کیفیت شبکه با ویژگی های زیر مشخص می شود: عملکرد، قابلیت اطمینان، سازگاری، مدیریت پذیری، امنیت، توسعه پذیری و مقیاس پذیری.

دو رویکرد اصلی برای تضمین کیفیت شبکه وجود دارد. اولین مورد این است که شبکه مطابقت کاربر با مقدار عددی مشخصی از شاخص کیفیت خدمات را تضمین می کند. برای مثال، شبکه‌های رله فریم و ATM می‌توانند سطح معینی از پهنای باند را برای کاربر تضمین کنند. در رویکرد دوم (بهترین تلاش) شبکه تلاش می کند تا به بهترین نحو ممکن به کاربر سرویس دهد، اما هیچ تضمینی ندارد.

ویژگی های اصلی عملکرد شبکه عبارتند از: زمان پاسخ، که به عنوان زمان بین وقوع یک درخواست برای یک سرویس شبکه و دریافت پاسخ به آن تعریف می شود. پهنای باند، که مقدار داده های ارسال شده توسط شبکه را در واحد زمان منعکس می کند، و تاخیر انتقال، که برابر است با فاصله زمانی بین لحظه ای که یک بسته به ورودی دستگاه شبکه می رسد و لحظه ای که در خروجی ظاهر می شود. این دستگاه.

ویژگی‌های مختلفی برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه‌ها استفاده می‌شود، از جمله: نسبت دسترس‌پذیری، که به معنای کسری از زمانی است که در طی آن می‌توان از سیستم استفاده کرد. امنیت، یعنی توانایی سیستم برای محافظت از داده ها از دسترسی غیرمجاز؛ تحمل خطا - توانایی یک سیستم برای عملکرد در شرایط خرابی برخی از عناصر آن.

توسعه پذیریبه معنای امکان افزودن نسبتا آسان عناصر شبکه منفرد (کاربران، رایانه ها، برنامه ها، خدمات)، افزایش طول بخش های شبکه و جایگزینی تجهیزات موجود با تجهیزات قوی تر است.

مقیاس پذیریبه این معنی که شبکه به شما امکان می دهد تعداد گره ها و طول پیوندها را در یک محدوده بسیار گسترده افزایش دهید، در حالی که عملکرد شبکه کاهش نمی یابد.

شفافیت - خاصیت شبکه برای پنهان کردن جزئیات دستگاه داخلی خود از کاربر و در نتیجه کار او در شبکه را ساده می کند.

قابلیت مدیریت شبکهبه معنای توانایی نظارت متمرکز بر وضعیت عناصر اصلی شبکه، شناسایی و حل مشکلاتی است که در طول عملیات شبکه ایجاد می شود، انجام تجزیه و تحلیل عملکرد و برنامه ریزی توسعه شبکه.

سازگاریبه این معنی که شبکه می تواند شامل طیف گسترده ای از نرم افزارها و سخت افزارها باشد.

توپولوژی- پیکربندی اتصالات فیزیکی بین گره های شبکه. ویژگی های شبکه به نوع توپولوژی نصب شده بستگی دارد. به طور خاص، انتخاب یک توپولوژی خاص بر:

ترکیب تجهیزات شبکه مورد نیاز؛

قابلیت های تجهیزات شبکه؛

امکان گسترش شبکه؛

روش مدیریت شبکه

اصطلاح "توپولوژی CS" می تواند به معنای توپولوژی فیزیکی (پیکربندی پیوندهای فیزیکی) یا توپولوژی منطقی - مسیرهای انتقال سیگنال بین گره های شبکه باشد. توپولوژی فیزیکی و منطقی COP می تواند یکسان یا متفاوت باشد. شبکه های محلی حول سه توپولوژی اصلی ساخته شده اند که به نام های زیر شناخته می شوند:

· اتوبوس مشترک (اتوبوس)؛

ستاره

توپولوژی شبکه های کامپیوتری

یکی از مهم ترین تفاوت های بین انواع مختلف شبکه ها توپولوژی آنهاست.

زیر توپولوژی معمولاً موقعیت نسبی گره های شبکه را نسبت به یکدیگر درک می کنند. گره های شبکه در این مورد شامل رایانه ها، هاب ها، سوئیچ ها، روترها، نقاط دسترسی و غیره می شوند.

توپولوژی پیکربندی پیوندهای فیزیکی بین گره ها در یک شبکه است. ویژگی های شبکه به نوع توپولوژی نصب شده بستگی دارد. به طور خاص، انتخاب یک توپولوژی خاص بر:

• در مورد ترکیب تجهیزات شبکه مورد نیاز؛
• در مورد قابلیت های تجهیزات شبکه؛
• در مورد امکان گسترش شبکه؛
• در راه مدیریت شبکه

انواع اصلی توپولوژی زیر وجود دارد: سپر، حلقه، ستاره، توپولوژی مش و شبکه بقیه ترکیبی از توپولوژی های پایه هستند و مخلوط یا ترکیبی نامیده می شوند.

لاستیک... شبکه های توپولوژی اتوبوس از یک کانال مونو خطی (کابل کواکسیال) برای انتقال داده استفاده می کنند که در انتهای آن دوشاخه های ویژه - ترمیناتور (ترمیناتور) نصب شده است. آنها به ترتیب لازم هستند

برنج. 6.1.

برای خاموش کردن سیگنال پس از عبور از اتوبوس. معایب توپولوژی اتوبوس شامل موارد زیر است:

• داده های منتقل شده از طریق کابل برای همه رایانه های متصل در دسترس است.
• در صورت خرابی اتوبوس، کل شبکه از کار می افتد.

حلقه- این یک توپولوژی است که در آن هر رایانه توسط خطوط ارتباطی با دو خط دیگر متصل می شود: از یکی اطلاعات را دریافت می کند و به دیگری انتقال می دهد و متضمن مکانیسم انتقال داده زیر است: داده ها به طور متوالی از یک رایانه به رایانه دیگر منتقل می شوند تا زمانی که به آنها برسند. کامپیوتر گیرنده معایب توپولوژی حلقه مانند توپولوژی باس است:

• در دسترس بودن عمومی داده ها؛
• ناپایداری برای آسیب به سیستم کابل.

ستاره- این تنها توپولوژی شبکه با یک مرکز اختصاصی صریح، به نام هاب شبکه یا "هاب" است که همه مشترکین دیگر به آن متصل هستند. عملکرد شبکه به وضعیت آن هاب بستگی دارد. در توپولوژی ستاره ای، هیچ ارتباط مستقیمی بین دو کامپیوتر در شبکه وجود ندارد. این امکان حل مشکل در دسترس بودن داده های عمومی را فراهم می کند و همچنین مقاومت در برابر آسیب به سیستم کابل کشی را افزایش می دهد.

برنج. 6.2.

برنج. 6.3. توپولوژی ستاره

توپولوژی یک شبکه کامپیوتری است که در آن هر ایستگاه کاری در یک شبکه به چندین ایستگاه کاری در همان شبکه متصل است. با تحمل خطا بالا، پیچیدگی پیکربندی و مصرف بیش از حد کابل مشخص می شود. هر رایانه راه های ممکن زیادی برای اتصال به رایانه های دیگر دارد. کابل شکسته ارتباط بین دو کامپیوتر را از دست نمی دهد.

برنج. 6.4.

مشبکتوپولوژی است که در آن گره ها یک شبکه چند بعدی منظم را تشکیل می دهند. علاوه بر این، هر لبه شبکه موازی با محور خود است و دو گره مجاور را در امتداد این محور به هم متصل می کند. شبکه یک بعدی زنجیره ای است که دو گره خارجی (که فقط یک همسایه دارد) را از طریق تعداد معینی از گره های داخلی (که دو همسایه - چپ و راست دارند) به هم متصل می کند. هنگامی که هر دو گره خارجی متصل می شوند، یک توپولوژی حلقه به دست می آید. شبکه های دو بعدی و سه بعدی در معماری ابررایانه ها استفاده می شوند.

شبکه های مبتنی بر FDDI از توپولوژی حلقه دوگانه استفاده می کنند، بنابراین به قابلیت اطمینان و عملکرد بالایی دست می یابند. یک شبکه چند بعدی که به صورت چرخه ای در بیش از یک بعد متصل می شود "توروس" نامیده می شود.

(شکل 6.5) - توپولوژی غالب در شبکه های بزرگ با اتصالات دلخواه بین رایانه ها. در چنین شبکه‌هایی، تکه‌های جداگانه متصل شده را می‌توان تشخیص داد ( زیر شبکه ها ), یک توپولوژی معمولی دارند، بنابراین آنها را شبکه های توپولوژی مختلط می نامند.

برای اتصال تعداد زیادی گره شبکه، تقویت کننده های شبکه و (یا) سوئیچ ها استفاده می شود. همچنین از متمرکز کننده های فعال استفاده می شود - سوئیچ ها که به طور همزمان دارای عملکرد تقویت کننده هستند. در عمل از دو نوع هاب فعال استفاده می شود که اتصال 8 یا 16 خط را فراهم می کند.

برنج. 6.5.

