تمامی مباحث مربوط به شبکه

شبکه های محلی LAN – قسمت سوم

آموزش راه اندازی شبکه محلی

اگر در محیط کار یا منزل خود با بیش از یک کامپیوتر سروکار دارید احتمالا به فکر افتاده اید که آنها را به یکدیگر متصل کرده و یک شبکه کوچک کامپیوتری راه بیا ندازید .

با اتصال کامپیوتر ها به یکدیگرمیتوانید چاپگرتان (Printer) را بین همه انها به اشتراک بگذارید از طریق یکی از کامپیوتر ها که به اینترنت وصل است بقیه را نیز به اینترنت متصل کنید از هر یک از کامپیوتر ها به فایل های خود از جمله عکس ها اهنگ ها و اسنادتان دسترسی پیدا کنید به بازی هایی بپردازید که نه چند بازیکن با چند کامپیوتر نیاز دارند. مانند بازی کانتر استرایک

وبلاخره این که خروجی وسایلی چون DVD PLAYER یا وب کم را به سایر کامپیوتر ها ارسال کنید .

در اینجا ضمن معرفی روش های مختلف اتصال کامپیوتر ها به یکدیگر، انجام تنظیمات دستی را برای بهره بردن از حداقل مزایای یک شبکه کامپیوتری به شما نشان می دهیم .
روشهای اتصال:

برای اتصال کامپیوتر هایی که در فاصله ای نه چندان دور از یکدیگر قرار دارند راههای مختلفی وجود دارد که عبارتند از :

سیم کشی دیتا به صورت تو کار در حین ساخت ساختمان که امروز بسیار متداول است. (در این روش همان گونه که برای برق ساختمان از قبل نقشه می کشند و مثلا جای کلید ها و پریز ها را مشخص می کنند برای شبکه کامپیوتری هم نقشه کشی و سیم کشی می کنند .)
قرار دادن سیم ها در کف اتاق و اتصال کامپیوتر هایی که در یک اتاق قرار دارند .
استفاده از فناوری بی سیم
استفاده از سیم کشی برق داخل ساختمان
استفاده از سیم کشی تلفن داخل ساختمان

هر یک از روش ها مزایا و معایب خاص خود را دارند اما برای به اشتراک گذاشتن چاپگر فایل ها و اینترنت باید کامپیوتر ها را به نحو صحیح و مناسبی تنظیم و آماده کنید و فرق نمی کند که کدام روش را انتخاب کرده باشید.

به همین دلیل کار را از همین نقطه شروع می کنیم از آنجا که ویندوز های اکس پی و ۹۸ پر استفاده ترین ویندوز ها در منازل و دفاتر کوچک هستند نحوه اشتراک گذاری منابع در این دو ویندوز را مورد بحث قرار می دهیم هر چند مورد سایر ویندوز ها مفاهیم تغییر نمی کند

گام های اولیه :

برای راه اندازی شبکه در منزل خود این سه کار را باید انجام دهیم :

۱- انتخاب فناوری مناسب شبکه که مورد نظر ما در این مقاله اترنت استاندارد است

۲- خرید و نصب سخت افزار مناسب این کار، که اصلی ترین آنها کارت شبکه برای هر یک از این کامپیوتر ها و یک هاب – سوییچ است

۳- تنظیم و آماده سازی سیستم ها به نحوی که بتوانند همدیگر را ببینند و با یکدیگر صحبت کنند

از این سه مرحله، قدم سوم از همه مهم تر است .

ویندوز xp قسمتی به نام NETWORK SETUP WIZARD دارد که تنظیمات شبکه را برای شما انجام می دهد .
به غیر از این متخصصان هستند که در ازای دریافت دستمزد ، شبکه شما را در محل راه می اندازند .
نام گذاری کامپیوتر ها به اشتراک گذاشتن چاپگر ها، فایل ها و اتصالات اینترنتی ،اساسی ترین کارهایی هستند که این افراد برای شما انجام می دهند .
اما اگر با مشکلی مواجه بشوید یا تنظیمات کامپیوتر تان بهم بخورد ، باید بتوانید خودتان شبکه را تنظیم کنید .
به طور کلی کار هایی که باید انجام دهید تا یک شبکه (( مرده)) را ((زنده)) کنید و به بهره برداری از ان بپر دازید ، از این قرار است :

نام گذاری کامپیوتر
دادن آدرس IP
به اشتراک گذاشتن فایل ها
به اشتراک گذاشتن چاپگر
انجام تنظیمات امنیتی
به اشتراک گذاشتن اتصال اینترنت
نام گذاری کامپیوتر:
بعد از نصب سخت افزار های مورد نیاز برای راه اندازی شبکه ، نوبت به نصب نرم افزار های آن می رسد.
در اولین قدم باید برای تک تک کامپیوتر های موجود در شبکه خود اسمی منحصر به فرد و غیر تکراری انتخاب کنید .
علاوه بر اسم کامپیوتر اسم گروه کاری یا WORK GROUP هم مهم است . تمام کامپیوتر های یک شبکه باید عضو یک گروه کاری باشند .
ویندوز اکس پی :
برای نام گذاری کامپیوتر در ویندوز اکس پی این مراحل را دنبال کنید :
۱-پنجره control panel را باز کنید
۲-اگر حالت نمایش آیکون ها به صورت کلاسیک نیست روی لینک classic VIEW کلیک کنید .در این حالت بر نامه system را اجرا کنید .
۳-در کادر محاوره ظاهر شده صفحه computername را انتخاب کنید
۴-همان طور که ملا حظه می کنید کامپیوتر یک اسم کامل دارد و یک گروه کاری . روی دکمه change کلیک کنید تا کادر محاوره بعدی ظاهر شود .
۵-در کادر اول اسمی را تایپ کنید که می خواهید به کامپیوتر تان اختصاص دهید . این اسم هر چیزی می تواند باشد ، فقط نباید تکراری باشد . مثلا اسم کامپیونر اول را pc 1 بگذارید .
۶-در کادر دوم اسمی را که می خواهید به گروه کاری خود اختصاص دهید وارد کنید .مثلا My office یا My Home یا هر چیز دیگر . حتی خود Work Group هم بد نیست.
۷- در پایان OK و دوباره OK را بزنید . اگر ویندوز خواست ری استارت کند قبول کنید .

آدرس IP (TCP/IP Protocol)
آدرس IP نشانی هر کامپیوتر در شبکه است . کامپیوتر از طریق این نشانی است که یکدیگر را در شبکه پیدا می کنند .
در هر شبکه آدرس IP هر کامپیوتر باید منحصر به فرد و غیر تکراری باشد .
در باره IP و آدرس دهی از این طریق ، زیاد میتوان صحبت کرد ، اما از آنجا که در این مقاله قصد پرداختن به تئوری را نداریم بلا فاصله دست به کار می شویم . فقط ذکر این نکته را ضروری میدانیم که آدرس IP در واقع یک شماره چهار قسمتی است . هر قسمت عددی از ۰ تا ۲۵۵ است که با علامت نقطه از قسمت بعدی جدا می شود . برای دسترسی به بخش آی پی ها باید روی کانتکشن خود کلیک راست کرده سپس وارد Properties بشوید. آنجا وارد TCP/IPProtocol بشوید.
مثلا ۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۱ یک آدرس IP است .

در یک شبکه کوچک ، برای تمام کامپیوتر ها سه قسمت اول آدرس IP را یکسان می گیریم و فقط قسمت چهارم را برای هر کامپیوتر عدد متفاوتی را در نظر می گیریم .
مثلا در کامپیوتر اول آدرس ۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۱ و برای کامپیوتر دوم آدرس ۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۲ را می نویسیم و به همین ترتیب در بقیه کامپیوتر ها قسمت چهارم آدرس IP را عدد متفاوتی را می دهیم .
پس از اتمام این مراحل رایانه های شما با هم شبکه می شوند.

فرستادن پیام در شبکه های LAN
برای این کار ابتدا وارد Command Prompt می شویم و در آن فرمان IPCONFIG را تایپ می کنیم.
پس از چند لحظه در زیر همین قسمت تمام آی پی هایی که در آن لحظه به کامپیوتر شما یا به شبکه Lan داخلی متصل هستند نوشته می شود.
برای مثال:

۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۱

۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۲

و غیره…

روش کار:
برای شروع کار ابتدا یکی از آی پی ها را انتخاب می کنیم و دستور زیر را برای آن آی پی می نویسیم:

NET SEND IP MESSAGE

که به ترتیب:

NET SEND : دستور اولیه می باشد.

IP : ای پی شخص مورد نظر.

MESSAGE : پیغام مورد نظر می باشد. برای مثال : ….. information

.

.
منبع : iranpur.com

شبکه های محلی LAN – قسمت دوم

اجزای اصلی سخت‌افزاری
همه شبکه‌ها از اجزای سخت‌افزاری پایه‌ای تشکیل شده‌اند تا گره‌های شبکه را به یکدیگر متصل کنند، مانند «کارت‌های شبکه»، «تکرارگر»ها، «هاب»ها، «پل»ها، «راهگزین»ها و «مسیریاب»ها. علاوه بر این، بعضی روشها برای اتصال این اجزای سخت‌افزاری لازم است که معمولاً از کابلهای الکتریکی استفاده می‌شود (از همه رایجتر «کابل رده ?» (کابل Cat5) است)، و کمتر از آنها، ارتباطات میکروویو (مانند IEEE 802.11) و («کابل فیبر نوری» Optical Fiber Cable) بکار می‌روند.

کارت شبکه
«کارت شبکه»، «آداپتور شبکه» یا « کارت واسط شبکه» (Network Interface Card) قطعه‌ای از سخت‌افزار رایانه‌است و طراحی شده تا این امکان را به رایانه‌ها بدهد که بتوانند بر روی یک شبکه رایانه‌ای با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این قطعه دسترسی فیزیکی به یک رسانه شبکه را تامین می‌کند و با استفاده از «آدرسهای MAC»، سیستمی سطح پایین جهت آدرس دهی فراهم می‌کند. این شرایط به کاربران اجازه می‌دهد تا به وسیله کابل یا به صورت بی‌سیم به یکدیگر متصل شوند.

تکرارگر یا repeater
«تکرارگر» تجهیزی الکترونیکی است که سیگنالی را دریافت کرده و آن را با سطح دامنه بالاتر، انرژی بیشتر و یا به سمت دیگر یک مانع ارسال می‌کند. بدین ترتیب می‌توان سیگنال را بدون کاستی به فواصل دورتری فرستاد. از آنجا که تکرارگرها با سیگنال‌های فیزیکی واقعی سروکار دارند و در جهت تفسیر داده‌ای که انتقال می‌دهند تلاشی نمی‌کنند، این تجهیزات در «لایه فیزیکی» یعنی اولین لایه از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند.

هاب (جعبه تقسیم) یا hub
«هاب» قطعه‌ای سخت‌افزاری است که امکان اتصال قسمت‌های یک شبکه را با هدایت ترافیک در سراسر شبکه فراهم می‌کند. هاب‌ ها در «لایه فیزیکی» از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند. عملکرد هاب بسیار ابتدایی است، به این ترتیب که داده رسیده از یک گره را برای تمامی گره‌های شبکه کپی می‌کند. هاب‌ها عموماً برای متصل کردن بخش‌های یک «شبکه محلی» بکار می‌روند. هر هاب چندین «درگاه» (پورت) دارد. زمانی که بسته‌ای از یک درگاه می‌رسد، به دیگر درگاه‌ها کپی می‌شود، بنابراین همه قسمت‌های شبکه محلی می‌توانند بسته‌ها را ببینند.

پل یا bridge
یک «پل» دو «زیرشبکه» (سگمنت) را در «لایه پیوند داده» از «مدل مرجع OSI» به هم متصل می‌کند. پل‌ها شبیه به «تکرارگر»ها و «هاب»های شبکه‌اند که برای اتصال قسمت‌های شبکه در «لایه فیزیکی» عمل می‌کنند، با این حال پل با استفاده از مفهوم پل زدن کار می‌کند، یعنی به جای آنکه ترافیک هر شبکه بدون نظارت به دیگر درگاه‌ها کپی شود، آنرا مدیریت می‌کند.

پل‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
پل‌های محلی: مستقیما به «شبکه‌های محلی» متصل می‌شود.
پل‌های دوردست: از آن می‌توان برای ساختن «شبکه‌های گسترده»، جهت ایجاد ارتباط بین «شبکه‌های محلی» استفاده کرد. پل‌های دور دست در شرایطی که سرعت اتصال از شبکه‌های انتهایی کمتر است با «مسیریاب»ها جایگزین می‌شوند.
پل‌های بی‌سیم: برای «اتصال شبکه‌های محلی» به «شبکه‌های محلی بی‌سیم» یا «شبکه‌های محلی بی‌سیم» به هم یا ایستگاه‌های دوردست به «شبکه‌های محلی» استفاده می‌شوند.

راهگزین یا switch
«راهگزین» که در پارسی بیشتر واژه «سوئیچ» برای آن بکار برده می‌شود، وسیله‌ای است که قسمت‌های شبکه را به یکدیگر متصل می‌کند. راهگزین‌های معمولی شبکه تقریباً ظاهری شبیه به «هاب» دارند، ولی یک راهگزین در مقایسه با هاب از هوشمندی بیشتری (و همچنین قیمت بیشتری) برخوردار است. راهگزین‌های شبکه این توانمندی را دارند که محتویات بسته‌های داده‌ای که دریافت می‌کنند را بررسی کرده، دستگاه فرستنده و گیرنده بسته را شناسایی کنند، و سپس آن بسته را به شکلی مناسب ارسال نمایند. با ارسال هر پیام فقط به دستگاه متصلی که پیام به هدف آن ارسال شده، راهگزین «پهنای باند» شبکه را به شکل بهینه‌تری استفاده می‌کند و عموماً عملکرد بهتری نسبت به یک هاب دارد.

از نظر فنی می‌توان گفت که راهگزین در «لایه پیوند داده» از «مدل مرجع OSI» عمل کنند. ولی بعضی انواع راهگزین قادرند تا در لایه‌های بالاتر نیز به بررسی محتویات بسته بپردازند و از اطلاعات بدست آمده برای تعیین مسیر مناسب ارسال بسته استفاده کنند. به این راه گزین‌ها به اصطلاح «راهگزین‌های چندلایه» (Multiplayer Switch) می‌گویند.

مسیریاب یا router
«مسیریاب»ها تجهیزات شبکه‌ای هستند که بسته‌های داده را با استفاده از «سرایند»ها و «جدول ارسال» تعیین مسیر کرده، و ارسال می‌کنند. مسیریاب‌ها در «لایه شبکه» از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند. همچنین مسیریاب‌ها اتصال بین بسترهای فیزیکی متفاوت را امکان‌پذیر می‌کنند. این کار با چک‌ کردن سرایند یک بسته داده، انجام می‌شود.
مسیریاب‌ها از «قراردادهای مسیریابی» مانند OSPF استفاده می‌کنند تا با یکدیگر گفتگو کرده و بهترین مسیر بین هر دو ایستگاه را پیکربندی کنند. هر مسیریاب دسته کم به دو شبکه، معمولاً شبکه‌های محلی، شبکه‌های گسترده و یا یک شبکه محلی و یک سرویس دهنده اینترنت متصل است. بعضی انواع مودم‌های DSL و کابلی جهت مصارف خانگی درون خود از وجود یک مسیریاب نیز بهره می‌برند.


شبکه محلی چیست؟
«شبکه محلی» (Local Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که محدوده جغرافیایی کوچکی مانند یک خانه، یک دفتر کار یا گروهی از ساختمان‌ها را پوشش می‌دهد. در مقایسه با «شبکه‌های گسترده» (WAN) از مشخصات تعریف‌شده شبکه‌های محلی می‌توان به سرعت (نرخ انتقال) بسیار بالاتر آنها، محدوده جغرافیایی کوچکتر و عدم نیاز به «خطوط استیجاری» مخابراتی اشاره کرد.
دو فناوری «اترنت» (Ethernet) روی کابل «جفت به هم تابیده بدون محافظ» (UTP) و «وای‌فای» (Wi-Fi) رایج‌ترین فناوری‌هایی هستند که امروزه استفاده می‌شوند، با این حال فناوری‌های «آرکنت» (ARCNET) و «توکن رینگ» (Token Ring) و بسیاری روشهای دیگر در گذشته مورد استفاده بوده‌اند.

