مقاله در مورد بررسی و تحلیل سخت افزار شبکه

بخشی از مقاله

بررسی و تحلیل سخت افزار شبکه

مقدمه
تعريف شبكه :
در اين فصل براي درك دقيق و اساسي پروژه بهتر است تعريفي از شبكه كامپيوتري و نيازهاي آن داشته باشيم و در فصول بعدي به جزئيات وارد مي‌شويم. در تعريف شبكه كامپيوتري مي‌توان گفت: يك شبكه كامپيوتري سيستم ارتباطي براي تبادل داده هاست كه چندين كامپيوتر و دستگاه جانبي مثل چاپگرها، سيستم‌هاي ذخيره سازي انبوه، كتابخانه‌هاي CD-Rom، فكس و بسياري از دستگاه‌هاي ديگر را به هم متصل مي‌كند. نرم افزار شبكه به كاربران امكان مي‌دهد كه از طريق پست الكترونيكي به تبادل اطلاعات بپردازند. به طور گروهي روي پروژه‌ها كار كنند، برنامه‌هاي

كاربردي مجوز دار را به اشتراك گذارند و به منابع مشترك دسترسي پيدا كنند. سرپرستان شبكه همه اين منابع را مديريت كرده و خط مشي‌هاي امنيتي براي تعيين حقوق دستيابي كاربران و محدويت‌هاي وي اتخاذ مي‌كنند.
يك شبكه كامپيوتري از سخت افزار و نرم افزار تشكيل مي‌شود. سخت افزار شامل كارتهاي ارتباط شبكه و كابل هايي است كه آنها را به هم متصل مي‌كند. نرم افزار شبكه كارتهاي ارتباط شبكه و كابل هايي است كه آنها را به هم متصل مي‌كند. نرم افزار شبكه شامل سيستم عامل شبكه، پروتكل‌هاي ارتباطي، نرم افزار راه اندازي براي پشتيباني اجزاي سخت افزاري چون كارتهاي رابط شبكه و برنامه‌هاي كاربردي شبكه است.
حال بايد بررسي كنيم كه اصولاً چرا يك شبكه كامپيوتري ايجاد مي‌شود. پاسخ اين سؤال اين است كه ممكن است كه واضح به نظر آيد، اما بسياري از دلايل اين كار مي‌توانند شما را در درك مفهوم شبكه و اين كه چه كاري مي‌تواند براي سازمانتان انجام دهد، ياري كنند. از جمله اين دلايل عبارتند از:
اشتراك فايل و برنامه : نسخه‌هاي شبكه اي بسياري از بسته‌هاي نرم افزاري معروف با قيمتي بسيار كمتر از كپي‌هاي مجوز دار جداگانه در دسترس هستند. برنامه‌ها و داده‌هاي آن در فايل سرور ذخيره شده و بسياري از كاربران شبكه به آن دسترسي دارند. وقتي كه حقوق برنامه‌ها به ثبت مي‌رسند، لازم است تنها به تعداد افرادي كه همزمان ار برنامه كاربردي استفاده مي‌كنند، مجور تهيه كنيد.
اشتراك منابع شبكه : چاپگرها، رسام‌ها و دستگاه‌هاي ذخيره سازي منابع شبكه را تشكيل مي‌دهند. وقتي اشخاص بيشماري از طريق شبكه به چاپگرهاي پيشرفته دسترسي پيدا مي‌كنند، توجيه اقتصادي خريد اين گونه تجهيزات آسانتر مي‌شود.

اشتراك بانكهاي اطلاعاتي : شبكه‌ها محيط‌هاي ايده آلي براي برنامه‌هاي كاربردي بانكهاي اطلاعاتي و اشتراك اطلاعاتي هستند. وقتي كه ويژگيهاي قفل كردن ركوردها پياده سازي مي‌شود، چندين كاربر مي‌توانند همزمان به فايلهاي بانك اطلاعاتي دسترسي پيدا كنند. قفل كردن ركوردها تضمين مي‌كند كه هيچ دو كاربري همزمان يك ركود را تغيير نمي دهندو ياتغييرات انجام شده يك شخص ديگر را بازنويسي نمي كنند.
گسترش اقتصادي كامپيوترهاي شخصي : شبكه‌ها روش اقتصادي مناسبي براي گس

ترش تعداد كامپيوترها در يك سازمان ارائه مي‌دهند. كامپيوترهاي ارزان يا ايستگاه‌هاي كاري بدون ديسك را مي‌توانيد براي كاربراني نصب كنيد كه به سرويس دهنده‌هاي قدرتمند داشته باشند و يا چاپگرهاي پيچيده و ساير دستگاه‌هاي جانبي را به اشتراك مي‌گذارند.
قابليتهاي گروه كاري : نرم افزار شبكه اي خاصي به نام گروه افزار براي كار در شبكه‌ها طراحي شده است. اين نرم افزار به گروه‌هاي مختلف كاري، صرف نظر از اينكه به طور مشترك از پست الكترونيكي استفاده مي‌كنند و يا روي پروژه‌هاي خاص خود كار مي‌كنند، امكان مي‌دهد كه با يك سازمان ارتباط داشته باشند. با وجود گروه افزار ديگر نيازي به گروه بندي فيزيكي اشخاص نيست. با وجود نرم افزار به آساني مي‌توانيد اشخاصي را كه در نواحي جغرافيايي مختلف قرار دارند، مثلاً اشخاصي كه در گروه‌هاي فروش قسمتهاي مختلف كشور قرار داشته و از فايلها به طور مشترك استفاده مي‌كنند، در يك گروه قرار دهيد. ارسال پيامها و نامه‌هاي الكترونيكي به گروهي از كابران نيز آسانتر است.
مديريت متمركز : شبكه‌ها مي‌توانند سازمانها را در تقويت مديريت شبكه ياري كنند. سرويس دهنده هايي كه قبلاً در چندين دپارتمان توزيع مي‌شدند را اينك مي‌توان در يك محل مجتمع نمود. انجام اين كار مديريت روند ارتقاي سخت افزار، پشتيبان گيري از نرم افزارها، نگهداشت سيستم و حافظت از سيستم را بسيار آسانتر مي‌كند. مديران و دپارتمان‌ها در اين حالت كنترل سيستم خود را از دست نمي دهند. درعوض، نگهداشت توسط دپارتمان مركزي سيستم اطلاعات انجام شده و در عين حال مديران دپارتمانها نيز كنترل خود را بر روي سرويس دهنده حفظ مي‌كنند و اين ويژگي به آنها امكان مي‌دهد كه سياستهاي دستيابي اشخاص تحت مديريت خود را و يا اشخاص خارجي (بيرون از دپارتمان) كه مي‌خواهند وجود دستيابي به سرويس دهنده را دريافت كنند، مديريت كنند.
امنيت : سيستم عامل شبكه بايد روشهاي امنيت شبكه را از زمان برقراري ارتباط با سيستم آغاز مي‌شود، پياده سازي كند. فقط افراد مجاز مي‌توانند سيستم‌هاي عامل دست يابند و account را طوري مي‌توان مطابق بانيازهاتعريف نمود كه دستيابي به زمان يا سيستم‌هاي خاص محدود شوند.
ارتباطات داخلي: امروزه شبكه‌هاي مدرن به صورت محيط هايي در نظر گرفته مي‌شوند كه مي‌توان هر نوع كامپيوتر را بدون در نظر گرفتن سيستم عامل به آن متصل و تقريباً به هر كاربر شبكه امكان دسترسي به آن سيستم را داد.
بهبود ساختار شركت : شبكه‌ها مي‌توانند ساختار يك سازمان و نحوه مديريت آن را تغيير دهند. كاربراني كه براي دپارتمان و مدير به خصوصي كار مي‌كنند، ديگر نيازي به حضور فيزيكي در همان محل ندارند، دفتر كار آنها مي‌تواند درمناطقي باشد كه تخصص آنها بيشتر لازم است. شبكه آنها را به مديران دپارتمانها و همكارانشان متصل مي‌كند. اين آرايش براي پروژه‌هاي به خصوصي كه افراد دپارتمانهاي مختلف، مثل تحقيقات، توليد و بازاريابي، نياز به كار جمعي دارند مف

يد است.

متدلوژي (روش شناسي) ايجاد يك سيستم
تعاريف:
متدلوژي ايجاد يك سيستم فرآيندي است كه يك تحليل گر سيستم از مرحله اوليه تحليل سيستم موجود و يا حتي مرحله قبل از آن يعني امكان سنجي سيستم موجود تاپياده سازي سيستم و ارزيابي سيستم و تجهيزات سيستم جديد انجام مي‌دهد.
1-امكان سنجي
2-شناخت سيستم‌هاي موجود
3-طراحي سيستم‌هاي بهينه
البته دو مرحله عمده طراحي عبارت است از تحليل سيستم و طراحي كلي سيستم همچنين مراحل ارزيابي سيستم، طرح تفصيلي سيستم و پياده كردن سيستم پس از اين دو مرحله اصلي انجام مي‌شود.

فصل 1- مفاهيم اوليه
1-1 مقدمه
با پيشرفت تكنولوژي و ورود به عصر اطلاعات روش زندگي انسان‌ها تغيير كرده است. انتقال اطلاعات و به اشتراك گذاشتن منابع اطلاعات از ضروريات غيرقابل انكار ما هستند. در گذشته نه چندان دور انتقال اطلاعات با روش هايي ابتدايي صورت مي‌گرفته و فرايندي پرهزينه در سازمان‌ها محسوب مي‌شده است. به اشتراك گذاشتن منابع اطلاعات امروزه در سازمان‌ها و موسسات وحتي زندگي شخصي آن قدر اهيمت دارد كه اين شاخه از دانش انفورماتيك در سطوح گوناگون نظير نرم افزار ، سخت افزار ، مديريت و غيره گسترش يافته و هر روز به دستاوردهاي جديدي دست مي‌يابد.

1-1-1 تاريخچه
1-1-2 كاربردهاي شبكه
هسته اصلي سيستم‌هاي توزيع اطلاعات را شبكه‌هاي كامپيوتري تشكيل مي‌دهند. شبكه‌هاي كامپيوتري بر پايه اتصالات كامپيوترها و ديگر تجهيزات سخت افزاري به يكديگر براي ايجاد امكان ارتباط و تبادلات اطلاعات استوار شده است . گروهي از كامپيوترها و ديگر تجهيزات متصل به هم را يك شبكه مي‌نامند. كامپيوترهايي كه در يك شبكه واقع هستند وميتواند اطلاعات ، پيام‌ها ، نرم افزارها و حتي سخت افزارها را بين يكديگر به اشتراك بگذارند . به اشتراك گذاشتن اطلاعات پيام‌ها و نرم افزارها تقريبا براي همه قابل تصور است در اين فرايند نسخه‌ها يا كپي اطلاعات نرم افزار از يك

كامپيوتر به كامپيوتر ديگر منتقل مي‌شود. هنگامي كه از به اشتراك گذاشتن سخت افزار سخن مي‌گوييم به معني آن است كه تجهيزاتي نظير چاپگر يا دستگاه مودم را مي‌توان به يك كامپي

وتر متصل كرده و از كامپيوتر ديگر واقع در همان شبكه از امكانات اين سخت افزار‌ها استفاده كرد.
به عنوان مثال در يك سازمان معمولا اطلاعات مربوط به حقوق ودستمزد پرسنل در دپارتمان يا بخش حساب داري نگهداري مي‌شود. در صورتي كه در اين سازمان از شبكه كامپيوتري استفاده شده باشد مدير سازمان مي‌تواند از دفتر خود به اين اطلاعات دسترسي يابد و آن‌ها را مورد بررسي قرار دهد. به اشتراك گذاشتن اطلاعات و منابع نرم افزاري و سخت افزاري داراي مزيت‌هاي زيادي است . شبكه‌هاي كامپيوتري ميتوانند تقريبا هر نوع اطلاعاتي را به هر شخصي كه به شبكه دسترسي داشته باشد عرضه كنند. اين ويژگي امكان پردازش غيرمتمركز اطلاعات را فراهم مي‌كند. در گذشته به علت محدود بودن روش‌هاي انتقال اطلاعات امروزي در مقايسه با روش هايي نظير انتقال ديسكت كامپيوتري باعث شده است كه ارتباطات انساني نيز علاوه بر مكالمات صوتي ، رسانه اي جديد بيابند.
به كمك شبكه‌هاي كامپيوتري مي‌توان در هزينه‌هاي مربوط به تجهيزات گران قيمت سخت افزاري نظير ديسك‌هاي سخت دستگاه‌هاي ورود اطلاعات وغيرصرفه جويي كرد. اين آرايش شبكه‌هاي كامپيوتري نيازهاي كاربران در نصب منابع سخت افزاري را رفع كرده يا به حداقل مي‌رساند.
از شبكه‌هاي كامپيوتري مي‌توان براي استاندارد سازي برنامه‌هاي كاربردي نظير واژه پردازها و صفحه گسترها استفاده كرد. يك برنامه كاربردي مي‌تواند در يك كامپيوتر مركزي واقع در شبكه اجرا شده و كاربران مي‌توانند بدون نياز به نگهداري نسخه اصلي برنامه از آن در كامپيوتر خود استفاده كنند.
استانداردسازي برنامه‌هاي كاربردي داراي اين مزيت است كه تمام كاربران از يك نرم افزار و يك نسخه مشخص آن استفاده مي‌كنند. اين مطلب باعث مي‌شود تا پشتيباني شركت عرضه كننده نرم افزار از محصول خود سهولت يافته و نگهداري از آن به شكل موثرتري انجام شود.
مزيت ديگر استفاده از شبكه‌هاي كامپيوتري امكان استفاده از شبكه براي برقراري ارتباطات on-line توسط ارسال پيام است. به عنوان مثال مديران مي‌توانند براي ارتباط با تعداد زيادي از كارمندان به شكل موثري از پست الكترونيك استفاده كنند.