نوع دیگری از دستگاه سوئیچینگ، هاب غیرفعال است که به شما امکان می دهد شبکه را برای سه ایستگاه کاری منشعب کنید. تعداد کم گره های قابل اتصال به این معنی است که هاب غیرفعال به تقویت کننده نیاز ندارد. چنین متمرکز کننده هایی در مواردی استفاده می شود که فاصله تا ایستگاه کاری از چند ده متر تجاوز نمی کند.

در مقایسه با اتوبوس یا حلقه، توپولوژی مختلط قابل اعتمادتر است. خرابی یکی از اجزای شبکه در بیشتر موارد بر عملکرد کلی شبکه تاثیری ندارد.

توپولوژی های شبکه های محلی که در بالا در نظر گرفته شد، پایه هستند، یعنی پایه. شبکه های محاسباتی واقعی بر اساس وظایفی که یک شبکه محلی معین برای حل آنها طراحی شده است و بر اساس ساختار جریان اطلاعات آن ساخته می شوند. بنابراین، در عمل، توپولوژی شبکه های کامپیوتری ترکیبی از انواع سنتی توپولوژی ها است.

ویژگی های اصلی شبکه های کامپیوتری مدرن

کیفیت شبکه با ویژگی های زیر مشخص می شود: عملکرد، قابلیت اطمینان، سازگاری، مدیریت پذیری، امنیت، توسعه پذیری و مقیاس پذیری.

به ویژگی های اصلی بهره وری شبکه ها عبارتند از:

• زمان پاسخ - مشخصه، که به عنوان زمان بین وقوع یک درخواست برای یک سرویس شبکه و دریافت پاسخ به آن تعریف می شود.
• توان عملیاتی - مشخصه ای که میزان داده های ارسال شده توسط شبکه در واحد زمان را منعکس می کند.
• تاخیر انتقال - فاصله زمانی بین لحظه ای که یک بسته به ورودی هر دستگاه شبکه می رسد و لحظه ای که در خروجی این دستگاه ظاهر می شود.

برای ارزیابی های قابلیت اطمینان شبکه ها از ویژگی های مختلفی استفاده می کنند، از جمله:

• فاکتور در دسترس بودن، نشان دهنده کسری از زمانی است که در طی آن می توان از سیستم استفاده کرد.
• ایمنی، آن ها توانایی سیستم برای محافظت از داده ها از دسترسی غیرمجاز؛
• تحمل خطا - توانایی سیستم برای عملکرد در شرایط خرابی برخی از عناصر آن.

توسعه پذیری به معنای امکان افزودن نسبتا آسان عناصر شبکه منفرد (کاربران، رایانه ها، برنامه ها، خدمات)، افزایش طول بخش های شبکه و جایگزینی تجهیزات موجود با تجهیزات قوی تر است.

مقیاس پذیری به این معنی که شبکه به شما امکان می دهد تعداد گره ها و طول پیوندها را در یک محدوده بسیار گسترده افزایش دهید، در حالی که عملکرد شبکه کاهش نمی یابد.

شفافیت - ویژگی شبکه برای پنهان کردن جزئیات دستگاه داخلی خود از کاربر و در نتیجه کار او در شبکه را ساده می کند.

قابلیت کنترل شبکه به معنای توانایی نظارت متمرکز بر وضعیت عناصر اصلی شبکه، شناسایی و حل مشکلاتی است که در طول عملیات شبکه ایجاد می شود، انجام تجزیه و تحلیل عملکرد و برنامه ریزی توسعه شبکه.

سازگاری به این معنی که شبکه می تواند شامل طیف گسترده ای از نرم افزارها و سخت افزارها باشد.

ارسال کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

کار دوره

با موضوع: "شبکه های کامپیوتری"

معرفی

1. شبکه های کامپیوتری

2. شبکه های محلی

2.1 تعریف شبکه محلی

2.2 اصل معماری شبکه های ساختمانی

2.3 توپولوژی شبکه محلی

3. شبکه های جهانی

3.1 ویژگی های شبکه جهانی

3.2 ساختار WAN

3.3 انواع شبکه های جهانی

3.4 مثالی از WAN - اینترنت

کتابشناسی - فهرست کتب

معرفی

بیایید سعی کنیم جهان سی و پنج تا چهل سال پیش را تصور کنیم. جهانی بدون شبکه های کامپیوتری عمومی دنیایی که در آن هر کامپیوتری باید ذخیره اطلاعات و چاپگر مخصوص به خود را داشته باشد. دنیایی بدون ایمیل و سیستم های پیام رسانی فوری (مثلا ICQ). اکنون به اندازه کافی عجیب به نظر می رسد، اما قبل از ظهور شبکه های کامپیوتری، همه چیز به همین شکل بود.

رایانه‌ها بخش مهمی از دنیای امروز هستند و شبکه‌های رایانه‌ای زندگی ما را بسیار آسان‌تر می‌کنند و سرعت کار را افزایش می‌دهند و تفریح ​​را جذاب‌تر می‌کنند.

تقریباً بلافاصله پس از ظهور رایانه ها، سؤال ایجاد تعامل رایانه ها با یکدیگر به منظور پردازش کارآمدتر اطلاعات، استفاده از منابع نرم افزاری و سخت افزاری مطرح شد. اولین شبکه ها نیز ظاهر شدند که در آن زمان فقط کامپیوترهای بزرگ را در مراکز بزرگ کامپیوتری متحد می کردند. با این حال، "رونق شبکه" واقعی پس از ظهور رایانه های شخصی آغاز شد، که به سرعت در دسترس طیف گسترده ای از کاربران قرار گرفت - ابتدا در محل کار، و سپس در خانه. کامپیوترها شروع به ترکیب شدن در شبکه های محلی کردند و شبکه های محلی به یکدیگر متصل شدند و به شبکه های منطقه ای و جهانی متصل شدند. در نتیجه، طی پانزده تا بیست سال گذشته، صدها میلیون رایانه در جهان به شبکه متصل شده اند و بیش از یک میلیارد کاربر توانسته اند با یکدیگر تعامل داشته باشند.

توپولوژی کامپیوتر شبکه محلی

1 . شبکه های کامپیوتر

هنگامی که دو یا چند کامپیوتر به صورت فیزیکی به هم متصل می شوند، شبکه های کامپیوتری تشکیل می شوند.

شبکه کامپیوتری - یک سیستم ارتباطی از رایانه ها و / یا تجهیزات رایانه ای (سرورها، روترها و سایر تجهیزات). برای انتقال اطلاعات، به عنوان یک قاعده، می توان از پدیده های مختلف فیزیکی استفاده کرد - انواع مختلف سیگنال های الکتریکی، سیگنال های نور یا تابش الکترومغناطیسی.

هدف همه انواع شبکه های کامپیوتری با دو عملکرد مشخص می شود:

1) اطمینان از عملکرد مشترک رایانه ها و سایر دستگاه های مشترک (چاپگر، اسکنر و غیره)؛

2) اطمینان از دسترسی و اشتراک گذاری سخت افزار، نرم افزار و منابع اطلاعاتی شبکه (فضای دیسک، پایگاه های داده جمعی و غیره).

شبکه های کامپیوتری در موارد زیر توزیع می شوند:

الف) محاسبات؛

ب) اطلاعاتی؛

ج) ترکیبی (اطلاعات و محاسبات).

شبکه های محاسباتی عمدتاً برای حل وظایف کاربران با تبادل داده بین مشترکین آنها در نظر گرفته شده است. شبکه های اطلاعاتی عمدتاً بر ارائه خدمات اطلاعاتی به کاربران متمرکز هستند. شبکه های مختلط عملکرد دو مورد اول را با هم ترکیب می کنند.

2. شبکه های محلی

2.1 تعریف شبکه محلی

راه‌ها و روش‌های زیادی برای تبادل اطلاعات اخیراً پیشنهاد شده است: از ساده‌ترین انتقال فایل‌ها با استفاده از فلاپی دیسک به شبکه رایانه‌ای در سراسر جهان، اینترنت، که قادر است همه رایانه‌های جهان را متحد کند. در این سلسله مراتب چه جایگاهی به شبکه های محلی داده شده است؟

اغلب، اصطلاح "شبکه های محلی" یا "شبکه های منطقه محلی" (LAN، شبکه محلی) به معنای واقعی کلمه درک می شود، یعنی اینها شبکه هایی هستند که از نظر اندازه کوچک و محلی هستند و کامپیوترهایی با فاصله نزدیک را به هم متصل می کنند. با این حال، کافی است به ویژگی های برخی از شبکه های محلی مدرن نگاهی بیندازیم تا متوجه شویم که چنین تعریفی دقیق نیست. به عنوان مثال، برخی از شبکه های محلی به راحتی می توانند در فاصله چند ده کیلومتری ارتباط برقرار کنند. اینها در حال حاضر ابعاد نه یک اتاق، نه یک ساختمان، نه ساختمان های نزدیک، بلکه شاید حتی یک شهر کامل هستند.

این تعریف نادرست و کاملاً رایج از شبکه محلی به عنوان یک شبکه کوچک است که تعداد کمی از رایانه ها را متحد می کند. در واقع، به عنوان یک قاعده، یک شبکه محلی از دو تا چند ده کامپیوتر متصل می شود. اما توانایی های محدود کننده شبکه های محلی مدرن بسیار بالاتر است: حداکثر تعداد مشترکین می تواند به هزار نفر برسد.