تاریخچه شبکه محلی
در روزهای قبل از ظهور «رایانه‌های شخصی» (PC) ممکن بود که یک محل فقط یک «رایانه مرکزی» داشته باشد که کاربران به‌وسیله «پایانه» ها از طریق کابل‌کشی ساده و کم‌سرعتی به آن دسترسی داشتند. شبکه‌هایی مانند SNA متعلق به شرکت «آی‌بی‌ام» (IBM) جهت ارتباط پایانه‌ها یا دیگر رایانه‌های مرکزی در محل‌های دوردست از طریق «خطوط استیجاری» بکارگرفته شدند، از این رو این ارتباطات «شبکه‌های گسترده» (WAN) بودند.
اولین شبکه محلی در دهه ۱۹۷۰ ساخته شد و به منظور ارتباطات پرسرعت بین چند رایانه بزرگ در یک محل بکار گرفته شد. از میان بسیاری سیستم‌های رقیب که در این دوران ساخته شدند، «اترنت» و «آرکنت» مشهورترین‌ها هستند.
توسعه و ازدیاد رایانه‌های شخصی که با «سیستم عاملهای» CP/M و DOS کار می کردند این حقیقت را با خود به همراه آوردند که خیلی زود هر مکان به تنهایی پر از ده‌ها و صدها رایانه گردد. اولین انگیزه برای شبکه‌کردن این محل‌ها عموماً به اشتراک گذاشتن فضای «دیسک» و «چاپگرهای لیزری» بود، که هر دو در آن زمان بسیار گران بودند. برای چندین سال این ایده بسیار مورد توجه و علاقه بود، طوری که از سال ۱۹۸۳ به بعد، متخصصان صنعت رایانه مرتبا اظهار می‌داشتند که سال بعدی سال شبکه محلی است.
در واقع زیاد شدن تنوع «لایه فیزیکی» و «قرارداد»های شبکه ناسازگار، و چندگانگی در تعیین بهترین روش به اشتراک گذاشتن منابع، به ایده فوق صدمه زد. به تبع هر فروشنده کارت شبکه، کابل شبکه، قرارداد و سیستم عامل شبکه خودش را عرضه می کرد. با ظهور سیستم عامل Netware محصول شرکت «ناول» (Novel) راه حلی پدید آمد، به این ترتیب که این سیستم عامل ۴۰ نوع کابل و کارت شبکه رقیب را پشتیبانی می‌کرد و علاوه بر آن از دیگر سیستم عامل های رقیب بسیار حرفه‌ای‌تر بود. سیستم عامل Netware از همان آغاز پیدایش شبکه‌های محلی رایانه‌های شخصی در سال ۱۹۸۳ تا اواسط دهه ۱۹۹۰ براین بازار حکمرانی می کرد، تا آنکه شرکت «مایکروسافت» سیستم عامل Windows NT Advanced Server و Windows for Workgroups را عرضه کرد.
از رقبای سیستم عامل Netware فقط VINES ساخت شرکت «بانیان» (Banyan) از نظر قدرت فنی با آن قابل مقایسه بود، ولی شرکت Banyan هرگز بنیان استواری پیدا نکرد. شرکتهای «مایکروسافت» و «تریکام» (۳COM) با یکدیگر همکاری کردند تا یک سیستم عامل شبکه ساده بسازند که حاصل آن شد اساس سیستم عاملهای ۳+Share محصول «تریکام»، LAN Manager محصول «مایکروسافت» و LAN Server محصول شرکت «آی‌بی‌ام» که هیچ کدام ازین سیستم عامل ها موفقیت قابل ملاحضه‌ای به دست نیاوردند.
در همین دوران «ایستگاه‌های کاری» (Workstation) (رایانه‌های) مبتنی بر سیستم عامل «یونیکس» (Unix) از فروشندگانی مانند شرکتهای «سان مایکروسیستمز» (Sun Microsystems)، «هیولت پکارد» (Hewlett Packard)، «سیلیکن گرافیکز» (Silicon Graphics)، «اینترگراف» (Intergraph)، «نکست» (NeXT) و «آپلو» (Apollo) از شبکه‌سازی مبتنی بر قرارداد TCP/IP استفاده می‌کردند. اگرچه اعضای این گروه از شرکتهای تجاری که به تولید چنین محصولی می‌پرداختند کمتر شده‌اند، ولی ادامه یافتن توسعه فناوری در این زمینه، بر روی «اینترنت» و همچنین دو سیستم عامل «لینوکس» (Linux) و Mac OS X محصول شرکت «اپل» (Apple) تأثیر گذاشت و امروزه قرارداد TCP/IP تقریباً به طور کامل جایگزین قراردادهای IPX، AppleTalk، NBF و دیگر قراردادهایی که در شبکه‌های محلی اولیه رایانه‌های شخصی به کار می‌رفت شده است.

جنبه‌های فنی
با وجود اینکه امروزه قرارداد راهگزینی اترنت رایج‌ترین قرارداد «لایه پیوند داده» و قرارداد IP رایج‌ترین قرارداد «لایه شبکه» است، در گذشته گزینه‌های بسیار دیگری مورد استفاده بودند و بعضی از آنها هنوز در بعضی نواحی کوچک مشهور مانده‌اند.
شبکه‌های محلی کوچکتر عموماً از یک یا چند «راهگزین» (Switch) (در پارسی بیشتر رایج است که به آن سوئیچ می‌گویند) تشکیل شده‌اند که به یکدیگر متصل شده‌اند. جهت دسترسی به اینترنت غالبا یکی از این راهگزین‌ها به یک «مسیریاب»، «مودم کابلی» یا «مودم ADSL» متصل می‌شود.
شبکه‌های محلی بزرگ‌تر به واسطه این ویژگی‌ها شناخته می‌شوند: استفاده از اتصالات اضافی (بیش از یکی جهت پشتیبان) بین راهگزین‌ها، استفاده از «قرارداد درخت پوشا» (STP) جهت جلوگیری از ایجاد «حلقه»، توانایی راهگزین‌ها جهت مدیریت انواع مختلف ترافیک با استفاده از استاندارد «کیفیت خدمات» و همچنین استفاده از «شبکه‌های محلی مجازی» (VLAN) جهت جداسازی ترافیکها از یکدیگر.
شبکه‌های محلی ممکن است به‌وسیله «خطوط استیجاری»، «خدمات استیجاری» و یا به روش «تونل‌زنی» (Tunneling) بر روی اینترنت با بهره‌جویی از فناوری «شبکه‌های مجازی خصوصی» (VPN) اتصالاتی به دیگر شبکه‌های محلی داشته باشند.

.

.

منبع : iranpur.com

شبکه های محلی LAN – قسمت اول

مقدمه
شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. مستقل بودن کامپیوترها بدین معناست که هر کدام دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا بوده، و بود و نبود یکی بر دیگری تاثیرگذار نیست.

متصل بودن کامپیوترها یعنی از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل ، فیبر نوری ، ماهواره‌ها و … به هم وصل باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می‌باشند اما شرط کافی برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری داشتن ارتباط و تبادل داده بین کامپیوترهاست.

این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه‌ مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند، تشکیل یک شبکه می‌دهند؟! در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ? رایانه متصل به هم است.

در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.

کلیات شبکه و طبقه بندی آن
«شبکه رایانه‌ای» (Computer Network) از چندین «رایانه» متصل به هم تشکیل شده‌است که از یک سیستم ارتباطی به هدف به اشتراک گذاری داده‌ها، منابع و ارتباطات استفاده می‌کند. برای مثال شبکه رایانه خانگی ممکن است از دو یا چند رایانه تشکیل شده باشد که با استفاده از شبکه، فایلها و یک «پرینتر» را به اشتراک گذاشته‌اند. اندازه و مقیاس هر شبکه از روی سخت‌افزار مورد استفاده و همچنین قراردادهایی که پیاده‌سازی شده‌اند، تعیین می‌شوند.

مفهوم شبکه (network)
شبکه درساده ترین حالت خود شامل دو رایانه‌است که به وسیله کابل (خط انتقال) به یکدیگر متصل شده‌اند، به گونه‌ای که بتوانند از داده ها به طور مشترک (share) استفاده نمایند . همین شبکه ساده منشا تمام شبکه‌ها، صرف نظر از کیفیت پیچیدگی انهاست .

طبقه‌بندی شبکه‌های رایانه‌ای:
۱-بر اساس لایه شبکه
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای مطابق مدلهای مرجع پایه‌ای که در صنعت به عنوان استاندارد شناخته می‌شوند مانند «مدل مرجع : لایه OSI» و «مدل : لایه TCP/IP»، بر اساس نوع «لایه شبکه»ای که در آن عمل می‌کنند طبقه‌بندی شوند.

۲-بر اساس اندازه
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس اندازه یا گستردگی ناحیه‌ای که شبکه پوشش می‌دهد طبقه‌بندی شوند. برای نمونه
«شبکه شخصی» (PAN)
«شبکه محلی» (LAN)
«شبکه دانشگاهی» (CAN)
«شبکه کلان‌شهری» (MAN)
«شبکه گسترده» (WAN)

۳-بر اساس نوع اتصال
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس فناوری سخت‌افزاری که جهت متصل کردن هر دستگاه در شبکه استفاده می‌کنند طبقه‌بندی شوند. نمونه‌هایی از این فناوری‌ها عبارت‌اند از:
«اترنت» (Ethernet)
«شبکه محلی بی‌سیم» (WLAN)
شبکه HomaPNA یا «ارتباط از طریق خطوط برق».

۴-بر اساس معماری کاربری
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس معماری کاربری که بین اعضای شبکه وجود دارد طبقه‌بندی شود، برای نمونه:
معماری‌های Active Networking
«مشتری-خدمتگذار» (Client-Server)
«همتا به همتا» Peer-to-Peer (گروه کاری).

۵-بر اساس همبندی (توپولوژی)
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس نوع همبندی شبکه طبقه‌بندی شوند مانند:
«شبکه باس» (Bus)
«شبکه ستاره» (‎(Star
«شبکه حلقه‌ای» (Ring)
«شبکه توری» (Mesh)
«شبکه ستاره-باس» (Star-Bus)
«شبکه درختی» (Tree)
«شبکه سلسله مراتبی» (Hierarchical) و غیره.
همبندی شبکه را می‌توان بر اساس نظم هندسی ترتیب داد. همبندی‌های شبکه طرح‌های منطقی شبکه هستند. واژه منطقی در اینجا بسیار پرمعنی است. این واژه به این معنی است که همبندی شبکه به طرح فیزیکی شبکه بستگی ندارد. مهم نیست که رایانه‌ها در یک شبکه به صورت خطی پشت سر هم قرار گرفته باشند، ولی زمانیکه از طریق یک «هاب» به یکدیگر متصل شده باشند تشکیل همبندی ستاره ای می‌کنند و نه باس. و این عامل مهمی است که شبکه‌ها در آن فرق می‌کنند، چه از جنبه ظاهری و چه از جنبه عملکردی.

۶-بر اساس قرارداد
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس «قرارداد» ارتباطی طبقه‌بندی شوند. برای اطلاعات بیشتر لیست پشته‌های قرارداد شبکه و لیست قراردادهای شبکه را ببینید.

انواع شبکه‌های رایانه‌ای از نظر اندازه:

pan
۱-شبکه شخصی (PAN)
«شبکه شخصی» (Personal Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که برای ارتباطات میان وسایل رایانه‌ای که اطراف یک فرد می‌باشند (مانند «تلفن»ها و «رایانه‌های جیبی» (PDA) که به آن «دستیار دیجیتالی شخصی» نیز می‌گویند) بکار می‌رود. این که این وسایل ممکن است متعلق به آن فرد باشند یا خیر جای بحث خود را دارد. برد یک شبکه شخصی عموماً چند متر بیشتر نیست. موارد مصرف شبکه‌های خصوصی می‌تواند جهت ارتباطات وسایل شخصی چند نفر به یکدیگر و یا برقراری اتصال این وسایل به شبکه‌ای در سطح بالاتر و شبکه «اینترنت» باشد.
ارتباطات شبکه‌های شخصی ممکن است به صورت سیمی به «گذرگاه»های رایانه مانند USB و FireWire برقرار شود. همچنین با بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند IrDA، «بلوتوث»(Bluetooth) و UWB می‌توان شبکه‌های شخصی را به صورت بی‌سیم ساخت.

lan

۲-شبکه محلی (LAN)
«شبکه محلی» (Local Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که محدوده جغرافیایی کوچکی مانند یک خانه، یک دفتر کار یا گروهی از ساختمان‌ها را پوشش می‌دهد. در مقایسه با «شبکه‌های گسترده» (WAN) از مشخصات تعریف‌شده شبکه‌های محلی می‌توان به سرعت (نرخ انتقال) بسیار بالاتر آنها، محدوده جغرافیایی کوچکتر و عدم نیاز به «خطوط استیجاری» مخابراتی اشاره کرد.
دو فناوری «اترنت» (Ethernet) روی کابل «جفت به هم تابیده بدون محافظ» (UTP) و «وای‌فای» (Wi-Fi) رایج ترین فناوری‌هایی هستند که امروزه استفاده می‌شوند، با این حال فناوری‌های «آرکنت» (ARCNET) و «توکن رینگ» (Token Ring) و بسیاری روشهای دیگر در گذشته مورد استفاده بوده‌اند.

man

۳-شبکه کلان‌شهری (MAN)
«شبکه کلان‌شهری» (Metropolitan Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» بزرگ است که معمولاً در سطح یک شهر گسترده می‌شود. در این شبکه‌ها معمولاً از «زیرساخت بی‌سیم» و یا اتصالات «فیبر نوری» جهت ارتباط محل‌های مختلف استفاده می‌شود.

wan

۴-شبکه گسترده (WAN)
«شبکه گسترده» (Wide Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که نسبتاً ناحیه جغرافیایی وسیعی را پوشش می‌دهد (برای نمونه از یک کشور به کشوری دیگر یا از یک قاره به قاره‌ای دیگر). این شبکه‌ها معمولاً از امکانات انتقال خدمات دهندگان عمومی مانند شرکت‌های مخابرات استفاده می‌کند. به عبارت کمتر رسمی این شبکه‌ها از «مسیریاب»ها و لینک‌های ارتباطی عمومی استفاده می‌کنند.
شبکه‌های گسترده برای اتصال شبکه‌های محلی یا دیگر انواع شبکه به یکدیگر استفاده می‌شوند. بنابراین کاربران و رایانه‌های یک مکان می‌توانند با کاربران و رایانه‌هایی در مکانهای دیگر در ارتباط باشند. بسیاری از شبکه‌های گسترده برای یک سازمان ویژه پیاده‌سازی می‌شوند و خصوصی هستند. بعضی دیگر به‌وسیله سرویس دهنده اینترنت «سرویس دهندگان اینترنت» (ISP) پیاده‌سازی می‌شوند تا شبکه‌های محلی سازمانها را به اینترنت متصل کنند.

۵-شبکه شبکه‌ها (Internetwork)
دو یا چند «شبکه» یا «زیرشبکه» (Subnet) که با استفاده از تجهیزاتی که در لایه ۳ یعنی «لایه شبکه» «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند، مانند یک «مسیریاب»، به یکدیگر متصل می‌شوند .تشکیل یک شبکه از شبکه‌ها یا «شبکه شبکه‌ها» را می‌دهند. همچنین می‌توان شبکه‌ای که از اتصال داخلی میان شبکه‌های عمومی، خصوصی، تجاری، صنعتی یا دولتی به وجود می‌آید را «شبکه شبکه‌ها» نامید.
در کاربردهای جدید شبکه‌های به هم متصل شده از قرارداد IP استفاده می‌کنند. بسته به اینکه چه کسانی یک شبکه از شبکه‌ها را مدیریت می‌کنند و اینکه چه کسانی در این شبکه عضو هستند، می‌توان سه نوع «شبکه شبکه‌ها» دسته بندی نمود:
شبکه داخلی یا اینترانت (Intranet)
شبکه خارجی یا اکسترانت (Extranet)
شبکه‌اینترنت (Internet)

شبکه‌های داخلی یا خارجی ممکن است که اتصالاتی به شبکه اینترنت داشته و یا نداشته باشند. در صورتی که این شبکه‌ها به اینترنت متصل باشند در مقابل دسترسی‌های غیرمجاز از سوی اینترنت محافظت می‌شوند. خود شبکه اینترنت به عنوان بخشی از شبکه داخلی یا شبکه خارجی به حساب نمی‌آید، اگرچه که ممکن است شبکه اینترنت به عنوان بستری برای برقراری دسترسی بین قسمت‌هایی از یک شبکه خارجی خدماتی را ارائه دهد.

interanet

۶-شبکه داخلی (Intranet)
یک «شبکه داخلی» مجموعه‌ای از شبکه‌های متصل به هم می‌باشد که از قرارداد ‎IP و ابزارهای مبتنی بر IP مانند «مرورگران وب» استفاده می‌کند و معمولاً زیر نظر یک نهاد مدیریتی کنترل می‌شود. این نهاد مدیریتی «شبکه داخلی» را نسبت به باقی قسمت‌های دنیا محصور می‌کند و به کاربران خاصی اجازه ورود به این شبکه را می‌دهد. به طور معمول‌تر شبکه درونی یک شرکت یا دیگر شرکت‌ها «شبکه داخلی» می‌باشد.

extranet

۷-شبکه خارجی (Extranet)
یک «شبکه خارجی» یک «شبکه» یا یک «شبکه شبکه‌ها» است که بلحاظ قلمرو محدود به یک سازمان یا نهاد است ولی همچنین شامل اتصالات محدود به شبکه‌های متعلق به یک یا چند سازمان یا نهاد دیگر است که معمولاً ولی نه همیشه قابل اعتماد هستند. برای نمونه مشتریان یک شرکت ممکن است که دسترسی به بخش‌هایی از «شبکه داخلی» آن شرکت داشته باشند که بدین ترتیب یک «شبکه خارجی» درست می‌شود، چراکه از نقطه‌نظر امنیتی این مشتریان برای شبکه قابل اعتماد به نظر نمی‌رسند. همچنین از نظر فنی می‌توان یک «شبکه خارجی» را در گروه شبکه‌های دانشگاهی، کلان‌شهری، گسترده یا دیگر انواع شبکه (هر چیزی غیر از شبکه محلی) به حساب آورد، چراکه از نظر تعریف یک «شبکه خارجی» نمی‌تواند فقط از یک شبکه محلی تشکیل شده باشد، چون بایستی دست کم یک اتصال به خارج از شبکه داشته باشد.

