صفحه اصلی » الکترونیک » شبکه-Network Technologies

الکترونیک

شبکه-Network Technologies

نقطه کنترل

2015-08-05

30 مشاهده

هدف سایت نقطه کنترل آشنایی و بالا بردن سطح آموزش شبکه  شما عزیزان میباشد.اولین و پایه ای ترین قدم در جهت پیشرفت هر کشور بهرمندی از آموزش و پرورش در تمام سطوح است. دنیای کامپیوتر ازآن حالت پیشین کامل بیرون آمده زمانی استفاده از Dos,Windows و برنامهای ساده مثل Office خیلی هیجان انگیز بود اما در این دوره دانستن آنها کاملا عادی است و باید تلاش کرد دنیای آینده را حدس زد و برای آن برنامه ریزی کرد
زمانی که دوره هارا میگذراندم با توجه به در اختیار نداشتن کتابهای فارسی, در دنیای شبکه دنبال منبع فارسی میگشتم اما متاسفانه منبع کاملی البته بدون پرداخت پول نتوانستم پیدا کنم. امیدوارم توانسته باشم گامی هر چند کوچک در حل این مشکل برداشته باشم

بدون شک جهان امروز جهان تحولات و پیشرفتهای علمی در زمینه فن آوری اطلاعات میباشد.این تحولات موجب بازنگری در زمینه های آموزشی شده است با توجه به این عوامل تلاش برای پیدایش شیوه های نوین آموزشی نیز ضروری می باشد شیوه های قدیمی آموزش به دلیل وابستگی به عواملی مثل حضور فیزیکی در کلاس , هزینه زیاد آموزش , حضور بموقع در کلاس ,تعداد دانشجو و عواملی از این قبیل بطور یقین فرصتهای آموزشی را کاهش میدهد اما در عصر فن آوری اطلاعات با توجه به در اختیار داشتن شبکه جهانی میتوان استفاده مطلوبتری را از زمان و مکان برد و به راحتی میتوان از تجارب دیگران آگاه شد و به رشد و توسعه دست یافت
با توجه به حجیم بودن مطالب این دورهها بدون شک نمیتوان بطور کامل و جامع به شرح و توضیح مطالب پرداخت اما سعی را براین داشته ام که مطالب اصلی را بطور کلیدی و مفید توضیح بدهم انتظار دارم بازدیدکنندگان محترم از این پایگاه مطالب مورد نیاز را کسب نمایند.بدبهی است هیچ کاری بدون ایراد و اشکال نیست بنابراین خواهشمندم با راهنمائی ها ,پیشنهادات و انتقادات سازنده , من را در ادامه راه همراهی کنید

Network Technologies

در تدوین این بخش آموزشی کوشش شده مطالب تا حد ممکن ساده، کوتاه و کاربردی بیان شود. در تدوین فصول این بخش آموزشی از سرفصلهای آزمون Network+ استفاده شده است. در بخش اول انواع شبکه و مفاهیم ابتدائی آنها بیان شده است. در بخش دوم می توانید با سخت افزارهای شبکه بیشتر آشنا شوید. نظر به اهمیت کابل کشی در فصل سوم کابل کشی به صورت تصویری آموزش داده شده است

بخش اول
مفاهیم، تعاریف و کلیات شبکه های کامپیوتری

۱- انواع شبکه

به طور مرسوم شبکه­ها را براساس وسعت و توپولوژی دسته بندی می کنند.

۱-۱) انواع شبکه از جنبه وسعت

۱- شبکه محلی یا Local Area Network, LAN

۲- شبکه گسترده یا Wide Area Network, WAN

شبکه محلی نوعی از شبکه است که از لحاظ محیط ، محدود میباشد. برای نمونه سایت آموزشی یک دانشگاه یک نمونه از شبکه محلی است. شبکه اترنت یا Ethernet یک نمونه آشنا از شبکه محلی است که در ادامه نصب و برپائی آن تشریح خواهد شد.
در شبکه گسترده، کامپیوترهای موجود در این نوع شبکه محدود به منطقه خاصی نیستند. شبکه­های بانکی که در کل کشور پراکنده اند یا اینترنت نمونه­های آشنائی از شبکه گسترده می باشند.

۱-۲) انواع شبکه از جنبه توپولوژی

1. شبکه خطی یا Bus
2. شبکه ستاره­ای یا Star
3. شبکه حلقه­ای یا Ring
4. شبکه سرند یا Mesh

