روش های مدیریت شبکه طبقه بندی شبکه های کامپیوتری رسانه های انتقال داده، ویژگی های آنها

شبکه کامپیوتری یک سیستم پیچیده است که از طریق آن داده ها بر اساس یک اصل معین بین چندین شی منتقل و مبادله می شود. استفاده از شبکه دارای چندین مزیت است که عمدتاً به دلیل امکانات تقریباً نامحدود به دلیل دسترسی به منابع اضافی است. سازماندهی یک شبکه کامپیوتری به شما امکان می دهد واحدهای قدرتمندی را برای اجرای نرم افزارهایی که برای یک کامپیوتر ضعیف بسیار سنگین هستند نصب کنید. کاربران همچنین دریافت […]

شبکه کامپیوتری یک سیستم پیچیده است که از طریق آن داده ها بر اساس یک اصل معین بین چندین شی منتقل و مبادله می شود. استفاده از شبکه دارای چندین مزیت است که عمدتاً به دلیل امکانات تقریباً نامحدود به دلیل دسترسی به منابع اضافی است.

به شما امکان می دهد واحدهای قدرتمندی را برای اجرای نرم افزارهایی که برای یک کامپیوتر ضعیف بسیار سنگین هستند نصب کنید. کاربران همچنین این فرصت را دارند که با سایر شرکت کنندگان در فرآیند تبادل اطلاعات کنند و در عین حال در نصب دستگاه های جانبی اضافی صرفه جویی کنند، به عنوان مثال، با اتصال چندین رایانه به یک چاپگر یا اسکنر.

شبکه های کامپیوتری بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شوند، مانند:

• طول خطوط؛
• توپولوژی (روش ساخت)؛
• روش کنترل

برای درک بهتر اینکه شبکه ها در کدام روش های کنترل متفاوت هستند، لازم است با انواع آنها با توجه به مقیاس و ویژگی های عملکرد آنها آشنا شوید.

PAN یک شبکه شخصی است که تعامل چندین دستگاه را در یک پروژه تضمین می کند.

LAN یک شبکه محلی با زیرساخت بسته است، صرف نظر از مقیاس. دسترسی به شبکه های محلی دارای دایره محدودی از کاربران است که توسط مدیر تعریف شده است.

CAN - اتحاد چندین شبکه محلی از اشیاء مجاور.

MAN - شبکه های کامپیوتری بین مؤسسات در همان محل، که بسیاری از شبکه های محلی را به هم مرتبط می کند.

WAN یک شبکه جهانی باز است که به مناطق جغرافیایی بزرگ خدمات رسانی می کند که هم شبکه های محلی و هم سایر گره های مخابراتی را شامل می شود.

سناریوهای مختلفی برای ساخت یک شبکه کامپیوتری وجود دارد که ترتیب مشاغل فردی و نحوه اتصال آنها توسط بزرگراه های ارتباطی را فراهم می کند.

این قسمت نوع تجهیزات مورد استفاده، کابل، روش های مدیریت و غیره را تعیین می کند. رایج ترین آنها سه پیکربندی برای ساخت شبکه است:

• لاستیک؛
• حلقه؛
• ستاره.

اتوبوس متضمن حقوق برابر برای همه مشترکینی است که به نوبه خود از طریق یک خط ارتباطی متصل هستند. یکی از ویژگی های چنین توپولوژی عدم وجود مشترک مرکزی است و اتصال شرکت کنندگان جدید در فرآیند به ساده ترین روش انجام می شود، علاوه بر این، از کمترین مقدار کابل جریان کم در اینجا استفاده می شود.

توپولوژی حلقه با سادگی دستگاه مشخص می شود، جایی که هر کامپیوتر جداگانه توسط یک خط کابل به دو کابل دیگر متصل می شود. همچنین مرکز مشخصی وجود ندارد و هر رایانه دارای حقوق برابر است.

ستاره وجود یک کامپیوتر مرکزی را فراهم می کند که مسئولیت اصلی مدیریت تبادل را بر عهده دارد. در این حالت، این رایانه اصلی است که بیشترین قدرت را دارد و هیچ درگیری بین مشترکین فردی در خود شبکه وجود ندارد. بسته به روش مدیریت، هر یک از توپولوژی ها دارای ویژگی های متمایزی هستند، و در ادامه توضیح خواهیم داد که در کدام روش های مدیریتی شبکه ها متفاوت هستند.

طبقه بندی شبکه های کامپیوتری با روش کنترل

با توجه به اینکه یک سیستم پیچیده نیاز به نظارت مداوم و تعامل صحیح همه گره ها دارد، دائماً تحت کنترل است. با توجه به روش مدیریت شبکه، آنها به موارد زیر تقسیم می شوند:

• متمرکز، که در آن عملکردهای مدیریت اصلی توسط سرور انجام می شود و دسترسی کاربران را به منابع موجود فراهم می کند. اگر سرور (یا چندین سرور به طور همزمان) یک رایانه قدرتمند است که بار اصلی را تحمل می کند، بقیه ماشین ها ایستگاه های کاری هستند.
• غیرمتمرکز یا همانطور که به آنها همتا به همتا (peer-to-peer) می گویند. در این حالت هیچ ابزار مدیریت شبکه محلی مانند سرورها وجود ندارد و همه رایانه ها دارای حقوق مساوی هستند و مدیریت را می توان از هر یک از ماشین ها انجام داد.
• ترکیبی که در آن پیچیده ترین و اولویت دارترین وظایف از طریق مدیریت متمرکز حل می شود.