۸-شبکه اینترنت (Internet)
شبکه ویژه‌ای از شبکه‌ها که حاصل اتصالات داخلی شبکه‌های دولتی، دانشگاهی، عمومی و خصوصی در سرتاسر دنیا است. این شبکه بر اساس شبکه اولیه‌ای کار می‌کند که «آرپانت» (ARPANET) نام داشت و به‌وسیله موسسه «آرپا» (ARPA) که وابسته به «وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا» است ایجاد شد. همچنین منزلگاهی برای «وب جهان‌گستر» (WWW) است. در لاتین واژه Internet‎ برای نامیدن آن بکار می‌رود که برای اشتباه نشدن با معنی عام واژه «شبکه شبکه‌ها» حرف اول را بزرگ می‌نویسند.
اعضای شبکه اینترنت یا شرکت‌های سرویس دهنده آنها از «آدرسهای IP» استفاده می‌کنند. این آدرس‌ها از موسسات ثبت نام آدرس تهیه می‌شوند تا تخصیص آدرسها قابل کنترل باشد. همچنین «سرویس دهندگان اینترنت» و شرکت‌های بزرگ، اطلاعات مربوط به در دسترس بودن آدرس‌هایشان را بواسطه «قرارداد دروازه لبه» (BGP) با دیگر اعضای اینترنت مبادله می‌کنند.

..

.
منبع : iranpur.com

پرتکل مسیریابی BGP

یک داده زمانی که می‌خواهد از جایی به جای دیگر انتقال پیدا کند این بسته پس از بسته‌بندی از طریق پروتکل‌های مسیریابی شروع به پیدا کردن مسیر می‌‌کند تا به مقصد برسد.اما بسته به این‌که بسته هدایت شده مقصدش درون AS باشد یا بیرون آن نوع مسیر‌یابی متفاوت است.زمانی که مقصد داخلی باشد از پروتکل‌های مسیریابی درونی مانند RIP، OSPF استفاده می‌کنیم. اما زمانی که مسیر آن خارج از مرز AS  باشد، از پروتکل‌های مسیریابی برونی مانند BGP استفاده می‌کنیم.

پروتکل BGP در واقع یک پروتکل مسیریابی برونی است که به کمک آن می‌توانیم بر اساس خیلی از پارامترها از جمله پرداخت حق اشتراک، امنیت و سیاست مسیریابی کنیم.

در این تحقیق به طور مفصل به پروتکل مسیریابیBGP  پرداخته‌ایم و همچنین راه‌های اعمال سیاست توسط این پروتکل را بررسی کرده‌ایم.

Routing protocols & Routed protocols

اصطلاح Routing protocols اشاره به پروتکل‌هایی مثل OSPF و RIP و… دارد که برای انتخاب بهترین مسیر درلایه سوم شبکه‌‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما اصطلاح Routed protocols اشاره به پروتکل‌هایی مانند IPX و IP و… داشته که به طور کلی نوع ارسال و دریافت پیام‌ها را تعیین کرده و طرز آدرس‌دهی شبکه را تعیین می‌نمایند. هر یک از پروتکل های Routed از تعدادی پروتکل Routing برای انجام وظایف خود بهره می‌گیرند. جدول زیر برخی از پروتکل‌های Routing مربوط به پروتکل‌های Routed را نشان می‌دهد.

Routing protocolsProtocols Routed
RIP،IGRP،OSPF،EIGRP، IS -ISIP
RIP،NLSP، EZ6RPIPX
RMTP،AVRP،EIGRPAppleTalk

الگوریتم‌های مسیر یابی و پروتکل‌های مسیریابی

هر روتر با توجه به پروتکل‌ مسیریابی خود در حافظه خود دارای جدول مسیریابی است که ساختار این جدول برای هر پروتکل متفاوت است.

الگوریتم مسیر یابی، یک فرمول یا پرسه‌ی ریاضی است که با اعمال آن بر روی جدول مسیریابی «مطلوبیت» یا «میزان بهینگی» مسیرهای مختلف محاسبه شده و براساس آن مطلوب‌ترین و بهینه‌ترین مسیر بدست می‌آید. این کدها نیز در حافظه روتر ذخیره شده‌اند و برای هر پروتکل نیز متفاوت است.

انواع الگوریتم‌های مسیریابی

الگوریتم‌های مسیر یابی را با دو دیدگاه می‌توان دسته بندی کرد:

الف) از دیدگاه روش تصمیم گیری و میزان هوشمندی

ب) از دیدگاه چگونگی جمع آوری و پردازش اطلاعات زیر ساخت ارتباطی شبکه

از دیدگاه اول الگوریتم‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

  • ایستا
  • پویا

از دیدگاه دوم نیز به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

  • سراسری متمرکز (LS)
  • غیر متمرکز توزیع شده (DV)

پروتکل‌های OSPF  ،IS-IS  از الگوریتم های LS استفاده می کنند.

پروتکل‌های RIP، IGRP،IIGRP  وBGP از DV استفاده می‌کنند.

شبکه‌های خودمختار (AS)

یک AS شامل گروهی از دستگاه‌هاست که به طور واحد مدیریت می‌شود. این گروه می‌تواند شامل دستگاه‌های موجود در یک کمپانی و یا چند کمپانی باشد. ‌ISPها خود نیز یک  ASهستند.

یک  AS  دارای سیاست‌ها و خط‌مشی مربوط به خود در مسیریابی است که می تواند با دیگر AS ها متفاوت باشد. این AS می تواند دارای یک شبکه باشد یا اینکه چندین شبکه که همه این شبکه ها دارای یک مدیر مشترک هستند.

برای مشخص کردن یک  AS از بین دیگر ASها آن‌ها را می‌توان به وسیله اعداد ۰ تا ۶۵۵۳۵ شماره‌گذاری

کرد. که به این اعداد ASN می گویند. سازمان IANA  مسئول تعیین کردن این شماره هاست.

دو نوع شماره  AS  وجود دارد:

  • Private
  • Public

اگر به محیط اصلی اینترنت که به وسیله پروتوکول BGP  اداره می شود دسترسی داشته باشید و بخواهید که Routeهای پروتکلBGP  اینترنت را دریافت کنید نیاز به شماره‌های ASN عمومی دارید. اما اگر شبکه داخلی خود را به چند AS مختلف تقسیم نمایید نیاز به استفاده از شماره های private دارید.

در جدول زیر محدوده‌‌های ‌ASN آورده ‌شده است.

توضیحاتASN
Reserveصفر
Public۶۴۴۹۵-۱
برای استفاده در مثال‌ها و سند‌سازی رزرو شده است۶۴۵۱۱-۶۴۴۹۶
Private۶۵۵۳۴-۶۴۵۱۲
Reserve۶۵۵۳۵

اینترنت چیست

از دیدگاه مسیریابی محیط اینترنت تشکیل شده از تعداد زیادی AS است که با شاه‌راه های ارتباطی به هم متصل شده‌اند. در هر AS  تعدادی روتر که در یک مرز مدیریتی و مسیریابی قرار دارد، واقع شده است که جهت برقراری ارتباط و مسیریابی بین AS از پروتکل مسیریابی BGP استفاده خواهد شد.

مسیریابی درونی و بیرونی

به مسیریابی روترها در داخل یک AS مسیریابی درونی( IGP) گفته می‌شود. برای مسیریابی درونی می توان از پروتکل‌های زیر استفاده کرد.

  • RIP
  • DSPF
  • IS_IS
  • IGRP
  • EIGRP

به مسیریابی بین روترهای مرزی ASها که باعث می‌شود اطلاعات بین AS ها ردوبدل شود مسیریابی برونی(EGP)گویند. BGP یک پروتکل مسیریابی برونی است.

در حال حاضر برای مسیریابی بین AS ها در اینترنت یا از default route که نوعی مسیریابی ایستا است، استفاده می‌کنیم یا از BGP.

مسیریاب‌های BGP باید حافظه بسیار بزرگی و پردازه بسیار قدرتمندی داشته باشد.

هر مسیریابی از BGP پشتیبانی نمی کند.

مسیریابی بسته‌های IP در درون شبکه خود مختار بیش‌تر تابع پارامترهای قابل اندازه‌گیری مانند سرعت، قابل اعتماد بودن و… است. ولی مسیریابی بسته‌های اطلاعاتی بر روی شاهراه‌هایی که شبکه های AS را به هم متصل کرده مسائلی کاملا متفاوت با مسیریابی در درون یک شبکه خود مختار دارد. در مسیریابی بین شبکه‌های AS مسائلی نظیر امنیت، پرداخت حق اشتراک و سیاست نیز می‌تواند در انتخاب بهترین مسیر دخیل باشد. در ادامه درباره چگونگی به کاربردن این policyها بیشتر صحبت می کنیم.

مبانی پروتکل BGP

پروتکل BGP مسئول انتقال اطلاعات و انتخاب بهترین مسیرهای منتهی به مقاصد مختلف در محیط اینترنت می باشند. زمانی که دو AS اقدام به برقراری ارتباط با یکدیگر می کنند به طور معمول از BGP برای تبادل اطلاعات routing  استفاده می کنند.

در حال حاضر جدیدترین نسخه این پروتکل BGP4 است که این نسخه از ادرس‌دهی classless پشتیبانی می کند.

این پروتکل برای ردوبدل کردن پیام‌های خود بین روترها از یک اتصال قابل اعتماد استفاده می‌کند برای

این کار از پروتکل TCP و پورت ۱۷۹ استفاده می‌کند.

پروتکل BGP یک پروتکل مسیریابی مسیر (Path Vector Protocol)است. یعنی هر روتر اطلاعات کامل مسیر تا یک مقصد خاص را به روتر همسایه‌ی خود می‌فرستد.به عنوان مثال به شکل زیر نگاه کنید در این شکل تمام همسایه‌های مسیریاب F اطلاعات کامل مسیرهای خود را تا تمامی مقصدها مثلا  روتر D برای آن می‌فرستند. حال مسیریاب F ابتدا مسیر EFGCD وIFGCD  را به دلیل اینکه خود درون این مسیرها است را حذف می‌کند (تا در حلقه نیفتد) سپس از بین مسیر BCD و GCD بر اساس پارامترها و صفت‌های BGP یکی را انتخاب می‌کند و بسته را به روتر همسایه می‌فرستد. درباره این کار در روتر بعدی انجام می‌شود تا بالاخره بسته به مقصد D برسد.

BGP از دو پروتکل مکمل EBGP و IBGP تشکیل شده است. قبل از اینکه این دو تا تفاوتشان را بیان کنیم باید بدانید که شبکه‌ها از نظر ارتباط با مسیریاب‌های BGP سه دسته اند:

  • شبکه‌های stub

این شبکه‌ها فقط با یک مسیریاب BGP در ارتباطند بنابراین فقط دریافت‌کننده یا ارسال‌کننده اولیه‌اند و در توزیع ترافیک اینترنت و مسیریابی در اینترنت نقشی ندارند.

  • شبکه‌های multihome

در این شبکه‌ها چند اتصال با یک یا چند مسیریاب BGP که در یک AS دیگر وجود دارد در ارتباطند پس ترافیک اینترنت می‌توانند از داخل این شبکه‌ها عبور کند.

  • شبکه‌های ترانزیت

این شبکه‌ها دارای چندین مسیریاب مرزی هستند که نقش عمده‌ای در ترافیک اینترنت دارند.

IBGP

ارسال اطلاعات به سمت اینترنت در شرایطی که تنها یک روتر در مرز بین سازمان و اینترنت قرار دارد کاری بسیار اسان است. در این شرایط کافی است که روتر مرزی یک default route را از طریق پروتکل مسیریابی درونی(IGP) برای دیگر دستگاه‌های داخلی ارسال کند تا آن‌ها تمامی پیام‌های مقصد خارجی را برای روتر مرزی بفرستند.

 اما در صورت استفاده از چندین روتر مختلف برای برقراری ارتباط با اینترنت مسائل مختلفی را باید مد نظر قرار داد. به‌منظور برطرف کردن مشکل احتمالی و همچنین بهره‌گیری از امکانات بیشتر می توان از IBGP در بین روترهای مرزی استفاده کرد.

در واقع IBGP برای این است که مسیریاب‌های مرزی درون یک As  بتوانند اطلاعات خود را ردوبدل کنند و به‌این ترتیب همه مسیریاب‌ها از تمام راه‌های مرزی مطلع هستند و می‌توانند بهترین راه خروجی راپیدا کنند.

EBGP

ایده ای که در پشت عملکرد BGP قرار دارد شبیه به پروتکل های IGP مانند OSPF و EIGRP است. بدین ترتیب BGP نیز شبیه دو پروتکل یاد شده، در ابتدا سعی در برقراری رابطه مجاورت مابین روترها در ASهای مختلف می کند سپس، روترهای همسایه اطلاعات مورد نظر خود را از یکدیگر کسب کرده و انها را داخل جدول BGP قرار می دهند سپس پروتکل BGP اطلاعات موجود در جدول BGP را آنالیز کرده و اقدام به شناسایی بهترین مسیر منتهی به هر مقصد می نماید این  route ها در داخل جدول routing روترها قرار دارد.

زمانی که روترهای همسایه در ASهای جداگانه باشند برای برقراری ارتباط و ردوبدل کردن اطلاعات مسیریابی از پروتکل EBGP استفاده می‌کنند.

هریک از routerهای، BGP از سه جدول برای نگهداری اطلاعات پروتکل  BGPاستفاده می‌کند که این جدول ها به شرح زیر می‌باشند:

 Routing table: شامل اطلاعاتی است که باید طی پیام Update مبادله شود.

Neighbor table: همسایه‌های روتر در این جدول نگهداری می‌شوند.

BGP table: اطلاعات دریافتی از بقیه مسیریاب‌ها و نیز دیگر path attributeها  در این جدول ذخیره می‌شوند.

پیکربندی ارتباط EBGP  و IBGP
منظور از پیکربندی روتر این است که شماره ASN را برای روتر تعیین کنیم و نیز همسایه‌های مجاورش را به آن بشناسانیم.بعد از این پیکربندی روترها شروع به برقراری ارتباط از طریق پروتکل BGP می‌کنند. برای پیکربندی باید با دستورات روتر آشنا باشیم. مثلا در شکل زیر می‌خواهیم روتر A که از نوع روترهای شرکت سیسکو است را پیکربندی کنیم.

7

 

پیام‌های پروتکل BGP

روترهای مرزی پس از پیکربندب شروع به برقرای ارتباط و ردوبدل کردن  اطلاعات خود میکنند برای این کار از پیام های زیر استفاده میکنند.

  • Open
  • KeepAlive
  • Notification
  • Update

هریک از این پیام ها کاربرد خاص خود و نیز قالب مخصوصی دارد.
پیام Open

روترها در صورتی می توانند اطلاعات Routing table خود را ردوبدل کنند که بین آن‌ها رابطه مجاورت برقرار شود رابطه مجاورت خود یک پروسه است که از سه مرحله تشکیل شده است. مرحله اول: یک روتر سعی ذر برقراری ارتباط TCP با دستگاهی خواهد کرد که به عنوان همسایه‌ی روتر تعریف شده است. در این بین پورت ۱۷۹ به کار برده می‌شود مرحله دوم: در صورت آماده بودن اتصال TCP اولین پیام  BGPبه نام open  فرستاده می شود. این پیام شامل انواع پارامترهای مختلفی می باشد که در ارتباط مجاورت مورد بررسی خواهند گرفت. مرحله سوم: بعد از تبادل پیام های  open ما بین روترهای همسایه و در صورت وجود داشتن تمامی پیش‌شرط‌ها پیام KeepAlive  فرستاده می‌شود در این مرحله رابطه مجاورت بین دو روتر  BGP ایجاد شده و وضعیت انها به صورت Establish  گزارش خواهد شد.
قالب این پیام به شکل زیر است.

