناسایی می کند. روتر لایه 3 به طور منحصر به فرد اتصال شبکه دستگاه را با یک آدرس IP اختصاص داده شده به شبکه شناسایی می کند.

امروزه اکثر سوئیچ ها دارای سطحی از عملکرد مسیریابی هستند.

آدرس‌های MAC و IP به‌ترتیب دستگاه‌ها و اتصالات شبکه را در شبکه تعریف می‌کنند. آدرس MAC عددی است که توسط سازنده دستگاه به کارت رابط شبکه (NIC) اختصاص داده شده است. آدرس IP عددی است که به یک اتصال شبکه اختصاص داده شده است.

شبکه های کامپیوتری چگونه در حال تکامل است؟

شبکه های امروزی خدماتی بیش از اتصال ارائه می کنند. سازمان‌ها در حال دگرگونی دیجیتالی خود هستند. شبکه های آنها برای این تحول و موفقیت آنها حیاتی است. انواع معماری شبکه که برای رفع این نیازها در حال تکامل هستند به شرح زیر است:

نرم افزار تعریف شده (SDN):
در پاسخ به الزامات جدید در عصر "دیجیتال"، معماری شبکه قابل برنامه ریزی، خودکار و بازتر می شود. در شبکه های نرم افزاری تعریف شده، مسیریابی ترافیک به صورت مرکزی از طریق مکانیسم های مبتنی بر نرم افزار کنترل می شود. این به شبکه کمک می کند تا به سرعت به شرایط در حال تغییر واکنش نشان دهد.

مبتنی بر هدف:
بر اساس اصول SDN، شبکه مبتنی بر هدف (IBN) نه تنها چابکی را معرفی می کند، بلکه شبکه ای را برای دستیابی به اهداف مورد نظر با خودکارسازی گسترده عملیات، تجزیه و تحلیل عملکرد آن، مشخص کردن مناطق مشکل دار، ارائه امنیت همه جانبه راه اندازی می کند.

ادغام با فرآیندهای کسب و کار مجازی سازی شده:
زیرساخت شبکه فیزیکی زیربنایی را می توان به صورت منطقی پارتیشن بندی کرد تا چندین شبکه «همپوشانی» ایجاد کند. هر یک از این شبکه‌های منطقی می‌توانند برای برآوردن امنیت خاص، کیفیت خدمات (QoS) و سایر الزامات تنظیم شوند.

مبتنی بر کنترلر:
کنترل‌کننده‌های شبکه برای مقیاس‌بندی و ایمن‌سازی شبکه‌ها بسیار مهم هستند. کنترل‌کننده‌ها عملکردهای شبکه را با ترجمه اهداف تجاری به پیکربندی‌های دستگاه، خودکار می‌کنند و دستگاه‌ها را به طور مداوم برای اطمینان از عملکرد و امنیت نظارت می‌کنند. کنترل‌کننده‌ها عملیات را ساده می‌کنند و به سازمان‌ها کمک می‌کنند تا به نیازهای تجاری در حال تغییر پاسخ دهند.

یکپارچه‌سازی چند دامنه:
شرکت‌های بزرگ‌تر ممکن است شبکه‌های جداگانه‌ای را برای دفاتر، شبکه‌های WAN و مراکز داده خود بسازند که دامنه‌های شبکه نیز نامیده می‌شوند. این شبکه ها از طریق کنترل کننده های خود با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. چنین ادغام های متقابل شبکه ای یا چند دامنه ای معمولاً شامل تبادل پارامترهای عملیاتی مربوطه برای کمک به اطمینان از دستیابی به نتایج کسب و کار مطلوبی است که دامنه های شبکه را در بر می گیرد. فقط سیسکو مجموعه کاملی از معماری های شبکه مدرن را برای دسترسی، شبکه های WAN، مراکز داده و ابر ارائه می دهد.

انواع شبکه های کامپیوتری:

انواع شبکه های کامپیوتری در حالی که در اهداف کلی مشابه هستند، انواع مختلف شبکه ها اهداف متفاوتی را برآورده می کنند. امروزه شبکه ها در دسته بندی های زیر طبقه بندی می شوند.

شبکه محلی (LAN):
LAN مجموعه ای از دستگاه های متصل در یک مکان فیزیکی مانند خانه یا دفتر است. یک LAN می تواند کوچک یا بزرگ باشد، از یک شبکه خانگی با یک کاربر تا یک شبکه بزرگ سازمانی با هزاران کاربر و دستگاه. یک LAN ممکن است شامل هر دو دستگاه سیمی و بی سیم باشد. صرف نظر از اندازه، ویژگی خاص یک LAN این است که دستگاه هایی را که در یک منطقه محدود و واحد هستند به هم متصل می کند.

شبکه گسترده (WAN):
یک WAN در یک منطقه جغرافیایی بزرگ گسترش می یابد و کاربران فردی یا چندین شبکه محلی را به هم متصل می کند. اینترنت را می توان یک WAN در نظر گرفت. سازمان های بزرگ از شبکه های WAN برای اتصال سایت های مختلف، کارکنان راه دور، تامین کنندگان و مراکز داده خود استفاده می کنند تا بتوانند برنامه ها را اجرا کنند و به داده های لازم دسترسی داشته باشند. اتصال فیزیکی در شبکه های WAN را می توان با خطوط اجاره ای، اتصالات سلولی، پیوندهای ماهواره ای و سایر وسایل به دست آورد.