1-1-3 اجزاي شبكه
يك شبكه كامپيوتري شامل اجزايي است كه براي درك كاركرد شبكه لازم است تا با كاركرد هر يك از اين اجزا آشنا باشيد.
شبكه‌هاي كامپيوتري در يك نگاه كلي داراي چهار قسمت هستند. مهم ترين قسمت يك شبكه كامپيوتر سرور (server) يا خدمت گذار نام دارد. يك كامپيوتر سرور در واقع يك كامپيوتر با قابليت‌ها و سرعت بالا است. تمام اجزاي ديگر شبكه به كامپيوتر سرور متصل مي‌شوند.
به عنوان يك مثال كاربردي با استفاده از فن آوري امروزي حداقل مشخصات يك كام

پيوتر سرور عبارت است از يك ماشين 486 با 16 MB حافظه RAM و ديسك سخت 1GB . هر چند كه اين مشخصات تقريبا امروزه قديمي شده اند اما تكنولوژي نرم افزاري شبكه اين حداقل مشخصات را تعيين كرده است. دومين جز يك شبكه كامپيوتر سرويس گير يا Client است. كامپيوتر سرويس گير يا Client مي‌تواند هر كامپيوتري كه به سرور متصل است باشد . به يك كامپيوتر سرور مي‌توان چندين كامپيوتر Client متصل كرد.
كامپيوتر سرور وظيفه به اشتراك گذاشتن منابع نظير فايل دايركتوري ، (Directory) و غيره را بين كامپيوترهاي سرويس گير يا Client بر عهده دارد.
مشخصات كامپيوتر‌هاي Client مي‌تواند بسيار متنوع باشد و در يك شبكه واقعي كامپيوترهاي Client داراي آرايش و مشخصات سخت افزاري متفاوتي هستند.
تمام شبكه‌هاي كامپيوتري داراي بخش سومي هستند كه بستر يا محيط انتقال اطلاعات را فراهم مي‌كند. متداول ترين محيط انتقال در يك شبكه كابل است.
تجهيزات جانبي يا منابع سخت افزاري نظير چاپگر مودم ، ديسك‌هاي سخت، تجهيزات ورود اطلاعات نظير اسكنر و غيره تشكيل دهنده بخش چهارم شبكه‌هاي كامپيوتري هتسند.
تجهيزات جانبي از طريق كامپيوتر سرور در دسترس تمام كامپيوترهاي واقع در شبكه قرار مي‌گيرند. شما ميتوانيد بدون آن كه چاپگري مستقيما به كامپيوتري شما متصل باشد از اسناد خود پرينت بگيريد. در عمل چاپگر از طريق سرور شبكه به كامپيوتر شما متصل است.
2-1 تقسيم بندي شبكه
1-2-1 طبقه بندي براساس Range
شبكه‌هاي كامپيوتري براساس موقعيت محل نصب داراي انواع متفاوتي هستند. يكي از مهم ترين فاكتورهاي تعيين نوع شبكه مورد نياز طول فواصل ارتباطي بين اجزاي شبكه است.
شبكه‌هاي كامپيوتري داراي فواصل مخابراتي متفاوتي هستند كه از فاصله‌هاي كوچك در حدود چند مترشروع شده و در بعضي از مواقع به فواصلي به بزرگي فاصله‌هاي بيش چند كشور بالغ مي‌شود . شبكه‌هاي كامپيوتري براساس حداكثر فاصله مخابراتي آن‌ها به سه نوع طبقه بندي مي‌شوند.
يكي از انواع شبكه‌هاي كامپيوتري، شبكه محلي Local Area Network (LAN) است . اين نوع از شبكه داراي فواصل مخابراتي كوچك نظير فواصل درون ساختماني يا حداكثر مجموعه اي از چند ساختمان است .
براي مثال شبكه مورد استفاده يك شركت را در نظر بگيريد. در اين شبكه حداكثر فواصل مخا براتي محدود به فاصله‌هاي بين طبقات ساختمان شبكه مي‌باشد.
شبكه‌هاي LAN شامل كامپيوترهايي است كه در سطح نسبتا كوچكي توزيع شده اند. كامپيوترها در شبكه LAN توسط كابل به هم اتصال مي‌يابند. به همين دليل شبكه‌هاي LAN را گاهي شبكه‌هاي كابلي نيز مي‌نامند.

نوع دوم شبكه‌هاي كامپيوتري شكبه‌هاي شهري يا Metropolitan است. فواصل مخابراتي در شبكه‌هاي شهري يا (MAN ) Metropolitan Area Network از فواصل شبكه‌هاي LAN بزرگ تر است. در اين نوع از شبكه‌ها فواصل مخابراتي داراي طول

هايي در حدود ابعاد شهري هستند.
شبكه‌هاي MAN معمولا از تركيب و ادغام دو يا چند شبكه LAN به وجود مي‌آيند.
به عنوان مثالي از شبكه‌هاي MAN موردي را در نظر بگيريد كه شبكه‌هاي LAN يك شركت را از دفتر مركزي در شهر A به دفتر نمايندگي اين شركت در شهر B متصل مي‌سازد. در نوع سوم شبكه‌هاي كامپيوتري موسوم به (Wide Area Network) WAN فواصل مخابراتي از انواع ديگر شبكه بزرگ تر بوده و به فاصله هايي در حدود ابعاد كشوري يا قاره اي بالغ هستند.
شبكه‌هاي WAN تركيب چندين شبكه LAN يا MAN ايجاد مي‌گردند. شبكه اتصال دهنده دفاتر هواپيمايي يك شركت در شهرهاي مختلف در قاره‌ها يك شبكه WAN است.

شبكه كامپيوتري
شبكه كامپيوتري را مي‌توان مجموعه اي از كامپيوترهاي مستقل و دستگاه‌هاي جانبي اي دانست كه براي بالا بردن راندمان، انتقال داده بين كاربران، استفاده از منابع مشترك (مانند چاپرگرها، حافظه‌هاي ديسك، نوارهاي معناطيسي، برنامه‌هاي حجيم و گرانقيمت) به يكديگر متصل مي‌باشند. قلمرو يك شبكه كامپيوتري مي‌تواند از چند متر تا چندين كيلومتر داشته باشد.
به طور كلي شبكه‌ها را بدون در نظر گرفتن نوع توپولوژي، ساختار، نحوه نصب سيستم عامل مورد استفاده به دو گروه تقسيم مي‌كنند كه هر كدام داراي ويژگي پارامترهاي خاص خود مي‌باشد و عبارتند از:
1-شبكه‌هاي (Local Area Network):
اين گونه شبكه‌ها خود از چهار گروه تشكيل شده است كه مهمترين آنها عبارتند از:
اترنت، حلقوي، ستاره اي، فيبر نوري (FDDI). در اين گونه شبكه‌ها فاصله بين ايستگاه كاري، از چند متر تا چندين كيلومتر مي‌تواند باشد و فقط حجم تبادل اطلاعات در آنها پايين است و قادر به تبادل و جابجايي اطلاعات حجيم نمي باشند.
2-شبكه‌هاي (Wide Area Network):

از اين گونه شبكه‌ها جهت انتقال حجم بالاي اطلاعات و به خدمت گرفتن اطلاعات وسيع استفاده مي‌شود و معمولاً حوزه كاري آن وسيع و فاصله‌ها زياد خواهد بود. از اهم اين گونه شبكه‌ها مي‌توان به Relay Frame, ATM اشاره نمود.

در ساده ترين شكل، LAN يك سيستم كابل كشي مؤثر مي‌باشد. با نصب سيستم كابل‌كشي و به وسيله استفاده از پروتكلهاي مختلف مورد توافق، اتصال و ارتباط اطلاعات بين ايستگاه‌هاي مختلف امكان پذير است.
براي نصب و راه اندازي شبكه LAN بايد چندين پارامتر مشخص شود كه عبارتند از:
- ايجاد يك محيط جهت اتصال و ارسال اطلاعات
- تعيين نوع توپولوژي شبكه و پياده سازي توپولوژي فوق
- تعيين نوع كابل جهت ارتباطات و كابل كشي محيط مورد نظر بر اساس توپولوژي انتخاب شده

تعيين نوع سيستم عامل و نهايتاً نصب سيستم عامل
توپولوژيهاي شبكه LAN
اولين گام در ايجاد يك شبكه، انتخاب نوع توپولوژي يا ساختار آن مي‌باشد. زيرا با تعيير نوع ساختار، كليه پارامترها، سخت افزار، نرم افزار و سيستم عامل شبكه مي‌تواند تغيير كنند. بسته به تعداد ايستگاه‌هاي كاري و افرادي كه در شبكه كار خواهند كرد و سرعت مورد نياز در جابجايي اطلاعات، ساختار يا توپولوژي شبكه انتخاب مي‌شود. با انتخاب توپولوژي شبكه، interface شبكه، نوع كابل، كابل كشي و نوع سيستم عامل، تعيين خواهند شد.
سه نوع توپولوژي مهم شبكه تقريباً 98% از شبكه‌هاي جهان را به خود اتصاص داده اند كه عبارتند از:
1-توپولوژي باس خطي (Linear bus)
2-توپولوژي حلقوي (Ring)
3-توپولوژي ستاره اي (Star)

توپولوژي باس خطي
اين نوع توپولوژي خطي، كه تقريباً متداولترين در ايران و جهان بود، از امتداد يك كابل از
ابتدا تا انتهاي يك شبكه تشكيل يافته است كه در طول م

سير به ايستگاه‌هاي‌كاري و فايل سرور وصل شده است. با قطع هر نقطه شبكه، كل شبكه از كار مي‌افتد و متوقف مي‌شود. اما با در نظر گرفتن تدابير خاص و نحوه كابل كشي. اين نقص را مي‌توان برطرف كرد. در اين نوع توپولوژي به دليل تداخل اطلاعات ارسالي از سوي ايستگاه كاري، سرعت آن پايين است وهرچه تعداد ايستگاه‌هاي كاري بيشتر شوند اين سرعت كمتر خواهد شد.

توپولوژي حلقوي

شكل واقعي اين نوع توپولوژي به صورت يك حلقه وابسته است و از يك علامت به نام
Token passing جهت انتقال اطلاعات بين ايستگاه‌هاي كاري استفاده مي‌كند.
توپولوژي حلقوي به دليل عدم تداخل يا كاهش تداخل اطلاعات ارسالي، سرعت آن نسبت به باس بالاتر مي‌باشد. قطع هر يك از ايستگاه‌هاي كاري يا خرابي در هر منطقه كابل كشي شبكه، كل شبكه را متوقف مي‌كند. در اين نوع ساختار، هر كدام از ايستگاه‌ها به عنوان فايل سرور يا سرويس دهنده اصلي مي‌توانند اجراي نقش كنند. علامت شبكه يا Token در اختيار هر ايستگاهي كه باشد، آن ايستگاه قادر به ارسال يا دريافت اطلاعات در طول شبكه مي‌باشد بنابر اين هيچ زماني دو ايستگاه كاري با همديگر اقدام به ارسال يا دريافت اطلاعات نخواهند كرد و تداخل اطلاعات به وجود نخواهد آمد.