شبکه-Network Technologies

شکل ۱: توپولوژی مرسوم شبکه محلی

۱-۲-۱) توپولوژی باس یا Bus Topology

در این نوع از اتصال فیزیکی شبکه از کابلهای هم محور یا Coaxial استفاده میشود. کابلهای coaxial (همان سیم آنتن تلویزیون) که در شبکه باس بکار میرود دو نوع کلی دارد : Thin و Thick که نوع دوم دیگر استفاده نمیشود. برای اتصال این کابل به کارت شبکه از کانکتور های BNC و T connector استفاده میشود حداکثر طول کابل در شبکه Thin net برابر ۱۸۵ متر و در شبکه Thick net برابر ۵۰۰ متر است. در صورتی که طول کابل بیشتر از مقدار تعریف شده باشد، به علت مقاومت موجود در کابل، جریان ایجاد شده در آن رفته رفته ضعیف شده به گونه ای که کامپیوتر مقصد قادر به تشخیص جریان نخواهد بود که به این پدیده Attenuation میگویند. در این شبکه وقتی کامپیوتری شروع به ارسال Data میکند، جریان وارد کابل شده و در هر دو جهت پیش میرود تا به انتهای کابل برسد در این فاصله جریان به تمام کامپیوترها میرسد ولی تنها کامپیوتر مقصد از آن استفاده میکند. وقتی جریان به انتهای کابل برسد برگشت پیدا میکند (Bouncing) و با جریان داخل سیم تداخل پیدا میکند(collision رخ میدهد). برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی در انتهای کابل از Terminator استفاده میکنیم که در واقع مقاومتی است که در Thin net معادل ۵۰ اهم و در Thick net برابر ۷۵ اهم میباشد. حد اکثر تعداد کامپیوترها در شبکه Bus برابر ۳۰ عدد میباشد. مشکل اصلی این پیکربندی این است که اگر یک مشکل کوچک در یکی از کانکتورها، ترمیناتور یا کابل شبکه وجود بیاید کل شبکه بهم میریزد شبکه (done) میشود.

۱-۲-۲)شبکه ستاره­ای یا Star

در این نوع topology از یک وسیله مرکزی برای کابل کشی استفاده میشود که هاب یا تمرکز دهنده (concentrator) نامیده میشود در یک شبکه star هر یک از کامپیوترها توسط یک کابل مجزا به هاب وصل می شوند .اغلب LAN های ایترنتی امروزی از این topology استفاده می کنند. اولین مزیت star topology این است که به دلیل اینکه هر کامپیوتر با کابل جداگانه ای با هاب متصل میشود، اول اینکه تحمل خطا در چنین شبکه های بالاتر است و دیگر این که اگر یک کابل یا کانکتور دچار مشکل شود فقط ان سیستمی که با ان کابل یا کانکتور دچار مشکل بوده تحد تاثیر قرار میگیرد و دیگر اسیبی به کل شبکه نمیرساند ، بر خلاف bus. عیب این Topology در نیاز به سخت افزار اظافی یعنی هاب میباشد و اگر هاب دچار مشکل شود کل شبکه done میشود که البته چنین مشکلی به ندرت پیش می آید.

۱-۲-۳) شبکه حلقه­ای یا Ring

در این نوع پیکربندی هر کامپیوتر منطقاً به کامپیوترهمسایه خود متصل است مانند شبکه­های bus اما با این تفاوت که در این نوع شبکه بجای اینکه دو انتهای کابل شبکه بسته باشد به همدیگر متصل میشوند و یک حلقه را تشکیل میدهند به اینصورت که سیگنالی که از یک کامپیوتر تولید شده است بعد از گذر از تمام کامپیوترها دوبره به کامپیوتر تولید کننده بر می گردد و خودش ان را از شبکه حذف می کند. البته این پیکربندی حلقه یک ساختار منطقی است نه فیزیکی، به عبارت ساده تر حلقه در سیم کشی شبکه وجود دارد نه کابل کشی آن.

۱-۲-۴) شبکه سرند یا Mesh

در این نوع شبکه تمامی کامپیوترها با یکدیگر رابطه مستقیم دارند. توضیح بیشتر در مورد این شبکه­ها از حوصله این جزوه آموزشی خارج است.

۲) تجهیزات سخت افزاری شبکه

۱- کارت شبکه
۲- هاب یا سوئیچ (Hub or Switch)
۳- کابل یا محیط انتقال

برای مطالعه بیشتر به سخت افزارهای شبکه رجوع کنید.

۲-۱) انواع کارت شبکه

برخی مهمترین مارکهای کارت شبکه عبارتند از: Compex – 3Com – Dlink – Acton – Acorp – Compack
کارتهای شبکه از نظر سرعت ۱۰و ۱۰۰ یا ۱۰۰۰ مگابایت بر ثانیه(mg/s) هستند. اکنون همه مادربوردها دارای کارت شبکهonboard  هستند و نیازی به خریداری کارت شبکه نیست.

۲-۲) هاب و سوئیچ

هاب گذرگاهی است که پایانه­ها و سوکت­های هر کامپیوتر عضو شبکه به آن وارد می­شود و زمانی استفاده می­شود که بیش از دو کامپیوتر را شبکه کنیم. سوئیچ نیز یک نوع هاب پیشرفته است.

۲-۳) انواع کابل شبکه

1. کابل کواکسیال یا Coaxial
2. کابل های زوجی یا هشت سیمی
3. فیبر نوری

لازم به توضیح است در یک شبکه وایرلس رسانه انتقال هوا است و امواج در هوا پراکنده می شوند.

بخش دوم

معرفی سخت افزارهای شبکه

مقدمه

در اولین بخش به بررسی سخت افزار شبکه خواهیم پرداخت . این مباحث معمولآ در دوره network plus مورد بحث قرار می گیرد. این مقاله برای آشنا شدن افراد مبتدی و تازه کار با سخت افزار شبکه LAN مفید است.

تجهیزات سخت افزاری شبکه بسیار متنوع هستند. با این وجود به هنگام پیکربندی سخت افزاری شبکه های محلی اترنت و شبکه های بدون سیم در عمل با تعداد محدودی سخت افزار سرو کار خاهید داشت. این تجهیزات عبارتند از: کارت شبکه، هاب یا سوئیچ، کابلهای شبکه، روتر و اکسس پوینت. در این بخش توضیحات در مورد این سخت افزارهای ارائه شده است.