احتمالاً دقیق‌ترین راه این است که آن را به عنوان یک شبکه محلی تعریف کنیم، چنین شبکه‌ای که به کاربران اجازه می‌دهد اتصال را نادیده بگیرند. همچنین می توان گفت که شبکه محلی باید ارتباطات شفاف را ارائه دهد. در واقع، رایانه‌های متصل به یک شبکه محلی در یک رایانه مجازی ترکیب می‌شوند که منابع آن می‌تواند در دسترس همه کاربران باشد و این دسترسی کمتر از منابعی که مستقیماً در هر رایانه وجود دارد راحت نیست. راحتی در این مورد به معنای سرعت بالای دسترسی واقعی، سرعت تبادل اطلاعات بین برنامه ها است که تقریباً برای کاربر نامرئی است. با این تعریف، مشخص می‌شود که نه شبکه‌های WAN کند و نه ارتباط آهسته از طریق پورت‌های سریال یا موازی به عنوان یک شبکه محلی واجد شرایط نیستند.

از این تعریف، نتیجه می شود که سرعت انتقال از طریق یک شبکه محلی باید با افزایش سرعت رایج ترین رایانه ها افزایش یابد.

بنابراین، تفاوت اصلی بین یک شبکه محلی با هر شبکه دیگری سرعت بالای انتقال اطلاعات از طریق شبکه است. اما این همه چیز نیست، عوامل دیگر نیز کم اهمیت نیستند.

به ویژه، سطح پایین خطاهای انتقال ناشی از عوامل داخلی و خارجی اساسا ضروری است. در واقع، حتی اطلاعات بسیار سریع منتقل شده، که توسط خطاها تحریف شده است، به سادگی معنا ندارد، باید دوباره منتقل شود. بنابراین، شبکه های محلی لزوماً از خطوط ارتباطی با کیفیت بالا و به خوبی محافظت شده استفاده می کنند.

ویژگی شبکه مانند توانایی کار با بارهای سنگین، یعنی با نرخ ارز بالا، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از این گذشته، اگر مکانیسم کنترل تبادل مورد استفاده در شبکه بسیار مؤثر نباشد، کامپیوترها می توانند مدت زیادی منتظر بمانند تا نوبت خود برای انتقال ارسال شود. و حتی اگر این انتقال با بالاترین سرعت و بدون خطا انجام شود، برای یک کاربر شبکه چنین تاخیری در دسترسی به تمام منابع شبکه غیرقابل قبول است. برایش مهم نیست که چرا باید صبر کند.

تنها در صورتی می توان تضمین کرد که مکانیسم کنترل مبادله با موفقیت کار می کند که از قبل مشخص شده باشد که چه تعداد رایانه (یا همانطور که می گویند مشترکین، گره ها) می توانند به شبکه متصل شوند. در غیر این صورت، همیشه می توانید تعداد زیادی مشترک را روشن کنید که هر مکانیزم کنترلی به دلیل اضافه بار متوقف شود. در نهایت، یک شبکه را فقط می توان یک سیستم انتقال داده نامید که به شما امکان می دهد تا چندین کامپیوتر را با هم ترکیب کنید، اما نه دو را، مانند ارتباط از طریق پورت های استاندارد.

بنابراین، ویژگی های متمایز یک شبکه محلی را می توان به صورت زیر فرموله کرد:

1) سرعت بالای انتقال اطلاعات، پهنای باند بالای شبکه.

2) خطاهای انتقال کم (کانال های ارتباطی با کیفیت بالا).

3) یک مکانیسم موثر و پرسرعت برای مدیریت تبادل از طریق شبکه.

4) تعداد کامپیوترهای متصل به شبکه از قبل به وضوح محدود است.

با این تعریف، واضح است که شبکه های جهانی با شبکه های محلی تفاوت دارند، در درجه اول به این دلیل که برای تعداد نامحدودی از مشترکین طراحی شده اند. علاوه بر این، آنها از کانال های ارتباطی با کیفیت پایین و سرعت انتقال نسبتا پایین استفاده می کنند (یا ممکن است استفاده کنند). و مکانیسم کنترل تبادل در آنها را نمی توان تضمین کرد که سریع باشد. در شبکه‌های جهانی، کیفیت ارتباطات مهم‌تر نیست، بلکه حقیقت وجود آن است.

اغلب، کلاس دیگری از شبکه های کامپیوتری متمایز می شود - شبکه های شهری، منطقه ای (MAN، شبکه متروپولیتن) که معمولاً از نظر ویژگی های خود به شبکه های جهانی نزدیک تر هستند، اگرچه گاهی اوقات آنها هنوز برخی از ویژگی های شبکه های محلی را دارند، به عنوان مثال، با کیفیت بالا. کانال های ارتباطی و سرعت انتقال نسبتا بالا. در اصل یک شبکه شهری با تمام مزیت هایش می تواند محلی باشد.

درست است، اکنون دیگر نمی توان مرز مشخصی بین شبکه های محلی و جهانی ترسیم کرد. اکثر شبکه های محلی به شبکه جهانی دسترسی دارند. اما ماهیت اطلاعات ارسال شده، اصول سازماندهی تبادل، شیوه های دسترسی به منابع در شبکه محلی، به عنوان یک قاعده، بسیار متفاوت از موارد پذیرفته شده در شبکه جهانی است. و اگرچه تمام رایانه های شبکه محلی در این مورد نیز در شبکه جهانی گنجانده شده اند، این ویژگی های شبکه محلی را تغییر نمی دهد. توانایی دسترسی به شبکه جهانی تنها یکی از منابع مشترک کاربران شبکه محلی است.

طیف گسترده ای از اطلاعات دیجیتال را می توان از طریق یک شبکه محلی منتقل کرد: داده ها، تصاویر، مکالمات تلفنی، ایمیل ها و غیره. به هر حال، این وظیفه انتقال تصاویر، به ویژه تصاویر پویا تمام رنگی است که بیشترین تقاضا را برای عملکرد شبکه ایجاد می کند. اغلب از شبکه های محلی برای به اشتراک گذاری (به اشتراک گذاری) منابعی مانند فضای دیسک، چاپگرها و دسترسی به شبکه جهانی استفاده می شود، اما این تنها بخش کوچکی از قابلیت هایی است که شبکه های محلی ارائه می دهند. به عنوان مثال، آنها اجازه تبادل اطلاعات بین رایانه های مختلف را می دهند. مشترکین کامل شبکه (گره ها) می توانند نه تنها رایانه ها، بلکه دستگاه های دیگر مانند چاپگرها، پلاترها، اسکنرها نیز باشند. شبکه های محلی همچنین امکان سازماندهی سیستمی از محاسبات موازی را در تمام رایانه های موجود در شبکه فراهم می کنند که حل مسائل پیچیده ریاضی را تا حد زیادی سرعت می بخشد. با کمک آنها، همانطور که قبلا ذکر شد، می توان عملکرد یک سیستم تکنولوژیکی یا مرکز تحقیقاتی را از چندین کامپیوتر به طور همزمان کنترل کرد.

2 .2 اصل معماری شبکه

اصل معماری ساخت شبکه ها (به استثنای شبکه های همتا به همتا که در آنها رایانه ها از نظر حقوق برابر هستند) «مشتری-سرور» نامیده می شود.

در یک شبکه همتا به همتا، همه کامپیوترها برابر هستند. هر یک از آنها می توانند به عنوان یک سرور عمل کنند، یعنی فایل ها و منابع سخت افزاری (درایو، چاپگر و غیره) را در اختیار رایانه های دیگر قرار دهند و به عنوان یک کلاینت از منابع رایانه های دیگر استفاده کنند. به عنوان مثال، اگر یک چاپگر روی رایانه شما نصب شده باشد، با کمک آن همه کاربران شبکه دیگر می توانند اسناد خود را چاپ کنند و شما نیز به نوبه خود می توانید با اینترنت کار کنید، اتصال به آن انجام می شود. از طریق کامپیوتر همسایه

مهمترین مفاهیم نظریه شبکه های «مشتری-سرور» عبارتند از: «مشترک»، «سرور»، «مشتری».

مشترک (گره، میزبان، ایستگاه) دستگاهی است که به شبکه متصل است و فعالانه در تبادل اطلاعات شرکت می کند. اغلب، مشترک (گره) شبکه یک کامپیوتر است، اما مشترک می تواند به عنوان مثال، یک چاپگر شبکه یا سایر دستگاه های جانبی باشد که توانایی اتصال مستقیم به شبکه را دارد.

سرور یک مشترک (گره) شبکه است که منابع خود را در اختیار سایر مشترکین قرار می دهد، اما خود از منابع آنها استفاده نمی کند. بنابراین، به شبکه خدمات می دهد. ممکن است چندین سرور در شبکه وجود داشته باشد و اصلاً لازم نیست که سرور قدرتمندترین رایانه باشد. سرور اختصاصی سروری است که فقط با وظایف شبکه سروکار دارد. یک سرور غیر اختصاصی می تواند علاوه بر سرویس دهی به شبکه، وظایف دیگری را نیز انجام دهد. نوع خاصی از سرور، چاپگر شبکه است.