توپولوژي ستاره اي
در اين توپولوژي، فايل سرور در مراكز قرار گرفته است و ايستگاه‌هاي كاري هر كدام با كابلي به آن وصل شده اند و در واقع وسيله اي به نام هاب (hub) كار سوئيچ كردن بين ايستگاه‌هاي كاري مختلف را بر عهده دارد. با توجه به ساخت هابهايي با سرعت سوئيچينگ بالا، اينگونه شبكه‌ها مي‌توانند از سرعت بالايي برخوردار باشند. در توپولوژي ستاره اي سرعت انتقال اطلاعات به راحتي به 16 مگابيت در ثانيه مي‌رسد و افزايش ايستگاه‌هاي كاري تأثير چنداني بر سرعت انتقال نخواهد داشت. اين توپولوژي براي شبكه‌هاي گسترده در ساختمانهاي چندين طبقه، بسيار مناسب است.در اين روش در صورت قطع هر اتصال در شبكه، فقط همان ايستگاه كاري از شبكه خارج مي‌شود و كل شبكه قطع نخواهد شد. در اكثر واحدها يك كامپيوتر به عنوان Server در نظر گرفته شده است و بقيه كامپيوترهاي آن واحد به وسيله كابل UTP و HUB به آن متصل هستند و اين Server نيز خود با Server‌هاي ديگر موجود در سطح شركت در ارتباط است و به اين وسيله كليه دستگاه‌هاي سطح شركت مي‌توانند با يكديگر در ارتباط باشند.

استاندارد اترنت:
اين استاندارد به عنوان يك استاندارد قديمي و به حد كمال رسيده در سال 1973 توسط شركت زيراكس، جهت انتقال داده از كامپيوترهاي بزرگ به چاپگرها، با سرعت 10 مگابايت در ثانيه ارائه شد. اترنت همچنين توسط كميته 802 از سازمان IEEE با پروتكلهاي 802.3 و 802.5 تأييد گرديده است. استاندارد IEEE در ابتدا كابلهاي ضخيم كواكسيال موسوم به Thicknet را در بر مي‌گرفت ولي بعداً به كابلهاي كواكسيال نازك (10Base2) و كابلهاي فيبر نوري (10BaseF) و كابلهاي UTP يا جفت زوج به هم تابيده بدون محافظ توسعه داده شد.
به طور كلي استاندارد اترنت بر اساس دو لايه تعريف شده است. لايه اول كابل يا وسيله ارتباطي مي‌باشد، كه در بالاي انوع كابلهاي متصل به استاندارد اترنت را بيان كرديم و لايه دوم موسوم به CSMA/CD كه نحوه ارسال از ايستگاهي به ايستگاه ديگر را تعريف مي‌نمايد.

محيط‌هاي انتقال فيزيكي
مهمترين محيط‌هاي انتقال اطلاعات براي شبكه‌هاي محلي عبارتند از :كابلهاي كواكسيال نازك، ضخيم، سيمهاي جفت زوج به هم تابيده با محافظ و بدون محافظ و كابلهاي فيبر نوري توسط اين كابلها با دو روش شناخت و علامت token و روش تصادف اطلاعات جابجا مي‌شود.

2-2-1 تقسيم بندي براساس گره (Node)
اين نوع از تقسيم بندي شبكه‌ها براساس ماهيت گره‌

ها يا محل‌هاي اتصال خطوط ارتباطي شبكه‌ها انجام مي‌شود . در اين طبقه بندي شبكه‌ها به دو نوع تقسيم بندي مي‌شوند. تفاوت اين دو گروه از شبكه‌ها در قابليت‌هاي آن‌ها نهفته است.
اين دو نوع اصلي از شبكه‌ها شبكه هايي از نوع نقطه به نقطه يا peer to peer و شبكه‌هاي براساس server يا server Based نام دارند.
در يك شبكه نقطه به نقطه يا peor to peer بين گره‌هاي شبكه هيچ ترتيب بندي يا سلسله مراتبي وجود ندارد و تمام كامپيوترهاي واقع در شبكه از اهميت يا اولويت يكساني برخوردار هستند. به يك شبكه peer to peer يك گروه كاري يا work group نيز گفته ميشود. در اين نوع از شبكه‌هاي هيچ كامپيوتري در شبكه به طور اختصاصي وظيفه ارائه خدمات از نوع سرور را ندارد بلكه تمام كامپيوترها در نقش سرور و Client ظاهر مي‌شود . به اين جهت هزينه‌هاي اين نوع شبكه‌ها پايين بوده و نگهداري از آن‌ها نسبتا ساده مي‌باشند.
در اين شبكه‌ها براساس آن كه كدام كامپيوتر داراي اطلاعات مورد نياز ديگر كامپيوتر‌ها است. نقش سرور بر عهده يكي از كامپيوترها قرار مي‌گيرد و براساس تغيير اين وضعيت در هر لحظه هر يك از كامپيوترها ميتواند سرور باشند و بقيه Client باشند.
بنابر اين وضعيت يعني كاركرد دو گانه هر يك از كامپيوترها به عنوان سرور و client هر كامپيوتر در شبكه لازم است تا بر نوع كاركرد خود تصميم گيري نمايد. اين عمل تصميم گيري در مورد نوع كاركرد سرور بودن يا client شدن به همراه ديگر موارد مديريت ايستگاه كاري يا سرور نام دارد.
شبكه‌هاي از نوع peer to peer مناسب استفاده در محيط هايي است كه تعداد كا ربران آن ناحيه بيشتر از 10 كاربر نباشد.
سيستم عامل نظير
MS Windows for work group‌يا‌ MS Windows95, MS windows NT workstation
مثالهايي از سيستم عامل هايي با قابليت شبكه‌هاي peer to peer هستند .
در شبكه‌هاي peer to peer هر كاربري تعيين كننده آن است كه در روي سيستم خود چه اطلاعاتي مي‌تواند در شبكه به اشتراك گذاشته شود. اين وضعيت همانند آن است كه هر كارمندي مسئول حفظ و نگهداري اسناد خود مي‌باشند.

شبكه‌هاي Server Based
در نوع دوم شبكه‌هاي كامپيوتري يعني شبكه‌هاي براساس سرور به تعداد محدودي از كامپيوترها وظيفه عمل به عنوان سرور داده ميشود. اين كامپيوتر به عنوان كامپيوترها Client عمل نخواهد كرد. در سازمان هايي كه داراي بيش از 10 كاربر در شبكه خود هستند استفاده از شبكه‌هاي peer to peer ناكارآمد بوده و شبكه‌هاي server Based ترجيح داده ميشوند. در اين شبكه‌ها از كامپيوترهاي سرور اختصاصي براي پردازش حجم زيادي از درخواست‌هاي كامپيوتري Client استفاده مي‌شود و اين سرورها مسئول امنيت اطلاعات خواهند بود.
در شبكه‌هاي sever Based مدير شبكه مسئول مديريت امنيت اطلاعات شبكه است . مدير شبكه بر تعيين سطوح دسترسي به منابع شبكه مديريت مي‌كند.
به دليل آن كه اطلاعات در شبكه‌هاي serve

r Based فقط روي كامپيوتر يا كامپيبوترهاي سرور متمركز مي‌باشند. تهيه نسخه‌هاي پشتيبان از آن‌ها ساده تر بوده و تعيين برنامه زمان بندي مناسب براي ذخيره سازي و تهيه نسخه‌هاي پشتيبان از اطلاعات به سهولت انجام پذير است.
در شبكه‌هاي كامپيوتري server Based مي‌توان اطلاعات را روي چند سرور نگهداري نمود. در چنين حالتي حتي در صورت از كارافتادن محل ذخيره اوليه اطلاعات يعني كامپيوتر سرور اوليه اطلاعات هم چنان درشبكه موجود بوده و سيستم مي‌ت

واند به صورت online به كاركرد خود ادامه دهد. به اين نوع ازسيستم‌ها Redundancy systems مي‌گويند.
با افزايش اندازه‌هاي يك شبكه و همچنين بر حسب نوع كاركرد شبكه از نظر تعداد درخواست‌هاي كامپيوتري مشتري يا Client كه به ترافيك شبكه تعبير مي‌شود براي پاسخ گويي مناسب به تعداد زياد فعاليت‌ها نياز به افزايش تعداد سرورها خواهد بود. به اين ترتيب مي‌توان سرعت و كارائي شبكه را حفظ نمود.
در يك محيط شبكه كه داراي چندين سرور است هر سرور يك كار خاص انجام مي‌دهد اين نوع از سرورها سرورهاي خاص نام دارد (specialized server)
سرورهاي خاص مشابه بخش‌هاي متفاوت يك فروشگاه بزرگ هستند. هر بخش به ارائه نوع خاصي از كالا يا خدمات اختصاص داده مي‌شود.
براي بهره گيري از مزاياي هر دو نوع از شبكه‌ها معمولا سازمان‌ها از تركيبي از شبكه‌هاي peer to peer و Server Based استفاده ميكنند. اين نوع از شبكه‌ها ، شبكه‌هاي تركيبي يا Combined network نام دارند.
در شبكه‌هاي تركيبي دو نوع سيستم عامل براي تامين نيازهاي شبكه مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
به عنوان مثال يك سازمان مي‌تواند از سيستم عامل MS Windows NT Server براي به اشتراك گذاشتن اطلاعات مهم وبرنامه‌هاي كاربردي در شبكه خود استفاده كند. در اين شبكه كامپيوترهاي مشتري يا Client مي‌توانند از سيستم عامل ويندوز 95 استفاده كنند. در اين وضعيت كامپيوترهاي Clientمي‌توانند ضمن قابليت دسترسي به اطلاعات سرور ويندوز NT اطلاعات شخصي خود را نيز با ديگر كاربران شبكه به اشتراك گذارند. اشكال استفاده از شبكه‌هاي تركيبي در آن است كه نياز به طراحي صحيح داشته وبراي پياده سازي آن افراد آموزش ديده مورد نياز خواهند بود.

3-2-1 تقسيم بندي براساس توپولوژي
نوع آرايش هندسي اجزاي شبكه بر قابليت شبكه تاثير عميقي دارند. آرايش هندسي اجزاي شبكه بر مديريت و قابليت توسعه شبكه نيز تاثير مي‌گذارند.
براي طرح بهترين شبكه از جهت پاسخ گويي به نيازمندي‌هاي يك شبكه درك انواع آرايش شبكه داراي اهميت زيادي خواهد بود.
آرايش هندسي يك شبكه توپولوژي شبكه نام دارد. توپولوژي شبكه تعيين كننده آرايش هندسي كامپيوترها كابل كشي وديگر تجهيزات شبكه است.
روش‌هاي مخابراتي به كاررفته در شبكه نيز به انواع توپولوژي مورد استفاده در شبكه بستگي دارد.
اساس انواع طرح‌هاي شبكه بر سه نوع توپولوژي استوار شده است. اين انواع عبارتند از : توپولوژي BUS ، Ring يا حلقه و ستاره يا Star
توپولوژي BUS ساده ترين و مرسوم ترين توپولوژي مورد استفاده شبكه‌ها در اتصال كامپيوترها است. در اين آرايش تمام كامپيوترها به

صورت رديفي به يك كابل متصل مي‌شوند. به اين كابل در اين در اين آرايش ستون فقرات يا Segment يا Back bone اطلاق مي‌شود.
در اين آرايش هر كامپيوتر آدرس يا نشاني كامپيوتر مقصد را به پيام خود افزوده و اين اطلاعات را به صورت يك سينگال الكتريكي روي كابل ارسال مي‌كند.
اين سيگنال الكتريكي روي كابل ارسال مي‌كند.
اين سيگنال توسط كابل به تما