از آنجایی که شبکه ها از نظر نحوه مدیریت انواع مختلفی دارند، استانداردهای خاصی برای این فرآیند وجود دارد.

استانداردهای سیستم مدیریت شبکه یک حوزه حرفه ای پیچیده و مبتنی بر پروتکل است که بر نحوه تعامل نهادهای اصلی و مدیریت شده نظارت می کند.

با توجه به این واقعیت که طراحی و نصب شبکه های محلی فرآیندی مسئولانه و دشوار است، اجرای آن تنها توسط متخصصان مجرب قابل انجام است.

مشارکت طراحان و نصابان ذیصلاح در راه اندازی یک شبکه کامپیوتری، سطح بالایی از کار را تضمین می کند و همچنین عملکرد قابل اعتماد هر عنصری که بخشی از آن است را تضمین می کند.

مقاله امروز بخش جدیدی را در وبلاگ باز می کند که نام آن " شبکه های". این بخش طیف گسترده ای از مسائل مربوط به شبکه های کامپیوتر. اولین مقالات این روبریک به توضیح برخی از مفاهیم اساسی که هنگام کار با شبکه با آنها مواجه خواهید شد اختصاص داده خواهد شد. و امروز در مورد اجزای مورد نیاز برای ایجاد یک شبکه و کدام یک صحبت خواهیم کرد. انواع شبکه ها.

شبکه کامپیوتریمجموعه ای از تجهیزات کامپیوتری و شبکه ای است که از طریق کانال های ارتباطی به یک سیستم واحد متصل شده اند. برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری به اجزای زیر نیاز داریم:

• رایانه هایی که دارای قابلیت های شبکه هستند (به عنوان مثال، کارت شبکه ای که در هر رایانه شخصی مدرن وجود دارد).
• رسانه انتقال یا کانال های ارتباطی (کابلی، ماهواره، تلفن، فیبر نوری و کانال های رادیویی)؛
• تجهیزات شبکه (به عنوان مثال، سوئیچ یا روتر)؛
• نرم افزار شبکه (معمولاً همراه با سیستم عامل یا همراه با تجهیزات شبکه ارائه می شود).

شبکه های کامپیوتری معمولاً به دو نوع اصلی تقسیم می شوند: جهانی و محلی.

شبکه های محلی(شبکه محلی - LAN) یک زیرساخت بسته قبل از دسترسی به ارائه دهندگان خدمات اینترنتی داشته باشید. اصطلاح "شبکه محلی" می تواند هم یک شبکه اداری کوچک و هم شبکه یک کارخانه بزرگ را با مساحت چندین هکتار توصیف کند. در رابطه با سازمان ها، شرکت ها، شرکت ها از این اصطلاح استفاده می شود شبکه شرکتی - شبکه محلی یک سازمان جداگانه (شخصیت حقوقی)، صرف نظر از قلمروی که آن را اشغال می کند.
شبکه های شرکتی شبکه هایی از نوع بسته هستند، دسترسی به آنها فقط برای دایره محدودی از کاربران (به عنوان مثال، کارمندان شرکت) مجاز است. شبکه های جهانی بر روی خدمت رسانی به هر کاربر متمرکز شده اند.

شبکه جهانی(شبکه گسترده - WAN) مناطق جغرافیایی بزرگی را در بر می گیرد و از بسیاری از شبکه های محلی تشکیل شده است. همه با شبکه جهانی که متشکل از چندین هزار شبکه و رایانه است آشنا هستند - این اینترنت است.

مدیر سیستم باید با شبکه های محلی (شرکتی) سر و کار داشته باشد. یک کامپیوتر کاربر معمولی متصل به یک شبکه محلی نامیده می شود ایستگاه کاری . رایانه ای که منابع خود را با سایر رایانه های موجود در شبکه به اشتراک می گذارد، نامیده می شود سرور ; و کامپیوتر دسترسی به منابع مشترک روی سرور است مشتری .

مختلف وجود دارد انواع سرورها: فایل (برای ذخیره فایل های به اشتراک گذاشته شده)، سرورهای پایگاه داده، سرورهای برنامه (ارائه عملکرد از راه دور برنامه ها روی کلاینت ها)، سرورهای وب (برای ذخیره محتوای وب) و غیره.