کارت شبکه

کارت شبکه، یکی از مهمترین عناصر سخت افزاری در زمان پیاده سازی یک شبکه کامپیوتری است. هر کامپیوتر موجود در شبکه، نیازمند استفاده از یک کارت شبکه است. کارت شبکه، ارتباط بین کامپیوتر و محیط انتقال ( نظیر کابل ها ی مسی و یا فیبر نوری ) را فراهم می نماید. اکثر مادربردهای جدیدی که از آنان در کامپیوترهای شخصی استفاده می گردد ، دارای کارت شبکه onboard می باشند.

	شبکه-Network Technologies
کارت شبکه با پورت RJ-45	کارت شبکه PCMCIA بیسیم	کارت شبکه بی سیم

به کارت شبکه ، کارت اینترفیس شبکه و یا NIC مخفف Network Interface Cards نیز گفته می شود . وظیفه اصلی کارت شبکه ، اتصال فیزیکی یک کامپیوتر به شبکه است تا امکان مبادله اطلاعات برای وی فراهم گردد . هر کارت شبکه دارای یک آدرس فیزیکی (MAC) است. آدرس فوق یک عدد شش بایتی بوده که سه بایت اول آن مشخص کننده سازنده کارت شبکه و سه بایت دوم، شماره سریال کارت شبکه است.

کارت شبکه می بایست با نوع محیط انتقال مطابقت و به نوعی با آن سازگار باشد . اترنت ، Token ring و Arcnet نمونه هائی از استانداردهای مختلف شبکه می باشند . شکل زیر یک نمونه کارت شبکه را نشان می دهد .

کابل شبکه

از کابل های شبکه تحت عنوان محیط انتقال نیز یاد می شود. اما به خاطر داشته باشید ممحیط انتقال فقط کابل نیست. امواج مختلف مانند امواج رادیوئی، microwave و infrared نیز محیط انتقال محسوب می شوند.

در شبکه های اترنت پیشرفته ، از کابل های بهم تابیده موسوم به twisted pair با هشت رشته سیم استفاده می شود  که با یک نظم خاص سازماندهی می گردند . از یک کانکتور RJ-45 در دو سر کابل استفاده می گردد . کانکتور RJ-45 نظیر کانکتورهای استفاده شده در خطوط تلفن است با این تفاوت که اندازه آن بزرگتر می باشد . در خطوط تلفن از کانکتورهای RJ-11 استفاده می شود . شکل زیر یک کابل اترنت به همراه یک کانکتور RJ-45 را نشان می دهد. ادامه مطلب…

شبکه-Network Technologies

کابل اترنت به همراه یک کانکتور RJ-45

هاب و سوئیچ
با استفاده از کابل کراس نمی توان شبکه ای با بیش از دو دستگاه کامپیوتر را ایجاد نمود . هاب یک قطعه سخت افزاری است که در شبکه های محلی استفاده می شود و هر یک از کامپیوترهای عضو شبکه با اتصال به هاب با سرور شبکه ارتباط برقرار می کنند. استفاده از هاب در متن مباحث شبکه ستاره ای قرار دارد که قبلا توضیح داده شد.

بیشتر هابهای مورد استفاده در شبکه های محلی یک جعبه به همراه تعدادی پورت RJ-45 هستند. هر کامپیوتر موجود در شبکه از طریق یک کابل اترنت به هاب متصل می شود . شکل زیر یک نمونه هاب را نشان می دهد . سوئیچ نوعی هاب پیشرفته است که اکنون جای هابهای قدیمی را گرفته است.

یک نمونه هاب

وظیفه اصلی هاب ارائه یک نقطه مرکزی برای اتصال تمامی کامپیوترهای موجود در شبکه است. هر کامپیوتر موجود در شبکه به هاب متصل می گردد . در صورت نیاز می توان چندین هاب را به یکدیگر متصل تا بتوان کامپیوترهای بیشتری را به شبکه متصل نمود .