پیام KeepAlive

پیام KeepAlive به صورت پیش‌فرض هر ۶۰ ثانیه یک‌بار (در روترهای سیسکو) به صورت مکرر به همسایگان BGP یا به عبارتی؛ BGP Peerها برای نگهداری رابطه مجاورت روترها ارسال می‌شود. این پیام‌ها مانع از انقضای زمان Hold Time در پیام  Openخواهد شد.

پیام Notification

در صورتی که  error در اتصال BGP رخ دهد یک پیام Notification ارسال خواهد شد و رابطه‌ی مجاورت قطع می شود.

پیام Update
زمانی که رابطه مجاورت مابین دو روتر BGP در وضعیت Establish قرار گرفت. آن دو روتر اقدام به ارسال پیام های Update به سمت یکدیگر می‌کنند. روتر دریافت کننده پیام Update صرف نظر از آن‌که مسیر مزبور به عنوان بهترین مسیر بوده و یا نه، اقدام به قرار دادن prefix ها (ادرسIP و ماسک آن) در داخل جدول  BGP می نماید این کار BGP شبیه به پروتکل OSPF و EIGRP می‌باشد که در آن تمامی اطلاعات در داخل جدول BGP قرار داده می شوند. سپس روتر با بررسی و آنالیز ان‌ها اقدام به شناسایی مسیرهای مناسب به سمت هر مقصد می کند. قالب این پیام هدف از ارسال آن را بیان می کند.

با بررسی قالب Update می توان دریافت که BGP از منطق distance vector استفاده می کند هر پیام Update شامل path attributeهای(بعدا توضیح می‌دهیم) مختلف بوده و لیست تمامی prefix هایی که از آن PAها استفاده می کند را نیز بیان می‌کند. به دلیل آن‌که BGP با استفاده از ترکیب اطلاعات مختلفی که در داخل پیام های Update گنجانده می‌شوند اقدام به بررسی و انتخاب بهترین مسیرهای مختلف به سمت هر مقصد می‌نماید. می‌توان ان را به عنوان پروتکل path vector دانست.

پروتکل BGP از پیام‌های Update هم به منظور انتشار مسیر هم حذف آن‌ها استفاده می‌کند. به عنوان مثال زمانی که یکی از روترهای واقع در جدول  BGP معیوب  و غیرقابل دسترسی گردد، روتر اقدام به ارسال یک پیام Update کرده و بدین‌ ترتیب این مسئله را به روترهای دیگر اطلاع می‌دهد با توجه به شکل فوق که ساختار پیام  update  را نمایش می‌دهد در خواهید یافت که دو فیلد بالایی برای routeهای معیوب است.

باتوجه به اینکه اگر هر روتر بخواهد اطلاعات تمام مسیرها را در جدول مسیریابی خود نگه‌داری کند حجم حافظه زیادی را باید داشته باشد، که این خود نیز باعث افزایش قیمت روترها می‌شود سه روش برای پیام‌های Update دارد:

  • Default route only: فقط اطلاعات مسیرهای معین منتقل می‌شود.
  • Full update: اطلاعات تمام مسیرهای ممکن ارسال می‌شود.
  • Partial update: از بین همه‌ی مسیرها، اطلاعات مسیرهایی که خوب به نظر می‌رسند، منتقل می‌شود.

فیلتراسیون و پیام update

پروتکل BGP امکان اعمال فیلتر بر روی پیام‌های Update را در روی تمامی روترها فراهم ساخته است برای این کار می توان کلید روترها را مجبور به بررسی آدرس‌ها و ماسک‌های مربوط به پیام‌های ورودی و یا خروجی نمود. مهم‌ترین تفاوت پروسه فیلتراسیون در BGP و IGP در نحوه انتخاب مواردی است که باید تحت تاثیر فیلتر قرار گیرند. این پروتکل علاوه بر آنکه به بررسی آدرس و ماسک های مربوط به پیام‌ها می‌پردازد امکان بررسی PAهای مختلف را نیز در اختیار مدیر شبکه قرار می دهد. برای نمونه می‌توان یک فیلتر را در روی یک روتر BGP به گونه ای تنظیم نمود که پیام های زیر بلوکه گردند:

  • اولین ASN برابر ۴ باشد.
  • آخرین ASN برابر ۵۶۷ نباشد.
  • پیام‌ها حد اقل باید از سه AS مختلف عبور کرده باشند.

انتخاب routeهای مورد نظر برای فیلتراسیون براساس مقدار PAها، تنها مختص  BGP است.

 صفت‌های مسیر (BGP (BGP Path Attribute

همان‌طور که قبلا ذکر شد پروتکل BGP بر اساس یکسری Attribute قادر به تعیین بهترین مسیر برای هر مقصد می‌باشد.Attribute های پروتکل BGP  شامل موارد زیر است:

  • AS – Path
  • Next –Hop
  • Origin
  • Local preference
  • MED
  • Wight

AS – Path
این Attribute شامل لیست کلیه AS هایی می باشد که بسته اطلاعاتی update  از آن‌ها عبور کرده است.

Next – hop

اینAttribute  ادرس Next-hop مربوط به مقصد را مشخص می کند و در پروتکل BGP ادرس  Next-hop برابر با ادرس روتر As بعد می باشد در حقیقت  به طور پیش‌فرض در پروتکل BGP ادرس As بعدی به عنوان Next-hop  تعیین خواهد کرد. شما قادر به تغییر شرایط پیش‌فرض هستید.

Origin

این Attribute که همراه پیام update وجود دارد و تعیین کننده مبدا اصلی شبکه به دست آمده می‌باشد.

در واقع تععسن کننده آن است که این شبکه به چه شکل و فرمی توسط روتر آموخته شده است. حالت های مختلف برای origin attribute به شرح زیر است:

i: این علامت بیانگر آن است که این پیام از داخل همان AS به دست آمده است.

e: این علامت بیانگر ان است که این پیام از یک AS دیگر با پروتکل EBGP به دست آمده است.

?: این علامت بیانگر آن است که این پیام توسط یک مبدا ناشناس ارسال شده است. ممکن است پیام در داخل پروتکل BGP انتشار یا  Redistribute شده باشد.

Local Preference

از این Attribute برای شناسایی مسیر خروجی پیام از یک AS در زمان ارسال به روترهای BGP همسایه درAs های دیگر استفاده خواهد شد که این Attribute به صورت پیش‌فرض بر روی روترهای شرکت سیسکو برابر با ۱۰۰ می باشد در صورتی که یک مسیر دارای local preference بزرگتری باشد به عنوان بهترین مسیر برای خروج پیام از یک As  به سایر  As ها استفاده خواهد شد.

البته این صفت نیز قایل تغییر است. به دستور زیر توجه کنید.

MED) Multi Exit Discriminator) 

As های همسایه از MED Attribute استفاده خواهند کرد که بهترین نقطه برای ارسال اطلاعات به یک  As را تشخیص دهند در صورتی که یک As چندین نقطه ورودی داشته باشد با استفاده از خصوصیات MED قادر خواهید بود ارسال پیام‌ها از سایر  ASها به یک  As را مدیریت کنید
MED Attribute بر روی روترها پیکربندی خواهد شد و این Attribute فقط به روترهای همسایهExternal BGP ارسال خواهند شد و هر چه مقدار پارامتر  MED Attribute مربوط به روتر کوچکتر باشد. توسط روترهای همسایه External BGP به عنوان بهترین مسیر برای دسترسی به ان As  استفاده خواهد شد.

Weight
صفت weight مخصوص شرکت سیسکو می باشد و این خصوصیات به صورت Local روی روترها استفاده می‌شود و به هیچ روتر یا  As دیگری به وسیله پروتکل BGP انتقال نمی یابد و از این خصوصیات بر روی روترهای شرکت سیسکو برای شناسایی بهترین نقطه خروجی As  بر روی یک روتر استفاده خواهد شد  مسیری که دارای weight بزرگتری باشد مسیر مناسب‌تری می‌باشد و دارای اولویت بالاتری می باشد.

انتخاب بهترین مسیر در پروتکل BGP

پروتکل مسیریابی BGP برای هر مقصد بهترین مسیر را شناسایی  و تعیین خواهد کرد.در حقیقت پروتکل مسیریابی BGP بعد از بررسی Attributeهای پیام‌های update دریافتی بر اساس آنها بهترین مسیر را برای هر مقصد شناسایی و در جدول مسیریابی قرلر می‌دهد.

در پروتکل BGP مراحل انتخاب مسیر به شرح زیر می‌باشد:

  • مسیری که مفدار weight بالاتری داشته باشد به عنوان بهترین مسیر انتخاب می‌شود.
  • در صورت یکسان بودن مقدار Weight و یا سِت نشدن این مقدار از Local Preference استفاده خواهد شد و مسیری که Local Preference بالاتری داشته باشد به عنوان بهترین مسیر انتخاب می‌شود.
  • در صورتی که مسیرها دارای Local Preference یکسان باشند مسیری که دارای ASهای کمتری باشد انتخاب خواهد شد در این حالت مسیری که برای رسیدن به مقصد از ASهای کمتری عبور کند،به عنوان بهترین مسیر به وسیله BGP تعیین خواهد شد.
  • در صورت یکسان بودن تعداد ASها از خصوصیت Origin استفاده می‌شود. در این حالت ابتدا مسیر ‌i معادل   IGP و سپس مسیر e معادل EBP و سپس ?، اولویت خواهند داشت.
  • در صورت یکسان بودن کلیه‌ موارد فوق از خصوصیات MED استفاده خواهد شد. هر مسیری که MED  کمتری داشته باشد، به عنوان بهترین مسیر انتخاب می‌شود.
  • در صورت یکسان بودن MED مسیرهای EBGP نسبت به مسیرهای IBGP اولویت بیشتری دارد.
  • در صورت یکسان بودن کلیه موارد بالا مسیرهای قدیمی‌تر انتخاب می‌شود.

سیاست‌های مسیریابی

صفت‌های BGP  علاوه بر تعیین بهترین مسیر خروجی، میتواند برای اعمال سیاست‌های مسیریابی و کنترل ترافیک خروجی و ورودی نیز به کار رود.

برای کنترل ترافیک خروجی میتوانیم از سه صفت زیر استفاده کنیم،و با تغییر آنها بسته را در مسیر مورد نظر هدایت کنیم.

  • AS – Path
  • Local preference
  • Wight

برای کنترل ترافیک ورودی ودریافت بسته‌ها از مسیر مورد نظر صفت MED  را طوری تغییر می‌دهیم که بسته از روتر مورد نظر عبود کند.

منبع: projeh.com

آموزش network – قسمت هفتم

سوئیچ

 

سوئیچ (switch) یکی از عناصر اصلی و مهم در شبکه های کامپیوتری است در این دستگاه علاوه بر دریافت  وارسال سیگنال کار های دیگری نیز انجام می شود در حقیقت حدود عملیاتی که در Switch انجام می شود لایه datalink می باشد در واقع switch در دو لایه پایینی osi کار می کند.

در یک شبکه که کامپیوتر‌ها توسط سوئیچ به هم متصل هستند چندین کاربر  میتوانند در یک لحظه  اطلاعات را از طریق شبکه ارسال نمایند. و در این حالت  سرعت ارسال اطلاعات هر یک از کاربران بر سرعت دستیابی سایر کاربران شبکه تاثیر نخواهد گذاشت  و برخوردی مابین بسته های اطلاعاتی صورت نمی گیرد و ارتباط کاملا دو طرفه می باشد  در واقع یکی از مزیت های موجود در سوئیچ ها این است که در هر لحظه یک سری ارتباطات دو طرفه مابین دو device موجود در شبکه ایجاد میکنند.همین امر باعث افزایش سرعت شبکه می شود.

سوئیچ در لایه دوم (Data Link Layer)مدل OSI انجام وظیفه می‌کند و بدین معناست که به صورت هوشمند مسیر اطلاعات را مشخص می‌کند به طور مثال اگر یک بسته اطلاعاتی‌ مقصدش کامپیوترشماره ۱ باشد سوئیچ آن بسته را فقط برای همان کامپیوتر ارسال می‌کند. سوئیچ در یک لیست آدرس پورت‌های خود و آدرس کامپیوتر‌های متصل به آن پورت‌ها را ذخیره کرده و با استفاده از آن میتواند مسیر اطلاعات را مشخص کند .

سوئیچ سیگنالها را دریافت کرده و پس از دریافت سیگنالها یک frame به صورت کامل  ابتدا اقدام به کنترل crc می نماید در صورتی که crc نشان دهنده سالم بودن frame باشد  در مرحله ی بعدی آدرس مبدا و مقصد mac address را کنترل می کند . با کنترل آدرس مبدا و شماره پورت و macaddress مربوط به کامپیوتر ارسال کننده در جدول filter/forward table  ثبت می گردد و سپس در صورتی که مقصد نیز در جدول مذکور شناخته شده بود  اطلاعات صرفا به همان پورتی که مقصد به آن متصل است ارسال می شود.

در صورت وجود نداشتن آدرس کامپیوتر مقصد در جدول مذکور با توجه به اینکه معلوم نیست مقصد بر روی کدام پورت است frame  دریافت شده توسط switch به تمام پورت ها ارسال شده یا اصطلاحا flood می شود. ضمنا در صورتی که یک frame از نوع broadcast  به switch برسد به تمام پورت ها flood می شود.

تعداد پورت های  switch در برخی مدل ها بیش از ۴۸ عدد می باشد و دارای کاربرد ها و مدل های بسیار متفاوتی می باشد. قابل ذکر است با توجه به کاربرد های متفاوت از سوئیچ های متفاوت با ابعاد و توانایی های گوناگون استفاده می شود.

سوئیچ هائی که برای هر یک از اتصالات موجود در یک شبکه داخلی استفاده می گردند ، سوئیچ های LAN نامیده می شوند

سوئیچ ها به منظور مسیر یابی موجود در شبکه از روش های مختلفی استفاده می کنند که به توضیح آن می پردازیم.

Packet-Switching

سوئیچ ها بر مبنای Packet-Switching کار می کنند و بین سگمنت هایی که از نظر بعد مکانی از هم به حد کافی دور می باشند ، ارتباط برقرار می سازد. بسته های اطلاعاتی وارده در buffer نگهداری می شوند. آدرس های MAC در قسمت هدر فریم نگهداری می شوند. آدرس های مذکور که در این قسمت قرار دارد ، خوانده می شوند و با جدول مک سوئیچ (MAC Table) مقایسه می گردند. همچنین فریم اترنت در یک شبکه LAN قسمتی به نام Payload دارد. که شامل MAC Address مبدا و مقصد می باشد. همانطور که قبلا گفته شد سوئیچ آدرس مک مبدا و مقصد را چک کرده و در صورتیکه آدرس مقصد را در جدول مک آدرس های خود داشت برای مقصد ارسال می کند.

منظور از حافظه بافر در رابطه با سوئیچ چیست؟

حافظه بافر یک ناحیه ذخیره سازی اختصاص داده شده، برای رسیدگی به داده های عبوری می باشد. بافرها معمولاً برای دریافت و ذخیره سازی اطلاعات پراکنده، که پشت سر هم توسط دستگاه های سریعتر، ارسال می شود را دریافت می کنند و تفاوت سرعت را جبران می نمایند. اطلاعات ورودی ذخیره می شوند تا هنگامی که تمام داده های گرفته شده قبلی فرستاده شوند. این حافظه در سوئیچ به اشتراک گذارده می شود.

سوئیچ های Packet-based برای تعیین مسیر ترافیک از یکی از سه روش زیر استفاده می کند

  • Cut-through
  • Store-and-forward
  • Fragment-free

         Cut-through

در این روش ، سوئیچ آدرس های MAC را به محض دریافت بسته می خواند و سپس ۶ بایت MAC اطلاعات مربوط به آدرس را ذخیره کرده و با وجود اینکه ما بقی بسته ها در حال رسیدن به سوئیچ می باشند ، اقدام به ارسال بسته مذکور به سمت نود مقصد می نماید.

        Store-and-forward

سوئیچی که از این روش استفاده می کند ، ابتدا تمام اطلاعات داخل بسته را دریافت و نگهداری می کند و قبل از ارسال بسته مورد نظر به دنبال خطای CRC و یا مشکلات دیگر می گردد. در صورتی که بسته دارای خطایی باشد آن بسته را کنار می گذارد. در غیر اینصورت سوئیچ آدرس کارت شبکه گیرنده را جستجو کرده و سپس آن را برای نود مقصد ارسال می دارد.