بار شبکه با پارامتری به نام ترافیک مشخص می شود. ترافیک جریان پیام ها در یک شبکه داده است. این به عنوان اندازه‌گیری کمی تعداد بلوک‌های داده‌ای که از شبکه عبور می‌کنند و طول آن‌ها که بر حسب بیت در ثانیه بیان می‌شود، درک می‌شود. به عنوان مثال، سرعت انتقال داده در شبکه های محلی مدرن می تواند 100 مگابیت در ثانیه یا 1 گیگابیت در ثانیه باشد

در حال حاضر، جهان دارای حجم عظیمی از انواع شبکه و تجهیزات کامپیوتری است که به شما امکان سازماندهی انواع شبکه های کامپیوتری را می دهد. کل انواع شبکه های کامپیوتری را می توان با توجه به معیارهای مختلف به چند نوع تقسیم کرد:

بر اساس قلمرو:

• محلی - مناطق کوچکی را پوشش می دهد و در داخل دفاتر فردی، بانک ها، شرکت ها، خانه ها قرار دارد.
• منطقه ای - با ترکیب شبکه های محلی در قلمروهای جداگانه تشکیل می شوند.
• جهانی (اینترنت).

از طریق اتصال کامپیوترها:

• سیمی (کامپیوترها از طریق کابل متصل می شوند)؛
• بی سیم (کامپیوترها اطلاعات را از طریق امواج رادیویی مبادله می کنند، به عنوان مثال، با استفاده از فناوری WI-FI یا بلوتوث).

روش کنترل:

• با مدیریت متمرکز - یک یا چند ماشین (سرور) برای مدیریت فرآیند تبادل داده در شبکه اختصاص داده می شود.
• شبکه های غیرمتمرکز - شامل سرورهای اختصاصی نیستند، توابع مدیریت شبکه به نوبه خود از یک رایانه به رایانه دیگر منتقل می شوند.

با توجه به ترکیب امکانات محاسباتی:

• همگن - ترکیب ابزارهای محاسباتی همگن (رایانه)؛
• ناهمگن - ابزارهای محاسباتی مختلف را با هم ترکیب کنید (به عنوان مثال: رایانه های شخصی، پایانه های تجاری، وب کم و ذخیره سازی شبکه).

بر اساس نوع رسانه انتقالشبکه ها به فیبر نوری با انتقال اطلاعات از طریق کانال های رادیویی، در محدوده مادون قرمز، از طریق کانال ماهواره ای و غیره تقسیم می شوند.

ممکن است با طبقه بندی های دیگری از شبکه های کامپیوتری برخورد کنید. به عنوان یک قاعده، مدیر سیستم باید با شبکه های سیمی محلی با کنترل متمرکز یا غیرمتمرکز برخورد کند.

شبکه ارتباطی- سیستمی از گره ها و اتصالات بین آنها. گره ها وظایف ایجاد، تبدیل، ذخیره و مصرف محصول ارتباطی را انجام می دهند. اتصالات (کانال های انتقال، خطوط ارتباطی) برای انتقال محصول بین گره ها استفاده می شود. بسته به نوع محصول، مواد، انرژی، شبکه های اطلاعاتی متمایز می شوند. نمونه هایی از شبکه های واقعی: پیوندهای جاده ای و ریلی. تامین آب و گاز.

شبکه اطلاعات- شبکه ارتباطی که محصول ارتباطات در آن اطلاعات است. مثال: شبکه های تلفن، تلویزیون، پخش رادیو.

محاسبه، یا شبکه کامپیوتری- یک شبکه اطلاعاتی که گره های آن رایانه ها و سایر تجهیزات محاسباتی هستند. علاوه بر سخت افزار ویژه شبکه، نرم افزار شبکه نیز مورد نیاز است. از طریق تعامل رایانه ها در یک شبکه، تعدادی از امکانات جدید در دسترس قرار می گیرد.

اولین مورد به اشتراک گذاری منابع سخت افزاری و نرم افزاری است. بنابراین، با دسترسی مشترک به یک دستگاه جانبی گران قیمت (پرینتر، پلاتر، اسکنر، فکس، و غیره)، هزینه های هر کاربر کاهش می یابد. به طور مشابه، نسخه های شبکه نرم افزار کاربردی استفاده می شود.

دوم به اشتراک گذاری منابع داده است. با ذخیره سازی متمرکز اطلاعات، فرآیندهای اطمینان از یکپارچگی آن و همچنین پشتیبان گیری بسیار ساده شده است که اطمینان بالایی را تضمین می کند. وجود نسخه های جایگزین روی دو دستگاه به طور همزمان به شما این امکان را می دهد تا زمانی که یکی از آنها در دسترس نیست به کار خود ادامه دهید.

سوم، سرعت بخشیدن به انتقال داده ها و ارائه اشکال جدید تعامل کاربر در یک تیم هنگام کار بر روی یک پروژه مشترک.

چهارم، استفاده از وسایل ارتباطی مشترک بین سیستم های کاربردی مختلف (خدمات ارتباطی، داده، ویدئو، صدا و غیره).

یکی از ویژگی های مهم طبقه بندی شبکه ها اندازه آنهاست. اندازه شبکه بر انتخاب تجهیزات مورد استفاده و فناوری های انتقال استفاده شده تأثیر می گذارد.