در صورت اتصال بیش از دو دستگاه کامپیوتر به هاب ، چگونه و بر اساس چه مکانیزمی داده به مقصد مورد نظر خواهد  رسید . رمز این کار در کارت شبکه است . هر کارت شبکه اترنت در کارخانه تولید کننده برنامه نویسی شده و  یک آدرس MAC ( برگرفته از Media Access Control   ) منحصربفرد در آن نوشته می گردد. زمانی که یک کامپیوتر موجود در یک شبکه اترنت که شامل چندین دستگاه متصل به هاب است ، اقدام به ارسال داده می نماید ، داده برای هر یک از کامپیوترها ارسال خواهد شد. کامپیوترهای دریافت کننده پس از دریافت داده ، آدرس مقصد آن را با آدرس MAC خود مقایسه می نمایند و در صورت مطابقت دو آدرس ( آدرس ارسالی موجود در بسته اطلاعاتی با آدرس کامپیوتر دریافت کننده ) ،‌ مقصد داده مشخص خواهد شد و در صورتی که دو آدرس اشاره شده با یکدیگر مطابقت ننمایند ، کامپیوتر دریافت کننده از داده صرفنظر خواهد کرد .
همانگونه که اشاره گردید ، در مواردی که کامپیوترهای موجود در یک شبکه از طریق هاب به یکدیگر متصل می گردند ، هر بسته اطلاعاتی برای هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه ارسال خواهد شد . یکی از نکات قابل تامل در این سناریو ، ارسال فرازمانی داده توسط هر کامپیوتر است ( در هر زمان دلخواه امکان ارسال داده وجود خواهد داشت ). این وضعیت مشابه طرح سوال همزمان از طرف دو دانشجو در یک کلاس درس است که قصد استفاده از یک منبع مشترک ( معلم ) را دارند . وضعیتی اینچنین بدفعات در شبکه اتفاق می افتد .
زمانی که یک کامپیوتر قصد ارسال داده را داشته باشد ، در ابتدا بررسی می نماید که سایر کامپیوترها چنین قصدی را نداشته باشند و در صورت آزاد بودن محیط انتقال ، اقدام به ارسال داده مورد نظر می نماید . در صورتی که کامپیوتری دیگر سعی در مبادله اطلاعات و در زمان مشابه را داشته باشد ، بسته های اطلاعاتی حاوی داده در طول شبکه با یکدیگر برخورد و از بین خواهند رفت . به همین علت است که به این نوع شبکه ها یک collision domain نیز گفته می شود . در صورت بروز تصادم ، دو کامپیوتر مجبور خواهند بود که پس از یک مدت زمان کاملا” تصادفی ، مجددا” تلاش نمایند تا داده خراب شده را ارسال نمایند .
به موازات افزایش کامپیوترهای موجود در یک collision domain ، احتمال بروز تصادم نیز افزایش خواهد یافت . وضعیت فوق کارآئی شبکه را به شدت کاهش خواهد داد . به همین علت است که سوئیچ در شبکه مطرح و جایگزین هاب گردید .
شکل زیر یک نمونه سوئیچ را نشان می دهد.

یک نمونه سوئیچ

عملکرد سوئیچ ، همانند هاب است و تمامی کارهای مشابه یک هاب را انجام می دهد با این تفاوت که زمانی که یک کامپیوتر نیازمند مبادله داده با کامپیوتر دیگر باشد ، سوئیچ از مجموعه ای مدارات منطقی داخلی به منظور ایحاد یک مسیر منطقی و اختصاصی بین دو کامپیوتر استفاده می نماید . این بدان معنی است  که دو کامپیوتر بدون نگرانی در خصوص بروز یک تصادم می توانند با یکدیگر داده مبادله نمایند .
استفاده از سوئیچ بطرز کاملا” محسوسی افرایش کارآئی شبکه را به دنبال خواهد شد و باعث حذف تصادم در یک شبکه می گردد . ویژگی فوق تنها مزیت سوئیچ محسوب نمی گردد و علاوه بر آن می تواند مسیرهای مبادله داده موازی را ایجاد نمایند . به عنوان نمونه زمانی که کامپیوتر A با کامپیوتر B ارتباط برقرار می نماید ، دلیلی ندارد که کامپیوتر C نتواند با کامپیوتر D داده مبادله نماید . در یک collision domain این نوع مبادله داده موازی امکان پذیر نمی باشد .

روتر یا مسیریاب
از روتر جهت اتصال شبکه ها به یکدیگر استفاده می شود. بویژه برای ارتباط اینترنت در یک شبکه محلی از روتر استفاده می شود. کار روتر مسیر یابی برای بسته های اطلاعاتی در شبکه است. روتر کوتاه ترین مسیر را برای رساندن اطلاعات به مقصد انتخاب می کند. یک روتر هم چنین می تواند دو شبکه مجزا که هر کدام node هایی برای خودشان دارند به هم وصل کند.
به عبارت دیگر برای انتقال و مسیر یابی اطلاعات در شبکه از دستگاهی مسیر یاب به نام روتر استفاده می گردد. برای مثال روی شبکه اینترنت امکان ارسال اطلاعات از مسیرهای زیادی وجود دارد و انتخاب بهینه ترین مسیر به عهده روتر است. وظیفه اصلی روتر آن است که دو زیر شبکه را به هم متصل کند که لزوما از نظر فیزیکی مستقیما به هم متصل نیستند. معمولا از اصطلاح سوییچ لایه نیز برای روتر استفاده می کنند اما سوییچ کردن اصطلاح غیر فنی و بازاری است. روتر با هاب تفاوت دارد. هرچند که هاب ها بین دوشبکه مختلف قرار می گیرند اما مسیریابی صورت نمی دهند و تنها بسته ها را از یک شبکه به شبکه دیگر می فرستند.

شبکه-Network Technologies

روتر های سخت افزاری

براساس مدل مرجع OSI روترها دستگاههای لایه سوم می باشند. مسیریاب ها شبکه هایی که دارای یک رنج آدرس شبکه (IP Address) نیستند را به هم متصل می کنند. مانند ارتباط کامپیوترهای یک شبکه به سرورهای اینترنت.
هر روتر حداقل دارای یک پورت LAN جهت اتصال به شبکه محلی و یک پورت WAN جهت اتصال به شبکه دور دست می باشد. مسیریابها بهترین مسیر را برای فرستادن بسته ها به مقصد انتخاب می کند و چک می کند تا ببیند آیا بسته ها به مقصد رسیده اند یا نه. بر اساس مقصد داده ها، بسته ها از یک مسیر یاب دیگر از طریق بهترین راه فرستاده می شوند. این موضوع باعث می شود تا به عنوان یک وسیله ی قدرتمند در شبکه های پیچیده مثل اینترنت استفاده شود، در واقع می توان اینترنت را به عنوان شبکه ای از مسیر یاب ها توصیف کرد. انواع مسیر یاب ها با جداول و پروتکل های مختلفی کار می کنند اما حداقل این که هر مسیر یاب در اینترنت باید با پروتکل TCP/IP کار کند.