بیشتر سوئیچ ها همزمان از دو روش فوق استفاده می کنند مثلاً ابتدا از روش Cut-through استفاده کرده ولی به محض برخورد با یک خطا ، روش خود را تغییر می دهد و به شیوه Store-and-forward عمل می کند ، از آنجائیکه روش Cut-through قادر به اصلاح خطا نمی باشد در نتیجه سوئیچ های کمتری از این روش استفاده می کنند ولی از سرعت بالاتری برخوردار است.

        Fragment-free

سوئیچ ها از این روش کمتر استفاده می کنند. این روش مانند روش اول می باشد با این تفاوت که در این شیوه ، سوئیچ قبل از ارسال بسته ، ۶۴ بایت اول آن را نگه می دارد این کار به خاطر آن است که بیشتر خطا و برخوردها در طول اولین ۶۴ بایت بسته اطلاعاتی اتفاق می افتد.

Switch Configurations

سوئیچ های LAN از نظر شکل فیزیکی با هم متفاوتند ، در حال حاضر ، سوئیچ ها دارای سه شکل عمده می باشند:

  •  Shared memory

این نوع از سوئیچ ها ، بسته رسیده را در یک حافظه مشترک یا بافر که این بافر در بین تمامی درگاه های سوئیچ تقسیم می شود نگهداری می کنند و سپس پکت را از طریق درگاه مناسب برای سمت نود مقصد ارسال می کنند.

  •  Matrix

این نوع سوئیچ ها دارای یک شبکه خطوط داخلی ( ماتریکس ) با پورت های ورودی و خروجی می باشند. زمانیکه وجود یک بسته اطلاعاتی در پورت ورودی تشخیص داده شود ، آدرس کارت شبکه ( MAC ) با جدول جستجوی موجود در سوئیچ (MAC Table) مقایسه می شود تا در نهایت بسته مذکور به پورت خروجی مورد نظر هدایت شود. بنابراین سوئیچ در حد فاصل بین این دو پورت یک خط ارتباطی ایجاد کرده و آن

دو پورت را به هم متصل می کند.

منظور از جدول آدرس های MAC درباره سوئیچ چیست؟

سوئیچ های لایه ۲، کارهای متفاوتی مانند یاد گرفتن آدرس MAC، فرستادن و فیلتر کردن تصمیمات و غیره را انجام می دهند. وقتی یک سوئیچ روشن می شود جدول آدرس های MAC آن خالی است. وقتی دستگاه فریم می فرستد و توسط واسط (Interface) دریافت می شود، سوئیچ آدرس مبدا را در جدول آدرس های MAC ذخیره می کند. بعد از این سوئیچ جدول آدرس های MAC را برای فرستادن و فیلتر کردن فریم های دریافتی استفاده می کند و سوئیچ مشخص می کند که فریم ها باید از پورت مشخص شده عبور کنند یا خیر. به همین دلیل جدول آدرس های MAC، جدول فیلتر MAC، یا فیلتر کننده نیز گفته می شود.

  •  Bus architecture

در این دسته از سوئیچ ها یک بافر برای هر یک از درگاه ها در نظر گرفته شده است. که گذرگاه اطلاعات را کنترل می کند.

Transparent Bridging

اکثر سوئیچ ها از سیستمی موسوم به transparent bridging  استفاده می کنند تا جداولی جهت جستجوی آدرس بسازند. سیستم مذکور یک تکنولوژی می باشد که امکان می دهد تا سوئیچ همه آنچه که در مورد موقعیت نودها در شبکه باید بداند را بدون دخالت مدیر شبکه ( network administrator ) می آموزند. این سیستم دارای پنج قسمت زیر می باشد :

  •   Learning
  •   Flooding
  •   Filtering
  •   Forwarding
  •   Aging

همانطور که در شکل  زیر مشاهده می کنید سوئیچ به شبکه اضافه شده است و سگمنت های مختلف به آن متصلند.

 

  •  Learning

کامپیوترa که در سگمنت a قرار دارد ، دیتایی برای کامپیوتر bواقع در سگمنت c ارسال می کند. پس سوئیچ اولین بسته اطلاعاتی را از روی نود a دریافت می کند. آدرس کارت شبکه یا MAC Address آن را می خواند و آن را در جدول مک خود به ثبت می رساند. از این پس سوئیچ به محض دریافت یک بسته اطلاعاتی که آدرس مقصد دستگاه ، نود a آدرس دهی شده باشد می تواند نود a را با توجه به آدرس موجود بیاید. به این عملیات Learning می گویند. یعنی به محض دیدن یک MAC Address جدید سوئیچ آن را یادداشت می کند و آن را یاد می گیرد.

  •  Flooding

با توجه به اینکه سوئیچ ، مک آدرس نود b را نمی شناسد ، بسته را به تمامی سگمنت ها به استثنای سگمنت a می فرستد. هرگاه سوئیچ برای یافتن یک نود مشخص بسته را به تمامی سگمنت ها بفرستد در اصطلاح به این عمل Flooding می گویند.

  •  Forwarding

نود b بسته را دریافت کرده و بسته ای را برای شناسایی به سمت نود a می فرستد. بسته ارسالی از سوی نود b به سوئیچ می رسد و سوئیچ نیز آدرس کارت شبکه نود b را به لیست MAC Table خود در سگمنت c اضافه می کند. از آنجائیکه سوئیچ ، آدرس نود a را از قبل می داند در نتیجه بسته را مستقیماً به نود a می فرستد. چون سگمنتی که نودA متعلق به آن است با سگمنتی که نود b به آن تعلق دارد با هم متفاوت می باشند. در نتیجه سوئیچ می باید این دو سگمنت را به هم مربوط سازد و سپس اقدام به ارسال بسته نماید که به این عمل Forwarding می گویند.

بسته دیگری از سوی نود a به سمت نود b ارسال می گردد، بسته ابتدا به سوئیچ می رسد، سوئیچ نیز آدرس نود b را می داند و بسته را مستقیماً به نود b می فرستد.

منظور از جدول آدرس های MAC درباره سوئیچ چیست؟

سوئیچ های لایه ۲، کارهای متفاوتی مانند یاد گرفتن آدرس MAC، فرستادن و فیلتر کردن تصمیمات و غیره را انجام می دهند. وقتی یک سوئیچ روشن می شود جدول آدرس های MAC آن خالی است. وقتی دستگاه فریم می فرستد و توسط واسط (Interface) دریافت می شود، سوئیچ آدرس مبدا را در جدول آدرس های MAC ذخیره می کند. بعد از این سوئیچ جدول آدرس های MAC را برای فرستادن و فیلتر کردن فریم های دریافتی استفاده می کند و سوئیچ مشخص می کند که فریم ها باید از پورت مشخص شده عبور کنند یا خیر. به همین دلیل جدول آدرس های MAC، جدول فیلتر MAC، یا فیلتر کننده نیز گفته می شود.

  • Filtering

نود c اطلاعاتی را برای نود a می فرستد. آدرس نود c به سوئیچ نیز از طریق HUB ، ارسال می شود و سوئیچ آدرس نود c را نیز به لیست آدرس های خود در سگمنت a اضافه می کند. پیش از این ، سوئیچ آدرس مربوط به نود a را می دانست و مشخص می سازد که این نودها ( a و c ) هر دو در یک سگمنت مشابه قرار دارند ، پس برای ارسال اطلاعات از نود c به نودa دیگر نیازی نیست تا سوئیچ سگمنت a را با سگمنت دیگری مرتبط سازد. بنابراین سوئیچ در حین انتقال اطلاعات بین نودهای درون یک سگمنت عکس العملی از خود نشان نمی دهد که به این عمل Filtering می گویند.

مراحل Learning و Flooding ادامه می یابد تا اینکه سوئیچ مک آدرس تمامی نودها را به لیست خود اضافه کند. بیشتر سوئیچ ها برای نگهداری لیست آدرس ها از حافظه زیادی برخورد دارند. اما برای استفاده بهتر از این حافظه سوئیچ آدرس های قدیمی را از جدول پاک می کند و برای جلوگیری از اتلاف وقت در آدرس های قدیمی به دنبال آدرسی نمی گردد. برای انجام این کار از تکنیکی موسوم به aging بهره می گیرد. اساساً وقتی اطلاعات یک نود وارد جدول سوئیچ می شود یک Timestamp در مقابل آن اطلاعات نوشته می شود و با دریافت هر بسته اطلاعاتی دیگر ، آن بر چسب زمان (Timestamp) به روز می شود.

سوئیچ دارای قابلیتی است که پس از مدتی در صورت عدم فعالیت نود ، اطلاعات مربوط به آن را پاک می کند. این قابلیت باعث میشود تا فضای قابل توجهی از حافظه برای اطلاعات و پکت های دیگر اختصاص داده شود. در نمونه ای که ملاحظه کردید، دو نود ( a و c ) یک سگمنت را بین خود تقسیم می کنند حال آنکه سوئیچ برای هر یک از نودهای b و d یک سگمنت مستقل میسازد. در یک شبکه ایده آل  LAN-Switched هر یک از نودها دارای یک سگمنت جداگانه می باشد که خصیصه مذکور ، احتمال برخورد بین بسته های اطلاعاتی و همچنین نیاز به فیلترینگ را حذف می کند.

Spanning Trees

برای جلوگیری از وقوع طوفان هایی موسوم به Broadcast Storms و همچنین جوانب ناخواسته دیگری که در اثر اتصال حلقه ای سوئیچ ها بوجود می ایند، شرکت Digital Equipment Corporation پروتکلی با نام Spanning-tree Protocol یا STP ساخته است که موسسه IEEE نیز آن پروتکل را با استاندارد ۸۰۲٫id معرفی کرده است.

طوفان داده پراکنی (Broadcast Storm) چیست ؟

عموماً این حالت بیانگر تولید ترافیک بسیار زیاد، توسط دستگاه هایی است که به طور عادی ترافیک دارند. اگر این دستگاه ها به تولید بیشتر و بیشتر ترافیک ادامه دهند، بازده شبکه بسیار کاهش می یابد.

اساساً پروتکل مذکور از یک الگوریتم موسوم به (STA( Spanning- tree Algorithm استفاده می کند. الگوریتم مذکور قادر است تا در بین چندین مسیر منتهی به نود مورد نظر ، بهترین راه را تشخیص داده و مسیر های دیگر که ایجاد حلقه می کند را مسدود می سازد.

منظور از کنترل جریان (Flow Control) در سوئیچ چیست؟

این عبارت در ارتباطات سریال استفاده می شود و منظور متوقف کردن فرستنده از فرستادن اطلاعات است, تا وقتی که گیرنده آن را بتواند بپذیرد ؛ که هم به شکل سخت افزاری و هم نرم افزاری است. گیرنده ها عموماً میزان بافر ثابتی دارند وهمان لحظه که اطلاعات دریافت می شوند، می نویسند و وقتی مقدار داده های بافر به حد نهایی می رسد، گیرنده یک سیگنال به فرستنده جهت متوقف کردن ارسال می فرستد.

روتر

روتر یا (router) به معنای مسیر یاب می باشد در واقع  روتر ها تجهیزات فیزیکی هستند که چندین شبکه بی سیم یا کابلی را به یکدیگر متصل می کنند. می توان روتر را به عنوان یک گذرگاه  در لایه سه OSI  در نظر گرفت.

 

وظیفه ی روتر

وظیفه ی  روتر (router)  این است که  از بین مسیر های گوناگون بهترین مسیر را برای رسیدن بسته های اطلاعاتی (packet) به مقصد مشخص می کند.

انواع روتر ها

روتر ها را می توان به دو گروه نرم افزار ی و سخت افزاری تقسیم کرد.

۱-روتر های سخت افزاری

روتر های سخت افزاری دستگاه هایی هستند که همانند یک کامپیوتر بوده و کار routing را انجام می دهند  و سیستم عامل مخصوص خود را دارد 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 می دهد.همانطور که گفته شد یک روتر سخت افزرای  همانند یک کامپیوتر بوده وداری اجزایی مثل ,cpu ,ram,slot …و محل هایی را برای اضافه کردن کارت های جانبی می باش.روتر های سخت افزاری نسبت به روتر های نرم افزاری دارای سرعت بالاتری می باشند.

۲-روتر های نرم افزاری

وظیفه ی روتر های نرم افزاری نیز هماند روتر های سخت افزاری می باشد ولی امکانات آن از روتر های سخت افزاری کمتر است در روتر های نرم افزاری  سیستم عامل را با توجه به امکاناتی که دارد می توان  طوری  تنظیم کرد  که کار یک روتر را انجام دهد . یک روتر نرم افزاری دارای تعدادی کارت شبکه است که هر یک از آنان به یک شبکه LAN متصل شده و سایر اتصالات به شبکه هایWAN از طریق روترهای سخت افزاری ، انجام خواهد شد.

هاب

یک وسیله سخت افزاری برای اتصال دو یا چند ایستگاه کاری(کامپیوتر)  در شبکه هاى کامپیوترى (HUB)  هاب می باشد که  در لایه ی اول OSI که همان  physical layer  است کار می کند و ارزانترین روش اتصال دو و یا چندین کامپیوتر به یکدیگر است.

 

عملکرد هاب (hub)

باید به این نکته توجه داشت که هاب در یک  ارتباط یک طرفه کار می کند در واقع half duplex می باشد در واقع زمانی که send  داریم receive نداریم به این منظور که اطلاعات یا می توانند send شونذ و یا اینکه receive شوند. و مشکل دیگری که در هاب وجود دارد تقسیم کردن پهنای باند می باشد  برای مثال اگر یک اب با ۲۰ پورت در اختیار داشته باشیم و یک خط اینترنت با سرعت ۲۰ kbps  هم باشد به هر کدام از کامپیوتر ها سرعت ۱kbps می رسد.

با توجه به ساختار داخلی که در hub قرار دارد متوجه می شویم که  یک backbone  در آن وجود دارد و تمام این پورت ها به اینbackbone متصل شده اند. یا به عبارت دیگر زمانی که  می خواهیم  یک pc را به hub متصل کنیم در واقع به صورت توپولوژی busعمل می کند.پس با توجه به این ساختار اگر جایی از مدار داخلی موجود در hub قطع شود کل پورت های hub قطع می شود.

با توجه به این ساختار اگر یک pc در  حین فرستادن اطلاعات بر روی backbone  باشد باید بقیه ی  pc  ها منتظر بمانند تا اینکه pcکه مشغول فرستادن اطلاعات خود می باشد کارش تمام شود تا بتوانند بقیه ی pc ها به کار خود ادامه دهند. شبکه های star که ازhub  استفاده می کنند در اصطلاح به انها star bus گفته می شود. زیرا ساختار داخلی hub مانند bus می باشد.

arbitration در داخل شبکه ی star  زمانی که از hub استفاده می شود   csma/cd می باشد  که مخففCarrier Sense Multiple Access / Collision Detection است.

Arbitration چیست؟ 

به قوانینی که داخل هر توپولوژی اجرا می شود تا  (تصادف , تصادم) collision رخ ندهد arbitration گفته می شود.این collision باعث می شود که اطلاعات از بین برود. وقتی که این اطلاعات از بین رفت برای اینکه این اطلاعات را بسازیم  و برای طرف مقابل بفرستیم باید یک پروسه ای را طی کنیم و این روند با عث کاهش performance می شود چون به جای اینکه ما یک بار کاری را انجام دهیم باید ۱۰-۱۵ بار آن کار را انجام دهیم. تا بتوانیم packet را به طرف مقابل بفرستیم.به دلیل مشکلاتی که  hub   داشتند خیلی زود منسوخ شدند زیرا با گسترش شبکه collision domain ها نیز افزایش پیدا می کردند.

لایه های tcp-ip

یک پروتکل پشته ای ، شامل مجموعه ای از پروتکل ها است که با یکدیگر فعالیت نموده تا امکان انجام یک عملیات خاص را برای سخت افزار و یا نرم افزار فراهم نمایند. پروتکل TCP/IP نمونه ای از پروتکل های پشته ای است برقراری ارتباط از طریق پروتکل های متعددی که در چهارلایه مجزا سازماندهی شده اند ، میسر می گردد. TCP/IP ، پروتکلی استاندارد برای ارتباط کامپیوترهای موجود در یک شبکه مبتنی بر ویندوز ۲۰۰۰ است. از پروتکل فوق، بمنظور ارتباط در شبکه های بزرگ استفاده می گردد.

هر یک از  پروتکل های وابسته به  پشته TCP/IP ، با توجه به  وظیفه ی خود ، در یکی ازاین  لایه ها قرار می گیرند.

لایه چهارم  application 

بالاترین لایه در پشته TCP/IP است . و لایه فوق متناظر با لایه های Session,Presentation وApplication در مدل OSI است. تمامی برنامه و ابزارهای کاربردی در این لایه ،  با استفاده از لایه فوق،  قادر به دستتیابی به شبکه خواهند بود. پروتکل های موجود در این لایه بمنظور فرمت دهی و مبادله اطلاعات کاربران استفاده می گردند  HTTP , FTP,pop3,smtp  و … نمونه ای از پروتکل ها ی موجود در این لایه  می باشند .

