دانلود مقاله معرفی زیرساخت یک شبکه

بخشی از مقاله

معرفی زيرساخت يک شبکه

بخش اول : معرفی زيرساخت يک شبکه
واژه زيرساخت (Infrastructure) از جمله واژه هائی است که در موارد متعددی بخدمت گرفته شده و دارای معانی متفاوتی است . واژه فوق اغلب برای تشريح مراحل نصب ، آماده سازی خدمات و امکانات مربوطه در زمينه يک عمليات خاص نظير جاده ها ، سيستمهای ارتباطی، خطوط ارتباطی برق و ... بکار گرفته می شود. در اغلب واژه نامه ها برای واژه فوق تعريفی مشابه زير ارائه شده است :
يک بستر پايه برای ايجاد يک سازمان و يا سيستم .

با توجه به تعريف واژه فوق و از ديدگاه کامپيوتر، يک شبکه کامييوتری از عناصر اساسی تشکيل می گردد. مجموعه عناصر تشکيل دهنده زير ساخت يک شبکه کامپيوتری را می توان به دو گروه اساسی زير تقسيم نمود:
� عناصری که بنوعی زيرساخت فيزيکی يک شبکه را تشکيل می دهند.( نظير کامپيوترها ، کابل ها، کارت های شبکه، هاب ها و روترها ). ماهيت عناصر فوق بصورت سخت افزاری است .

� عناصری که بنوعی زير ساخت منطقی يک شبکه را تشکيل می دهند. ( نظير : پروتکل های شبکه، سرويس های مربوط به DNS ، مدل های آدرس دهی IP، سرويس های مربوط به دستيابی از راه دور و پروتکل های امتيتی ) ماهيت عناصر فوق نرم افزاری بوده که می بايست نصب و پيکربندی گردنند.
در ادامه به تشريح عناصر مربوط به زيرساخت منطقی يک شبکه پرداخته می شود.
عناصر مربوط به زيرساخت منطقی

شناخت زيرساخت فيزيکی در يک شبکه بدليل ماهيت ملموس عناصر سخت افزاری و جايگاه هر يک از آنها بسادگی انجام خواهد شد. زير ساخت منطقی يک شبکه کامپيوتری مستلزم استفاده از عناصر متفاوتی نظير موارد زير خواهد بود:
� پروتکل های شبکه
� مدل آدرس دهی IP
� سرويس های مربوط به حل مشکل اسامی و آدرس ها
� دستيابی از راه دور
� روتينگ و ترجمه آدرس های شبکه
� سرويس های مربوط به ايجاد زير ساخت های امنيتی
در ادامه به معرفی هر يک از عناصر فوق و جايگاه آنها در يک شبکه خواهيم پرداخت .
پروتکل های شبکه

پروتکل يکی از عناصر مهم در ايجاد زير ساخت منطقی در يک شبکه کامپيوتری محسوب می گردد. کامپيوترهای موجود در شبکه بر اساس پروتکل تعريف شده قادر به ايجاد ارتباط با يکديگر خواهند بود. پروتکل مشتمل بر مجموعه ای از قوانين و يا شامل مجموعه ای از روتين های استاندارد بوده که عناصر موجود در شبکه از آنان برای ارسال اطلاعات استفاده می کنند.
در ويندوز ۲۰۰۰ نظير ويندوز NT و ۹۵ از پروتکل های متعدد ی نظير : NWlink ( نسخه پياده سازی شده از پروتکل IPX/SPX توسط مايکروسافت ) و NetBEUI ( يک پروتکل ساده سريع که در شبکه های کوچک با تاکيد بر عدم قابليت روتينگ ) استفاده می گردد) . در ويندوز۲۰۰۰ از پروتکل TCP/IP استفاده می گردد.


مدل های شبکه ای
بمنظور شناخت مناسب نحوه عملکرد پروتکل در شبکه می بايست با برخی از مدل های رايج شبکه که معماری شبکه را تشريح می نمايند، آشنا گرديد. مدل OSI (Open Systems Interconnection) بعنوان يک مرجع مناسب در اين زمينه مطرح است . در مدل فوق از هفت لايه برای تشريح فرآيندهای مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. در حقيقت هريک از لايه ها مسيوليت انجام عمليات خاصی را برعهده داشته و معيار و شاخص اصلی تقسيم بندی بر اساس عمليات مربوطه ای که می بايست در هر لايه صورت پذيرد.

مدل OSI بعنوان يک مرجع و راهنما برای شناخت عمليات مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. در بعد پياده سازی خيلی از پروتکل دقيقا" از ساختار مدل OSI تبعيت نخواهند کرد. ولی برای شروع و آشنا شدن با عملکرد يک شبکه از بعد ارسال اطلاعات مطالعه مدل فوق موثر خواهد بود. شکل زير هفت لايه معروف مدل OSI را نشان می دهد.