یک نمونه روتر

روتر های نرم افزاری

روترهای نرم افزاری دارای عملکردی مشابه با روترهای سخت افزاری بوده و مسئولیت اصلی آنان نیز ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است. یک روتر نرم افزاری می تواند یک سرویس دهنده NT، یک سرویس دهنده نت ور و یا یک سرویس دهنده لینوکس باشد. تمامی سیستم های عامل شبکه ای مطرح ،دارای قابلیت های روتینگ از قبل تعبیه شده می باشند.

در اکثر موارد از روترها به عنوان فایروال و یا gateway اینترنت، استفاده می گردد. در این خصوص لازم است به یکی از مهمترین تفاوت های موجود بین روترهای نرم افزاری و سخت افزاری ، اشاره گردد: در اکثر موارد نمی توان یک روتر نرم افزاری را جایگزین یک روتر سخت افزاری نمود، چرا که روترهای سخت افزاری دارای سخت افزار لازم و از قبل تعبیه شده ای می باشند که به آنان امکان اتصال به یک لینک خاص WAN ( از نوع Frame Relay ، ISDN و یا ATM ) را خواهد داد. یک روتر نرم افزاری ( نظیر سرویس دهنده ویندوز ) دارای تعدادی کارت شبکه است که هر یک از آنان به یک شبکه LAN متصل شده و سایر اتصالات به شبکه های WAN از طریق روترهای سخت افزاری ، انجام خواهد شد.

پرینت سرور

این دستگاه جهت به اشتراک گذاشتن پرینترهایی که دارای پورت و کارت شبکه نمی باشند استفاده می شود. این دستگاه، یک وسیله کوچک است که به عنوان یک Node به شبکه متصل می شود (یعنی آدرس IP می گیرد) و چاپگر و یا چاپگرها به آن وصل می شود.

Access Point
نقطه دسترسی یا AP به عنوان یک پل ارتباطی بین شبکه های کابلی و دستگاههای بدون کابل عمل می نماید . با استفاده از سخت افزار فوق ، امکان ارتباط چندین دستگاه به منظور دستیابی به شبکه فراهم می گردد .access point می تواند دارای عملکردی مشابه یک روتر نیز باشد . در چنین مواردی انتقال اطلاعات در محدوده وسیعتری انجام شده و داده از یک access point به access point دیگر ارسال می گردد.

یک نمونه اکسس پوینت

دقت کنید مواردی مانند داکت، سوکت، محفظه های فلزی و از این دست نیز بعضاً به عنوان سخت افزارهای کامپیوتری معرفی می شوند که به زعم نویسنده صحیح نیست.

بخش سوم

کابلهای شبکه و آموزش کابل کشی

مقدمه

امروزه استفاده از شبکه های بدون کابل در ابعاد وسیعی گسترش یافته است ولی هنوز بیشتر سازمان ها و موسسات از سیستم های شبکه مبتنی بر کابل، استفاده می نمایند. با وجود تنوع زیاد در کابلها و روشهای کابل کشی در اینجا ساده ترین و موثرترین راهکارها برای کابل کشی یک شبکه به صورت علمی و عملی بیان می شود.

انواع کابل شبکه

1. کابل های هم محور یا Coaxial
2. کابل های زوجی یا هشت سیمی
3. فیبر نوری

کابلهای کواکسیال

این کابلها همان کابل آنتن تلویزیون خانگی هستند و در شبکه باس استفاده می شوند. کابلهای کواکسیال که در شبکه باس بکار میرود به دو نوع کلی Thin و Thick  تقسیم می­شود که نوع دوم دیگر استفاده نمی شود.برای اتصال این کابل به کارت شبکه از کانکتور های BNC و T connector استفاده میشود.

کابل زوجی یا هشت سیمی

این کابل ها مرسوم ترین کابل در ایجاد شبکه های کامپیوتری مانند اترنت هستند. این نوع کابل در هفت دسته بندی یا category که به اختصار cat نیز گفته می شود وجود دارند. کابل های زوجی ممکن است بدون محافظ باشند و به آنها UTP گویند. کابلهای دارای شیلد یا STP نیز در مکانهائی مانند اسانسور یا کنار کابل های فشارقوی برق که نویز وجود دارد استفاده می شود.

کانکتور استاندارد برای کابل های UTP ، از نوع RJ-45 می باشد. این کانکتور شباهت زیادی به کانکتورهای تلفن (RJ-11) دارد. واژه RJ نیز مخفف Registered Jack است.

کانکتور استاندارد برای کابل های کواکسیال، از نوع BNC یا Bayone Neill Concelman می باشد.

کابل های UTP: Unshielded Twisted Pair

کابل UTP یکی از متداولترین کابل های استفاده شده در شبکه های مخابراتی و کامپیوتری است . از کابل های فوق ، علاوه بر شبکه های کامپیوتری در سیستم های تلفن نیز استفاده می گردد ( CAT1 ). شش نوع کابل UTP  متفاوت وجود داشته که می توان با توجه به نوع شبکه و اهداف مورد نظر از آنان استفاده نمود . کابل CAT5 ، متداولترین نوع کابل UTP محسوب می گردد.
با توجه به مشخصه های کابل های UTP ، امکان استفاده ، نصب و  توسعه سریع و آسان آنان ، فراهم می آورد . جدول زیر انواع کابل های UTP را نشان می دهد:

توضیحات :

• تقسیم بندی هر یک از گروه های فوق بر اساس نوع کابل مسی و  Jack انجام شده است .