لایه ی سوم transport

این لایه متناظر با لایه Transport در مدل OSI است. این لایه  قابلیت ایجاد نظم و ترتیب ارتباط بین کامپیوترها و ارسال داده به لایه application    و internet لایه های بالایی و پایینی خود را دارد. این لایه دارای دو پروتکل اساسی است که نحوه توزیع داده را کنترل می نمایند که همان پروتکل های tcp (امن) و udp  (نا امن) می باشد.در سرویس امنی که در این لایه ارائه می شود مکانیزمی وجود دارد که فرستنده از رسیدن یا نرسیدن بسته به مقصد مطلع می شود ولی  در ارتباطات ناامن به این صورت نمی باشد .

لایه ی دوم اینترنت (internet)

این لایه متناظر با لایه Network در مدل OSI است مسئول آدرس دهی ،بسته بندی، و روتینگ داده ها می باشد .که شامل ۴ پروتکل اساسی می باشد.

  • پروتکل( IP (Internet protocol این پروتکل برای اینکه بسته های اطلاعاتی به مقصد برسند باید آنها را آدرس دهی کنند.پس آدرس دهی بسته های اطلاعاتی بر عهده ی این پروتکل می باشد.
  • پروتکل (ARP (Address  Resolution Protocol  این پروتکل مسئول مشخص نمودن آدرس Media Access Control (MAC) آداپتور شبکه بر روی کامپیوتر مقصد است.
  • پروتکل( ICMP   (Internet Control Message Protocol این پروتکل مسئول ارائه توابع عیب یابی و گزارش خطاء در صورت عدم توزیع صحیح اطلاعات است .
  • پروتکل( IGMP  (Internet Group Managemant Protocol این پروتکل مسئول مدیریت Multicasting   در TCP/IP  را برعهده دارد.

لایه ی اول network interface  

این لایه معادل با لایه های فیزیکی وپیوند داده از مدل OSI می باشد. مسئول ارسال و دریافت داده بر روی رسانه شبکه (مثلا کابل یا امواج رادیویی) میباشد.

پروتکل های Ethernet و (ATM)Asynchronous Transfer Mode ، نمونه هائی از پروتکل های موجود در این لایه می باشند

این لایه درگیر با مسائل فزیکی , کارت شبکه و راه اندازهای لازم برای نصب کارت شبکه می باشد .که دارای یک آدرس ۱۲ رقمی است به نام  مک (MAC) آدرس.

منبع : scipost.ir

آموزش network – قسمت ششم

لایه های OSI

لایه های OSI از ۷ لایه تشکیل شده اند که عبارتند از:

 

لایه  ۷APPLICATION
لایه  ۶PRESENTATION
لایه  ۵SESSION
لایه  ۴TRANSPORT
لایه  ۳NETWORK
لایه  ۲DATALINK
لایه  ۱PHYSICAL

 

فرض کنید که می خواهیم نامه ای را در داخل اداره ای رد و بدل کنیم  پروسه ای که رخ می دهد به این صورت می باشد. اولین جایی که باید مراجعه شود دبیر خانه می باشد . دبیر خانه آن را مهر و امضا می کند و بعد به مرحله ی بعدی می رود .

و آقای x زمانی نامه را می خواند که مهر دبیر خانه به آن خورده باشد.و تا از طرف دبیر خانه تایید نشده باشد  آقای x آن را امضا نمی کند.زمانی که نامه به دست آقای y می رسد  برای اینکه متوجه شود که پروسه ی اداری طی شده است امضا ها را چک می کند.

هدف اصلی از مهر و امضا این است که هر کسی وظیفه ی اداری خودش را انجام می دهد.و شواهدی است برای اینکه نشان دهد که هر فردی وظیفه ی اصلی خود را انجام داده است. در لایه های OSI   نیز به همین صورت می باشد  برای اینکه یک سری اطلاعات ایجاد شود هر لایه ای وظیفه ی خودش را دارد.

HEADER چیست؟

هر لایه زمانی که وظیفه ی خود را به اتمام رساند در آخر کار چیزی را به data اضافه می کند.که در اصطلاح به آن header گفته می شود.در واقع HEADER خلاصه کاری است که هر لایه بر روی data انجام می دهد و حکم همان امضا را دارد.

بنابراین  خلاصه کاری را که هر لایه انجام می دهد در  داخل header می نویسد و به معنای همان امضا می باشد.و این بدان معنا می باشد که کار هر لایه با لایه ی دیگر متفاوت می باشد.

ENCAPSULATION چیست؟

به اضافه شدن هر header به لایه ی دریافت شده از لایه ی بالاتر encapsulation  گفته می شود.

حال فرض کنید که ۲ تا کامپیوتر می خواهند با یکدیگر در ارتباط باشند در این صورت جهت حرکت در sender از لایه ی۷ به ۱ می باشد و در reciver از لایه ی ۱ به ۷ می باشد.

یک قانون در لایه ها وجو د دارد و به این صورت است که هر لایه می تواند لایه ی قبلی و بعدی خود و لایه ی متناظر خودش را در طرف مقابل ببیند.

OSI Model

باید به این نکته توجه کرد که فقط ۳ لایه هستند که header دارند  که لایه های transport و network و datalink  می باشد.

باید به این نکته توجه کرد که در reciver همیشه decapsulation انجام می گیرد.

در reciver هر لایه هدری را که  در لایه ی متقابل ساخته شده است چک می شود اگر که ok بود  آن را حذف می کند. و آن را به لایه ی بالایی می فرستد.

Decapsulation چیست؟

به کم شدن header هر لایه و تحویل دادن آن به لایه ی بالاییdecapsulationگفته می شود.

وظایف لایه های OSI

لایه application

نزدیک ترین لایه به کاربر می باشد و همیشه در خواست در این لایه انجام می گیرد یعنی نقطه ی شروع از application   است. برای مثال چک کردن  فرستادن ایمیل در این لایه انجام می گیرد.

پروتکل هایی که در این لایه هستند عبارتند از  http و https ,برای دانلود کردن و آپلود کردن FTP, برای فرستادن ایمیل smtp وimap4 است.

Load شدن در Inbox همان pop3 می باشد.

وقتی که در خواست ایجاد شد به لایه ی  presentation  می رسد.
لایه presentation

کار اصلی که در این لایه انجام می گیرد مشخص کردن format  دیتایی است که دریافت و یا ارسال می گردد.

برای مثال زمانی که http را انتخاب می کنیم مشخص می کنیم که به دنبال صفحاتی هستیم که asp یا php یا html نوشته شده است.

یا زمانی که داریم دانلود می کنیم داریم مشخص می کنیم که به دنبال صفحاتی هستیم که با پسوند rar و pdf و غیره می باشند.

۲ نکته ی مهم در لایه ی Presentation

  1. هر زمان که data را کد گذاری می کنیم (encryption) در حقیقت  در داخل این لایه این کار را انجام می دهیم که کد گذاری ها دارای الگوریتم ها ی متفاوتی می باشد.اما نکته ی قابل توجه این است که الگوریتمی که انتخاب شده است با الگوریتم انتخاب شده در طرف مقابل باید یکسان باشد.
  2. compression که همان فشرده سازی است اینکه با چه فرمتی اطلاعات را zip کنیم و طرف مقابل با چه فرمتی اطلاعات راuncompress کند .

لایه session

کلیه ی هماهنگی ها قبل از ایجاد  یک ارتباط در این لایه انجام می گیرد. مخصوصا در خصوص پروتکل های انتخاب شده. قبل از ایجاد یک ارتباط در لایه ی مبدا و مقصد در لایه ی session یک ارتباط بر قرار می شود که در چند چیز با یکدیگر به تفاهم می رسند.

نکته در سه لایه ی بالا header ندارند و تنها در آنها  data تشکیل می گردد.

در مورد ارتباطاتی که در شبکه موجود است باید به چند نکته توجه کرد:

در شبکه دو نوع ارتباط موجود است مطمئن یا reliable – غیر مطمئن یا unreliable

ارتباط مطمئن  (reliable)

فرض کنیم که دو pc می خواهند برای هم اطلاعات بفرستند  در این حالت فرستنده خیلی برای آن مهم است که اطلاعات به دست گیرنده برسد.

زمانی که فرستنده packet را می فرستد  گیرنده باید به فرستنده خبر دهد که packet به دست آن رسیده است.که به این خبر  acknowledge گفته می شود که به معنای تایید کردن می باشد.

حال نوع connection type توسط پروتکلی که  ما انتخاب کرده ایم مشخص می شود.در داخل پروتکل ها به صورت Default مشخص شده است که مطمئن هستند یا خیر.

حال ممکن است که این سوال پیش بیاید که کدام یک از connection type ها مطمئن هستند و کدام یک نامطمئن هستند.

این بستگی دارد  به کاربرد آن برای مثال در ویدئو کنفرانس  نیازی به ارتباط امن نیست بنابر این برای صوت و ویدئو از ارتباط نا امن استفاده می شود. ولی برای ایمیل از ارتباط امن استفاده می شود.

Port چیست؟

به درگاه ورود و خروج اطلاعات port گفته می شود.در واقع دو نوع پورت داریم :

پورت های فیزیکال و پورت های لاجیکال.

پورت های فیزیکال پورت هایی هستند که قابل دیدن هستند. ولی پورت های لاجیکال قابل مشاهده نیستند و در واقع درOS قرار دارند. و برای ورود و خروج اطلاعات می باشند.

درواقع دو نوع پورت  لاجیکال (logical) داریم.

پورت های udp  و پورت های tcp

پورت های tcp همان پورت های reliable هستند و پورت های پورت های udp همان پورت های unreliable هستند.

همه ی نود هایی که در شبکه هستند ۱ تا ۶۵۵۳۵ پورت udp  و۱تا ۶۵۵۳۵ پورت tcp دارند.

طبق استاندارد از پورت ۱ تا پورت ۱۰۲۴ برای server ها رزرو شده است چه udp  و چه tcp

وقتی که data تشکیل شد ابتدا باید از پورت لاجیکال خارج شود سپس از پورت فیزیکال ولی در قسمت گیرنده ابتدا از فیزیکال وارد می شود سپس از لاجیکال وارد می گردد.در داخل os باید پورتی وجود داشته باشد تا data  را بتواند دریافت کند.

برای مثال فرض کنید که یک webserver    داریم پروتکلی که باید web  را ارائه دهد باید پورت ۸۰ آن باز بوده و در حالت listeningقرار دارد.

که اگر درخواستی وارد شد بتواند از طریق آن پورت آن را دریافت کند. در قسمت کلاینت یک پورت به صورت random باز می شود.که این پورت بین ۱۰۲۴ تا ۶۵۵۳۵ می باشد باز می شود تا data از طریق آن بتواند عبور کند.
لایه Transport

در header لایه ی ۴ source port  و اینکه به دنبال چه پورتی می گردیم تعریف شده است.

برای دیدن پورت های باز در سیستم باید در قسمت cmd تایپ شود netstat

در این زمان state ۳ حالت دارد:

listening: زمانی که server منتظر یک درخواست است اما پورت هنوز بسته است.

Established  (برقرار): به این معنی است که ارتباط برقرار شده است.

Time waiting: درخواستی داریم منتظر جواب هستیم اما پورت هنوز بسته است.

flow control: در واقع همان کنترل جریان می باشد.

هر زمان که فرستنده شروع به فرستادن data کند و این کار را تند تند انجام دهد اما گیرنده نتواند آن process را انجام دهد lost data را داریم در واقع  اطلاعات از بین می رود.پس باید طبق یک استانداردی فرستنده و گیرنده توافق کنند که این اطلاعات از بین نرود.

برای مثال گیرنده به فرستنده می گوید ۲ تا packet که فرستادی صبر کن تا من process را انجام دهم process که تمام شد دوباره ۲ تا packet بفرست.

۲ تا مکانیزم در کنترل جریان وجود دارد که تقریبا یکی از آنها منسوخ شده است.

اولین روش همان ready و notready می باشد.

در این روش فرستنده به گیرنده یک  سیگنال می فرستاد که اسم آن ready بود اگر که گیرنده آمادگی دریافت را داشت یک سیگنال به نام ready  را به فرستنده می فرستاد .و فرستنده شروع به فرستادن data می کرد اما اگر گیرنده بافرش پر می شد یک سیگنال به نام not ready می فرستاد تا دیگر فرستنده اطلاعاتی را نفرستد.

مشکلی که در این روش وجود دارد delay می باشد زمانی که گیرنده سیگنال not ready را می فرستد تا زمانی که این سیگنال به فرستنده برسد  فرستنده چند packet دیگر را ارسال کرده است. وتازه فرستنده سیگنال not ready را دریافت کرده است در این صورت اطلاعات پایانی از بین می رود.

مکانیزم دیگری که وجود دارد windowing می باشد. در این روش قبل از فرستاده شدن data فرستنده و گیرنده  بر سر حجم packet با یکدیگر تفاهم می کنند.

 

CONNECTION  MULTI PLEXING

ممکن است که یک سرور هم زمان چندین سرویس را ارئه دهد و یک کلاینت نیز به صورت هم زمان چندین درخواست داشته باشد. در این صورت کار تفکیک کردن این درخواست ها بر عهده ی کیست؟

این کار برعهده ی لایه ی ۴ است. لایه ی ۴ این درخواست ها را با شماره ی  پورت ها انجام می دهد.

Pdu چیست؟

به data که در هر لایه است به همراه header آن لایه pdu گفته می شود.

PDU لایه ۴ چیست؟

pdu  موجود  در لایه ۴ تولید می شود در اصطلاح segment  گفته می شود.
لایه network

subnet آدرس های مبدا و مقصد و تشخیص مسیر لازم پروتکل های IP , IPX در این لایه استفاده می گردند.

IPv4:

طول این ip ۳۲  بیت می باشد که هر ۸ بیت توسط یک . (نقطه) هم جدا شده اند.

مانند ۱۹۲٫۱۶۸٫۱۱۰٫۱  به طور کلی در دنیا ۲ به توان ۳۲ تا ipv4 وجود دارد.

در اوایل که ipv4 را ایجاد کردند جمعیت جهان به این اندازه نبود  و اینترنت به این اندازه گسترده نبود  و ipv4 جوابگوی نیاز ها بود  و کفایت می کرد اما با گسترش جمعیت از سال ۱۹۹۷ با تشکیل کمیته ای به این نتیجه رسیدند که با گسترش این روند در سال های ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۱  با کمبود ip مواجه خواهیم شد از آن زمان به فکر استراتژی های مختلفی بودند  در سال ۲۰۰۳ ipv6 ابداع شد.

مزیت های ipv6 نسبت به ipv4:

  1. طول آن ۱۲۸ بیت است در واقع ۲ به توان ۱۲۸ ip خواهیم داشت.
  2. به صورت هگزا دسیمال نوشته می شود و ماشین به حالت باینری آن را می خواند.

Ipv4 از لحاظ ساختاری به ۲ قسمت تقسیم می شود network id و hostid درون شبکه فقط نود هایی می توانند با یکدیگر  ار تباط برقرار کنند که در قسمت network id کاملا شبیه به یکدیگر می باشند.

Network id: به مشخصه ی شبکه گفته می شود نود هایی که مشخصه ی شبکه آنها مانند یکدیگر می باشد می توانند با یکدیگر ارتباط شبکه ای داشته باشند.

Hostid: مانند اسم کوچک افراد در یک خانواده می باشد مشخصه ی آن نود از شبکه است که در درون شبکه قرار گرفته است. در هیچ شبکه ای ۲ نود وجود ندارد که قسمت net و Host یکسان با یکدیگر داشته باشند.

وظیفه ی دیگر لایه ی  network  روتینگ (routing) می باشد.

تعریف router : یک device می باشد که در لایه ی ۳ قرار دارد و کار آن routing می باشد

Routingارتباط دادن چندین شبکه به یکدیگر با netid  های متفاوت.

کار دوم router: اتصال دادن توپولوژی های مختلف به یکدیگر  می باشد.

سوئیچ لایه ی۳:

اگر کسی بگوید که سوئیچی دارم که در لایه ی ۳ کار می کند به این منظور است که آن سوئیچ کار لایه ی ۳ را انجام می دهد.

در واقع کار logical address و routing را انجام می دهد.

حالا ممکن است این سوال پیش می آید که فرق سوئیچ لایه ی۳ با router چیست؟

باید به این نکته توجه کرد که پورت های سوئیچ لایه ی ۳ همه اترنت rj45 هستند و هیج سوئیچی پیدا نمی شود که rj11 به آن بخورد اما router از همه نوع پورت پشتیبانی می کند.