م كامپيوترهاي شبكه ارسال مي‌شود، كامپيوترهايي كه نشاني آن‌ها با نشاني ضميمه شده به پيام انطباق داشته باشد پيام را دريافت مي‌كنند.
در كابل‌هاي ارتباط دهنده كامپيوترهاي شبكه هر سيگنال الكتريكي پس از رسيدن به انتهاي كابل منعكس شده و دوباره در مسير مخالف در كابل به حركت در مي‌آيد. براي جلوگيري از انعكاس سينگال در انتهاي كابل‌ها ، از يك پايان دهنده يا Terminator استفاده مي‌شود. فراموش كردن اين قطعه كوچك گاهي موجب از كارافتادن كل شبكه مي‌شود.
در اين آرايش شبكه ،‌در صورت از كارافتادن هر يك از كامپيوتر‌ها آسيبي به كاركرد كلي شبكه وارد نخواهد شد. در برابر اين مزيت اشكال اين توپولوژي در آن است كه هر يك از كامپيوتر‌ها بايد براي ارسال پيام منتظر فرصت باشند. به عبارت ديگر در اين توپولوژي در هر لحظه فقط يك كامپيوتر مي‌تواتند پيام ارسال كند.
اشكال ديگر اين توپولوژي در آن است كه تعداد كامپيوترهاي واقع در شبكه تاثير معكوس و شديدي بركارايي شبكه مي‌گذارند. در صورتي كه تعداد كاربران زياد باشد سرعت شبكه به مقدار قابل توجهي كند مي‌شود. علت اين امر آن است كه در هر لحظه يك كامپيوتر بايد براي ارسال پيام مدت زمان زيادي به انتظار بنشيند.
پارامتر مهم ديگري كه بايد در نظر گرفته شود آن است كه در صورت آسيب ديدگي كابل شبكه ارتباط در طول شبكه قطع مي‌شود.
آرايش نوع دوم شبكه‌هاي كامپيوتري آرايش ستاره است. دراين آرايش تمام كامپيوترهاي شبكه به يك قطعه مركزي به نام Hub متصل مي‌شوند.
در اين آرايش اطلاعات قبل از رسيدن به مقصد خود از Hub عبور مي‌كنند. در اين نوع از شبكه‌ها در صورت از كارافتادن يك كامپيوتر يا بر اثر قطع شدن يك كابل ، شبكه از كار نخواهند افتاد. از طرف ديگر در اين نوع آرايش هندسي شبكه حجم زيادي از كابل كشي مورد نياز خواهد بود ويا براثر از كار افتادن Hub كل شبكه از كار خواهد افتاد.
در اين توپولوژي همانند آرايش Bus تمام كامپيوتر‌ها توسط يك كابل به هم متصل مي‌شوند. اما در اين توپولوژي دو انتهاي كابل نيز به هم متصل شده و تشكيل يك حلقه مي‌دهد. بدين ترتيب در اين آرايش نيازي به استفاده از قطعه پايان دهنده يا Terminator نخواهد بود.
در اين نوع از شبكه نيز سيگنال‌هاي مخابراتي در طول كابل حركت كرده و از تمام كامپيوترها عبور مي‌كنند تا به كامپيوتر مقصد برسند. در اين آرايش تمام كامپيوتر‌ها سيگنال را دريافت كرده و پس از تقويت آن آن را به كامپيوتر بعدي ارسال مي‌كند. به همين جهت به اين توپولوژي توپولوژي فعال يا Active نيز گفته مي‌شود.
در اين توپولوژي در صورت از كارافتادن هر يك از كامپيوتر‌ها كل شبكه از كار خواهد افتاد زيرا همان طور كه گفته شده در اين توپولوژي هر كامپيوتر وظيفه دارد تا سيگنال ارتباطي دريافت كرده را تقويت كند و دوباره ارسال نمايد. اين حالت را نبايد با دريافت خود پيام اشتباه بگيريد. اين حالت چيزي شبيه عمل رله در فرستند ه‌هاي تلويزيوني است.
از تركيب توپولوژي‌هاي ستاره حلقه و BUS يك توپولوژي آميخته يا Hybrid به دست مي‌دهد. از توپولوژي هيبريد در شبكه‌ها

ي بزرگ استفاده مي‌شود. خود توپولوژي هيبريد داراي دو نوع است . نوع اول توپولوژي هيبريد، توپولوژي ستاره BUS استفاده شده است. در اين آرايش چندين توپولوژي ستاره به هم ارتباط داده مي‌شوند. اين عمل با اتصال Hub‌هاي اين شبكه‌ها انجام مي‌شود. در اين وضعيت اختلال در كاركرد يك كامپيوتر تاثير در مابقي شبكه ايجاد نمي كند.
در صورت از كارافتادن هابط ارتباط كامپيوترهايي كه در گروه‌هاي متفاوت هستند قطع خواهد شد وارتباط داخلي شبكه پايدار مي‌ماند.
نوع دو توپولوژي هيبريد، توپولوژي ستاره-حلقه نام دارد. در اين توپولوژي هاب‌هاي چند شبكه از نوع ستاره در يك الگوي ستاره اي به يك هاب مركزي متصل مي‌شوند.

3-1 ويژگي‌هاي شبكه
1-3-1 سرويس‌هاي شبكه
همان طور كه گفته شد يكي از مهم ترين اجزاي شبكه‌ها ي كامپيوتري، كامپيوتر سرور است. سرور مسئول ارائه خدماتي از قبيل انتقال فايل، سرويس‌هاي چاپگر و غيره است. با افزايش حجم وترافيك شبكه ممكن است تحت فشارهاي تعداد زيادي از كامپيوترهاي Client براي سرور مشكلاتي بروز كند. در شبكه‌هاي بزرگ براي حل اين مشكل از افزايش تعداد كامپيوترهاي سرور استفاده ميشود. كه به اين سرورها سرورهاي اختصاصي گفته مي‌شود. دو نوع متداول اين سرورها عبارتند از Application server , file and print server نوع اول يعني file and print server مسئول ارائه خدماتي از قبيل ذخيره سازي فايل، حذف فايل، تغيير نام فايل و غيره است كه اين درخواست‌ها را از كامپيوترهاي Client دريافت مي‌كند. اين سرور همچنين مسئول مديريت امور چاپگر نيز هست. اين سرور با استفاده از كلمات password بر به اشتراك گذاشتن دايركتوري‌ها نيز نظارت دارد. هنگامي كه يك كاربر درخواست دسترسي به فايلي واقع در سرور را ارسال مي‌كند، كامپيوتر سرور نسخه اي از فايل كامل را براي آن كاربر ارسال مي‌كند. بدين ترتيب كاربر مي‌تواند به صورت محلي يعني بر روي كامپيوتر خود اين فايل را ويرايش كند.
كامپيوتر print servcer مسئول دريافت درخواست‌هاي كاربران براي پرينت اسناد است. اين سرور اين درخواست‌ها را در يك صف قرار مي‌دهد و به نوبت آن‌ها را به چاپگر ارسال مي‌كند اين فرايند spooling نام دارد. به كمك spooling كاربران مي‌تواند بدون نياز به انتظار براي اجراي فرمان پرينت به فعاليت بر روي كامپيوتر خود ادامه دهند.
نوع ديگر سرور، Application server نام دارد. اين سرور مسئول اجراي برنامه‌هاي client /server و تامين داده‌هاي Client است.
Application server‌ها حجم زيادي از اطلاعات را در خود نگهداري مي‌كنند. براي امكان بازيابي سريع و ساده اطلاعات، اين داده‌ها در يك ساختار مشخص ذخيره مي‌شوند.
هنگامي كاربري در خواستي را به Application server ارسال مي‌كند، سرور نتيجه درخواست را به كامپيوتر كاربر انتقال مي‌دهد.
به عنوان مثال يك شركت بازاريابي را در نظر بگيريد. اين شركت در نظر دارد تا براي مجموعه اي از محصولات جديد خود، تبليغ كند. اين شركت مي‌تواند براي كاهش حجم ترافيك ، براي مشتريان با طيف درآمدهاي مشخص

ي، فقط گروهي از محصولات را تبليغ نمايد.
علاوه بر سرورهاي ياد شده ، در يك شبكه ميتوان براي خدماتي از قبيل پست الكترونيكي ، فكس ، سرويس ‌هاي دايركتوري و غيره نيز سرورهايي اختصاص داد.
اما بين سرورهاي فايل و Application server تفاوت‌هاي مهمي نهفته است. يك سرور فايل در پاسخ به درخواست كاربر

براي دسترسي به يك فايل، يك نسخه كامل از فايل براي او ارسال مي‌شود و در حالي كه يك Application server فقط نتايج درخواست كاربر را براي او ارسال مي‌كند.

2-3-1- امنيت شبكه
يكي از مهم ترين فعاليت‌هاي مدير شبكه ، تضمين امنيت منابع شبكه است. دسترسي غيرمجاز به منابع شبكه و يا ايجاد آسيب عمدي يا غيرعمدي در اطلاعات شبكه ، امنيت شبكه را مختل مي‌كنند. از طرف ديگر امنيت شبكه نبايد آن چنان باشد كه كاركرد عادي كاربران شبكه را مشكل سازد.
براي تضمين امنيت اطلاعات و منابع سخت افزاري شبكه ، از دو مدل امنيت شبكه استفاده مي‌شود. اين مدل‌ها عبارتند از : امنيت در سطح share-level و امنيت در سطح كاربر user-level . در مدل امنيت در سطح share-level اين عمل با انتساب اسم رمز يا password براي هر منبع به اشتراك گذاشته تامين ميشود. دسترسي به منبع به اشتراك گذاشته فقط هنگامي برقرار مي‌گردد كه كاربر اسم رمز صحيح را براي منبع به اشتراك گذاشته شده مشخص كرده باشد.
به عنوان مثال اگر سندي قابل دسترسي براي سه كاربر باشد، مي‌تواند با نسبت دادن يك اسم رمز به اين سند مدل امنيت در سطح share-level را پياده سازي كرد.
منابع شبكه را ميتوان در سطوح مختلف به اشتراك گذاشت . براي مثال در سيستم عامل ويندوز 95 مي‌توان دايركتوري‌ها را به صورت فقط خواندني (Read only) بر حسب اسم رمز يا كامل (Full) به اشتراك گذاشت. از مدل امنيت در سطح share-level مي‌توان براي ايجاد بانك‌هاي اطلاعاتي ايمن استفاده كرد.
براي مثال از بانك اطلاعاتي مربوط به حقوق كارمندان يك شركت مي‌توان با نسبت دادن اسم رمز در برابر دسترسي غيرمجاز، حفاظت كرد. اين مدل، روش ساده براي تامين امنيت منابع به اشتراك گذاشته در شبكه‌ها است.
در مدل دوم يعني امنيت در سطح كاربران، دسترسي كاربران به منابع به اشتراك گذاشته شده با دادن اسم رمز به كاربران

تامين مي‌شود. در اين مدل كاربران در هنگام اتصال به شبكه بايد اسم رمز و كلمه عبور را وارد نمايند. در اين جا سرور مسئول تعيين اعتبار اسم رمز و كلمه عبور است.
سرور در هنگام دريافت در

خواست كاربر براي دسترسي به منبع به اشتراك گذاشته شده به بانك اطلاعاتي خود مراجعه كرده و درخواست كاربر را رد يا قبول مي‌كند.
تفاوت اين دو مدل در آن است كه در مدل امنيت در سطح share-level اسم رمز به منبع نسبت داده شده و در مدل دوم اسم رمز و كلمه عبور به كاربر نسبت داده مي‌شود.
مدل امنيت در سطح كاربر بسيار مستحكمتر از مدل امنيت در سطح share-level است. بسياري از كاربران به راحتي مي‌تواننند اسم رمز يك منبع را به ديگران بگويند، اما اسم رمز وكلمه عبور شخصي را نمي توانند به سادگي به شخص ديگر منتقل نمايند.