کلاینت مشترک شبکه ای است که فقط از منابع شبکه استفاده می کند اما منابع خود را خودش در اختیار شبکه قرار نمی دهد، یعنی شبکه به او سرویس می دهد و او فقط از آن استفاده می کند. کامپیوتر مشتری اغلب به عنوان ایستگاه کاری نیز شناخته می شود. در اصل هر کامپیوتر می تواند همزمان هم کلاینت و هم سرور باشد.

یک سرور و یک کلاینت اغلب نه به عنوان خود رایانه، بلکه به عنوان برنامه های کاربردی نرم افزاری که روی آنها اجرا می شوند، درک می شوند. در این حالت اپلیکیشنی که فقط منبع را به شبکه می دهد سرور است و اپلیکیشنی که فقط از منابع شبکه استفاده می کند کلاینت است.

2 .3 توپولوژی LAN

توپولوژی (طرح، پیکربندی، ساختار) یک شبکه کامپیوتری معمولاً به عنوان موقعیت فیزیکی رایانه های موجود در شبکه نسبت به یکدیگر و نحوه اتصال آنها توسط خطوط ارتباطی درک می شود. توجه به این نکته ضروری است که مفهوم توپولوژی در درجه اول به شبکه های محلی اشاره دارد که در آن ساختار اتصالات به راحتی قابل ردیابی است. در شبکه های جهانی، ساختار اتصالات معمولاً از دید کاربران پنهان است و خیلی مهم نیست، زیرا هر جلسه ارتباطی می تواند در مسیر خود ایجاد شود.

توپولوژی الزامات تجهیزات، نوع کابل مورد استفاده، قابل قبول ترین و راحت ترین روش های کنترل تبادل، قابلیت اطمینان عملیات و امکان گسترش شبکه را تعیین می کند. و اگرچه یک کاربر شبکه اغلب مجبور نیست توپولوژی را انتخاب کند، اما لازم است در مورد ویژگی های توپولوژی های اصلی، مزایا و معایب آنها بدانید.

سه توپولوژی شبکه اصلی وجود دارد:

الف) توپولوژی اتوبوس

اتوبوس (اتوبوس) - همه رایانه ها به صورت موازی به یک خط ارتباطی متصل هستند. اطلاعات هر کامپیوتر به طور همزمان به تمام کامپیوترهای دیگر منتقل می شود (شکل 1).

برنج. 1 توپولوژی شبکه اتوبوس

توپولوژی گذرگاه (یا همانطور که به آن گذرگاه رایج نیز گفته می شود) با ساختار خود هویت تجهیزات شبکه رایانه ها و همچنین برابری همه مشترکین برای دسترسی به شبکه را در نظر می گیرد. رایانه های روی اتوبوس فقط می توانند به نوبه خود ارسال کنند، زیرا در این مورد فقط یک خط ارتباطی وجود دارد. اگر چندین رایانه همزمان اطلاعات را ارسال کنند، در نتیجه همپوشانی (تعارض، برخورد) تحریف می شود. اتوبوس همیشه به اصطلاح حالت تبادل نیمه دوبلکس (در هر دو جهت، اما به نوبه خود، و نه به طور همزمان) را اجرا می کند.

در توپولوژی اتوبوس، هیچ مشترک مرکزی به وضوح بیان شده ای وجود ندارد که از طریق آن تمام اطلاعات منتقل شود، این قابلیت اطمینان آن را افزایش می دهد (در نهایت، اگر مرکز از کار بیفتد، کل سیستم کنترل شده توسط آن از کار می افتد). افزودن مشترکین جدید به اتوبوس نسبتاً ساده است و معمولاً حتی زمانی که شبکه در حال اجرا است امکان پذیر است. در بیشتر موارد، استفاده از باس در مقایسه با توپولوژی های دیگر به حداقل کابل اتصال نیاز دارد.

از آنجایی که مشترک مرکزی وجود ندارد، حل تضادهای احتمالی در این مورد بر روی تجهیزات شبکه هر یک از مشترکین قرار می گیرد. در نتیجه، سخت افزار شبکه در توپولوژی گذرگاه نسبت به توپولوژی های دیگر پیچیده تر است. با این وجود، به دلیل استفاده گسترده از شبکه‌های با توپولوژی اتوبوس (عمدتاً محبوب‌ترین شبکه اترنت)، هزینه تجهیزات شبکه خیلی زیاد نیست.

برنج. 2. کابل شکسته در شبکه توپولوژی اتوبوس

یک مزیت مهم گذرگاه این است که اگر هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه از کار بیفتد، ماشین‌های قابل سرویس می‌توانند به طور عادی به مبادله ادامه دهند.

در صورت قطع یا خرابی کابل، هماهنگی خط ارتباطی مختل می شود و تبادل حتی بین آن دسته از رایانه هایی که به یکدیگر متصل باقی مانده اند نیز متوقف می شود. اتصال کوتاه در هر نقطه از کابل اتوبوس، کل شبکه را از بین می برد.

خرابی تجهیزات شبکه هر یک از مشترکین در اتوبوس می تواند به کل شبکه آسیب برساند. علاوه بر این، بومی سازی چنین شکستی بسیار دشوار است، زیرا همه مشترکین به صورت موازی متصل هستند و نمی توان فهمید که کدام یک از کار افتاده است.

هنگام عبور از خط ارتباطی یک شبکه با توپولوژی باس، سیگنال های اطلاعاتی ضعیف می شوند و به هیچ وجه بازیابی نمی شوند، که محدودیت های شدیدی را بر طول کل خطوط ارتباطی اعمال می کند. علاوه بر این، هر مشترک بسته به فاصله تا مشترک فرستنده می تواند سیگنال هایی در سطوح مختلف از شبکه دریافت کند. این الزامات اضافی را بر گره های دریافت کننده تجهیزات شبکه تحمیل می کند.

اگر فرض کنیم که سیگنال در کابل شبکه به حداکثر سطح مجاز در طول L pr تضعیف شود، در این صورت طول کل باس نمی تواند از مقدار L pr تجاوز کند. از این نظر، گذرگاه کوتاه ترین طول را در مقایسه ارائه می دهد. با سایر توپولوژی های پایه

برای افزایش طول یک شبکه با توپولوژی باس، اغلب از چندین بخش (قسمت هایی از شبکه که هر کدام یک گذرگاه است) استفاده می شود که با استفاده از تقویت کننده های خاص و بازیابی سیگنال - تکرار کننده ها یا تکرار کننده ها به هم متصل می شوند (شکل 3 اتصال دو بخش، حداکثر طول شبکه در این مورد به 2 L pr افزایش می یابد، زیرا هر یک از بخش ها می تواند دارای طول L pr باشد. با این حال، چنین افزایشی در طول شبکه نمی تواند به طور نامحدود ادامه یابد. محدودیت های طول مربوط به سرعت محدود انتشار سیگنال ها در طول خطوط ارتباطی است.

برنج. 3. اتصال بخش های شبکه اتوبوس با استفاده از یک تکرار کننده

ب) توپولوژی ستاره؛

ستاره (ستاره) - رایانه های جانبی دیگر به یک رایانه مرکزی متصل هستند و هر یک از آنها از یک خط ارتباطی جداگانه استفاده می کنند (شکل 4). اطلاعات از رایانه جانبی فقط به رایانه مرکزی منتقل می شود، از مرکزی - به یک یا چند دستگاه جانبی.

برنج. 4. توپولوژی شبکه ستاره

ستاره تنها توپولوژی شبکه با یک مرکز اختصاصی صریح است که همه مشترکین دیگر به آن متصل هستند. تبادل اطلاعات به طور انحصاری از طریق یک رایانه مرکزی انجام می شود که بار سنگینی را تحمل می کند، بنابراین، به عنوان یک قاعده، نمی تواند در چیزی غیر از شبکه درگیر شود. واضح است که تجهیزات شبکه مشترک مرکزی باید به طور قابل توجهی پیچیده تر از تجهیزات مشترکین جانبی باشد. در این مورد، نیازی به صحبت در مورد برابری همه مشترکین (مانند اتوبوس) نیست. معمولاً رایانه مرکزی قدرتمندترین است ، تمام وظایف مدیریت مبادله بر روی آن است. در اصل، هیچ درگیری در یک شبکه با توپولوژی ستاره امکان پذیر نیست، زیرا کنترل کاملاً متمرکز است.

اگر در مورد پایداری ستاره در برابر خرابی رایانه صحبت کنیم، خرابی یک رایانه جانبی یا تجهیزات شبکه آن به هیچ وجه بر عملکرد بقیه شبکه تأثیر نمی گذارد، اما هر گونه خرابی رایانه مرکزی باعث می شود شبکه کاملاً انجام شود. غیر فعال در این راستا باید اقدامات ویژه ای برای بهبود قابلیت اطمینان رایانه مرکزی و تجهیزات شبکه آن انجام شود.

قطع شدن کابل یا اتصال کوتاه در آن با توپولوژی ستاره، ارتباط تنها با یک کامپیوتر را مختل می کند و همه کامپیوترهای دیگر می توانند به طور عادی به کار خود ادامه دهند.