ارسال و دريافت اطلاعات از طريق لايه های مربوطه در کامپيوترهای فرستنده و گيرنده انجام خواهد شد. داده ها توسط يک برنامه و توسط کاربر توليد خواهند شد ( نظير يک پيام الکترونيکی ) .شروع ارسال داده ها از لايه Application و در ادامه با حرکت به سمت پايين در هر لايه عمليات مربوط انجام و اطلاعاتی به بسته های اطلاعاتی اضافه خواهد شد.

در آخرين لايه ( لايه فيزيکی ) با توجه به محيط انتقال استفاده شده داده ها به سيگنالهای الکتريکی، پالس هائی از نور و يا سيگنالهای راديوئی تبديل و از طريق کابل و يا هوا برای کامپيوتر مقصد ارسال خواهند شد. پس از دريافت داده در کامپيوتر مقصد عمليات معکوس توسط هر يک از عناصر موجود در شبکه بر روی آنها انجام و در نهايت با رسيدن داده به لايه Application و بکمک يک برنامه امکان استفاده از اطلاعات اراسالی توسط برنامه مربوطه فراهم خواهد شد. شکل زير نحوه انجام فرآيند فوق را نشان می دهد.


شناخت مدل فوق از اين جهت مهم است که در پروتکل های پشته ای نظير TCP/IP پروتکل های متعدد در لايه های متفاوت وجود داشته وهر يک دارای عملکرد اختصاص مربوط به خود می باشند. پروتکل های TCP ، UDP ، IP از جمله پروتکل هائی هستند که هريک عمليات مربوط به خود را با توجه به لايه مربوطه انجام می دهند. در ادامه به معرفی اوليه هر يک از آنها خواهيم پرداخت . مدل OSI تنها مدل استفاده شده در شبکه نمی باشد و از مدل های ديگری نظيرمدل DoD (Department of Defence)) نيز استفاده می گردد.

چرا پروتکل TCP/IP ؟
پروتکل TCP/IP استاندارد فعلی برای شبکه های بزرگ است . با اينکه پروتکل فوق کند و مستلزم استفاده از منابع بيشتری است ولی بدليل مزايای بالای آن نظير : قابليت روتينگ ، استفاده در اغلب پلات فورم ها و سيستم های عامل همچنان در زمينه استفاده از پروتکل ها حرف اول را می زند. با استفاده از پروتکل فوق کاربری با در اختيار داشتن ويندوز و پس از اتصال به شبکه اينترنت براحتی قادر به ارتباط با کاربر ديگری خواهد بود که از مکينتاش استفاده می کند

برای مديران شبکه امروزه کمتر محيطی را می توان يافت که نيازبه دارا بودن دانش کافی در رابطه با TCP/IP نباشد. حتی سيستم عامل شبکه ای ناول که ساليان متمادی از پروتکل IPX/SPX برای امر ارتباطات خود استفاده می کرد در نسخه شماره پنج خود به ضرورت استفاده از پروتکل فوق واقف و نسخه اختصاصی خود را در اين زمينه ارائه نمود.
پروتکل TCP/IP در ابتدا برای استفاده در شبکه ARPAnet ( نسخه قبلی اينترنت ) طراحی گرديد. وزارت دفاع امريکا با همکاری برخی از دانشگاهها اقدام به طراحی يک سيستم جهانی نمود که دارای قابليت ها و ظرفيت های متعدد حتی در صورت بروز جنگ هسته ای باشد. پروتکل ارتباطی برای اينچنين شبکه ای TCP/IP در نظر گرفته شد.

بمنظور پيکربندی مناسب پروتکل TCP/IP در ويندوز ۲۰۰۰ می بايست به موارد ذيل توجه نمود:
� تخصيص دستی آدرس IP برای هر يک از منابع ضروری در شبکه و يا استفاده منابع ضروری در شبکه از سيستمی که بصورت پويا به آنان IP اختصاص خواهد داد. در اين حالت لازم است که سرويس دهنده ای که رسالت فوق در شبکه را برعهده خواهد گرفت نصب و پيکربندی گردد. ( DHCP server )

� جايگاه Subnet mask . بکمک آن می توان مشخص نمود که کدام بخش IP مربوط به شماره شناسائی (ID) شبکه بوده وکدام بخش مربوط به شماره شناسائی (ID) کامپيوتر Host است.
� در صورتيکه لازم است بسته های اطلاعاتی از شبکه خارج و برای شبکه ديگر ارسال گردنند( روتينگ ) می بايست Gateway پيش فرض را مشخص نمود.