فصل 2- معماري و پروتكل‌هاي شبكه
1-2 لايه‌هاي پروتكل
1-1-2 مدل OSI
هر فعاليتي در شبكه مستلزم ارتباط بين نرم افزار و سخت افزار كامپيوتر واجزاي ديگر شبكه است. انتقال اطلاعات بين كامپيوترهاي مختلف در شبكه وابسته به انتقال اطلاعات بين كامپيوترهاي مختلف در شبكه وابسته به انتقال اطلاعات بين بخش‌هاي نرم افزاري و سخت‌افزاري درون هر يك از كامپيوترها است. هر يك از فرايند‌هاي انتقال اطلاعات را مي‌توان به بخش‌هاي كوچكتري تقسيم كرد. هر يك از فعاليت‌هاي كوچك را سيستم عامل براساس دسته اي از قوانين مشخص انجام مي‌دهد. اين قوانين را پروتكل مي‌نامند. پروتكل‌ها تعيين كننده روش كار در ارتباط بين بخش‌هاي نرم افزاري و سخت افزاري شبكه است. بخش‌هاي نرم افزاري و سخت افزاري توليد كنندگان مختلف داراي مجموعه پروتكل‌هاي متفاوتي هستند.
براي استاندارد سازي پروتكل‌هاي ارتباطي، سازمان استانداردهاي بين المللي در سال 1984 اقدام به تعيين مدل مرجع(Open Systems Intrconnection) نمود.
مدل مرجع OSI ، ارائه دهنده چارچوب طراحي محيط‌هاي شبكه اي است. در اين مدل، جزئيات بخش‌هاي نرم افزاري و سخت افزاري براي ايجاد سهولت انتقال اطلاعات مطرح شده است.
در اين مدل كليه فعاليت‌هاي شبكه اي در يك مدل هفت لايه اي مدل سازي مي‌شود. هنگام بررسي فرايند انتقال اطلاعات در بين دو كامپيوتر، مدل هفت لايه اي OSI روي هر يك از كامپيوترها پياده سازي مي‌گردد. در تحليل اين فرايند‌ها مي‌تواند عمليات انتقال اطلاعات را بين لايه‌هاي متناظر مدل OSI واقع در كامپيوترهاي مبدا و مقصد در نظر گرفت. اين تجسم از انتقال اطلاعات را انتقال مجازي Virtual مي‌نامند.
اما انتقال واقعي اطلاعات بين لايه‌هاي مجاور مدل OSI واقع در يك كامپيوتر انجام مي‌شود. در كامپيوتر مبدا اطلاعات از لايه‌هاي فوقاني به طرف لايه تحتاني مدل OSI حركت كرده و از آن جا به لايه زيرين مدل OSI واقع د

ر كامپيوتر مقصد ارسال مي‌شوند. در كامپيوتر مقصد اطلاعات از لايه‌هاي زيرين به طرف بالاترين لايه مدل OSI حركت مي‌كنند.
عمل انتقال اطلاعات از يك لايه به لايه ديگر در مدل OSI از طريق واسطه‌ها يا Interface‌ها انجام مي‌شود. اين واسطه‌ها تع

است كه هر لايه مدل OSI مي‌تواند براي لايه مجاور فراهم آورد.
بالاترين لايه مدل OSI يا لايه هفت، لايه Application است. اين لايه تامين كننده سرويس‌هاي پشتيباني برنامه‌هاي كاربردي نظير انتقال فايل، دسترسي به بانك اطلاعاتي و پست الكترونيك است.
اين لايه واسطي بين شبكه و برنامه در حال اجراي روي ايستگاه كاري است و پيامها رابه شكل ديجيتال بر مي‌گرداند . در بعضي از شبكه‌ها ممكن است كه تمام لايه‌ها وجود نداشته باشند واين يا به خاطر تركيب چند لايه در يك لايه و يا كوچك و ظريف بودن لايه است.
اين استاندارد‌ها چگونگي گرفتن داده از يك محل به محل ديگر را تعريف مي‌نمايند و به عنوان لايه‌هاي فيزيكي و عمل OSI به شمار مي‌روند. از استاندارد آرك نت (ArCnet) نيز به عنوان يك لايه فيزيكي ، كه از سوي IEEE تاييد شده است،‌مي توان اشاره نمود.
لايه شش، لايه Presentation است. اين لايه تعيين كننده فرمت يا قالب براي انتقال داده‌ها بين كامپيوترهاي واقع در شبكه است. اين لايه در كامپيوتر مبدا داده هايي كه بايد انتقال داده شوند را به يك قالب مياني تبديل مي‌كند. اين لايه در كامپيوتر مقصد اطلاعات را از قالب مياني به قالب اوليه تبديل مي‌كند. و مترجم شبكه است.
لايه پنجم در اين مدل، لايه session است. اين لايه بر برقراري اتصال بين دو برنامه كاربردي روي دو كامپيوتر مختلف واقع در شبكه را برعهده دارد. همچنين تامين كننده همزماني 
لايه چهارم يا لايه انتقال Transmission مسئول ارسال و دريافت اطلاعات و كمك به حل خطاهاي ايجاد شده در طول ارتباط است. هنگامي كه در يك ارتباط خطايي بروز كند،‌اين لايه مسئول تكرار عمليات ارسال داده است :
لايه سوم در مدل OSI ، مسئول آدرس يا نشاني گذاري پيام‌ها و تبديل نشاني‌ به تر

افيك شبكه نظير كند شدن جريان اطلاعات است . اين لايه ، لايه شبكه يا (Network) نام دارد.
و اين لايه وظيفه برقراري، حفظ و قطع ارتباط در مدل OSI را بر عهده دارد. همچنين ترجمه آدرسهاي منطقي به آدرسهاي فيزيكي قابل استفاده، تبديل كوچكتري به نام Pachet افزودن سرآغاز (header)، برقراري ارتباط و تحويل پيغام به لايه پيوند داده ها، تعيين نوع مسير و رابطه بين كامپيوترها. جلوگيري از ايجاد بن بست در يك گره، از جمله وظايف لايه شبكه مي‌باشد. در بعضي شبكه‌ها اين لايه وجود ندارد.
لايه دوم مدل OSI لايه Data link است. اين لايه وظيفه دارد تا اطلاعات دريافت شده از لايه شبكه را به قالب منطقي به نام فريم frame تبديل كند. در كامپيوتر مقصد اين لايه همچنين مسئول دريافت بدون خطاي اين فريم‌ها است.
همچنين همانطور كه اشاره شد لايه فيزيكي بدون توجه به اطلاعات، آنها را دريافت يا ارسال مي‌نمايند. تعريف فرمهاي اطلاعات، اضافه كردن بيتهاي شناسايي در ابتدا و انتهاي هر فرم، شناسايي خطاهاي رخ داده شده در زمان ارسال اطلاعات و ارسال پيام خطا براي ارسال مجدد اطلاعات از جمله وظايف اين لايه به شمار مي‌آيد. لايه پيوند داده ها، از دو زير لايه تشكيل شده است كه عبارتند از:
1-كنترل پيوند منطقي (Logical link control) مسئوليت انتقال داده‌ها روي لايه فيزيكي و مديريت اتصال فيزيكي را بر عهده دارد.
2-كنترل دسترسي به محيط انتقال (Medium Access control) زماني

كه همه ايستگاه‌ها در تلاش براي گرفتن كابل شبكه جهت ارسال اطلاعات مي‌باشند، اين زير لايه مشخص مي‌نمايد كه كدام كامپيوتر قادر است به كابل شبكه دسترسي داشته باشد.
لايه زيرين در اين مدل لايه فيزيكي است. اين لايه اطلاعات را به صورت جرياني از رشته‌هاي داده اي به صورت الكترونيكي روي كابل هدايت مي‌كند. اين لايه تعريف كننده ارتباط كابل و كارت شبكه است. اين لايه همچنين تعيين كننده تكنيك ارسال و دريافت داده‌ها نيز هست.
از نظر سخت افزار ، اين لايه در پايين ترين مرحله مي‌باشد و نحوه اتصال الكتريكي و مكانيكي به محيط انتقال را تشريح مينمايد. لايه فيزيكي، بدون توجه به اطلاعات، با

يد بين كامپيوترها اطلاعات را جابجا نمايد. پارامترها همچون نوع مدولاسيون، فركانس كار، نوع اتصالات، مشخصات الكتريكي و مكانيكي كابل، به اين لايه از OSI مربوط مي‌شود. معروفترين استانداردهاي لايه فيزيكي كه از سوي IEEE وضع شده اند عبارتند از:
- استاندارد 802.3 يا اترنت
- استاندارد802.5 يا توكن رينگ
- استاندارد 802.4 يا باس Token passing

2-1-2 استاندارد IEEE 802
انجمن مهندسين برق و الكترونيك (IEEE) براي وضع استانداردهاي شبكه‌هاي LAN اصطلاحاتي بر مدل OSI ايجاد كرده است. اين استاندارد‌ها اكنون با عنوان IEEE 802 شناسايي مي‌شوند.
در پروژه 802 استانداردهايي وضع شده است كه در برگيرنده مشخصه‌هاي ارسال و دسترسي به اطلاعات از محيط فيزيكي است. اين مشخصه‌ها شامل فرايندهاي اتصال ، حفظ و قطع ارتباط تجهيزات شبكه نيز هستند.
مشخصه‌هاي 802 به دوازده گروه تقسيم مي‌شوند كه هر يك به صورت 802.1 تا 802.12 نام گذاري شده اند. هر يك از اين گروه‌ها تعريف كننده استانداردهايي براي اجراي گوناگون شبكه هستند.
مشخصات 802 همچنين شامل اصلاحاتي بر لايه‌هاي فيزيكي و Data link مدل OSI است. اين اصلاحات در هنگام طراحي اكثر محيط‌هاي LAN مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
كميته پروژه 802 با تفكيك لايه Data link مدل OSI به دو زير لايه جزئيات بيشتري به مدل OSI افزوده است. اين لايه‌هاي فرعي عبارتند از لايه Logical link control يا (LLC) و لايه Media Access Control (MAC) لايه فرعي بالايي يعني LLC با تعريف چندين نقطه دسترسي به سرويس Service Access Point (SAP) بر ارتباطات لايه Data link مديريت مي‌كند. SAP‌ها نقاط اتصالي هستند كه به ارتباط بين لايه‌هاي هفت گانه در مدل OSI كمك مي‌كنند. كامپيوتر‌ها از اين نقاط براي انتقال اطلاعات از لايه فرعي LLC به لايه‌هاي بالايي بهره مي‌گيرند.
استانداردهاي انتقال اطلاعات بين لايه فرعي LLC و لايه‌هاي بالايي در مدل OSI در مشخصه‌هاي انجمن مهندسين برق و الكترونيك تحت عنوان 802.2 جمع آوري شده اند.
لايه فرعي MAC زير لايه فرعي LCC قرار گرفته است

. اين لايه وظيفه انتقال اطلاعات را از لايه فيزيكي مدل OSI به محيط فيزيكي برعهده دارد. اين لايه مسئول انتقال بدون خطاي اطلاعات بين دو كامپيوتر واقع در شبكه است.
استانداردهاي مربوط به عملكرد لايه فرعي MAC ولايه فيزيكي مدل OSI در گروههاي 802.3,802.4,802.12 آمده اند.
هارمونيكهاي امواج مربعي در كابلهاي شبكه:
سيگنالهاي انتقال در كابلهاي LAN به صورت امواج مربعي مي‌باشند سطح ولتاژ 15+ ولت نماينده صفر منطقي و سقوط سطح سيگنال به 15- ولت، نمايانگر يك منطقي است. گذر سريع ولتاژ از صفر به 15 ولت، بيانگر انتشار اطلاعات به سمت گيرنده روي شبكه مي‌باشد.
در مورد شبكه ها، دو پارامتر تشعشع (radiation) و تداخل (interference) از مهمترين نكاتي است كه بايد با آن برخورد جدي شود وگرنه كل شبكه و اطلاعات آن در معرض خطر خواهند بود. تشعشع، به واسطه هارمونيكهاي حامل از افت و خيز سريع سيگنالهاي ولتاژ بروز مي‌كند. معمولاً هارمونيكهاي انتقال اطلاعات به صورت مربعي هستند. بنابراين، مي‌توانند روي راديوها و تلويزيونها، حتي در فواصل زياد نيز تأثير سوء داشته باشند و در نتيجه براي جلوگيري از اين خطر و مشكل، كابلها و تجهيزات LAN بايد به گونه از طراحي شوند كه حتي الامكان مانع از تشعشع امواج ناخواسته به اطراف شوند. مؤسسه استاندارد ارتباطات (FCC) براي حد تشعشع دو كلاس A و B را وضع نموده است. در مقابل تشعشع، تجهيزات كلاس B مقاومتر از كلاس A مي‌باشد.
تداخل، عكس تشعشع است و منظور آن، اين است كه امواج ناشي از فرستنده‌هاي راديويي، لامپهاي فلورسنت، موتورها، خطوط تغذيه و ... روي اطلاعات كابل LAN تأثير مي‌گذارند. براي رفع اين مشكل در كابلهاي كواكسيال يك قفسه فارادي، حول سيم حامل اطلاعات (مانند كابلهاي با محافظ تلويزيونهاي رنگي) ايجاد كرده اند و درجفت زوجهاي به هم تابيده نيز براي صفر كردن برآيند ميدان مغناطيسي حول سيم، با تاباندن سيمهاي حامل اطلاعات به دور يكديگر (مانند سيمهاي تلفن) ترفندي براي حل مشكل تداخل قرار داده اند.