شبکه محاسباتی محلی(LAN، یا LAN - شبکه محلی) کامپیوترهای مجاور را در یک منطقه، محل، ساختمان محدود متحد می کند. از ویژگی های متمایز شبکه LAN می توان به حداقل زمان تاخیر و میزان خطای کم اشاره کرد. شبکه های محلی می توانند عناصر تشکیلات در مقیاس بزرگتر باشند: یک پردیس یا شبکه شرکتی (CAN - شبکه منطقه پردیس)، که شبکه های محلی ساختمان های نزدیک به هم را متحد می کند. شبکه شهری یا شبکه در مقیاس شهر (MAN - شبکه منطقه شهری)؛ شبکه منطقه ای یا گسترده (WAN - Wide Area Network) که یک منطقه بزرگ را پوشش می دهد. شبکه جهانی کامپیوتر(GWS یا GAN - Global Area Network) که به اندازه یک کشور و یک قاره است.

با توجه به روش مدیریت شبکه، آنها به دو دسته تقسیم می شوند نظیر به نظیرو با سرور اختصاصی(کنترل متمرکز). در شبکه‌های همتا به همتا، همه گره‌ها با هم برابر هستند - هر گره می‌تواند هم به عنوان مشتری و هم به عنوان سرور عمل کند. زیر مشتریبه یک شیء سخت افزاری-نرم افزاری اشاره دارد که خدماتی را درخواست می کند. و زیر سرور– ترکیبی از سخت افزار و نرم افزار که این خدمات را ارائه می دهد. کامپیوتر متصل به شبکه محلی، بسته به وظایفی که روی آن انجام می شود، ایستگاه کاری (ایستگاه کاری) یا سرور (سرور) نامیده می شود.

نگهداری شبکه های محلی نظیر به نظیر بسیار آسان است، اما نمی توانند حفاظت اطلاعات کافی را با اندازه شبکه بزرگ فراهم کنند. هزینه های سازماندهی شبکه های محاسباتی همتا به همتا نسبتا کم است. با این حال، با افزایش تعداد ایستگاه های کاری، راندمان استفاده از شبکه به شدت کاهش می یابد. بنابراین، شبکه های محلی همتا به همتا فقط برای گروه های کاری کوچک استفاده می شود - بیش از 20 کامپیوتر.

یک سرور اختصاصی عملکردهای مدیریت (اداره) شبکه را مطابق با سیاست های مشخص شده پیاده سازی می کند - مجموعه قوانینی برای جداسازی و محدود کردن حقوق شرکت کنندگان در شبکه. شبکه های محلی سرور اختصاصی دارای امنیت داده خوبی هستند، قادر به پشتیبانی از هزاران کاربر هستند، اما نیاز به تعمیر و نگهداری ماهرانه مداوم توسط مدیر سیستم دارند.

بسته به فناوری انتقال داده مورد استفاده، وجود دارد پخششبکه ها و شبکه های با انتقال از گره به گره. انتقال پخش عمدتاً در شبکه های کوچک و در شبکه های بزرگ - انتقال از گره به گره استفاده می شود.

در شبکه های پخش، همه گره های شبکه یک کانال ارتباطی واحد را به اشتراک می گذارند. پیام های ارسال شده توسط یک کامپیوتر که بسته نامیده می شود توسط سایر ماشین ها دریافت می شود. هر بسته حاوی آدرس گیرنده پیام است. اگر بسته به رایانه دیگری آدرس داده شود، نادیده گرفته می شود. بنابراین، پس از بررسی آدرس، گیرنده تنها بسته هایی را پردازش می کند که برای آن در نظر گرفته شده است.

شبکه های گره به گره از ماشین هایی تشکیل شده اند که به صورت جفت به هم متصل شده اند. در چنین شبکه ای یک بسته از یک سری ماشین های میانی عبور می کند تا به مقصد برسد. در این مورد، اغلب مسیرهای جایگزین از منبع تا گیرنده وجود دارد.

روشی که کامپیوترها در یک شبکه به یکدیگر متصل می شوند نامیده می شود توپولوژی. سه توپولوژی رایج وجود دارد که در شبکه های LAN استفاده می شود. اینها به اصطلاح هستند لاستیک, حلقهو ستاره ای شکلسازه های.

در مورد ساختار اتوبوس (خطی)، همه کامپیوترها با استفاده از یک کابل کواکسیال مشترک به صورت زنجیره ای به هم متصل می شوند. اگر حداقل یکی از بخش های شبکه با ساختار باس شکسته شود، کل شبکه به عنوان یک کل از کار افتاده می شود. واقعیت این است که پس از آن تنها کانال فیزیکی لازم برای حرکت سیگنال شکسته می شود.

ساختار حلقه عمدتاً در شبکه‌های Token Ring استفاده می‌شود و با گذرگاه تفاوت دارد زیرا همه رایانه‌ها به صورت جفت به یکدیگر متصل هستند و یک حلقه بسته را تشکیل می‌دهند. همچنین در صورت خرابی یکی از بخش های شبکه، کل شبکه از کار می افتد.