� آدرس مربوط به DNS که مسئوليت حل مشکل تبديل نام به آدرس را برعهده خواهد داشت . ذکر اين نکته ضروری است که استفاده از DNS در شبکه های ويندوز ۲۰۰۰ که بعنوان کنترل کننده دامنه محسوب شده و در کنار خود از Active Directory استفاده می کند يک ضرورت است نه انتخاب.
� آدرس مربوط به سرويس دهنده WINS که مسئوليت برطرف کردن اسامی NetBIOS به IP مربوط را برعهده خواهد داشت. در صورت نياز می توان امکان NetBIOS برروی TCP/IP را غير فعال نموده و در چنين حالتی ضرورتی به نصب سرويس دهنده WINS نخواهد بود.
اغلب موارد فوق را می توان با استفاده از سرويس دهنده DHCP بصورت اتوماتيک انجام داد. شکل صفحه بعد نحوه تغيير خصايص پروتکل TCP/IP در ويندوز ۲۰۰۰ را نشان می دهد.




اجزای پروتکل TCP/IP
پروتکل TCP/IP از مجموعه پروتکل های ديگر تشکيل شده که هر يک در لايه مربوطه، وظايف خود را انجام می دهند. پروتکل های موجود در لايه های Transport و Network دارای اهميت بسزائی بوده و لازم است که در اين بخش به معرفی آنها بپردازيم .

� پروتکل TCP(Transmission Control Protocol) . مهمترين وظيفه پروتکل فوق اطمينان از صحت ارسال اطلاعات است . پروتکل فوق اصطلاحا" Connection-oriented ناميده می شود. علت اين امر ايجاد يک ارتباط مجازی بين کامپيوترهای فرستنده و گيرنده بعد از ارسال اطلا عات است . پروتکل هائی از اين نوع امکانات بيشتری را بمنظور کنترل خطاهای احتمالی در ارسال اطلاعات فراهم نموده ولی بدليل افزايش بار عملياتی سيستم کارائی آنان کاهش خواهد يافت .

از پروتکل TCP بعنوان يک پروتکل قابل اطمينان نيز ياد می شود. علت اين امر ارسال اطلاعات و کسب آگاهی لازم از گيرنده اطلاعات بمنظور اطمينان از صحت ارسال توسط فرستنده است . در صورتيکه بسته های اطلاعاتی بدرستی دراختيار فرستنده قرار نگيرند فرستنده مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات می نمايد.
� پروتکل UDP(User Datagram Protocol) . پروتکل فوق نظير پروتکل TCP در لايه " حمل " فعاليت می نمايد. UDP بر خلاف پروتکل TCP بصورت "بدون اتصال " است . بديهی است که سرعت پروتکل فوق نسبت به TCP سريعتر بوده ولی از بعد کنترل خطاء تضمينات لازم را ارائه نخواهد داد. بهترين جايگاه استفاده از پروتکل فوق در مواردی است که برای ارسال و دريافت اطلاعات به يک سطح بالا از اعتماد نياز نداشته باشيم .

� پروتکل IP(Internet Protocol) . پروتکل فوق در لايه شبکه ايفای وظيفه کرده و مهمترين مسئوليت آن دريافت و ارسال بسته های اطلاعاتی به مقاصد درست است . پروتکل فوق با استفاده آدرس های نسبت داده شده منطقی، عمليات روتينگ را انجام خواهد داد.
پروتکل های موجود در لايه Application پروتکل TCP/IP
پروتکل TCP/IP صرفا" به سه پروتکل TCP ، UDP و IP محدود نشده و در سطح لايه Application دارای مجموعه گسترده ای از ساير پروتکل ها است . پروتکل های فوق بعنوان مجموعه ابزارهائی برای مشاهده ، اشکال زدائی و اخذ اطلاعات و ساير عمليات مورد استفاده قرار می گيرند.در اين بخش به معرفی برخی از اين پروتکل ها خواهيم پرداخت .

� FTP(File Transfer Protocol) . از پروتکل فوق برای تکثير فايل های موجود بر روی يک کاميپيوتر و کامپيوتر ديگر استفاده می گردد. ويندوز ۲۰۰۰ دارای يک برنامه خط دستوری بوده که بعنوان سرويس گيرنده ايفای وظيفه کرده و امکان ارسال و يا دريافت فايل ها را از يک سرويس دهنده FTP فراهم می کند. سرويس دهنده FTP بعنوان يک بخش مجزاء و در زمان نصب IIS ( سرويس دهنده اطلاعاتی اينترنت ) بر روی سيستم نصب خواهد شد.