به طور کلی سوئیچینگ برای داخل شبکه می باشد اما router برای اتصال شبکه ی داخلی به یک شبکه ی دیگر می باشد. در واقعrouter  کار ان wan connectivity می باشد . اما lan connectivity می باشد.

pdu لایه ی ۳ چیست؟

به pdu  در لایه ۳  packet یا data gram گفته می شود.
لایه datalink

پروتکل های فیزیکی در این لایه به داده اضافه خواهند شد. در این لایه نوع شبکه و وضعیت بسته های اطلاعاتی (Packet) نیز تعیین می گردند. وظیفه های این لایه عبارتند از :

  • انتقال مطمئن داده از طریق محیط انتقال
  • آدرس دهی فیزیکی و یا سخت افزاری ( MAC)

همه ی device های شبکه یک logical address و یک physical address دارند. Logical address آدرسی است که آن را مامشخص می کنیم.

اما  همه ی device  ها یک آدرس هم برای خودشان دارند و آن آدرس physical می باشد.

آدرس physical در تکنولوژی های مختلف متفاوت می باشد  برای مثال در تکنولوژی  اترنت باید توپولوژی star باشد کابلtwistedpair استفاده شود و کارت شبکه اترنت استفاده شود و از connection rj45  استفاده شود اگر تکنولو ژی ما اترنت باشد اسم physical address ما mac می باشد.

برای دیدن mak باید در run تایپ شود cmd  و در صفحه ای که باز می کند نوشته شود ipconfig /all  وقتی این دستور را می زنیم در قسمتی نوشته شده است physical address که روبه روی آن یکسری کاراکتر نوشته شده است. که ۱۲ کاراکتر می باشد که با خط تیره از یکدیگر جدا شده اند. که به صورت هگزا دسیمال می باشد که روی هم رفته ۴۸ بیت می باشند  در واقع هر کاراکتر  یک نیبل می باشد.

Mac address در کل جهان unique  می باشد  از این ۴۸ بیت  ۲۴ بیت اول آن را شرکت سازنده  مشخص می کند و ۲۴ بیت بعدی را  سازمان ieee  که تمام استاندارد های مخابرات الکترونیک و سبکه را صادر می کند می باشد.

Mac address یک چیپست بر روی کارت شبکه است که قابل تغییر می باشد.

تعریف mac address

یک آدرس physical داخل تکنولوژِی اترنت است  طول آدرس آن ۴۸ بیت می باشد و به صورت هگزا دسیمال است ۲۴ بیت اول آن متعلق به شرکت سازنده یآن و ۲۴ بیت بعدی متعلق به سازمان IEEE می باشد. که این آدرس کاملا منحصر به فرد و قابل تغییر می باشد. برای تغییر دادن mac باید آدرس زیر طی شود.

۱-بر روی کامپیوتر کلیک راست شود

۲-manage

۳-device manager

۴-روی کارت شبکه کلیک راست کرده

۵-propertise

۶-advanced

۷-network address

سپس آدرسی را که می خواهیم می دهیم.

تفاوت موجود در physical address و logical address:

Physical address بر اساس تکنولوژی ها ی مختلف متفاوت می باشد  برای مثال در شبکه ی اترنت فیزیکال آدرس macمی باشد.

سوالی که پیش می آید این است که sourcemac  را داریم  حالا destination mac  را چگونه پیدا کنیم؟

پروتکلی به نام arp داریم که مخفف  address resolution protocol  می باشد.

که این پروتکل بر اساس  destination ip برای ما destination mac را به دست می آورد.

پروتکل  arp در لایه ی ۳ run می شود  برای کمک به لایه ی ۲  در این حالت mac address    کامپیوتر هایی که ارتباط با آنها برقرار شده است cache می شود.

کاربرد cache  در شبکه:

هر کاری که در شبکه انجام می دهیم cache می شود  تا اگر نخواستیم آن کار را مجددا  انجام ندهیم از روی هارد خودمان جواب بگیریم. دیگر نیازی نیست تا آن کار را داخل شبکه انجام دهیم

برای مثال یک بار با pc1 ارتباط برقرار کردیم و mac آن را به دست آوردیم  برای یک ارتباط دوم دیگر نیازی نیست  که arp  اجرا شود از روی data خود مک مقصد را به دست می آوریم.

برای دیدن cache arp باید در cmd تایپ شود arp –a

برای پاک کردن cache arp باید در cmd تایپ شود arp –d

وظیفه ی دیگر لایه ی دو Error checking یا error detection می باشد.

pdu که در لایه ی ۲ قرار دارد چیست؟

به Pdu که در لایه ی دوم قرار دارد frame گفته می شود.
لایه physical

بعد از اتمام کار لایه ی ۲ حالا نوبت به انتقال data می رسد  حالا  data که به صورت ۱,۰  می باشد باید به صورت قابل فهم برایmedia در بیاید.که کار لایه ی physical می باشد.

مدیا ممکن است که کابل مسی باشد در نتیجه باید تبدیل شود به سیگنال الکتریکی و ممکن است که مدیا فیبر نوری باشد در نتیجه باید تبدیل شود به سیگنال نوری.

و اگر که wireless باشد باید تبدیل شود به سیگنال رادیویی  و طرف مقابل که این data  را تحویل می گیرد باید برعکس این کار را انجام دهد.

حالا باید در نظر گرفت که طرف مقابل از کجا باید بفهمد که محیط بر روی data تاثیر گذار بوده یا خیر اطلاعات صحیح انتقال پیدا کرده است  یا خیر؟

لایه ی ۲ بعد از قرار دادن physical address  از یک فرمول به نام crc استفاده می کند برای مثال اگر x+y=z باشد

اگر x و y معلوم باشد  و در فرمول قرار دهیم در این صورت z  را به دست می آوریم . در crc نیز به همین صورت می باشد.

در این فرمول معلوم ها همان header ها هستند که در فرمول crc  در این قسمت معلوم ها را می گذاریم که خروجی این فرمول  fcsیا همان checksum می شود.که این checksum به کل دیتایی که داریم اضافه می شود.

در قسمت گیرنده بعد از تبدیل سیگنال fcs را جدا کرده  و کل data را    در crc قرار می دهد  اگر خروجی که ایجاد می شود در قسمت گیرنده با fcs که جدا شده است یکسان بود به این مفهوم است که محیط noise نداشته است و اطلاعات از بین نرفته وpacket   سالم است.

نام دیگر fcs  همان trailer است.

اگر خطایی رخ داده باشد  ونوع ارتباط امن باشد در این صورت  باید این packet دوباره ارسال گردد. و اگر که نوع  ارتباط نا امن باشد در این صورت packet کلا از بین می رود.

حال می خواهیم روندی را که یک data در لایه ها طی می کند از اول تا انتها بررسی کنیم.

فرض کنید که پشت pc خود نشسته اید و ایمیل خود را باز کرده اید و می خواهیم ایمیلی را ارسال کنیم از لایه ی application وارد لایه ی presentation می شویم  در این قسمت فرمت فایل ارسالی مشخص می شود.

در این لایه ایمیل کد گذاری می شود  سپس وارد لایه ی session می شویم.

آیا  احتیاج به authentication داریم یا خیر  اگر داشته باشیم در این قسمت انجام می شود  و از طرف دیگر بر سر پروتکل ارسالی و دریافتی  تفاهم می شود  که برای کار ما tcp/ip می باشد.

در قسمت بعدی به لایه ی transport می رویم  در این قسمت یک عدد تصادفی بین ۱۰۲۴ تا ۶۵۵۳۵  مثلا ۱۰۵۰

اما پورت destination  ۲۵ tcp می باشد. در این قسمت segment  تشکیل شده است و بعد به لایه ی network می رویم .

Ip ما در این قسمت ۱۹۲٫۱۶۸٫۱٫۵۰ می باشد و destination ip هم مشخص می گردد.

در این قسمت packet تشکیل می گردد و در اینجا پروتکل arp اجرا می شود  تا بتوانیم physical address طرف مقابل را به دست آوریم.

Destination macو source mac    به packet اضافه می شود.

سپس به لایه ی دو می رویم. کل data داخل crc  قرار گرفته و  fcs نیز به آن اضافه می شود.

دراین مرحله فریم تشکیل می شود و به لایه ی physical می رویم که در این مرحله سیگنال دیجیتال به آنالوگ تبدیل می شود.

در قسمت گیرنده:

ابتدا در لایه ی۱  سیگنال آنالوگ به دیجیتال تبدیل می شود که به فریم برسد در نتیجه فریم به datalink میرود ابتدا fcs جدا می شود کل اطلاعات داخل crc قرار می گیرد  اگراین  دو برابر باشد در واقع اطلاعات سالم است.

لایه ی datalink به دنبال header خود می رود که آیا destination –physical که دراینجا قرار گرفته است pc من است . در این حالتdecapsulation انجام می شود و frame را تبدیل به packet می کند و به لایه ی network می فرستد.

لایه ی ۳ header مربوط به خود را چک می کند که آیا ip ثبت شده  ip من است یا خیر. اگر درست باشد decapsulation انجام می دهد و segment را به لایه ی ۴ می دهد. لایه ی ۴  هدر خود را چک می کند که آیا پورتی که set شده است پورت باز من است یا خیر  اگر باز باشد decapsulation انجام می دهد در این حالت data به لایه ی ۵ همان session می رود.

اگر در این حالت از لحاظ پروتکل و authentication  درست بود به لایه ۶ همان presentation می رسد و اگر احتیاج به کد گشایی باشد decompress انجام می دهد.

.

منبع : scipost.ir

آموزش network – قسمت پنجم

تفاوت های مابین cat5 و cat6

از جمله تفاوت های مابین کابل های cat5  و cat6 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. در کابل های cat6  بین هر دو زوج سیم فویل قرار داده شده است تا امر نویز گیری بهتر انجام گیرد.
  2. در کابل های cat6 قطر کابل افزایش پیدا کرده است.
  3. افت ولتاژ cat6 تا حد چشم گیری پایین تراز cat5 می باشد.
  4. این نوع کابل ها در واقع cat6 برای مسافت های طولانی بهتر است.

UTP ساده ترین ، ارزانترین و در عین حال سریعترین رسانه ارتباطی برای کاربران خانگی و اداری می باشد. نازک و صدمه پذیر است و هم چنین نویزهای الکترومغناطیسی روی آن تاثیر منفی می گذارند استفاده از غلاف محافظ هزینه را افزایش می دهد.

shield twisted pair) STP)

دور تا دور آن یک shild فلزی قرار می گیرد  برای جلوگیری کردن از noise الکترو مغناطیس  و crosstalk

Crosstalk چیست؟

زمانی که از یک سیستم یک جریانی عبور می کند یک خاصیت ارتقایی در آن به وجود می آید این خاصیت ارتقایی بر روی سیستمی که در نزدیکی  این خاصیت ارتقایی وجود دارد تغییراتی را ایجاد می کند.
STP در مقابل نویز مقاومت بیشتری دارد اما نیاز به صرف هزینه بیشتری دارد عموما برای ارتباطات با فواصل بسیار کوتاه ولی با سرعت بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

foile twisted pair) FTP) 

 

FTP Cable

کابلهای FTP  (زوج سیم بهم تابیده زرورق دار ) شکل پیشرفته UTP می باشند , که دارای فن آوری پوشش ترکیب شده است و سرتاسر آن با یک مغزی فلزی سرتاسری یا زرورق پوشانده شده است.

shield foile twisted pair) SFTP)

 

SFTP Cable

شرکت های بزرگ در شبکه LAN، کابل CAT6 از نوع UTP را برای مسافت های زیر ۱۰۰ متر و برای بالاتر از ۱۰۰ متر از نوع SFTP استفاده می کنند.

مزایای کابل های بهم تابیده

سادگی و نصب آسان انعطاف پذیری مناسب دارای وزن کم بوده و براحتی بهم تابیده می گردند

معایب کابل های بهم تابیده : تضعیف فرکانس بدون استفاده از تکرارکننده ها ، قادر به حمل سیگنال در مسافت های طولانی نمی باشند. پایین بودن پهنای باند بدلیل پذیرش پارازیت در محیط های الکتریکی سنگین بخدمت گرفته نمی شوند. کانکتور استاندارد برای کابل های UTP ، از نوع RJ-45 می باشد. کانکتور فوق شباهت زیادی به کانکتورهای تلفن (RJ-11) دارد. هر یک از پین های کانکتور فوق می بایست بدرستی پیکربندی گردند.

کابل های فیبر نوری

 

Optic Fiber Cable

جنس این کابل ها از شیشه می باشد پس رسانای نور می باشند در نتیجه دیگر  نویز نداریم. در این صورت طول بیشتری را می توانیم  ساپورت کنیم  قاعدتا در این حالت فاصله ی یک  node با  node دیگر بیشتر از ۱۰۰ متر می باشد.

مزایای این نوع کابل ها: امنیت بیشتری را دارند زیرا noise  موجود نمی باشد.پهنای باند و سرعت انتقال اطلاعات نیز بالاتر است.

اگر بخواهیم بین دو نقطه که از یکدیگر فاصله ی دوری دارند ارتباط برقرار کنیم و به دنبال پهنای باند بالایی هستیم و امنیت بالاتر  بنابر این نباید از کابل های مسی استفاده کنیم  و به سراغ  کابل های فیبر نوری می رویم  اما دو نقص در کابل های فیبر نسبت به کابل های مسی موجود است.

  1. قیمت کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی بیشتر است.
  2. انعطاف پذیری

 

تفاوت کابل ها

Single mode

در واحد زمان یک سیگنال را از خودش عبور می دهد و این باعث می شود که طول بیشتری را ساپورت کند.در مدل single modeنور به صورت مستقیم به درون هسته ی مرکزی تابیده می شود.

Multimode

در واحد زمان چندین سیگنال را از خودش عبور می دهد و فاصله ای را که support می کنند نسبت به singlemode ها کمتر است.

انواع single mode

۸ میکرون و ۹ میکرون می باشد. برای افزایش طول کابل باید از یک تقویت کننده به نام EDFA استفاده کنیم.

انواع multimode

۶۲٫۵ میکرون ,  و ۵۰میکرون می باشد. Single mode ها  گران تر از multi mode ها هستند و معمولا برای محیط های outdoor  استفاده می شوند.

انواع multi mode ها و single mode ها

 

Anti rodent

(ضد جونده)

Anti wather (ضد آب)

Armed  (مسلح)

نکته قابل توجه این است که فیبر های نوری به هیچ طریقی قطع نمی شوند البته اگر از آنها در محیطی مناسب استفاده شده باشد.و معمولا قطعی در فیبر به دلیل خرابی در پورت می باشد.به پورتی که بر روی سوئیچ ها می باشد و فیبر نوری را ساپورت می کند SFPگفته می شود.قبلا پورتی به نام GBic وجود داشت اگر سوئیچ پورت فیبر نداشت باید از یک connector  استفاده کنیم که از یک طرفبه فیبر نوری متصل می شود و نتیجه ی این convert کابل مسی می باشد. در واقع همان Ethernet را به ما می دهد.اما قیمت این convert خیلی زیاد می شد.در هنگام قطعی باید ابتدا پورتی که فیبر به آن متصل شده است را چک کنیم آیا این port  خاموش است یا خیر ماژول سوخته است یا سالم است.

مورد بعدی که در فیبر نوری مهم است طول موج نور می باشد خیلی از وقت ها سوئیچ تهیه می کنیم و زمانی که فیبر را به آن متصل می کنیم ماژول می سوزد.باید در مورد ماژول این را در نظر بگیریم که تا چه طول موجی را support می کند وگر نه می سوزد.

اگر در دو سر فیبر نوری connector وجود داشته باشد به آن patch cord می گویند.

پیگتیل

کابلهای آماده ای هستند که از یک سمت کانکتور فیبر در کارخانه وصل شده است و در داخل پچپنل به سر یکی از کابلهای لخت شده فیبر فیوژن می شود.

با توجه به روش distribution  نور در داخل فیبر نوری که در فیبر های single mode به صورت مستقیم انجام می پذیرد نیاز است فیبر های  از این نوع بیشتر از اندازه استاندارد تعییین شده  برای کابل خمش پیدا نکند.

تعریف لایه محافظ loose-tube

در برخی از انواع فیبر نوری با توجه به اینکه تا حد امکان باید از  از خمیدگی بیش از حد هسته ی مرکزی  فیرنوری جلوگیری نماییم در لایه های محافظ فیبر از یک پوسته که دردرون آن یک نوع ژل مایع وجود دارد استفاده می شود.

این لایه اجازه می دهد که هسته ی مرکزی حد فاصل جدار در برگیرنده ژل معلق باشد  و در هنگام خمش با حرکت دادن کابل از فشار به هسته ی مرکزی جلوگیری می کند.

تعریف لایه ی محافظ tight buffered

درون برخی از مدل های فیبر نوری  از یک لایه ی محافظ که رشته های باریک نخ نایلونی است استفاده می شود. این نخ های بسیار نازک نایلونی نیز محیطی مناسب را برای هسته ی داخلی فیبر ایجادمی کند.که امکان خمش فیبر بدون آسیب را در این منطقه ایجاد می کند.