• از کابل های  CAT1 ، به دلیل عدم حمایت ترافیک مناسب،  در شبکه های کامپیوتری استفاده نمی گردد .

• از کابل های گروه   CAT2, CAT3, CAT4, CAT5  و CAT6 در شبکه ها استفاده می گردد .کابل های فوق ،  قادر به حمایت از ترافیک تلفن و شبکه های کامپیوتری می باشند .

•  از کابل های CAT2 در شبکه های Token Ring استفاده شده و سرعتی بالغ بر ۴ مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند .

• برای شبکه هائی با سرعت بالا ( یکصد مگا بیت در ثانیه )  از کابل های CAT5 و برای سرعت ده مگابیت در ثانیه از کابل های CAT3 استفاده می گردد.

•  در کابل های CAT3 ,CAT4 و CAT5 از چهار زوج کابل مسی استفاده شده است . CAT5  نسبت به CAT3  دارای تعداد بیشتری پیچش در هر اینچ می باشد . بنابراین این نوع از کابل ها سرعت و مسافت بیشتر ی را حمایت می نمایند .

• از کابل های CAT3 و CAT4 در شبکه هایToken Ring استفاده می گردد .

• حداکثر مسافت در  کابل های  CAT3 ، یکصد متر است .

• حداکثر مسافت در کابل های  CAT4 ، دویست متر است .

• کابل CAT6 با هدف استفاده در شبکه های اترنت گیگابیت طراحی شده است . در این رابطه استانداردهائی نیز وجود دارد که امکان انتقال اطلاعات گیگابیت بر روی کابل های CAT5 را فراهم می نماید( CAT5e ) .کابل های CAT6 مشابه کابل های CAT5 بوده ولی بین ۴ زوج کابل آنان از یک جداکننده فیزیکی به منظور کاهش پارازیت های الکترومغناطیسی استفاده شده و سرعتی بالغ بر یکهزار مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند.

کابل های کراس CAT5 UTP که از آنان با نام X-over نیز نام برده می شود ، یکی از متداولترین کابل های استفاده شده پس از کابل های Straight می باشند . با استفاده از کابل های فوق ، می توان دو کامپیوتر  را بدون نیاز به یک هاب و یا سوئیچ به یکدیگر متصل نمود. با توجه به این که هاب عملیات X-over را به صورت داخلی انجام می دهد ، در زمانی که یک کامپیوتر را به یک هاب متصل می نمائیم ، صرفا” به یک کابل Straight نیاز می باشد . در صورتی که قصد اتصال دو کامپیوتر به یکدیگر را بدون استفاده از یک هاب داشته باشیم ، می بایست عملیات X-over را به صورت دستی انجام داد و کابل مختص آن را ایجاد نمود.

چرا به کابل های X-over نیاز داریم ؟

در زمان مبادله داده بین دو دستگاه ( مثلا” کامپیوتر ) ، یکی از آنان  به عنوان دریافت کننده و دیگری به عنوان فرستنده ایفای وظیفه می نماید . تمامی عملیات ارسال داده از طریق کابل های شبکه انجام می شود .یک کابل شبکه از چندین رشته سیم دیگر تشکیل می گردد. از برخی رشته  سیم ها به منظور ارسال داده و از برخی دیگر به منظور دریافت داده استفاده می شود. برای ایجاد یک کابل X-over  از رویکرد فوق استفاده شده و  TX ( ارسال ) یک سمت به RX (دریافت ) سمت دیگر، متصل می گردد . شکل زیر نحوه انجام این عملیات را نشان می دهد :

کابل CAT5 X-over

به منظور ایجاد کابل های کراس CAT5 صرفا” از یک روش استفاده می گردد. همانگونه که قبلا” اشاره گردید ، یک کابل X-over  پین TX یک سمت را به پین RX سمت دیگر متصل می نماید( و برعکس) . شکل زیر شماره پین های یک کابل CAT5 معمولی X-over را نشان می دهد .

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد در کابل های X-over  صرفا” از پین های شماره یک ، دو ، سه و شش استفاده می گردد . پین های یک و دو بمنزله یک زوج بوده و پین های سه و شش زوج دیگر را تشکیل می دهند . از پین های چهار ، پنج ، هفت و هشت استفاده نمی گردد . ( صرفا” از چهار پین برای ایجاد یک کابل X-over ، استفاده می گردد ) .