بر خلاف اتوبوس، در یک ستاره در هر خط ارتباطی تنها دو مشترک وجود دارد: یکی مرکزی و یکی از آنهایی که محیطی هستند. اغلب برای اتصال آنها از دو خط ارتباطی استفاده می شود که هر کدام اطلاعات را در یک جهت انتقال می دهند، یعنی در هر خط ارتباطی فقط یک گیرنده و یک فرستنده وجود دارد. این به اصطلاح انتقال نقطه به نقطه است. همه اینها تجهیزات شبکه را در مقایسه با باس بسیار ساده می کند و نیاز به استفاده از پایانه های خارجی اضافی را از بین می برد.

یک نقطه ضعف جدی توپولوژی ستاره محدودیت شدید تعداد مشترکین است. به طور معمول، یک مشترک مرکزی نمی تواند بیش از 8-16 مشترک جانبی را سرویس دهد. در این محدوده ها، اتصال مشترکین جدید بسیار ساده است، اما فراتر از آنها به سادگی غیرممکن است. در یک ستاره، اتصال یک مشترک مرکزی دیگر به جای یک محیطی مجاز است (در نتیجه توپولوژی چندین ستاره به هم پیوسته به دست می آید).

ستاره نشان داده شده در شکل 4 ستاره فعال یا واقعی نامیده می شود. همچنین یک توپولوژی به نام ستاره غیرفعال وجود دارد که فقط شبیه یک ستاره است (شکل 5). اکنون بسیار گسترده تر از ستاره فعال است. کافی است بگوییم که امروزه در محبوب ترین شبکه اترنت استفاده می شود.

در مرکز شبکه با این توپولوژی، رایانه ای قرار نمی گیرد، بلکه یک دستگاه خاص - یک هاب یا، همانطور که به آن هاب نیز گفته می شود، یک هاب (هاب)، که همان عملکرد یک تکرار کننده را انجام می دهد، یعنی آن را انجام می دهد. سیگنال های دریافتی را بازیابی می کند و آنها را به تمام خطوط ارتباطی دیگر ارسال می کند.

برنج. 5. توپولوژی ستاره غیرفعال و مدار معادل آن

به نظر می رسد که اگرچه طرح کابل کشی شبیه به یک ستاره واقعی یا فعال است، در واقع ما در مورد توپولوژی اتوبوس صحبت می کنیم، زیرا اطلاعات هر رایانه به طور همزمان به همه رایانه های دیگر منتقل می شود و مشترک مرکزی وجود ندارد. البته، ستاره غیرفعال گرانتر از اتوبوس معمولی است، زیرا در این مورد یک هاب نیز مورد نیاز است. با این حال، تعدادی از ویژگی های اضافی مرتبط با مزایای ستاره را فراهم می کند، به ویژه، تعمیر و نگهداری شبکه را ساده می کند. به همین دلیل است که در سال‌های اخیر ستاره غیرفعال به طور فزاینده‌ای جایگزین اتوبوس واقعی می‌شود، که یک توپولوژی بی‌امید در نظر گرفته می‌شود.

همچنین می توان یک نوع توپولوژی متوسط ​​را بین یک ستاره فعال و یک ستاره غیرفعال تشخیص داد. در این حالت، متمرکز کننده نه تنها سیگنال های دریافتی را مجددا ارسال می کند، بلکه تبادل را نیز کنترل می کند، اما خود در تبادل شرکت نمی کند (این کار در شبکه 100VG-AnyLAN انجام می شود).

مزیت بزرگ ستاره (اعم از فعال و غیرفعال) این است که تمام نقاط اتصال در یک مکان جمع آوری می شوند. این امر نظارت بر عملکرد شبکه را آسان می کند، خطاها را با قطع اتصال برخی مشترکین از مرکز به سادگی بومی سازی می کند (که برای مثال در مورد توپولوژی اتوبوس غیرممکن است) و همچنین دسترسی افراد غیرمجاز به نقاط اتصال حیاتی را محدود می کند. برای شبکه در مورد یک ستاره، مشترک محیطی را می توان با یک کابل (که از طریق آن در هر دو جهت انتقال وجود دارد) یا دو (هر کابل در یکی از دو جهت مخالف انتقال می دهد) نزدیک شد، و دومی بسیار رایج تر است.

یک عیب رایج برای همه توپولوژی های ستاره (اعم از فعال و غیرفعال) این است که مصرف کابل به طور قابل توجهی بیشتر از توپولوژی های دیگر است. به عنوان مثال، اگر رایانه ها در یک خط قرار داشته باشند (مانند شکل 1)، پس هنگام انتخاب توپولوژی ستاره، چندین برابر بیشتر از توپولوژی اتوبوس نیاز خواهید داشت. این به طور قابل توجهی بر هزینه کل شبکه تأثیر می گذارد و کابل کشی را به طور قابل توجهی پیچیده می کند.

ج) توپولوژی حلقه؛

حلقه (شکل 6).

برنج. 6. حلقه توپولوژی شبکه

حلقه یک توپولوژی است که در آن هر کامپیوتر توسط خطوط ارتباطی با دو خط دیگر متصل می شود: از یکی اطلاعات را دریافت می کند و به دیگری منتقل می کند. در هر خط ارتباطی، مانند یک ستاره، فقط یک فرستنده و یک گیرنده (ارتباط نقطه به نقطه) کار می کند. این امر نیاز به پایانه های خارجی را از بین می برد.

یکی از ویژگی های مهم حلقه این است که هر کامپیوتر سیگنالی را که به آن می رسد مجددا ارسال می کند (بازیابی می کند، تقویت می کند) یعنی به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند. تضعیف سیگنال در کل رینگ بی ربط است، فقط تضعیف بین کامپیوترهای مجاور در حلقه مهم است. در عمل اندازه شبکه های حلقه به ده ها کیلومتر می رسد (مثلاً در شبکه FDDI). حلقه از این نظر به طور قابل توجهی برتر از هر توپولوژی دیگر است.

هیچ مرکز مشخصی در توپولوژی حلقه وجود ندارد، همه رایانه ها می توانند یکسان و برابر باشند. با این حال، اغلب یک مشترک ویژه در حلقه اختصاص داده می شود که تبادل را مدیریت می کند یا آن را کنترل می کند. واضح است که وجود چنین مشترک کنترلی واحدی قابلیت اطمینان شبکه را کاهش می دهد، زیرا شکست آن بلافاصله کل تبادل را فلج می کند.

به بیان دقیق، رایانه های موجود در یک حلقه از نظر حقوق کاملاً برابر نیستند (برخلاف، برای مثال، توپولوژی اتوبوس). از این گذشته ، یکی از آنها لزوماً اطلاعاتی را از رایانه ای که در حال حاضر زودتر ارسال می کند و بقیه - بعداً دریافت می کند. بر روی این ویژگی توپولوژی است که روش‌های کنترل تبادل از طریق شبکه، که مخصوص حلقه طراحی شده‌اند، ساخته می‌شوند. در چنین روش هایی، حق انتقال بعدی (یا به قول خودشان گرفتن شبکه) به طور متوالی به رایانه بعدی در دایره منتقل می شود. اتصال مشترکین جدید به حلقه بسیار ساده است، اگرچه نیاز به خاموش شدن اجباری کل شبکه برای مدت زمان اتصال دارد. همانطور که در مورد اتوبوس، حداکثر تعداد مشترکین در یک حلقه می تواند بسیار زیاد باشد (تا هزار یا بیشتر). توپولوژی حلقه معمولاً در برابر تراکم بسیار مقاوم است، عملکرد قابل اعتماد را با جریان های بزرگ اطلاعات منتقل شده از طریق شبکه تضمین می کند، زیرا، به عنوان یک قاعده، هیچ درگیری وجود ندارد (برخلاف اتوبوس)، و همچنین هیچ مشترک مرکزی (برخلاف یک ستاره) وجود ندارد. ) که می تواند با جریان های بزرگ اطلاعات بارگیری شود.

برنج. 7. شبکه با دو حلقه

سیگنال موجود در حلقه به طور متوالی از تمام رایانه های موجود در شبکه عبور می کند، بنابراین خرابی حداقل یکی از آنها (یا تجهیزات شبکه آن) باعث اختلال در عملکرد شبکه به عنوان یک کل می شود. این یک نقطه ضعف قابل توجه حلقه است.

به همین ترتیب، یک اتصال باز یا کوتاه در هر یک از کابل های حلقه، کل شبکه را غیرممکن می کند. از بین سه توپولوژی در نظر گرفته شده، رینگ بیشترین آسیب را در برابر آسیب کابل دارد، بنابراین، در مورد توپولوژی حلقه، معمولاً برای گذاشتن دو (یا چند) خط ارتباطی موازی که یکی از آنها ذخیره است، ارائه می شود.

گاهی اوقات یک شبکه با توپولوژی حلقوی مبتنی بر دو خط ارتباطی دایره ای موازی است که اطلاعات را در جهت مخالف حمل می کند. هدف از چنین راه حلی افزایش (در حالت ایده آل، دو برابر) سرعت انتقال اطلاعات از طریق شبکه است. علاوه بر این، اگر یکی از کابل ها آسیب ببیند، شبکه می تواند با کابل دیگری کار کند (البته حداکثر سرعت کاهش می یابد).

ه) توپولوژی های دیگر.

در عمل، توپولوژی های شبکه محلی دیگر اغلب استفاده می شود، اما بیشتر شبکه ها دقیقاً بر روی سه توپولوژی اصلی متمرکز هستند.