در یک شبکه ستاره ای، گره مرکزی که بقیه به آن متصل می شوند، می باشد متمرکز کننده(هاب - "هاب"). وظیفه اصلی آن برقراری ارتباط بین رایانه های موجود در شبکه است. این سازه ارجح است، زیرا در صورت خرابی یکی از ایستگاه های کاری یا کابل اتصال آن به هاب، سایر ایستگاه ها فعال می مانند.

هنگام ساخت شبکه های سلولی ( کاملا متصل) یک توپولوژی که در آن هر گره به تمام پیوندهای جداگانه دیگر متصل است. هزینه ایجاد کانال های اضافی با قابلیت اطمینان بالا جبران می شود - تقریباً همیشه چندین راه برای انتقال سیگنال از فرستنده به گیرنده وجود دارد، بنابراین وقتی یک کانال غیرفعال است، سیگنال ها می توانند از طریق کانال های دیگر منتقل شوند.

موارد زیر وجود دارد روش های سوئیچینگداده ها در شبکه های اطلاعاتی: سوئیچینگ مدار, سوئیچینگ بستهو تغییر پیام.

هنگام تعویض مدارها، ابتدا کل مسیر اتصال برقرار می شود - از فرستنده تا گیرنده. این مسیر شامل چندین بخش است که توسط سوئیچ ها و (یا) مالتی پلکسرها به هم متصل شده اند. تمام داده ها در طول مسیر تعیین شده منتقل می شوند. هنگامی که انتقال کامل شد، اتصال قطع می شود. یک مثال مکالمه تلفنی است: کانال در تمام مدت مکالمه مشغول است، حتی اگر مشترکین ساکت باشند. نرخ انتقال در چنین کانالی به ناحیه ای با کمترین پهنای باند محدود می شود.

در روش دوم، پیام‌ها به بسته‌هایی با طول ثابت تقسیم می‌شوند که می‌توانند از طریق مسیرهای مستقل از طریق شبکه تحویل داده شوند و بار یکنواخت در شبکه را تضمین کنند. در این حالت بسته هایی از پیام های مختلف می توانند از طریق یک کانال منتقل شوند. به عنوان مثال، بیایید یک قیاس را در نظر بگیریم: در ساعت شلوغی، گروهی از دانشجویان با وسایل نقلیه مختلف از خوابگاه به دانشگاه می‌رسند، هر کدام به روشی خاص.

سوئیچینگ پیام شبیه سوئیچینگ بسته است، اما در سطح بالاتر (در این مورد، گره های سوئیچینگ پیام را می توان هم توسط یک شبکه سوئیچ مدار و یک شبکه سوئیچ بسته بسته متصل کرد). تفاوت اصلی این است که اندازه بلوک داده نه با محدودیت های تکنولوژیکی، بلکه با محتوای اطلاعات موجود در پیام تعیین می شود. این می تواند یک سند متنی، یک ایمیل، یک فایل باشد. مثال - گروهی از گردشگران مسیر را دنبال می کنند، در هر نقطه ترکیب گروه بررسی می شود. این طرح پیام هایی را ارسال می کند که نیازی به پاسخ فوری ندارند، مانند پیام های ایمیل.

15.3 مدل شبکه OSI/ISO

بهره برداری از تجهیزات شبکه بدون استانداردهای مرتبط غیرممکن است. هماهنگ سازی استانداردها هم از طریق راه حل های فنی منسجم و هم از طریق گروه بندی استانداردها به دست می آید. هر شبکه خاص مجموعه ای از پروتکل های اصلی خود را دارد - "زبان" انتقال داده. پروتکل- قوانین رسمی برای تعامل چندین رایانه، که می تواند به عنوان مجموعه ای از رویه ها توصیف شود که توالی و قالب پیام های مبادله شده بین اجزای شبکه را که در یک سطح هستند، اما در گره های مختلف، تعیین می کنند.

سازمان بین المللی استاندارد ISO (سازمان بین المللی استاندارد) پیشنهاد شد مدلمعماری شبکه کامپیوتری OSI(ارتباط بین سیستم باز - ارتباط شبکه های باز). این مدل که اکثر کاربران سعی می کنند به آن پایبند باشند، عملکردهای ارتباطی در شبکه را به دو دسته تقسیم می کند هفت سطح. داده ها با انتقال آن بر روی رایانه فرستنده از سطح بالا به سطح پایین، سپس انتقال آن از طریق یک کانال ارتباطی و تبدیل آن بر روی رایانه گیرنده از سطح پایین به سطح بالا، مبادله می شود.

بالاترین سطح - سطح کاربردی(لایه کاربردی - کاربردی) رابط بین برنامه های کاربردی و فرآیندهای مدل OSI است.

لایه ارائه (لایه ارائه) فرمت تبادل داده را تعریف می کند، برای رمزگذاری، فشرده سازی و رمزگذاری داده ها خدمت می کند.

لایه نشست (Session Layer) وظایف هماهنگی ارتباط بین ایستگاه های کاری را انجام می دهد. لایه ایجاد یک جلسه ارتباطی، کنترل انتقال و دریافت بسته های پیام و تکمیل جلسه را فراهم می کند.