انواع كابلها و اتصالات
پر مصرف ترين انواع كابلهايي كه با آن انواع توپولوژي را مي‌توان نصب كرد عبارتند از: كابل كواكسيال، كابل جفت زوج به هم تابيده بدون محافظ (UTP) و با محافظ (STP) و كابل فيبرنوري ، هر كدام را به طور خلاصه توضيح مي‌دهيم.
كابل كواكسيال
كابل كواكسيال (Coaxial) از دو رسانا تشكيل شده

است كه محور مركزي هر دو، يكي مي‌باشد. اين كابلها براي دفع نويز و ممانعت از تشعشع، به روكش مسي ساخته شده مسطح مي‌باشد. اين ر

وكش مسي، روي عايقي كه رساناي مركزي را پوشانده است كشيده شده است و مانند يك قفس فارادي براي رساناي داخلي عمل مي‌كند. رساناي خارجي، سيستم حامل داده (رساناي داخلي) را در مقابل سينگالها مزاحم الكتريكي و مغناطيسي محيط محافظت مي‌كند وتشعشع سيگنالهاي سيگنالهاي داخلي به خارجي را كاهش م

ي‌دهد. مسافت بين دو رسانا، نوع عايق و عوامل ديگر، به هر كابل كواكسيال، يك مشخصه الكتريكي ويژه موسوم به امپدانس (Impedance) مي‌دهد. به دليل تكنيكهاي گوناگون ارسال در توپولوژيها و استانداردهاي متفاوت، كابلهاي كواكسيال

مورد استفاده در هر كدام، داراي امپدانس مختلفي مي‌باشد و به ظاهر هر يك كابل قادر به تشخيص مقاومت امپدانس آن نخواهد بود. به عنوان مث

ال در اترنت از كابلي موسوم به RG-58 و در آرك نت كابلي موسوم به RG-62 استفاده مي‌شود. براي ارتباط كابلهاي كواكسيال، كارت شبكه، از كانكتوري موسوم به BNC به استفاده مي‌شود. هنگام نصب كابل به BNC بايد دقت فراواني به خرج داد تا بعداً دچار مشكل نشويم.
كابلهاي جفت زوج به هم تابيده بدون محافظ (UTP)
استفاده از اين نوع كابلها با توجه به سهولت نصب، براي انواع استانداردها به سرعت رو به افزايش است. كانكتور اين نوع سيمها، همانند كانكتور تلفنهاي مدرن يا فاكس مودم هايي مي‌باشد كه به آن Rj-45 گفته مي‌شود. اين نوع كابلها از چهار جفت سيم عايق، تشكيل شده اند كه در داخل روكش پلاستيكي واحد قرار گرفته اند. هر جفت سيم، با تعداد دورهاي متفاوت (در اينچ) به دور يكديگر تابيده اند و كدهاي رنگي روي عايق هر سيم نيز با بقيه فرق مي‌كند. تاباندن سيمها به دور يكديگر، باعث ايجاد اثر حفاظ متقابل و بي اثر ساختن نويز الكتريكي پخش شده در سيمهاي مجاور يكديگر و ديگر دستگاه‌هاي رله نويز موجود در م

حيط فوق مي‌شود.
هرچند كابلهاي UTP طول حداكثر شبكه را كاهش مي‌دهند (330فوت بين كامپيوتر و هاب)، اما در مقابل، ارزانترين محيط ايجاد و انتقال اطلاعات

در شبكه مي‌باشند و همچنين سرعت انتقال نيز در آنها بالاست. به سرعت انتقال اطلاعات، با استفاده از كابلهاي UTP، با ارائه تجهيزات جديد از سوي سازندگان لوازم كامپيوتر به 100 مگابايت در ثانيه مي‌رسد. بايد توجه داشت كه كابلهاي

UTP به اندازه كابلهاي كواكسيال در مقابل نويز مصون نيستند.

كابل فيبر نوري:

اين نوع كابل، از فيبرهاي شيشه اي نازك روشن ساخته شده است و به جاي عبور جريان الكتريسيته، پالسهاي نور از داخل آن مي‌گذرند. داشتن پارامترهايي همچون سرعت انتقال بالا، پهناي باند بزرگ و عريض، مصونيت در مقابل امواج الكترومغناطيسي اين نوع كابل را در بين كابلهاي ديگر برجسته مي‌نمايد. به دليل عبور پالس نور به صورت يك طرفه در كابلهاي نوري، هر كابل فيبر نوري شامل دو فيبر پيچيده شده در دو روكش جدا از هم ميباشد. جهت افزايش مقاومت كابلهاي فيبر نوري يك حفاظ پلاستيكي هر فيبر را مي‌پوشاند و براي افزايش مقاومت در مقابل نيروهاي كششي، ده‌ها رشته Kevlar اطراف عايق هر فيبر را احاطه كرده است.

براي اتصال اين نوع كابلها به فرستنده وگيرنده‌هاي نوري، نياز به كانكتورهاي خاص مي‌باشد. به دليلي سرعت بالاي انتقال اطلاعات در اين محيط ها، مي‌توان در آنها اطلاعات را تا مسافت 5/3 كيلومتر بدون نياز به تكرار كننده انتقال داد. (در استاندارد اترنت، به خاطر ساختار اين نوع شبكه، اين مسافت 5/2كيلومتر مي‌باشد). به دليل ويژگيهاي خاص گفته شده اين نوع محيط ها، بهترين محيط انتقال اطلاعات، اتصال گره‌هاي شبكه‌ها به يكديگر مي‌باشد.

اين نوع كابل در حال حاضر نسبت به كابلهاي ديگر داراي قيمت بيشتري مي‌باشند و اتصالات آنها نيز ابزار خاص خود را نياز دارد.
اتصال دهنده
BNC ها، كانكتورهاي فلزي هستند كه اتصال كابل با

كارت شبكه را از طريق‌T كانكتورها برقرار مي‌نمايند. BNC‌ها داراي دو بخش، جهت وصل نمودن سيم اطلاعات «مثبت» به مغزي وسط و سيم محافظ با زمين به كنار آن مي‌باشد. BNC‌ها از نظر نحوه وصل كابل به آنها به دو نوع پيچي و پرسي تقسيم مي‌شوند. همان طور كه گفته شد.

تي كانكتور:
تي كانكتور (T connector) يك BNC به شكل T است كه بايد به كانكتور خروجي BNC كارت وصل شود و از دو طرف، از طريق BNC‌ها به كابل شبكه متصل شود تي كانكتور درواقع يك كانكتور سه راهه است كه يك ايستگاه را از دو طرف به دو ايستگاه ديگر متصل مي‌كند.

ترمينيتور(Terminator):
ترمينيتور الماني با مقاومت 50 اهم جهت مشخص نمودن پايان شبكه مي‌باشد. در واقع، بودن اين المان در يك طرف يك تي كانكتورها نشان دهنده پايان شبكه از آن طرف خواهد بود. كم يا زياد شدن مقاومت اين المان باعث خرابي شبكه خواهد شد ودر سرعت انتقال نيز مؤثر است.

تكرار كننده:
تكرار كننده (Repeater) در شبكه باعث سيگنالهاي ارسالي و دريافتي خواهد شد. همان طور كه قبلاً گفته شد طول يك سگمنت و يا كل شبكه محدود است. براي افزايش اين مقدار پيش فرض (به عنوان مثال در اترنت 185 متر در حالت عادي و 370 متر در حالت كلي) از المان استفاده مي‌شود. پارامتر مهم در انتخاب تكرار كنند، تعداد ورودي و خروجي و ميزان تقويت سيگنال مي‌باشد. در قسمت مربوط به كابلها براي انواع توپولوژي، مسافت يك شبكه باو بدون تكرار كننده را آورده ايم. به عبارت ديگر، تكرار كننده ها، تقويت كننده هايي هستندكه كار بازسازي پاكتهاو يا قالبهاي اطلاعات را بر عهده دارند و با تقويت آنها، طول كابل شبكه را به هزاران متر افزايش مي‌دهند. از مزاياي ديگر استفاده از تكرار كننده اين است كه محيط‌هاي انتقال، نظير كابل كواكسيال، فيبر نوري و جفت زوج به هم تابيده را مي‌توان به يكديگر متصل كرد. تنها عيب استفاده از تكرار كننده اين است كه اگر يك پارگي در سگمنت LAN به وجود آيد، تمام سگمنتهاي شبكه را تحت الشعاع قرار خواهد داد.

پلها (Bridge) :
بر خلاف تكرار كننده ها، كه صامت اند(نرم‌افزار ندارند)، پلها تكرار كننده هايي هوشمند(داراي نرم افزار) هستند كه اطلاعات را به صو

رت كنترل شده به LAN‌هاي مختلف هدايت مي‌كنند و دو شبكه مستقل رادر سطح لايه پيوند داده (بر اساس مدل مرجع OSI لايه دوم) به يكديگر متصل مي‌كنند.
به عنوان مثال، اگر بخواهيم شبكه اترنت و شبكه token Bus را به همديگر متصل كنيم، بايد از پل استفاده شود. همچنين پلها مي‌تواند به عنوان فيلتر نيز عمل كنند و قالبهاي اطلاعات دلخواه را از يك شبكه به شبكه ديگر منتقل كنند. بنابراي

ن، LAN هايي را مي‌توان با پل به همديگر وصل كرد كه داراي پروتكل لايه دوم مشابه باشند. با نگاهي گذرا به مطالب گفته شده مي‌توان دريافت كه دو شبكه اترنت و token Ring را به دليل اختلاف در لايه دوم با پل نمي توان به همديگ

ر وصل كرد.
پل، از يك بافر (سخت افزار) و يك فيلتر (نرم افزار) تشكيل شده است و با يك پاكت اطلاعات رسيده به آن بر اساس نرم افزار پل و اطلاعات لايه دوم مدل مرجع تصميم خواهد گرفت كه اطلاعات را عبور دهد يا خير. بر اساس اين هوشمندي پلهاست كه اگر يك LAN مشغول باشد پل مي‌تواند اطلاعات را به LAN ديگر ارسال كند. همچنين اگر دو LAN به طور همزمان اطلاعات ارسال كنند، حضور يك پل، مانع از برخورد اطلاعات خواهد شد. بايد توجه داشت كه به دليل بافر كردن اطلاعات توسط پلها، سرعت كاهش پيدا مي‌

كند.

مسير گردانها:
مسير گردانها (Routers) را مي‌توان پلهايي دانست كه بهترين مسير را انتخاب مي‌كنند. با استفاده از پلها سيستم دو شبكه با لايه‌هاي مش از مسير گردانها استفاده نمود. اين وسايل در لايه سوم OSI كار مي‌نمايند.

دروازه ها(Gateway) :
اگر شبكه‌ها به طور كامل با همديگر متفاوت باشند(به عنوان مثال، براي اتصال PC-LAN به شبكه‌هاي مين فريم)، براي اتصال آنها به ناچار بايد از دروازه (Gateways) استفاده نمود.