توپولوژی شبکه نه تنها موقعیت فیزیکی رایانه ها، بلکه ماهیت اتصالات بین آنها، ویژگی های توزیع اطلاعات، سیگنال ها را در شبکه نشان می دهد. این ماهیت اتصالات است که درجه تحمل خطای شبکه، پیچیدگی مورد نیاز تجهیزات شبکه، مناسب ترین روش کنترل تبادل، انواع ممکن رسانه های انتقال (کانال های ارتباطی)، اندازه مجاز شبکه (طول) را تعیین می کند. خطوط ارتباطی و تعداد مشترکین)، نیاز به هماهنگی برق و موارد دیگر.

علاوه بر این، مکان فیزیکی کامپیوترهای متصل به شبکه تاثیر کمی بر انتخاب توپولوژی دارد. به هر حال رایانه ها قرار دارند، آنها را می توان با استفاده از هر توپولوژی از پیش انتخاب شده متصل کرد (شکل 8).

در صورتی که کامپیوترهایی که قرار است متصل شوند در امتداد یک دایره قرار گیرند، می توان آنها را مانند یک ستاره یا یک اتوبوس به هم متصل کرد. هنگامی که رایانه ها در اطراف یک مرکز خاص قرار دارند، اتصال آنها با استفاده از توپولوژی های اتوبوس یا حلقه مجاز است.

در نهایت، هنگامی که رایانه ها در یک ردیف قرار می گیرند، می توان آنها را با یک ستاره یا یک حلقه متصل کرد. نکته دیگر این است که طول کابل مورد نیاز چقدر خواهد بود.

برنج. 8. نمونه هایی از استفاده از توپولوژی های مختلف

لازم به ذکر است که هنوز توپولوژی عامل اصلی در انتخاب نوع شبکه نیست. بسیار مهمتر، به عنوان مثال، سطح استاندارد شبکه، نرخ ارز، تعداد مشترکین، هزینه تجهیزات، نرم افزار انتخاب شده. اما از سوی دیگر، برخی از شبکه ها امکان استفاده از توپولوژی های مختلف را در سطوح مختلف می دهند. این انتخاب کاملاً به عهده کاربر است که باید تمام ملاحظات ذکر شده در این بخش را در نظر بگیرد.

3. شبکه های جهانی

3.1 ویژگی های شبکه جهانی

شبکه جهانی کامپیوترهای واقع در نقاط مختلف شهر، در شهرها و کشورهای مختلف، در قاره های مختلف را به هم متصل می کند.

شبکه‌های گسترده، WAN، که شبکه‌های رایانه‌ای سرزمینی نیز نامیده می‌شوند، برای ارائه خدمات خود به تعداد زیادی از مشترکین نهایی پراکنده در یک منطقه بزرگ - در یک منطقه، منطقه، کشور، قاره یا کل جهان، خدمت می‌کنند. با توجه به طول زیاد کانال های ارتباطی، ساخت شبکه جهانی مستلزم هزینه های بسیار بالایی است که شامل هزینه کابل ها و کار بر روی آنها، هزینه تجهیزات سوئیچینگ و تجهیزات تقویت کننده میانی است که پهنای باند کانال لازم را فراهم می کند و همچنین به عنوان هزینه های عملیاتی برای نگهداری ثابت در شرایط کاری تجهیزات شبکه پراکنده در یک منطقه بزرگ.

مشترکین معمولی یک شبکه کامپیوتری جهانی، شبکه های محلی شرکت های مستقر در شهرها و کشورهای مختلف هستند که نیاز به تبادل داده با یکدیگر دارند. رایانه های فردی نیز از خدمات شبکه های جهانی استفاده می کنند.

شبکه های جهانی معمولا توسط شرکت های مخابراتی بزرگ برای ارائه خدمات پولی به مشترکین ایجاد می شوند. مفاهیمی مانند اپراتور شبکه و ارائه دهنده خدمات شبکه وجود دارد. اپراتور شبکه شرکتی است که عملکرد عادی شبکه را حفظ می کند. یک ارائه دهنده خدمات، که اغلب به عنوان ارائه دهنده خدمات شناخته می شود، شرکتی است که خدمات پولی را به مشترکین شبکه ارائه می دهد.

خیلی کمتر، یک شبکه جهانی به طور کامل توسط برخی از شرکت های بزرگ (مانند داو جونز یا ترانس نفت) برای نیازهای داخلی خود ایجاد می شود. در این حالت شبکه خصوصی نامیده می شود.

با توجه به هزینه بالای شبکه های جهانی، تمایل طولانی مدت به ایجاد یک شبکه جهانی واحد وجود دارد که می تواند داده ها را از هر نوع انتقال دهد: داده های رایانه ای، مکالمات تلفنی، فکس، تلگرام، تصاویر تلویزیونی، تله تکست (انتقال داده بین دو پایانه). ویدئوتکس (دریافت داده‌های ذخیره شده در شبکه برای ترمینال خود) و غیره و غیره. و تلاش برای ایجاد شبکه های یکپارچه بر روی یک جدید مرحله توسعه فناوری ها با نام پی در پی Broadband ISDN (B-ISDN) یعنی شبکه پهن باند (سرعت بالا) با خدمات یکپارچه ادامه می یابد. شبکه‌های B-ISDN مبتنی بر فناوری ATM به‌عنوان یک حمل‌ونقل جهانی خواهد بود و از خدمات مختلف سطح بالایی برای توزیع اطلاعات مختلف به کاربران نهایی شبکه - داده‌های رایانه‌ای، اطلاعات صوتی و تصویری و همچنین سازمان‌دهی تعاملی پشتیبانی می‌کند. تعامل کاربر

اگرچه شبکه های کامپیوتری محلی و جهانی بر اساس یک روش - روش سوئیچینگ بسته ها - استوار هستند، شبکه های جهانی تفاوت های بسیار زیادی با شبکه های محلی دارند.

3 .2 ساختار WAN

یک مثال معمولی از ساختار یک شبکه کامپیوتری جهانی در شکل 1 نشان داده شده است. 9. عناوین زیر در اینجا استفاده می شود: S (سوئیچ) - سوئیچ ها، K - رایانه ها، R (روتر) - روترها، MUX (مولتی پلکسور) - مالتی پلکسر، UNI (واسط شبکه کاربر) - رابط شبکه کاربر و NNI (شبکه) -رابط شبکه) - رابط شبکه به شبکه. علاوه بر این، PBX به اختصار PBX است و مربع های کوچک سیاه رنگ دستگاه های DCE هستند که در ادامه به آن ها پرداخته خواهد شد.

برنج. 9. نمونه ای از ساختار شبکه جهانی

این شبکه بر اساس کانال های ارتباطی بدون تغییر (اختصاصی) ساخته شده است که سوئیچ های شبکه جهانی را به یکدیگر متصل می کند. به سوئیچ ها، مراکز سوئیچینگ بسته (PSC) نیز گفته می شود، به این معنی که سوئیچ های بسته هستند.

سوئیچ‌ها در آن مکان‌های جغرافیایی نصب می‌شوند که نیاز به انشعاب یا ادغام جریان‌های داده کاربر نهایی یا ستون‌های پشتیبان حامل داده‌های چند مشترک دارند. به طور طبیعی، انتخاب محل سوئیچ ها با ملاحظات زیادی تعیین می شود، که شامل توانایی سرویس سوئیچ ها توسط پرسنل واجد شرایط، در دسترس بودن کانال های ارتباطی اختصاصی در یک نقطه معین، و قابلیت اطمینان شبکه است که توسط موارد اضافی تعیین می شود. اتصالات بین سوئیچ ها

مشترکین شبکه در حالت کلی نیز با استفاده از کانال های ارتباطی اختصاصی به سوئیچ ها متصل می شوند. این لینک ها پهنای باند کمتری نسبت به ستون فقرات اتصال سوئیچ ها دارند، در غیر این صورت شبکه نمی تواند با ترافیک کاربران زیاد خود کنار بیاید. برای اتصال کاربران نهایی، استفاده از کانال های شماره گیری، یعنی کانال های شبکه تلفن مجاز است، اگرچه در این حالت معمولاً کیفیت خدمات حمل و نقل بدتر می شود. اساساً جایگزینی یک کانال اختصاصی با یک کانال سوئیچ شده چیزی را تغییر نمی دهد، اما تاخیرها، خرابی ها و قطع کانال های اضافی به دلیل خطای شبکه سوئیچ مدار ایجاد می شود که در این حالت به یک پیوند میانی بین کاربر و بسته تبدیل می شود. -شبکه سوئیچ شده

3 .3 انواع گلوبال sآنجا

در شکل نشان داده شده است. 6.2 شبکه جهانی کامپیوتر در مناسب ترین حالت برای ترافیک کامپیوتری - حالت سوئیچینگ بسته - عمل می کند. بهینه بودن این حالت برای ارتباط شبکه های محلی نه تنها با داده های کل ترافیک منتقل شده توسط شبکه در واحد زمان، بلکه با هزینه خدمات چنین شبکه سرزمینی نیز اثبات می شود. معمولاً اگر سرعت دسترسی ارائه شده برابر باشد، یک شبکه سوئیچ بسته 2-3 برابر ارزان تر از یک شبکه سوئیچ مدار، یعنی یک شبکه تلفن عمومی است.