لایه انتقال پیام ها را زمانی که بیش از یک بسته در حال ارسال یا دریافت هستند، به بسته ها تقسیم یا مونتاژ می کند و همچنین ترتیب عبور اجزای پیام را کنترل می کند. علاوه بر این، در این سطح، لایه‌های شبکه از شبکه‌های مختلف ناسازگار از طریق دروازه‌ها مورد مذاکره قرار می‌گیرند. ضمانت تحویل بسته ها بدون خطا، در همان ترتیب، بدون از دست دادن و تکراری با تایید.

لایه شبکه ترجمه نام آدرس های منطقی به نام های فیزیکی را فراهم می کند. بر اساس شرایط خاص شبکه، اولویت سرویس، مسیریابی انجام می شود، یعنی انتخاب مسیر انتقال بسته داده در شبکه، و کنترل جریان داده در شبکه (بافر داده، کنترل خطا هنگام برقراری اتصال).

لایه پیوند داده (Data Link) قوانین استفاده از لایه فیزیکی توسط گره های شبکه را تعریف می کند. این سطح به دو سطح فرعی تقسیم می شود: کنترل دسترسی رسانه ها، مرتبط با دسترسی و مدیریت شبکه، و کنترل پیوند منطقی، مرتبط با انتقال و دریافت پیام های کاربر. در سطح Data Link است که داده ها در فریم هایی که بلوک هایی از داده حاوی اطلاعات کنترلی اضافی هستند، منتقل می شوند. تصحیح خطا به صورت خودکار با ارسال مجدد فریم انجام می شود. علاوه بر این، توالی صحیح فریم های ارسالی و دریافتی نیز در این سطح تضمین می شود.

پایین ترین- لایه فیزیکی(لایه فیزیکی) مشخصات فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی خطوط ارتباطی را تعریف می کند. در این سطح، داده هایی که از لایه پیوند می آیند به سیگنال هایی تبدیل می شوند که سپس از طریق خطوط ارتباطی منتقل می شوند. در شبکه های محلی این تبدیل با استفاده از آداپتورهای شبکه انجام می شود و در شبکه های جهانی از مودم برای این منظور استفاده می شود.

هر سطح در واقع فقط با سطوح همسایه (بالا و پایین)، تقریباً فقط با یک سطح مشابه در انتهای خط تعامل دارد. تعامل واقعی انتقال مستقیم اطلاعات است که در آن داده ها بدون تغییر باقی می مانند. تعامل مجازی - تعامل و انتقال داده با واسطه، و داده ها ممکن است در حین انتقال تغییر کنند.

ارتباط فیزیکی واقعاً فقط در پایین ترین سطح انجام می شود. ارتباطات افقی بین تمام سطوح دیگر مجازی هستند، آنها در واقع با انتقال و تبدیل اطلاعات ابتدا به پایین، متوالی به پایین ترین سطح، جایی که انتقال واقعی انجام می شود، و سپس در انتهای دیگر - انتقال معکوس به سمت بالا و متوالی به سمت بالا انجام می شود. سطح مربوطه

طبقه بندی LAN

شبکه های محلی را می توان بر اساس طبقه بندی کرد:

• سطح مدیریتی؛
• وقت ملاقات؛
• همگنی؛
• روابط اداری بین رایانه ها؛
• توپولوژی؛
• معماری.

سطوح مدیریت به شرح زیر است: LAN :

• شبکه‌های محلی Workgroup، که از چندین رایانه شخصی که سیستم عامل یکسانی را اجرا می‌کنند، تشکیل شده‌اند. در چنین LAN، به عنوان یک قاعده، چندین سرور اختصاصی وجود دارد: یک سرور فایل، یک سرور چاپ.
• شبکه LAN زیرمجموعه های ساختاری (بخش ها). این شبکه های محلی شامل چندین کامپیوتر و سرور مانند: سرور فایل، سرور چاپ، سرور پایگاه داده.
• شبکه LAN شرکت ها (شرکت ها). این شبکه های محلی می توانند شامل بیش از 100 کامپیوتر و سرور مانند سرور فایل، سرور چاپ، سرور پایگاه داده، سرور پست الکترونیکی و سرورهای دیگر باشند.

شبکه ها به دو دسته تقسیم می شوند :

• شبکه های کامپیوتر، برای کار حل و فصل در نظر گرفته شده است.
• اطلاعات و شبکه های محاسباتیکه هم برای انجام کار حل و فصل و هم برای تهیه منابع اطلاعاتی در نظر گرفته شده است.
• اطلاعاتی و مشاوره ایکه بر اساس پردازش داده ها، اطلاعاتی را برای حمایت از تصمیم گیری تولید می کنند.
• شبکه های اطلاعات و کنترلکه برای مدیریت اشیاء بر اساس پردازش اطلاعات طراحی شده اند.

انواع کامپیوترهای مورد استفاده عبارتند از:

• شبکه های همگن که شامل همان نوع کامپیوترها و نرم افزارهای سیستمی هستند.
• شبکه های ناهمگن که حاوی کامپیوترها و نرم افزارهای سیستمی ناهمگن هستند.