� SNMP(Simple Network Management Protocol) . از پروتکل فوق بمنظور اخذ اطلاعات آماری استفاده می گردد. يک سيستم مديريتی درخواست خود را از يک آژانس SNMP مطرح و ماحصل عمليات کار در يک MIB(Management Information Base) ذخيره می گردد. MIB يک بانک اطلاعاتی بوده که اطلاعات مربوط به کامپيوترهای موجود در شبکه را در خود نگهداری می نمايد .( مثلا" به چه ميزان فضا مربوط به هارد ديسک وجود دارد)
� پروتکل TelNet . با استفاده از پروتکل فوق کاربران قادر به log on اجرای برنامه ها و مشاهده فايل های موجود بر روی يک کامپيوتر از راه دور می باشند. ويندوز ۲۰۰۰ دارای برنامه های سرويس دهنده و گيرنده جهت فعال نمودن و استفاده از پتانسيل فوق است .

� SMTP(simple Mail Transfer Protocol) . از پروتکل فوق برای ارسال پيام الکترونيکی بر روی اينترنت استفاده می گردد.
� HTTP(HyperText Transfer Protocol) . پروتکل فوق مشهورترين پروتکل در اين گروه بوده و از آن برای رايج ترين سرويس اينترنت يعنی وب استفاده می گردد. با استفاده از پروتکل فوق کامپيوترها قادر به مبادله فايل ها با فرمت های متفاوت ( متن، تصاوير ،گرافيکی ، صدا ويدئو و...) خواهند بود. برای مبادله اطلاعات با استناد به پروتکل فوق می بايست ، سرويس فوق از طريق نصب سرويس دهنده وب فعال و در ادامه کاربران و استفاده کنندگان با استفاده از يک مرورگر وب قادر به استفاده از سرويس فوق خواهند بود.

� NNTP(Network News TYransfer Protocol) . از پروتکل فوق برای مديريت پيام های ارسالی برای گروه های خبری خصوصی و عمومی استفاده می گردد. بمنظور عملياتی نمودن سرويس فوق می بايست سرويس دهنده NNTP برای مديريت محل ذخيره سازی پيام های ارسالی نصب و در ادامه کاربران و سرويس گيرندگان با استفاده از برنامه ای موسوم به NewsReader از اطلاعات ذخيره شده استفاده خواهند کرد. ويندوز 2000 Server دارای يک سرويس دهنده NNTP بهمراه IIS است . برنامه Outlook Explore 5.0 علاوه بر ارائه امکانات لازم در خصوص ارسال و دريافت پيام های الکترونيکی دارای امکانات لازم بعنوان يک NewsReader نيز است .

برنامه های کمکی TCP/IP
برای استفاده از پروتکل TCP/IP و مشاهده برخی پارامترها و تنظيمات مربوطه مجموعه ای از برنامه های کمکی ارائه شده است . در ادامه به معرفی برخی از اين برنامه های رايج خواهيم پرداخت .
� IPCONFIG . از برنامه فوق برا ی اخذ اطلاعات در رابطه با پيکربندی TCP/IP نصب شده بر روی يک کامپيوتر استفاده می گردد. با تايپ نمودن دستور فوق بر روی خط دستور می توان اطلاعات متفاوتی نظير IP کامپيوتر مورد نظر Subnet Mask و Default Gateway را مشاهده نمود. با اضافه نمودن سوئيچ /all به دستور فوق می توان اطلاعات تکميلی ديگر نظير Host Name آدرس های MAC و ساير اطلاعات ذيربط را مشاهده نمود.



� NETSTAT از برنامه فوق برای مشاهده آمار و وضعيت جاری اتصالات شبکه استفاده نمود.


� NBTSTAT . ازبرنامه فوق برای مشاهده جدول محلی NetBIOS ( جدولی مشتمل بر اسامی NetBIOS که توسط برنامه های محلی ريجستر شده اند ) و اسامی NetBIOS که Cache شده اند استفاده می گردد.


� NSLOOKUP از برنامه فوق برای بررسی رکوردهای اسامی مستعار Doman host ، سرويس های Domain host و اطلاعات مربوط به سيستم عامل استفاده می گردد. درخواست اطلاعات فوق از سرويس دهنده DNS انجام خواهد شد.

� ROUTE . از برنامه فوق بمنظور مشاهده وانجام اصلاحات مورد نظر در جدول محلی روتينگ استفاده ميگردد.


� TRACERT . از برنامه فوق بمنظور مسيريابی يک بسته اطلاعاتی تا رسيدن به مقصد استفاده می گردد.


� PING & PATPING . از برنامه های فوق برای بررسی پيکربندی و تست اتصال IP بر اساس نام و يا آدرس IP استفاده می گردد. PATHPING دارای ويژگی های PING و TRACERT بصورت همزمان است .



� ARP . از برنامه فوق برای مشاهده و انجام تغييرات مورد نياز در Address Resolution Protocol cache استفاده می گردد.