بنابراین، هنگام ایجاد یک شبکه شرکتی، لازم است برای ایجاد یا استفاده از خدمات یک شبکه سرزمینی با ساختاری مشابه آنچه در شکل نشان داده شده است تلاش کرد. 6.2، یعنی شبکه هایی با سوئیچ های بسته توزیع شده جغرافیایی.

با این حال، اغلب چنین شبکه جهانی محاسباتی به دلایل مختلف در یک مکان جغرافیایی خاص در دسترس نیست. در عین حال، خدمات ارائه شده توسط شبکه های تلفن یا شبکه های اولیه که از خدمات خطوط اجاره ای پشتیبانی می کنند بسیار گسترده و در دسترس هستند. بنابراین، هنگام ساخت یک شبکه شرکتی، می توان اجزای گمشده را با خدمات و تجهیزات اجاره شده از صاحبان شبکه اولیه یا تلفن تکمیل کرد.

بسته به اینکه چه اجزایی باید اجاره شوند، مرسوم است که بین شبکه‌های شرکتی که با استفاده از زیر ساخته می‌شوند تمایز قائل شوند:

کانال های اختصاصی؛

تعویض کانال؛

سوئیچینگ بسته

مورد دوم مربوط به مطلوب ترین حالت است که یک شبکه سوئیچ بسته بسته در همه مکان های جغرافیایی موجود است که نیاز به ترکیب در یک شبکه شرکتی مشترک دارند. دو مورد اول نیاز به کار اضافی برای ایجاد یک شبکه سوئیچ بسته با استفاده از وجوه اجاره ای دارد.

الف) کانال های اختصاصی؛

کانال‌های اختصاصی (یا اجاره‌ای) را می‌توان از شرکت‌های مخابراتی که کانال‌های ارتباطی از راه دور دارند (مانند ROSTELECOM) یا از شرکت‌های تلفنی که معمولاً کانال‌های داخل شهر یا منطقه را اجاره می‌کنند، دریافت کرد.

خطوط اجاره ای به دو صورت قابل استفاده است. اولین مورد شامل ساختن یک شبکه سرزمینی با کمک آنها از یک فناوری خاص است، به عنوان مثال، فریم رله، که در آن از خطوط اجاره ای اجاره شده برای اتصال سوئیچ های بسته میانی و جغرافیایی توزیع شده استفاده می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 10.

گزینه دوم، اتصال تنها از طریق خطوط اجاره ای شبکه های محلی به هم پیوسته یا کاربران نهایی از نوع متفاوت بدون نصب سوئیچ های بسته انتقالی است که با استفاده از فناوری شبکه جهانی کار می کنند (شکل 6.4). گزینه دوم از نقطه نظر فنی ساده ترین است، زیرا مبتنی بر استفاده از روترها یا پل های راه دور در شبکه های محلی به هم پیوسته و عدم وجود پروتکل های فناوری جهانی است. همان شبکه یا بسته های لایه پیوند مانند شبکه های محلی از طریق کانال های گسترده منتقل می شوند.

برنج. 10. استفاده از کانال های اختصاصی

این دومین روش استفاده از شبکه های WAN است که نام ویژه ای به نام "خدمات مدار اجاره ای" دریافت کرده است، زیرا واقعاً از فناوری های WAN های مناسب با سوئیچینگ بسته استفاده نمی کند.

کانال‌های اختصاصی در گذشته بسیار نزدیک به طور فعال مورد استفاده قرار می‌گرفتند و امروزه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند، به‌ویژه هنگام ایجاد اتصالات اساسی حیاتی بین شبکه‌های محلی بزرگ، زیرا این سرویس توان عملیاتی کانال اجاره‌ای را تضمین می‌کند. اما با توجه به تعداد زیاد نقاط دورافتاده جغرافیایی و ترافیک مختلط سنگین بین آنها، استفاده از این سرویس به دلیل تعداد زیاد خطوط اجاره ای منجر به هزینه های بالایی می شود.

ب) شبکه های جهانی با سوئیچینگ مدار.

امروزه دو نوع شبکه سوئیچ مدار برای ایجاد اتصالات جهانی در یک شبکه شرکتی موجود است - شبکه های تلفن آنالوگ سنتی و شبکه های دیجیتال با ادغام خدمات ISDN. مزیت شبکه های سوئیچ مدار، شیوع آنهاست که به ویژه برای شبکه های تلفن آنالوگ معمول است.

شبکه های تلفن سوئیچ تمام دیجیتال و شبکه های ISDN عاری از بسیاری از معایب شبکه های تلفن آنالوگ سنتی هستند. آنها خطوط ارتباطی با کیفیتی را در اختیار کاربران قرار می دهند و زمان راه اندازی اتصال در شبکه های ISDN به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

با این حال، حتی با کانال‌های ارتباطی با کیفیت بالا که می‌توانند توسط شبکه‌های سوئیچ مدار ارائه شوند، این شبکه‌ها می‌توانند از نظر اقتصادی برای ایجاد ارتباطات جهانی شرکت‌ها ناکارآمد باشند. از آنجایی که در چنین شبکه هایی، کاربران نه برای حجم ترافیک ارسال شده، بلکه برای زمان اتصال پرداخت می کنند، سپس برای ترافیک با ضربان های زیاد و بر این اساس، مکث های بزرگ بین بسته ها، پرداخت تا حد زیادی برای انتقال نیست، بلکه برای عدم وجود آن است. این نتیجه مستقیم مناسب نبودن روش سوئیچینگ مدار برای اتصال کامپیوترها است.

با این وجود، هنگام اتصال مشترکین انبوه به شبکه شرکتی، به عنوان مثال، کارمندان یک شرکت که از خانه کار می کنند، شبکه تلفن تنها نوع مناسب خدمات جهانی به دلایل در دسترس بودن و هزینه (با زمان کوتاه ارتباط بین یک کارمند از راه دور و شبکه شرکتی).

ج) شبکه های جهانی سوئیچینگ بسته.

در دهه 1980، عملاً یکی از فناوری‌های شبکه‌های جهانی سوئیچ بسته، X.25، برای متحد کردن شبکه‌های محلی و رایانه‌های بزرگ در یک شبکه شرکتی مورد استفاده قرار گرفت. امروزه انتخاب بسیار گسترده تر شده است. شما می توانید از خدمات شبکه های گسترده TCP / IP استفاده کنید که امروزه هم به صورت یک شبکه اینترنتی ارزان و بسیار گسترده و هم به صورت شبکه های تجاری جهانی TCP / IP جدا شده از اینترنت و اجاره شده توسط شرکت های مخابراتی

تمام داده ها به صورت بسته به اینترنت ارسال می شود. بسته، دنباله خاصی از بیت ها است که داده های واقعی و همچنین اطلاعات خدمات مربوط به آدرس گیرنده و فرستنده اطلاعات، شماره بسته، کدهایی برای بررسی یکپارچگی آن و موارد دیگر را حمل می کند. طول کل بسته بین 100 تا 2000 بایت است.

هر بسته می تواند در طول شبکه با مسیر خاص خود حرکت کند، که شبکه را از تصادف یا مسدود کردن یک گره مستقل می کند. روترها بسته به بار شبکه وظیفه ارسال بسته ها را بر عهده دارند. و ذخیره موقت بسته ها در مکان های ارسال به شما امکان می دهد یکپارچگی آنها را بررسی کنید و بسته های آسیب دیده را دوباره درخواست کنید.

3 .4 و غیرهشناسه وب جهانی - اینترنت

اینترنت یک شبکه کامپیوتری اطلاعاتی در سراسر جهان است که بسیاری از شبکه‌های کامپیوتری و رایانه‌های فردی را که اطلاعات گسترده‌ای را برای استفاده عمومی ارائه می‌کنند در یک کل واحد متحد می‌کند و یک سازمان تجاری نیست.

رایانه کاربر از طریق یک خط ارتباطی به رایانه ارائه دهنده متصل می شود که به نوبه خود به رایانه دیگری در شبکه و غیره متصل می شود. اطلاعات موجود در شبکه هم در رایانه های ارائه دهنده و هم در رایانه های خاصی به نام سرورهای اطلاعات ذخیره می شود. رایانه هایی که بسیاری از رایانه های دیگر به آنها متصل می شوند سرور نامیده می شوند. ارائه دهنده سازمانی است که از طریق آن رایانه های معمولی به شبکه جهانی متصل می شوند.

كاربران اينترنت نيز بر اساس همين قوانين كار مي كنند. پروتکل های تبادل داده به عنوان یک زبان مشترک در اینترنت استفاده می شود. پروتکل ها استانداردهایی هستند که اشکال ارائه و روش های ارسال پیام ها، روش های تفسیر آنها، قوانین عملکرد مشترک تجهیزات مختلف در شبکه ها را تعیین می کنند.

پروتکل قوانین تعامل است. به عنوان مثال، پروتکل دیپلماتیک تعیین می کند که هنگام ملاقات با مهمانان خارجی یا هنگام برگزاری میهمانی چه باید کرد. پروتکل شبکه قوانینی را برای عملکرد رایانه هایی که به یک شبکه متصل هستند را تجویز می کند. پروتکل‌های استاندارد رایانه‌های مختلف را مجبور می‌کنند «به یک زبان صحبت کنند». بنابراین، امکان اتصال به اینترنت انواع مختلف رایانه (IBM، Macintosh) با سیستم عامل های مختلف (ویندوز، یونیکس، MS DOS) وجود دارد.