با توجه به روابط اداری بین رایانه ها، می توان موارد زیر را تشخیص داد:

• LANبا کنترل متمرکز (با سرور های اختصاصی);
• LAN بدون مدیریت متمرکز (غیرمتمرکز) یا شبکه های همتا به همتا (تک سطح).

در شبکه های محلی با مدیریت متمرکز، سرور تعامل بین ایستگاه های کاری را فراهم می کند، عملکردهای ذخیره سازی داده های عمومی را انجام می دهد، دسترسی به این داده ها را سازماندهی می کند و داده ها را به مشتری منتقل می کند. مشتری داده های دریافتی را پردازش کرده و نتایج پردازش را در اختیار کاربر قرار می دهد. لازم به ذکر است که پردازش داده ها بر روی سرور نیز قابل انجام است.

شبکه های محلی با مدیریت متمرکز، که در آنها سرور فقط برای ذخیره و صدور اطلاعات به مشتریان در صورت درخواست در نظر گرفته شده است، شبکه هایی با فایل سرور اختصاصی نامیده می شوند. سیستم هایی که در آنها اطلاعات بر روی سرور همراه با ذخیره سازی پردازش می شود، سیستم های "مشتری-سرور" نامیده می شوند.

لازم به ذکر است که در شبکه های محلی سرور، فقط منابع سرور مستقیماً در دسترس مشتری است. اما ایستگاه های کاری که بخشی از یک شبکه محلی تحت کنترل مرکزی هستند می توانند به طور همزمان یک شبکه محلی همتا به همتا را با تمام قابلیت هایش سازماندهی کنند.

نرم افزاری که عملکرد یک شبکه LAN مدیریت شده مرکزی را کنترل می کند از دو بخش تشکیل شده است:

• سیستم عامل شبکه نصب شده روی سرور؛
• نرم افزار در یک ایستگاه کاری، که مجموعه ای از برنامه های در حال اجرا تحت سیستم عامل است که بر روی یک ایستگاه کاری نصب شده است. در عین حال، سیستم عامل های مختلف را می توان بر روی ایستگاه های کاری مختلف در یک شبکه نصب کرد.

شبکه های محلی سلسله مراتبی بزرگ از یونیکس و لینوکس به عنوان سیستم عامل شبکه استفاده می کنند که قابل اعتمادتر هستند. برای شبکه های محلی با اندازه متوسط، محبوب ترین سیستم عامل شبکه ویندوز 2008 سرور است.

بسته به نحوه استفاده از سرور در شبکه های سلسله مراتبی، انواع سرورهای زیر متمایز می شوند:

• سرور فایل. در این حالت، فایل های به اشتراک گذاشته شده و/یا برنامه های مشترک روی سرور قرار می گیرند.
• سرور پایگاه داده. سرور میزبان پایگاه داده شبکه است.
• سرور چاپ. یک چاپگر با مولد کافی به رایانه متصل است که می توان اطلاعات را از چندین ایستگاه کاری به طور همزمان روی آن چاپ کرد.
• سرور ایمیل. سرور اطلاعات ارسال و دریافت شده را مانند یک شبکه محلی ذخیره می کند.

مزایای:

• سرعت پردازش داده بالاتر؛
• دارای یک سیستم قابل اعتماد حفاظت از اطلاعات و رازداری؛
• مدیریت راحت تر از شبکه های همتا به همتا.

ایرادات:

• شبکه به دلیل سرور اختصاصی گران تر است.
• نسبت به شبکه همتا به همتا انعطاف پذیری کمتری دارد.

تمام کامپیوترهای موجود در شبکه محلی توسط خطوط ارتباطی به هم متصل می شوند. آرایش هندسی خطوط ارتباطی نسبت به گره های شبکه و اتصال فیزیکی گره ها به شبکه را توپولوژی فیزیکی می گویند. بسته به توپولوژی، شبکه ها متمایز می شوند: ساختارهای اتوبوس، حلقه، ستاره، سلسله مراتبی و دلخواه.

تمایز بین توپولوژی فیزیکی و منطقی توپولوژی شبکه های منطقی و فیزیکی مستقل از یکدیگر هستند. توپولوژی فیزیکی هندسه شبکه است و توپولوژی منطقی جهت جریان داده ها بین گره های شبکه و روش های انتقال داده را تعیین می کند.

تمام تنظیمات موجود را می توان به دو کلاس اصلی تقسیم کرد: پخش و سریال.

در مورد پیکربندی شبکه پخش، سیگنال‌های ارسال شده توسط یک دستگاه اتصال رسانه فیزیکی توسط بقیه دریافت می‌شوند. در یک شبکه LAN پخش، تنها یک ایستگاه می تواند در هر زمان معین کار کند. همه ایستگاه های کاری می توانند به طور مستقیم با هر ایستگاه کاری در شبکه ارتباط برقرار کنند.