كابل كشي شبكه ها:
در كابل كشي اترنت نازك (مشهور به Thinnet) كابلهاي كواكسيال 50 اهمي
RG-58/v مورد استفاده قرار مي‌گيرد. طول كابل بين دو ايستگاه كاري، نمي تواند از 185 متر تجاوز نمايد. براي افزايش اين طور بايد به تكرار كننده متوسل شويم. حداكثر طول كابل را مي‌توان با قراردادن 4 تكرار كننده در پنج سگمنت به 925 متر رساند. حداقل طول كابلها بين دو ايستگاه نيز كمتر از 5/0 متر نمي باشد به هر سگمنت كابل اترنت نازك، بيشتر از 30 ايستگاه نمي توان متصل نمود.
در كابل كشي اترنت نازك به نكات زير توجه شود:
 در اترنت باس كابل نازك، كابل اتصالي به BNC به دقت انجام شود تا سيم وسط به محافظ ، اتصال پيدا نكند.
 انتهاي شبكه‌ها را به ترمينيتور با مقاومت 50

اهمي ببنديد.
 شبكه حتماً داراي چاه زمين باشد. نداشتن زمين در شبكه، علاوه بر آسيب رسيدن به قطعات سيستمها (مخصوصاً كارت شبكه) در سرعت انتقال بسيار مؤثر است.
 حداقل و حداكثر و فاصله ايستگاه‌ها با تكرار كننده و بدون آن رعايت شود تا دچار مشكل نشوند كابل اترنت ضخيم، كابل كواكسيال RG-11 مي‌باشد كه از نوع نازك آن گران‌تر ولي نصب آن مشكل‌تر و مصونيت آن در برابر سيگنالهاي مزاحم بهتر خواهد بود. حداقل و حداكثر طول كابل بين دو ايستگاه بدون استفاده از تكرار كننده، به ترتيب 8/1 و 50 متر مي‌باشد. با حداكثر 4 تكرار كننده مي‌توان طول حداكثر را به 5/2 كيلومتر افزايش داد. در اين نوع كابل كشي به نكات زير توجه شود:
 با توجه به تعداد زياد سيمهاي اين نوع كابلها، در وصل سيمها دقت زياد شود تا اشتباه وصل نشود.
 اتصال كانكتورها به مركز كنترل (MAU) به دقت انجام شود.
كابلهاي اترنت جفت زوج به هم تابيده (AWG 24) كه ارزانترين كابلهاي اترنت است، حداكثر و حداقل طول كابل بين دو ايستگاه كاري 100 و 8/1 متر مي‌باشد. اصولاً توپولوژي اين نوع كابلها از نوع ستاره اي است و حداكثر تعداد كامپيوترهاي متصل به هر قطعه كابل، بسته به اندازه هاب، بين 4 تا 32 پورت مي‌باشد.

استاندارد اترنت:
اين استاندارد به عنوان يك استاندارد قديمي به حد كمال رسيده در سال 1973 توسط شركت زيراكس ، جهت انتقال داده از كامپيوتر‌هاي بزرگ به چاپگرها ، با سرعت 10 مگابيت در ثانيه ارائه شد. اترنت همچنين توسط كميته 802 از سازمان IEEE با پروتكلهاي 802.5,802.3 تاييد گرديده است. استاندارد IEEE در ابتدا كابلهاي ضخيم كواكسيال موسوم به Thichnet را در بر مي‌گرفت ولي بعدا به كابلهاي كواكسيال نازك (10 Base2) و كابلهاي فيبر نوري (10BaseF) و كابلهاي UTP يا جفت زوج به هم تابيده بدون محافظ توسعه داده شد.
به طور كلي استاندارد اترنت براساس دو لايه تعريف شده است. لايه اول كابل يا وسيله ارتباطي مي‌باشد، كه در بالا انواع كابلهاي متصل به استاندارد اترنت را بيان كرديم و لايه دوم موسوم به CSMA/CD كه نحوه ارسال از ايستگاهي به ايستگاه ديگر را تعريف مي‌نمايد.

محيط‌هاي انتقال فيزيكي
مهمترين محيط‌هاي انتقال اطلاعات براي شبكه‌هاي محلي عبارتند از: كابلهاي كواكسيال نازك، ضخيم، سيمهاي جفت زوج به هم تابيده با محافظ و بدون محافظ و كابلهاي فيبر نوري توسط اين كابلها با دو روش شناخت و علامت توكن و رو

ش تصادف ،‌اطلاعات جابجا مي‌شود.

هارمونيكهاي امواج مربعي در كابلهاي شبكه:
سينگنالهاي انتقال اطلاعات در كابلهاي lan به صورت امواج مربعي مي‌باشند سطح و لتاژ 15+ ولت نماينده صفر منطقي و سقوط سطح سيگنال به 15ـ ولت ، نمايانگر يك منطقي است. گذر سريع ولتاژ از صفر به 15 ولت، بيانگر انتشار بيتهاي

اطلاعات به سمت گيرنده روي شبكه مي‌باشد.
در مورد شبكه ها، دو پارامتر تشعشع (radiation) و تداخل (interference) از مهمترين نكاتي است كه بايد با آن برخورد جدي شود و گرنه كل شبكه و اطلاعات آن در معرض خطر خواهند بود. تشعشع ، به واسطه هارمونيكهاي حامل از افت و خيز سريع سيگنالهاي ولتاژ بروز مي‌كند. معمولا هارمونيكهاي انتقال اطلاعات به صورت مربعي هستند. بنابراين مي‌توانند روي راديوها و تلويزيونها، حتي در فواصل زياد نيز تاثير سوء داشته باشند و در نتيجه براي جلوگيري از اين خطر ومشكل ، كابلها و تجهيزات LAN بايد به گونه‌اي طراحي شوند كه حتي الامكان مانع از تشعشع امواج ناخواسته به اطراف شوند.
موسسه استاندارد ارتباطات (FCC) براي حد تشعشع دو كلاس A,B را وضع نموده است . در مقابل تشعشع ، تجهيزات كلاس B مقاومتر از كلاس A است.
تداخل ، عكس تشعشع است و منظور آن است كه امواج ناشي از فرستنده‌هاي راديويي، لامپهاي فلورسنت، موتورها، خطوط تغذيه و … روي اطلاعات كابل LAN تاثير مي‌گذارند. براي رفع اين مشكل در كابلهاي كواكسيال يك قفسه فارادي، حول سيم حامل اطلاعات (مانند كابلهاي با محافظ تلويزيونهاي رنگي ) ايجاد كرده اند و در جفت زوجهاي به هم تابيده نيز براي صفر كردن برآيند ميدان مغناطيسي حول سيم، با تاباندن سيمهاي حامل اطلاعات به دور يكديگر (مانند سيمهاي تلفن) ترفندي براي حل مشكل تداخل قرار داده‌اند.

3-1-2 Protocol functions
فرايند به اشتراك گذاشتن اطلاعات نيازمند ارتباط هم زمان شده بين كامپيوتر‌هاي شبكه است. براي ايجاد سهولت در اين فرايند براي هر يك از فعاليتهاي ارتباط شبكه اي مجموعه اي از دستورالعمل تعريف شده است.
هر دستورالعمل ارتباطي يك پروتكل نام دارد. يك پروتكل تامين كننده توصيه هايي براي برقرار ارتباط بين اجزاي نرم افزاري وسخت افزاري در انجام يك فعاليت شبكه است.
هر فعاليت شبكه اي به چندين مرحله سيستماتيك تفكيك مي‌شود. هر مرحله با استفاده از يك پروتكل منحصر به فرد يك عمل مشخص را انجام مي‌دهد.
اين مرحله‌ها بايد با ترتيب يكسان در تمام كامپيوترهاي واقع در شبكه انجام شوند. در كامپيوتر مبدا مراحل ارسال داده از لايه بالايي شروع شده و به طرف لايه زيرين ادامه مي‌يابد. در كامپيوتر مقصد مراحل مشابه در جهت معكوس از پايين به بالا انجام مي‌شود.
مراحل انجام شده در كامپيوتر مبدا و مقصد بايد با استفاده از پروتكل‌هاي مشابه صورت گيرند. اين عمل براي تطبيق اطلاعات ارسال شده و دريافت شده ضروري است.
در كامپيوتر مبدا پروتكل اطلاعات را به قطعات كوچك شكسته، به آن‌ها آدرس‌هايي نسبت مي‌دهد و اين بسته‌ها را براي ارسال از طريق كابل آماده مي‌كند.
در كامپيوتر مقصد، پروتكل‌ها داده‌ها را از بسته‌ها خارج كرده و به كمك آدرس‌هاي آن‌ها بخش‌هاي مختلف اطلاعات را با ترتيب صحيح به هم پيوند داده تا اطلاعات به صورت اوليه بازيابي شوند.
پروتكل‌هاي مسئول فرايندهاي ارتباطي مختلف براي جلوگيري از تداخل و يا عمليات ناتمام لازم است كه به صورت گروهي به كار گرفته شوند. اين عمل به كمك گروه بندي پروتكل‌هاي مختلف در يك معماري لايه اي به نام prot

ocol stack انجام مي‌گيرد.
لايه‌هاي پروتكل‌هاي گروه بندي شده با لايه‌هاي مدل OSI انطباق دارند.
هر لايه در مدل OSI يك پروتكل مشخصي را براي انجام فعاليت‌هاي خود به كار مي‌برد . لايه‌هاي زيرين در پشته پروتكل‌ها تعيين كننده را

هنمايي براي اتصال اجزاي شبكه از توليد كنندگان مختلف به يكديگر است .
لايه‌هاي بالايي در پشته پروتكل‌ها تعيين كننده مشخصه‌هاي جلسات ارتباطي براي برنامه‌هاي كاربردي مي‌باشند. پروتكل‌ها براساس آ

ن كه به لايه اي از مدل OSI متعلق باشند به سه نوع طبقه بندي مي‌شوند. پروتكل‌هاي مربوط به سه لايه بالايي مدل OSI به پروتكل‌هاي Application معروف هستند. پروتكل‌هاي لايه Application مدل OSI تامين كننده سرويس‌هاي شبكه د

ر ارتباطات بين برنامه‌هاي كاربردي با يكديگر هستند. اين سرويس‌ها شامل انتقال فايل، پرينت، ارسال پيام و سرويس‌هاي بانك اطلاعات هستند.
پروتكل‌هاي لايه Presentaion وظيفه قالب بند

ي و نمايش اطلاعات را قبل از ارسال بر عهده دارد. پروتكل‌هاي لايه Session اطلاعات مربوط به جريان ترافيك را به داده‌ها اضافه مي‌كند.

پروتكل‌هاي نوع دوم كه به پروتكل‌هاي انتقال (Transport) معروف هستند، منطبق بر لايه انتقال مدل OSI هستند. اين پروتكل‌ها اطلاعات مربوط به ارسال بدون خطا يا در واقع تصحيح خطا را به داده‌ها مي‌افزايند.
وظايف سه لايه زيرين مدل OSI بر عهده پروتكل‌هاي شبكه است. پروتكل‌هاي لايه شبكه تامين كننده فرايند‌هاي آدرس دهي و مسير يابي اطلاعات هستند. پروتكل لايه Data link اطلاعات مربوط به بررسي و كشف خطا را به داده‌ها اضافه مي‌كنند و به درخواست‌هاي ارسال مجدد اطلاعات پاسخ مي‌گويند.
پروتكل‌هاي لايه فيزيكي تعيين كننده استانداردهاي ارتباطي در محيط مشخصي هستند.

2-2 پروتكل‌هاي مشترك
1-2-2 پروتكل‌هاي Application
توليد كنندگان نرم افزار مختلف از پروتكل‌هاي متفاوتي استفاده ميكنند. براي انتخاب مناسب ترين پروتكل براي شبكه خودتان لازم است تا مزاياي چند پروتكل متداول را بشناسيد.
در اين جا به معرفي مزيت‌هاي به كارگيري چند پروتكل كاربردي مي‌پردازيم.
از پروتكل Data link Control , DLC مي‌توان در محيط‌هاي شبكه اي كه نياز به كارايي بالايي دارند استفاده نمود. از اين پروتكل مي‌توان در شبكه هايي كه در آن‌ها لايه شبكه وجود ندارد نيز استفاده كرد. در چنين وضعيتي اين پروتكل اطلاعات را از برنامه كاربردي مستقيما به لايه Data li nk منتقل مي‌كند. اين پروتكل در نقش لايه شبكه نيز ظاهر مي‌شود و داراي عملكردهايي نظير كنترل جريان داده تصحيح خطا و acknowledge نيز مي‌باشد.
پروتكل Network file system (NFS) براي به اشتراك گذاشتن فايل بين كامپيوترها در يك شبكه براساس Unix به كار مي‌رود. از اين پروتكل براي انتقال داده بين شبكه نيز استفاده مي‌شود. پروتكل NFS فقط به كاربراني اجازه ورود به شبكه را ميدهد كه داراي اسم رمز معتبر باشند.كاربردي كه از طرف مدير شبكه شناسايي نشده باشد اجازه دسترسي به شبكه را نخواهد داشت.
پروتكل NFS داراي نسخه هايي براي سيستم عامل هايي غير از Unix نيز هست. اين سيستم عامل‌ها عبارتند از MS-Dos ويندوز OS2, NT
پروتكل Networ Basic In

put/Output System, (Net BIOS) پروتكل بسياري متداولي است . از اين پروتكل براي يافتن گره‌هاي شبكه براساس نام آن استفاده مي‌شود. اين پروتكل از سيستم نامگذاري Naming System كمك مي‌گيرد.