باید به ساختار غیرمتمرکز این شبکه اشاره کرد. هیچ نهاد حکومتی مرکزی در جهان وجود ندارد که بر اطلاعات ارسال شده در اینترنت نظارت کند. این نقش را شبکه های مختلف متصل به اینترنت ایفا می کنند که تعیین می کنند چه اطلاعاتی روی آن قرار می گیرد و چگونه منتقل می شود. این ساختار کاملاً توزیع شده، اینترنت را بسیار منعطف کرده و قابلیت پشتیبانی از تعداد نامحدودی از کاربران را فراهم می کند. با این حال، شبکه های متصل به اینترنت باید استانداردهای خاصی را رعایت کنند. این استانداردها توسط چندین سازمان داوطلبانه تایید شده است. به عنوان مثال، هیئت معماری اینترنت (IAB) پروتکل های انتقال و استانداردهای شماره گذاری را بررسی و تایید می کند. کمیته استانداردهای فناوری اینترنت استانداردهایی را برای عملکرد روزانه شبکه تعیین می کند. اتحاد اینترنت استانداردها و هماهنگی های مختلفی را در بین نهادهای مختلف تنظیم کننده اینترنت، ارائه دهندگان خدمات و کاربران منتشر می کند.

اینترنت بر اساس پروتکل های گروه TCP/IP است.

TCP (پروتکل کنترل انتقال) یک لایه انتقال است، نحوه انتقال اطلاعات را کنترل می‌کند (داده‌ها به بسته‌ها تقسیم می‌شوند و علامت‌گذاری می‌شوند).

IP (پروتکل اینترنت) یک پروتکل لایه شبکه است که آدرس های IP گیرنده و فرستنده را به بسته اضافه می کند و به این سوال پاسخ می دهد که چگونه یک مسیر برای تحویل اطلاعات تعیین کنیم.

هر کامپیوتر متصل به شبکه میزبان آدرس IP منحصر به فرد خود را دارد. این آدرس در چهار بایت بیان می شود، به عنوان مثال: 234.049.122.201، و در مرکز اطلاعات شبکه - InterNIC یا با Network Solutions Inc (NSI) ثبت شده است. سازماندهی آدرس IP به گونه ای است که هر رایانه ای که یک بسته TCP از آن عبور می کند، می تواند تعیین کند که کدام یک از نزدیکترین "همسایگان" خود باید ارسال شوند.

برای راحتی کاربران، آدرس دهی دامنه در اینترنت معرفی شده است. دامنه ها گروه هایی از کامپیوترها هستند که مدیریت یکپارچه دارند و ساختار سلسله مراتبی را تشکیل می دهند. نام دامنه نشان دهنده سلسله مراتب دامنه ها است و از بخش هایی تشکیل شده است که با یک نقطه از هم جدا شده اند. به عنوان مثال، interweb.spb.ru آدرس سیستم مرجع الکترونیکی در سن پترزبورگ است. جدیدترین (در سمت راست) نام دامنه سطح بالا نامیده می شود. در میان آنها، جغرافیایی و موضوعی متمایز است.

آدرس‌های جغرافیایی، معمولاً آدرس‌های دو حرفی، هویت صاحب نام را در شبکه یک کشور خاص تعیین می‌کنند. به عنوان مثال، ru - روسیه، د - آلمان، ما - ایالات متحده و غیره.

آدرس‌های موضوع، معمولاً آدرس‌های سه و چهار حرفی، به تعیین محدوده صاحبانشان کمک می‌کنند. به عنوان مثال، edu - موسسات آموزشی، com - سازمان های تجاری، فروشگاه - فروشگاه های آنلاین.

برای برقراری ارتباط بین رایانه های موجود در شبکه، باید آدرس دامنه ای که شامل این رایانه است را بدانید.

نتیجه

2 راه برای انتقال اطلاعات بین رایانه ها وجود دارد:

با کمک رسانه های ذخیره سازی: دیسک های مغناطیسی و نوارهای مغناطیسی، دیسک های نوری و غیره. (معایب - کند و ناخوشایند).

استفاده از خطوط ارتباطی: محلی یا جهانی.

شبکه های جهانی اقدام خود را در سراسر جهان گسترش می دهند و از تمامی کانال های ارتباطی از جمله ماهواره استفاده می کنند.

سازمان های تجاری و آموزشی بزرگ به طور فعال از شبکه های محلی برای کار استفاده می کنند که بر اساس استانداردهای یکسان اتخاذ شده در شبکه های جهانی ساخته شده است. بسته به وظایفی که باید حل شوند و اقداماتی برای اطمینان از ایمنی کار و دسترسی به شبکه، آنها را به شبکه های داخلی (اینترانت) و خارجی (اکسترانت) تقسیم می کنند.

هنگام ایجاد شبکه های کامپیوتری، اطمینان از سازگاری در مشخصات الکتریکی و مکانیکی و سازگاری پشتیبانی اطلاعات (برنامه ها و داده ها) در سیستم کدگذاری و فرمت داده مهم است.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. یو شافرین، "مبانی فناوری کامپیوتر". م.، ABF، 2002

2. ق.م. کنین، N.S. پچنکینا، "IBM PC برای کاربران یا نحوه یادگیری کار با کامپیوتر." یکاترینبورگ، "ARD LTD"، 1999

3. "Navigator of the game world"، شماره 3 (11)، 4 (12)، 7 (15)، 2004

4.http: //www.dokanet.net/

5.http: //ovt.edurm.ru/komseti.htm

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

شرح وظایف و انواع شبکه های کامپیوتری (محاسباتی، اطلاعاتی، ترکیبی). بررسی ساختار معماری و توپولوژی شبکه های محلی. ویژگی ها، ساختار و انواع (تغییر کانال ها، بسته ها) اتصال جهانی رایانه ها.

مقاله ترم، اضافه شده در 2010/02/24


طبقه بندی شبکه های کامپیوتری در بعد تکنولوژیکی دستگاه و اصل عملکرد شبکه های محلی و جهانی. شبکه های سوئیچ مدار، شبکه های اپراتورهای مخابراتی. توپولوژی شبکه های کامپیوتری: اتوبوس، ستاره. مزایا و معایب اصلی آنها.

چکیده اضافه شده در 1392/10/21


هدف و طبقه بندی شبکه های کامپیوتری ساختار تعمیم یافته یک شبکه کامپیوتری و ویژگی های فرآیند انتقال داده مدیریت تعامل دستگاه ها در شبکه. توپولوژی های معمولی و روش های دسترسی به شبکه های محلی. در یک شبکه محلی کار کنید.

چکیده، اضافه شده در 02/03/2009


ایجاد شبکه های کامپیوتری با استفاده از تجهیزات شبکه و نرم افزارهای خاص. تعیین انواع شبکه های کامپیوتری. تکامل شبکه ها تفاوت بین شبکه های محلی و جهانی روند به سمت همگرایی شبکه های محلی و جهانی.

ارائه اضافه شده در 05/04/2012


طبقه بندی شبکه های کامپیوتری هدف شبکه کامپیوتری انواع اصلی شبکه های کامپیوتری شبکه های کامپیوتری محلی و جهانی روش های ساخت شبکه شبکه های همتا به همتا کانال های سیمی و بی سیم پروتکل های انتقال داده

مقاله ترم، اضافه شده 10/18/2008


ویژگی های اصلی طبقه بندی شبکه های کامپیوتری به عنوان نوع جدیدی از خدمات ارتباطی و اطلاعاتی. ویژگی های شبکه های محلی و جهانی اشیاء فناوری های شبکه اطلاعات. مزایای استفاده از شبکه های کامپیوتری در سازمان

مقاله ترم اضافه شده در 2013/04/23


سیستم های پردازش دسته ای ظهور اولین شبکه های کامپیوتری جهانی و محلی. ویژگی های طبقه بندی شبکه های کامپیوتری چهار نوع اصلی جرایم رایانه ای، ویژگی های آنها. انتشار ویروس ها از طریق اینترنت.

چکیده، اضافه شده در 2014/03/29


مفاهیم اصلی که وضعیت فعلی و روند توسعه شبکه های کامپیوتری را تعیین می کند. جنبه ها و سطوح سازماندهی شبکه ها، از فیزیکی تا سطح برنامه های کاربردی. هدف و نقش شبکه های محلی ساختارهای شبکه کانال های بی سیم

دوره سخنرانی اضافه شده در 1/15/2010


مفهوم و ساختار شبکه های کامپیوتری، طبقه بندی و انواع آنها. فن آوری های مورد استفاده برای ساخت شبکه های محلی. امنیت شبکه های محلی سیمی شبکه های محلی بی سیم، ویژگی های مشخصه آنها و دستگاه های مورد استفاده.

مقاله ترم اضافه شده 01/01/2011


شبکه های کامپیوتری و طبقه بندی آنها سخت افزار شبکه کامپیوتری و توپولوژی شبکه محلی. فن آوری ها و پروتکل های شبکه های کامپیوتری آدرس دهی رایانه های موجود در شبکه و پروتکل های اصلی شبکه. مزایای استفاده از فناوری های شبکه