موارد استفاده از کابل های X-over 

از کابل های X-over صرفا” به منظور اتصال دو کامپیوتر استفاده نمی شود  و می توان از آنان در دستگاه های متفاوتی نظیر سوئیچ  و یا هاب نیز استفاده نمود . در صورتی که  قصد داشته باشیم دو هاب را به یکدیگر متصل نمائیم ، معمولا” از  پورت uplink استفاده می گردد. پورت فوق ، بخش های tx و rx را کراس نمی نماید. شکل زیر نحوه اتصال دو هاب به یکدیگر با استفاده از یک کابل Straight و از طریق پورت Uplink را نشان می دهد :

با توجه به وجود پورت uplink ، نیازی به استفاده از  یک کابل x-over نخواهد بود .  در صورتی که امکان استفاده از پورت uplink وجود نداشته باشد و بخواهیم دو هاب را با استفاده از پورت های معمولی به یکدیگر متصل نمائیم ، می توان  از یک کابل X-over استفاده نمود . شکل زیر نحوه اتصال دو هاب به یکدیگر با استفاده از یک کابل X-over را و بدون استفاده از پورت Uplink نشان می دهد :

شکل زیر تفاوت موجود بین شماره پین های یک کابل Straight و X-over را نشان می دهد :

کابل کشی شبکه : ایجاد کابل Straight

کابل کشی شبکه یکی از مراحل مهم در زمان پیاده سازی یک شبکه کامپیوتری است که می بایست با دقت،ظرافت خاص و پایبندی به اصول کابل کشی ساختیافته ، انجام شود. برای ایجاد کابل های UTP از تجهیزات زیر استفاده می گردد :

یکی از عوامل تاثیر گذار در پشتیبانی و نگهداری یک شبکه ، نحوه کابل کشی آن است . با رعایت اصول کابل کشی ساختیافته ، در صورت بروز اشکال در شبکه ، تشخیص و اشکال زدائی آن با سرعتی مناسبی انجام خواهد شد .

مراحل ایجاد یک کابل :  بدون هیچگونه توضیح اضافه !

مدل های متفاوت کابل کشی کابل های UTP

به منظور کابل کشی کابل های UTP از دو استاندارد  متفاوت  T-568A و T-568B استفاده می گردد . نحوه عملکرد دو مدل فوق یکسان بوده و تنها تفاوت موجود به رنگ زوج هائی است که به یکدیگر متصل می شوند.در کابل های UTP از کانکتورهای استاندارد و چهار زوج سیم بهم تابیده استفاده می گردد :

• زوج اول : آبی و سفید/ آبی

• زوج دوم : نارنجی و سفید /نارنجی
• زوج سوم : سبز و سفید/ سبز
• زوج چهارم : قهوه ای و سفید / قهوه ای

در شبکه های ۱۰۰/۱۰ Mbit از زوج های دو و سه استفاده شده و  زوج های یک و چهار رزو شده می باشند . در شبکه های گیگااترنت از تمامی چهار زوج استفاده می گردد. کابل های CAT5 متداولترین نوع کابل UTP بوده که دارای انعطاف مناسب بوده و نصب آنان بسادگی انجام می شود .

ایجاد یک کابل UTP به منظور اتصال کامپیوتر به هاب ( معروف به کابل های Straight )

اترنت عموما” با استفاده از هشت کابل هادی به همراه هشت پین ماژولار plugs/jacks  ، داده را حمل می کند . کانکتور استاندارد،  RJ-45 نامیده شده و مشابه کانکتور استاندارد  RJ-11 است که در تلفن استفاده می گردد. یک رشته کابل CAT5 شامل چهار زوج سیم بهم تابیده است که هر زوج دارای دو رشته سیم با رنگ هائی خاص است . (یک رشته رنگی و یک رشته سفید با نواری به رنگ رشته زوج مربوط  ) . به منظور تسهیل در امر نگهداری ، می بایست به اندازه ضروری سیم های بهم تابیده را از حالت پیچش خارج نمود ( مثلا” حدود یک سانتیمتر ) . زوج های در نظر گرفته شده برای اترنت ده و یکصد مگابیت به رنگ نارنجی و سبز می باشند . از دو زوج دیگر ( رنگ قهوه ای و آبی ) می توان به منظور یک خط اترنت دوم و یا اتصالات تلفن استفاده نمود .
به منظور کابل کشی کابل های UTP از دو استاندارد متفاوت با نام   T-568B ( یا EIA ) و T-568A ( یا AT&T ، ۲۵۸A ) ، استفاده می گردد . تنها تفاوت موجود بین آنان ترتیب اتصالات است .

شماره پین های استاندارد T568B

همانگونه که در جدول زیر مشاهده می گردد ، شماره پین های فرد همواره سفید بوده که با یک نوار رنگی پوشش داده می شوند .

شماره پین های استاندارد  T568A

در استاندارد  T568A ، اتصالات سبز و نارنجی برعکس شده است ، بنابراین زوج های یک و دو بر روی چهار پین وسط قرار می گیرند (سازگاری با  اتصالات  telco voice )  .

موارد استفاده

متداولترین کاربرد یک کابل straight ، اتصال  بین  یک کامپیوتر و هاب /سوئیچ است . در چنین مواردی ، کامپیوتر مستقیما” به هاب و یا سوئیچ متصل شده که به صورت اتوماتیک و با استفاده از مداراتی خاص،   کابل  cross over می گردد .

شکل فوق یک اتصال استاندارد straight در کابل های CAT5 را نشان می دهد که از آن به منظور اتصال یک PC به هاب استفاده می گردد . ممکن است با مشاهده شکل فوق انتظار داشته باشید که  TX یک طرف به TX طرف دیگر متصل گردد( عملا” این اتفاق نیافتاده است ) . زمانی که یک PC به  هاب متصل می گردد ، هاب به صورت اتوماتیک و با استفاده از مدارات داخلی خود کابل را  X-over  نموده  و بدین ترتیب ، پین شماره یک از کامپیوتر ( TX ) به پین شمار یک هاب ( RX ) متصل می گردد .
در صورتی که هاب عملیات x-over را انجام ندهد ( در زمان استفاده از پورت Uplink  ) ، پین شماره یک  کامپیوتر ( TX) به پین شماره یک هاب ( TX ) متصل می گردد . بنابراین مهم نیست که چه نوع عملیاتی را  با پورت HUB انجام می دهیم  (  Uplink و یا نرمال ) ،  سیگنال های نسبت داده شده به  هشت پین  سمت PC ، همواره یکسان باقی مانده و  هاب با توجه به نوع استفاده از پورت ( نرمال و یا Uplink) عملیات لازم را انجام خواهد داد .