برای ایجاد پیکربندی پخش، لازم است از گیرنده ها و فرستنده های نسبتا قدرتمند استفاده شود. بنابراین، نیاز به محدود کردن طول بخش های کابل و تعداد اتصالات وجود دارد. در صورت تجاوز از محدودیت ها، از تقویت کننده آنالوگ یا تکرار کننده دیجیتال استفاده می شود. علاوه بر این، وسایل اتصال به محیط فیزیکی به گونه ای انتخاب می شوند که باعث تضعیف سیگنال قابل توجهی نشوند.

انواع اصلی توپولوژی های پخش "اتوبوس"، "درخت" و "ستاره" در نمودارها نشان داده شده است (شکل 3).

شکل 3 - انواع توپولوژی پخش:

الف) "لاستیک"؛ ب) "درخت"؛ ج) "ستاره"

در مورد پیکربندی سریال LAN، هر دستگاهی که به رسانه فیزیکی متصل می شود، اطلاعات را تنها به یک دستگاه منتقل می کند. این امر الزامات فرستنده و گیرنده را کاهش می دهد، زیرا همه ایستگاه ها به طور فعال در انتقال شرکت می کنند.

انواع اصلی توپولوژی های متوالی: "حلقه"، "زنجیره"، "دانه برف" و "شبکه" در نمودار نشان داده شده است (شکل 4).

شکل 4 - انواع توپولوژی های متوالی "حلقه"، "زنجیره"، "دانه برف" و "شبکه"

توپولوژی های فیزیکی زیر را در نظر بگیرید:

• "اتوبوس" فیزیکی (اتوبوس)؛
• فیزیکی "ستاره" (ستاره)؛
• فیزیکی "حلقه" (حلقه)؛

توپولوژی اتوبوس

• اتصال آسان یک کامپیوتر جدید؛
• امکان مدیریت متمرکز وجود دارد.
• این شبکه در برابر خرابی رایانه های شخصی و قطع اتصال رایانه های شخصی منفرد مقاوم است.

معایب توپولوژی شبکه ستاره »:

• خرابی هاب بر عملکرد کل شبکه تأثیر می گذارد.
• مصرف کابل بالا؛

توپولوژی "حلقه"

در شبکه ای با توپولوژی حلقه، همه گره ها توسط کانال های ارتباطی به یک حلقه جدا نشدنی (نه لزوما یک دایره) متصل می شوند که از طریق آن داده ها منتقل می شود. خروجی یک کامپیوتر به ورودی کامپیوتر دیگر متصل می شود. با شروع حرکت از یک نقطه، داده ها در نهایت به ابتدای خود می رسند. داده ها در یک حلقه همیشه در یک جهت حرکت می کنند.

ایستگاه کاری دریافت کننده فقط پیامی را که خطاب به آن است، شناسایی و دریافت می کند. شبکه ای با توپولوژی حلقه فیزیکی از دسترسی نشانه استفاده می کند که به ایستگاه این حق را می دهد که از حلقه به ترتیب خاصی استفاده کند. توپولوژی منطقی این شبکه یک حلقه منطقی است.

ایجاد و پیکربندی این شبکه بسیار آسان است. عیب اصلی شبکه های توپولوژی حلقه این است که آسیب به خط ارتباطی در یک مکان یا خرابی رایانه شخصی منجر به عدم کارکرد کل شبکه می شود.

به عنوان یک قاعده، در شکل خالص آن، توپولوژی " حلقه» به دلیل غیرقابل اطمینان بودن آن استفاده نمی شود، بنابراین، در عمل از تغییرات مختلفی در توپولوژی حلقه استفاده می شود.

به طور کلی، زیرساخت فناوری اطلاعات شرکت های مختلف را می توان با موارد زیر متمایز کرد:

• مقیاس;
• ترکیب اجزاء؛
• سطح تجهیزات و غیره

بر این اساس، انواع خاصی از زیرساخت‌های فناوری اطلاعات را می‌توان در قالب پیکربندی‌های اولیه نشان داد که در شکل‌های 5، 6 و 7 نشان داده شده‌اند.

شکل 5 - شبکه محلی کوچک.

شبکه محلی کوچک معمولاً از 1-3 سرور، سوئیچ شبکه، 5-30 ایستگاه کاری تشکیل شده است.

شکل 6 - شبکه محلی و شبکه تلفن با MiniATS.

شبکه محلی و شبکه تلفن با MiniATS. شامل تمام اجزای یک "شبکه محلی کوچک" با افزودن یک Mini-PBX داخلی برای تعویض تلفن در دفتر

شکل 7 - شبکه محلی و شبکه تلفن دیجیتال در چندین سایت.

شبکه محلی و شبکه تلفن دیجیتال در چندین سایت، متحد شده در یک شبکه خصوصی مجازی. شبکه محلی سازمان برای تلفن IP استفاده می شود. امکان تلفیق شبکه های تلفن دیجیتال واحدهای سازمانی از طریق اینترنت با استفاده از شبکه های خصوصی مجازی وجود دارد.

سطح آموزش متخصصانی که به زیرساخت فناوری اطلاعات شرکت ها خدمت می کنند باید بسیار بالا باشد و مستلزم مسئولیت کاری است که عملکرد و امنیت شبکه های کامپیوتری شرکت ها به آن بستگی دارد.