شبکه سازمانی:
شبکه ای که برای یک سازمان بزرگ ساخته شده است، که معمولاً یک سازمان نامیده می شود، باید الزامات دقیقی را برآورده کند. از آنجایی که شبکه برای عملکرد هر شرکت مدرن بسیار مهم است، شبکه های سازمانی باید بسیار در دسترس، مقیاس پذیر و قوی باشند. این شبکه ها دارای ابزارهایی هستند که مهندسان و اپراتورهای شبکه را قادر می سازد تا آنها را طراحی، استقرار، اشکال زدایی و اصلاح کنند. یک شرکت ممکن است از هر دو شبکه LAN و WAN در محوطه دانشگاه، شعب و مراکز داده خود استفاده کند.

شبکه ارائه دهنده خدمات:
ارائه دهندگان خدمات شبکه های WAN را برای ارائه اتصال به کاربران یا سازمان ها به کار می برند. آنها ممکن است اتصال ساده، در قالب خطوط اجاره ای، یا خدمات پیشرفته تر، مدیریت شده را به شرکت ها ارائه دهند. ارائه دهندگان خدمات همچنین اینترنت و اتصال سلولی را به مشتریان خود عرضه می کنند.

نمودار مرجع مدل OSI:

نمودار مدل OSI
Open Systems Interconnection model
کسانی که به سمت مسیر CCNA شروع می کنند، مدل OSI را به عنوان یک مؤلفه اصلی می دانند که در بقیه مسیرهای صدور گواهینامه سیسکو ادامه دارد.

مدل اتصال سیستم های باز (مدل OSI) یک مدل مفهومی هفت لایه است که عملکردهای ارتباطی یک سیستم مخابراتی یا محاسباتی را مشخص و استاندارد می کند.

Physical layer لایه فیزیکی، که لایه پایینی مدل OSI است، مربوط به انتقال و دریافت جریان بیت خام بدون ساختار بر روی یک محیط فیزیکی است. این رابط های الکتریکی/اپتیکی، مکانیکی و عملکردی را با محیط فیزیکی توصیف می کند و سیگنال ها را برای تمام لایه های بالاتر حمل می کند.

Data link layer لایه پیوند داده انتقال بدون خطا فریم های داده را از یک گره به گره دیگر بر روی لایه فیزیکی فراهم می کند و به لایه های بالای آن اجازه می دهد تا انتقال تقریباً بدون خطا از طریق پیوند را فرض کنند.

Network layer لایه شبکه عملکرد زیرشبکه را کنترل می کند و تصمیم می گیرد که داده ها بر اساس شرایط شبکه، اولویت سرویس و عوامل دیگر کدام مسیر فیزیکی را طی کنند.

Transport layer لایه انتقال تضمین می‌کند که پیام‌ها بدون خطا، پشت سر هم و بدون تلفات یا تکرار ارسال می‌شوند.

Session layer لایه نشست اجازه می دهد تا جلسه بین فرآیندهای در حال اجرا در ایستگاه های مختلف ایجاد شود.

Presentation layer لایه ارائه داده ها را برای ارائه به لایه برنامه فرمت می کند. می توان آن را به عنوان مترجم شبکه مشاهده کرد. این لایه ممکن است داده‌ها را از قالبی که لایه برنامه استفاده می‌کند به یک قالب رایج در ایستگاه فرستنده ترجمه کند، سپس قالب رایج را به قالبی که لایه برنامه در ایستگاه گیرنده می‌شناسد ترجمه کند.

Application layer لایه برنامه به عنوان پنجره ای برای کاربران و فرآیندهای برنامه برای دسترسی به خدمات شبکه عمل می کند.

Cisco Learning Network نمودار مدل OSI را برای کمک به یادگیری شما ایجاد کرده است. این نمودار هفت لایه را سازماندهی و توصیف می کند و نمونه هایی را در قالب پروتکل ها و دستگاه ها و همچنین در رابطه با مدل TCP/IP DOD ارائه می دهد.

هدف شبکه های کامپیوتری:

هدف اصلی شبکه های کامپیوتری ایجاد، برقراری، حفظ ارتباط در اجزای شبکه و دستگاه ها و تجهیزات کامپیوتری و الکترونیکی، اُپتیکی جهت به اشتراک گذاری امن و بدون تداخل و بدون دستکاری شده و تبادل یکپارچه اطلاعات در بستر امن در کمترین زمان ممکن با سرعت بالا و به اختیار گیری و استفاده سریع و راحت از تبادل اطلاعات اشتراک گذاشته و خاتمه دادن ارتباط و تبادل اطلاعات بعد از اتمام اشتراک گذاری می باشد.

منبع: سیسکو سیستمز
ترجمه: گوگل
گردآوری و تنظیم متن: میر علی شهیدی
ورود به صفحه انگلیسی