بخش چهارم

پیاده سازی و پشتیبانی شبکه اترنت

مقدمه

شبکه های اترنت شکل مرسوم شبکه های مورد استفاده در سایتهای دانشگاهی، ادارات و کافی نت ها است. پیاده سازی و پیکربندی این شبکه ها در زیر ارائه شده است. آرش حبیبی

تاریخچه

اترنت در سال ۱۹۷۰ توسط شرکت زیراکس و در مرکز تحقیقات Palo Alto در کالیفرنیا پیاده سازی گردید . در سال ۱۹۷۹ شرکت های DEC و اینتل با پیوستن به زیراکس،  سیستم اترنت را برای استفاده عموم ، استاندارد نمودند . اولین مشخصه استاندارد در سال ۱۹۸۰ توسط سه شرکت فوق و با نام Ethernet Blue Book ارائه گردید . ( استاندارد DIX ) .
اترنت یک سیستم ده مگابیت در ثانیه است ( ده میلیون صفر و یا یک در ثانیه)  که از یک کابل کواکسیال بزرگ  به عنوان ستون فقرات و  کابل های کواکسیال کوتاه  در فواصل ۵ / ۲ متر به منظور ایستگاههای کاری استفاده می نماید . کابل کواکسیالی که به عنوان ستون فقرات استفاده می گردد ، Thick Ethernet و یا ۱۰Basee5 نامیده می شود که در آن  ۱۰ به سرعت انتقال اطلاعات در شبکه اشاره داشته ( ۱۰ مگابیت در ثانیه ) و واژه Base نشاندهنده سیستم Base band است . در سیستم فوق ، از تمامی پهنای باند به منظور انتقال اطلاعات استفاده می گردد . در Broad band   به منظور استفاده همزمان ، پهنای باند به کانال های متعددی تقسیم می گردد . عدد ۵ نیز شکل خلاصه شده ای برای نشان دادن حداکثر طول کابلی است که می توان استفاده نمود ( در این مورد خاص ۵۰۰ متر ) .
موسسه IEEE در سال ۱۹۸۳ نسخه رسمی استاندارد اترنت را با نام IEEE 802.3  و در سال ۱۹۸۵ ، نسخه شماره دو را با نام IEEE 802.3a ارائه نمود . این نسخه با نام Thin Ethernet  و یا ۱۰Base2  معروف گردید. ( حداکثر طول کابل ۱۸۵ متر می باشد و عدد ۲ نشاندهنده این موضوع است که طول کابل می تواند تا مرز ۲۰۰ متر نیز برسد )
از سال ۱۹۸۳ تاکنون ، استانداردهای متفاوتی ارائه شده است که یکی از اهداف مهم آنان ، تامین پهنای باند مناسب به منظور انتقال اطلاعات است . ما امروزه شاهد رسیدن به مرز گیگابیت در شبکه های کامپیوتری می باشیم .

پیکربندی شبکه اترنت

پیکربندی شبکه اترنت در دو مرحله ارائه می شود. پیکربندی سخت افزاری و پیکربندی نرم افزاری.

پیکربندی سخت افزاری

تجهیزات مورد نیاز در این مرحله عبارتند از: هاب یا سوئیچ، کابل Cat5 به مقدار مورد نیاز، سوکت و آچار شبکه. در گذشته نیاز به تهیه کارت شبکه نیز بود که امروزه دیگر به صورت Onboard روی شبکه ها موجود است.

اگر بیش از دو کامپیوتر را شبکه می­کنید ابتدا سیم­های زوجی را لخت کنید. هشت رشته سیم رنگی را به صورت دوبه­دو زوج کنید و با آچار سوکت بزنید. برای اینکار هیچ گونه قانونی جهت رنگهای زوج شده سیمها وجود ندارد. تنها هر گونه ترتیب رنگی را که در یک سوکت اعمال کردید در کل شبکه استفاده کنید. به این الگو، کابل کشی Patch گویند. مراحل سوکت زنی در شکل زیر ترسیم شده است.

بعد از این مرحله یک سر کابل Patch را به پورت شبکه کامپیوتر و سر دیگر را وارد هاب کنید. اگر عملیات سخت افزاری درست انجام شده باشد یک هاب سبز می­شود.

در اتصال دو کامپیوتر رعایت رنگ بندی با یک الگوی خاص الزامی است و به آن روش کابل Cross گویند.

پیکربندی نرم افزاری

در این مقاله مبانی لازم جهت پیکربندی نرم افزاری براساس سیستم عامل ویندوز XP ارائه شده است. انجتم عملیات پیکربندی نرم افزاری در ویندوز ویستا و نسخه ۷ نیز بسیار مشابه است.

در این مرحه هر کامپیوتر باید یک نام منحصر به فرد و یک آدرس IP منحصر به فرد داشته باشد. بعلاوه همه کامپیوترها باید عضو گروه واحدی باشند.