پروتكل net BIOS پروتكل استاندارد IBM براي توسعه برنامه‌هاي كاربردي با قابليت ارتباط با كامپيوترهاي ديگر در شبكه‌هاي IBM PC net work است. اين پروتكل يك پروتكل لايه جلسه يا session است كه به صورت يك واسطه بين دو شبكه عمل مي‌كند. پروتكل net BIOS به صورت گسترده اي به عنوان استانداردي براي واسطه‌هاي شبكه‌ها در صنعت پذيرفته شده است. اين پروتكل تامين كننده ابزارهاي لازم يك برنامه براي برقراري ارتباط با برنامه اي ديگر در شبكه است.
Appletalk يك پشته از پر وتكل است كه به كامپيوتر‌هاي Mac قابليت به اشتراك گذاشتن فايل‌ها و پرينتر‌ها را در شبكه‌ها مي‌دهد .
پروتكل Appletalk Filing Protocol (AFP) با ترجمه فرامين محلي سيستم فايل به قالب پذيرفته شده سرويس فايل شبكه ، به اشتراك گذاشتن فايل را امكان پذير مي‌سازد.
پروتكل‌هاي Printer Access , Name Binding با استفاده از برنامه كاربردي Appleshare به اشتراك گذاشتن چاپگر را در محيط‌هاي شبكه Apple فراهم مي‌كنند.

2-2-2 پروتكل‌هاي Trans port
پروتكل‌هاي انتقال به دو طبقه تقسيم مي‌شوند. اين طبقه‌بندي‌ها عبارتند از
Transmission Control Protocol(SPX)ياهمان(SPX)Sepquential Packet Exchange, از پروتكل TCP براي اتصال دو شبكه متفاوت به يكديگر استفاده مي‌شود. در واقع اين پروتكل براي ارتباط دو سيستم عامل غيريكسان به كار مي‌رود.
پروتكل TCP واسطه اي بين دو شبكه متفاوت فراهم مي‌آورد تا بتوان با استفاده از يك زبان مشترك به تبادل داده بپردازند. اين پروتكل در صنعت نرم افزار بسيار متداول بوده و توسط شركت‌هاي متعددي براي سكوهاي متفاوت از PC تا Mainframe عرضه مي‌شود.
پروتكل TCP رشته اي ازداده‌ها را از پروتكل‌ها بالاتر مثل لايه انتقال دريافت كرده و اين رشته داده اي را به بخش هايي (Segments) شكسته و به هر يك از اين بخش‌ها يك شماره ترتيبي نسبت ميدهد.
اين شماره‌هاي ترتيبي تضمين كننده دريافت صحيح و با ترتيب داده‌ها هستند.
نوع دوم پروتكل انتقال پروتكل SPX است. اين پروتكل توسط شركت Novell عرضه شده و با تمام كامپيوترهاي شبكه‌هاي Novell سازگار است. اين پروتكل روشي قابل اطمينان براي انتقال داده‌ها ارائه مي‌كند.
اين پروتكل براي بررسي انتقال صحيح داد

ه‌ها محاسباتي را بر روي داده‌ها در كامپيوتر مبدا و مقصد انجام مي‌دهد. براي يك فرايند انتقال صحيح مقادير محاسبه شده در كامپيوتر مبدا قبل از ارسال بايد با مقادير محاسبه شده در كامپيوتر مقصد پس از دريافت داده‌ها يكسان باشند. پروتكل SPX قابليت رديابي انتقال صحيح داده‌ها را نيز دارد. در اين پروتكل اگر Segment داده اي

از زمان مشخص به مقصد نرسيد و يا از كامپيوتر مقصد در اين مورد سينگنالي دريافت نگردد در اين پروتكل اگر Segment داده اي در زمان مشخص به مقصد نرسيد و يا از كامپيوتر مقصد در اين مورد سيگنالي دريافت نگردد، اين پروتكل آن Segment از داده را مجددا ارسال خواهد كرد. ا گر انتقال مجدد نيز به مقصد نرسيد اين پروتكل پيام‌هاي هشدار مربوط به از كار افتادگي شبكه را صادر مي‌كند.
پروتكل‌هاي انتقال علاوه بر SPX, TCP در برگيرنده پروتكل‌هاي NWLink , NeBUUL نيز هستند.
پروتكل NetBIOS Extendecd User Interface از نظر حجم ، پروتكلي كوچك است كه قابليت انتقال بسيار سريع را در محيط‌هاي شبكه فراهم مي‌كند. اين پروتكل با تمام انواع شبكه‌هاي مايكروسافت،سازگار است.
پروتكل NWLink نيز توسط شركت مايكروسافت ارائه شده است. از اين پروتكل علاوه بر پروتكل انتقال براي ارتباط چندين شبكه LAN و تشكيل شبكه‌هاي بزرگتر استفاده ميشود.

ارتباطات شبكه
قوانين حاكم برارتباطات شبكه توسط پروتكل‌هاي شبكه تعيين مي‌شوند. پروتكل‌هاي شبكه متفاوت از روش‌هاي متفاوتي براي ارتباطات شبكه استفاده مي‌كنند.
دو نوع مرسوم پروتكل‌هاي شبكه عبارتند از IP يا پروتكل اينترنت و
Internet Packer Exchange به كمك پرو تكل IP ، گره‌هاي متفاوت از شبكه‌هاي غيريكسان مي‌توانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند. چنين محيط‌هاي شبكه اي را internetwork مي نامند هر شبكه اي در شبكه هاي بزرگتر يا internetwork داراي يك شماره منحصر به فرد است . كاربران اين شبكه‌هاي بزرگ يا internet work مي‌توانند به منابع تمام شبكه‌ها دسترسي داشته باشند.
يكي از مزاياي پروتكل IP آن است كه در اين پروتكل از آدرس استفاده مي‌شود.
براي آن كه كامپيوترهاي شبكه‌ها بتوانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند، بايد از روش آدرس دهي استفاده شود. به همين علت پروتكل IP به هر ايستگاه كاري در هر شبكه اي يك عدد IP منحصر به فرد نسبت مي‌دهد.
هر شماره يا عدد IP يك شماره چهار بايتي است. هر بايت در اين شماره IP متناظر يك عدد در مبناي 10 است . اين اعداد بين مقادير 0 تا 255 قرار مي‌گيرند.
شماره 130.132 .59 , IP مثالي از اين نوع است.
پروتكل IP داده‌هاي ورودي را به قطعات كوچك تر به نام IP datagrams مي‌شكند. اين پروتكل در مراحل بعدي در كامپيوتر مقصد يا ايستگاه‌هاي مياني، مجددا اين قطعات كوچك تر را به هم پيوند مي‌دهد.
در هر شبكه اي بر حسب ساختار آن مم

كن است بين كامپيوتر مبداو كامپيوتر مقصد مسيرهاي متفاوتي وجود داشته باشند. پروتكل datagrams , IP‌ها را يكي يكي ارسال مي‌كند. هر گاه ارسال داده‌ها از مسيري دچار مشكل شود اين پروتكل با استفاده از مسيرهاي ديگر به كار ارسال ادامه مي‌دهد . اين ويژگي پروتكل IP از ويژگي‌هاي اوليه طراحي آن نشات گرفته

است.
پروتكل IPX پروتكل شبكه خانواده پروتكل IPX/SPX است كه از طرف شركت Novell عرضه شده اند. اين پروتكل براي ارسال و مسيريابي داده‌

ها در شبكه‌هاي LAN مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
پروتكل (Data Delivery Protocol)DDP پروتكل لايه شبكه است كه در خانواده پروتكل‌هاي Appletalk براي ارسال و مسيريابي داده‌ها و در شبكه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين پروتكل داده‌ها را براي ارسال به لايه Data link هدايت مي‌كند.

 يا سرورها در شبكه منتقل مي‌كند. اين عمل انتقال مي‌تواند درون يك شبكه و يا در محيط‌هاي شبكه اي Interntwork انجام شود.
هر شبكه اي در محيط Internetwork داراي يك شماره IPX منحصر به فرد است. اين عدد در مبناي 16 براي شناسايي بخش مشخصي از شبكه در زمان انتقال داده مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

3-2- سرويس‌هاي اتصالات LAN
هر لايه در مدل OSI به جز لايه فوقاني به لايه بالايي خود سرويس هايي ارائه مي‌كند. سرويس‌ها مجموعه اي از عمليات هستند كه توسط يك لايه براي لايه اي ديگر انجام مي‌شوند. لايه پاييني ، لايه ارائه كننده سرويس يا خدمت گذار نام دارد و لايه بالايي كاربر سرويس است.

1-3-2 سرويس‌هاي Connection –oriented
سرويسي كه حجم اطلاعات انتقال داده شده را كنترل مي‌كند و يا مسئول آشكارسازي‌هاي خطاهاي انتقال و مديريت درخواست‌هاي ارسال مجدد است، سرويس Connection Oriented نام دارد.
يك اتصال را مي‌توان با يك لوله مقايسه كرد. لايه ارائه كننده سرويس يا خدمت گذار، اشيا را به درون لوله هدايت مي‌كند و كاربر سرويس اين اشيا را از انتهاي ديگر لوله دريافت مي‌كند. در اين ساختار ترتيب ا رسال و دريافت يكسان خواهد بود.
در يك سرويس Connection Oriented يك ارتباط يا اتصال برقرار شده مورد استفاده قرار گرفته و در نهايت خاتمه داده شده و قطع مي‌شود.
سرويس‌هاي اتصال مي‌توانند به انواع مطمئن (Reliable) و نامطمئن طبقه بندي شوند.در يك سرويس اتصال مطمئن گيرنده همواره به ازاي هر بار دريافت پيام سيگنال پاسخ ارسال مي‌كند.
البته اين فرايند پاسخ گويي به هر پيام باعث ايجاد تاخير در شبكه و پيچيدگي عمليات خواهد شد. در وضعيت‌هاي خاص استفاده از سرويس مطمئن يا Connection Oriented اجنتاب ناپذير است . به عنوان مثال ارسال اطلاعات رمز شده در يك عمليات نظامي موردي از وضعيت فوق است. در چنين حالتي سرعت پايين در فرايند ارسال به ازاي دريافت صحيح اطلاعات پذيرفتني است.
در موارد ديگر در صورتي كه افزايش سرعت انتقال داراي اهميت بيشتر مي‌باشد مي‌تواند از سرويس‌هاي Connection Oriented نامطم

ئن استفاده كرد. در اين نوع از سرويس‌ها در ازاي دريافت هر پيام گيرنده نيازي به پاسخ گويي و تاييد دريافت نخواهد داشت.
براي مثال يك مكالمه اضطراي را در نظر بگيريد كه در يك خط پر پارازيت انجام مي‌شود. در چنين حالتي شنيدن و دريافت پيام بسيار مهم تر

از صبر كردن و شنيدن صداي واضح خواهد بود. سرويس‌هاي Connection Oriented داراي دو گونه فرعي هستند كه عبارتند از : byte streams , message sequence .
در message sequence هنگامي كه دو پيام كيلوبايتي ارسال مي‌گردد همواره به همان صورت دو پيام يك كيلو بايتي دريافت مي‌شود و هيچ گاه به شكل يك پيام 2 كيلو بايتي نخواهد شد. به عنوان مثال وضعيتي را در نظر بگيريد كه در آن لازم است تا صفحات يك كتاب از طريق شبكه به حروف چين تحويل داده شود. قرار است تا اين عمل به صورت ارسال صفحات مستقل انجام شود. در اين مورد لازم است تا مرز پيام‌ها رعايت شود. اين عمل به كمك message sequnecne امكان پذير است.