به طور کلی فیبر های نوری به سه دسته ی اصلی تقسیم میشوند که عبارتند از :

Interconnect cables

Distribution cables

Breakout cables

کابل های interconnect

برای ارتباط تجهیزات با یکدیگر ارتباط دارند.امکان خمش آن بسیار زیاد  و رویه ی آن پلاستیک نرم می باشد.

این کابل ها معمولا درون rack برای انتقال patch panel با switch به کار می رود  و یا برای اتصال کامپیوتر های مجهز به کارت شبکه ی فیبر نوری با تجهیزات شبکه به کار میرود این نوع فیبر دارای دو رشته کنار هم می باشد که یکی از آنها برای ارسال و دیگری برای دریافت کاربرد دارد.

کابل های :distribution

برای ارتباط درون ساختمان از محل ورود کابل های backbone به ساختمان تا محل قرار گیری  تجهیزات اتصال مانند switch ها درrack استفاده می شوند  این نوع فیبر دارای توانایی خمش کمتری نسبت به

کابل های نوع قبل می باشد و تعداد زوج فیبر های درون آن زیاد است

کابل های breakout

در این نوع فیبر که مدل ها و تعداد هسته فیبر های درونی آن متفاوت می باشد امکان خم کردن کابل وجود ندارد. این نوع کابل دارای تعداد زیادی زوج فیبر می باشد که برای مسیر های طولانی  و ارتباط بین مجموعه های اطلاعاتی کاربرد دارد.

مدل های مختلف آن برای زیر خاک یا برای زیر آب  دریا و دریاچه ها طراحی می شوند . رو به ضخیم و مقاوم و لایه های متعدد ازمشخصات اصلی این نوع کابل می باشد.

در قسمت وسطی کابل یک هسته غیر قابل انعطاف وجود دارد که فیبر های انتقال اطلاعات در پوشش های جدا از هم به صورت موازی کنار آن قرار دارند . این قسمت جلوی خمش کابل را می گیرد و از ایجاد شکستگی در آن جلوگیری می کند.

زیر پوشش پلاستیکی کابل یک قسمت فلزی بسیار سخت قرار دارد که به آن mechanical گفته می شود. مشخصات این قسمت که گویای مقدار مقاومت آن در مقابل فشار های جانبی  به کابل است متنوع بوده  و از این بابت بسته به کارائی که هر نوع کابل دارد.

استاندارد اتصالات کابلها در شبکه

استاندارد هایی که در مورد اتصالات کابل ها در شبکه وجود دارد EIA/TIA 568 B   و  EIA/TIA 568 A  می باشد.

آموزش تصویری ساختن کابل شبکه

دونوع patch cable  داریم

Straight

سوکت سر و ته سیم  از یک استاندارد استفاده شده است

(Cross (cross-over

در یک طرف استاندارد نوع A  و در طرف دیگر استاندارد نوع B  استفاده شده است .

 

 چه زمانی از cross و چه زمانی از straight استفاده می شود.؟

برای پاسخ به این سوال باید اجزای شبکه را لیست کنیم

 

PC به PCcross
PC به SWITCHstraight
PC به ROUTERcross
SWITCH به SWITCHcross
SWITCH بهROUTERstraight
ROUTER به ROUTERcross

 

استاندارد MEDIX

استاندارد جدیدی می باشد که خودش send و recive را عوض می کند و دیگر فرقی ندارد که کابل ها cross باشند یا straight

برای چک کردن کابل از وسیله ای به نام lan tester   استفاده می کنند.

 

POE چیست؟

Poe مخفف power over Ethernet است .یک سری از device ها داخل شبکه هستند که برای تامین منبع تغذیه خود احتیاج به ولتاژdc دارند (۴۸v) و اگر بخواهیم برق را برای  این device  ها فراهم کنیم باید یک  آداپتور بخریم اما اگر سوئیچ ما POE  ساپورت باشد ما می توانیم زمانی که کابل شبکه به این  DEVICE می زنیم برق آن را از طریق سوئیچ برایش SUPPORT کنیم.

 

منبع : scipost.ir

آموزش network – قسمت چهارم

یک پروژه از کجا آغاز می شود و به کجا ختم می شود؟

اگر که بخواهیم یک پروژه را راه اندازی کنیم از RFP شروع شده و به WBS ختم می شود.

RFP (request for proposal) در واقع همان درخواست برای پیشنهاد می باشد.

LOM (list of material) لیستی که حاوی موارد مورد نیاز ما می باشد.

LOP (list of price) لیستی که حاوی قیمت ها می باشد.

WBS (work breack scheduel) زمانبندی کار می باشد.

.

بستر passive و active در شبکه

اولین قدم در اجرای یک شبکه بستر passive آن می باشد. داخل شبکه دو اصطلاح وجود دارد.
۱٫ Passive: بستر سخت افزاری شبکه را گویند.
۲٫ Active: بحث سرویس دهی درون شبکه را گویند.
حال باید این موضوع را در نظر بگیریم که در بستر passive چه چیز هایی را لازم داریم؟
فرض کنید می خواهیم که یک شبکه ی star را داشته باشیم.
اولین چیزی که خیلی مهم است این است که سوئیچ یا hub که انتخاب کرده ایم چند پورت داشته باشد و مهمترین آیتم در این قسمت، تعداد node ها می باشد.
دومین سوالی که پیش می آید این است که در هر طبقه چند Node داریم که بتوانیم با توجه به آنها سوئیچ مورد نظر خود را انتخاب کنیم.
نکته قابل توجه این است که کابل های twisted حداکثر فاصله ای را که support می کنند، ۱۰۰ متر می باشد.
در واقع فاصله ی pc تا سوئیچ نباید بیشتر از ۱۰۰ متر باشد زیرا در این صورت ایجاد مقاومت می کند و باعث می شود که اطلاعات از بین برود.
مرحله ی بعدی این است که در داخل هر طبقه مشخص کنیم که سوئیچ را باید در کجا قرار دهیم پس باید از تمام pc ها یک کابل تا سوئیچ بکشیم. در اینجا احتیاج داریم تا متراژ کابل را محاسبه کنیم.
که براساس نقشه ی اتوکد ساختمان می توان آن را مشخص کرد.
در مرحله ی بعدی برای قرار دادن سوئیچ در جای مناسب از وسیله ای به نام RACK استفاده کنیم.

.
انواع کابل ها
کابل ها به دو دسته تقسیم می شوند:
۱-کابل های cooper (مسی) که این نوع کابل ها به دو دسته ی twisted pair وcoaxial تقسم بندی می شوند.
دو مزیت کابل های مسی:
۱٫ انعطاف پذیری زیادی دارند
۲٫ ارزان هستند.
۲-کابل های fiber optic یا فیبر نوری

.

کابل کواکسیال Coaxial Cable

این نوع کابل امروزه به عنوان بیشترین کابل استفاده شده در شبکه ها به حساب می آید و یکی از مهمترین محیط های انتقال در مخابرات کابل کواکسیال و یا هم محور می باشد و دلایل زیادی برای استفاده وسیع از آن وجود دارد. کابل coaxial تقریبا گران، سبک، انعطاف پذیر و برای کار کردن بسیار آسان میباشد. در ساده ترین شکل آن کابل coaxial تشکیل شده است از یک هسته ساخته شده از مس خالص که توسط روکشی پوشیده شده است، یک روکش فلزی توری مانند و یک روکش بیرونی. هسته کابلcoaxial حامل سیگنالهای الکتریکی میباشد که درواقع همان اطلاعات ما را تشکیل میدهد. این هسته سیمی میتواند تک رشته ای یا بصورت چند رشته ای باشد. اگر بصورت تک رشته ای باشد معمولا جنس آن از مس است. هسته توسط یک عایق پوشیده شده است که آن را از توری سیمی موجود در کابل جدا مینماید. توری سیمی زمین مدار میباشد. و سیگنالهای الکترونیکی گذری از هسته را در مقابل noise و crosstalk محافظت مینماید.

.

Crosstalk چیست؟
عبارت است از سیگنالی که به علت عبور جریان از سیمهای اطراف در هسته ایجاد میشود. همواره هسته و توری سیمی باید توسط عایق از همدیگر جدا گردند، در صورتی که در نقطه ای از سیم همدیگر را لمس کنند. کابل اتصال کوتاه شده است و noise به درون سیم مسی هسته راه پیدا میکند که این باعث تخریب اطلاعات میگردد.
کل این مجموعه توسط یک روکش بیرونی غیر هادی که معمولا از پلاستیک یا تفلون ساخته میشود پوشیده میگردد. کابل coaxial مقاومت بیشتری در مقابل افت سیگنال نسبت به کابلهای twisted-pair دارد. به دلیل مقاومت کابل coaxial این کابل انتخاب خوبی برای فاصله های دورتر و سرعتهای بالاتر انتقال اطلاعات توسط دستگاههای ارتباطی میباشند.

.

کابل Coaxial به دو دسته تقسیم می شود:
۱-thin net:
این نوع کابل کواکسیال قابل انعطاف است و قطر آن در حدود ۲۵/۰ اینچ می‌باشد. از آنجا که Thinnet نرم و انعطاف‌پذیر است و کارکردن با آن هم آسان می‌باشد. تقریباً در تمام شبکه‌ها می‌تواند مورد استفاده قرارگیرد. در شبکه‌هایی که از Thinnet استفاده می‌کنند، کابل مستقیماً به کارت شبکه متصل می‌شود نوع نازک کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را تا فاصله تقریبی ۱۸۵ متر (۶۰۷ فوت) ارسال کند، بدون آن که تضعیف شوند. سازندگان کابل، در مورد طراحی متفاوت کابل‌ها به توافق رسیده‌اند، کابل Thinnet جزء کابل‌های خانواده RG-58 بوده و دارای امپدانس ۵۰ اهم است. امپدانس، مقاومت سیم در برابر جریان متناوب است.تفاوت اصلی میان کابل‌های خانواده RG-58 هسته مسی در مرکز آنهاست. این هسته می‌تواند به صورت یک مفتول یا چند تار به هم تابیده باشد.
۲-thick net
این نوع کابل، کواکسیال انعطاف‌پذیر و قطر آن در حدود ۵/۰ اینچ است. گاهی اوقات به کابل Thicknet اترنت استاندارد نیز گفته می‌شود. زیرا اولین نوع کابل کواکسیال بود که در معماری شبکه معروف Ethernen به کار برده شد. هسته مسی این کابل کواکسیال ضخیم‌تر از نوع نازک آن است. البته این روزها از این کابل به ندرت استفاده می‌شود و در موارد استثناء به عنوان ستون مهره شبکه به کار می‌رود .هر چه هسته ضخیم‌تر باشد، سیگنال می‌تواند مسافت طولانی‌تری را بپیماید. بنابراین کابل Thicknetنسبت به ‏Thinnet سیگنال‌ها را در مسیرهای طولانی‌تری هدایت می‌کند. نوع ضخیم کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را بدون تضعیف تا فاصله ۵۰۰ متر (حدود ۱۶۴۰فوت) انتقال دهد. بنابراین با توجه به قابلیت Thicknet در پشتیبانی عمل انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی، از آن به عنوان ستون اصلی برای اتصال شبکه‌های Thinnet کوچکتر به یکدیگر استفاده می‌شود.برای اتصال شبکه‌های کوچک Thinnet به شبکه‌های Thicknet از وسیله‌ای به نام ترنسیور استفاده می‌ شود.
ترنسیور طراحی شده برای Ethernet و Thicknet شامل یک رابط به نام Vampire tap می‌باشد. این رابط دارای سوزن‌هایی است که توسط آنها به هسته کابل متصل می‌شود.

.
Attenuation چیست؟
به کاهش توانایی سیگنال وقتی در حال عبور از کابل میباشد attenuation گفته می شود. هر چه کابل ضخیم تر باشد مقدار کاهش توان سیگنال در آن کمتراست در نتیجه می توان در کابل هایی با قطر بیشتر سیگنال را در مسافت دورتری انتقال داد.
با توجه به اینکه سیگنالها در هنگام عبور در طول کابل تضعیف می شوند و توان آنها کاهش می یابد. همواره برای انتقال داد ه ها در مسیر های بلند تر از تجهیزاتی به نام repeater استفاده می شود.
برای مثال در کابل thin در هر ۱۸۵ متر نیاز به یک تقویت کنده سیگنال وجود دارد اما در کابل thick در هر ۵۰۰ متر باید سیگنال را توسط repeater تقویت کرد.

.
مزایای کابل های کواکسیال :
۱-قابلیت اعتماد بالا
۲-ظرفیت بالای انتقال حداکثر پهنای باند ۳۰۰ مگا هرتز
۳-دوام و پایداری خوب
۴-پایین بودن مخارج نگهداری
۵-قابل استفاده در سیستم های آنالوگ و دیجیتال
۶-هزینه ی پایین در زمان توسعه
۷-پهنای باند نسبتا وسیع که مورد استفاده اکثر سرویس های مخابراتی از جمله تله کنفرانس صوتی و تصویری قرار میگیرد.

.
معایب کابل کواکسیال:
۱٫ مخارج بالای نصب
۲٫ نصب مشکل تر نسبت به کابل های به هم تابیده
۳٫ محدودیت فاصله
۴٫ نیاز به استفاده از عناصر خاص برای انشعابات
۵٫ کانکتور استاندارد برای کابل های کواکسیال

.

Bnc connector

.

Bnc t connector

.

Bnc barel connector

.
کابل های twisted pair
کابل های twisted pair از نظر ساختار کاملا متفاوت از کابلهای دیگر می باشند و در آن به جای انتقال اطلاعات بر روی یک سیم از چند رشته سیم استفاده شده است.
در کابل های twisted pair هر رشته سیم دارای یک روکش رنگی نازک و تمام رشته به همراه هم در پوششی پلاستیکی قرار دارد ولی در بعضی از مدل ها این کابل در لایه های محافظ دیگری نیز قرار دارد.

.
انواع کابل های twisted pair
کابل های UTP یا (unshield twisted pair) معمولا در محیط هایی استفاده می شود که نویز وجود نداشته باشد.
کابل های مسی که از چند رشته به هم تابیده شده، تشکیل شده اند را با نام UTP می شناسند که از انواع مختلفی تشکیل شده است که تفاوت عمده آنها در فرکانس وسرعت انتقال انها می باشد .از کابل های فوق، علاوه بر شبکه های کامپیوتری در سیستم های تلفن نیز استفاده می گردد 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. وقتی که twisted ها را باز می کنیم رشته های به تابیده شده را می بینیم که به دلیل از بین بردن noise می باشد زیرا وقتی که جریان می گذرد شار مغناطیسی ایجاد می کند و بر آیند آنها صفر می شود و باعث می شود که مسافت بیشتری طی شود.

.

انواع کابل های UTP
گروه (CAT1,CAT2,CAT3,CAT4,CAT5,CAT6)
از cat2 تا cat 7 همگی ۴ زوج ۸ رشته دارند.به غیر ازcat1 که ۲ زوج یعنی ۴ رشته دارد. و تفاوت آنها در bitrate یعنی سرعت انتقال می باشد.
از کابل های CAT1، به دلیل عدم حمایت ترافیک مناسب، در شبکه های کامپیوتری استفاده نمی گردد. از CAT1 به این دلیل که تنها می تواند صدا را انتقال دهد، در خطوط تلفن استفاده می شود.
از کابل های گروه CAT2 تا CAT7 در شبکه های رایانه ای استفاده می گردد.این کابل ها قادر به حمایت از ترافیک تلفن و شبکه های کامپیوتری می باشند.

گروهسرعت انتقال اطلاعاتموارد استفاده
CAT1حداکثر تا یک مگابیت در ثانیهسیستم های قدیمی تلفن ، و مودم ISDN
CAT2حداکثر تا چهار مگابیت در ثانیهشبکه های TOKEN RING
CAT3حداکثر تا ده مگابیت در ثانیه شبکه های TOKEN RINGو BASE-T
CAT4حداکثر تا شانزده مگابیت در ثانیهشبکه های TOKEN RING
CAT5حداکثر تا یکصد مگابیت در ثانیهاترنت ( ده مگابیت در ثانیه )، اترنت سریع ( یکصد مگابیت در ثانیه )

و شبکه های TOKEN RING (شانزده مگابیت در ثانیه)

CAT5eحداکثر  تا یک هزار مگابیت در ثانیهشبکه های Gigabit ethernet
CAT6حداکثر  تا یک هزار مگابیت در ثانیهشبکه های Gigabit ethernet
CAT7حداکثر  تا ده هزار مگابیت در ثانیهشبکه های Gigabit ethernet

.

در کابل های cat7 noise به حداقل رسیده و خلوص مس نیز بالا می رود.پر کاربردترین دسته، +Cat 5e است که هم قادر به پشتیبانی از سرعت ۱۰۰ است و هم سرعت ۱۰۰۰٫ همان طور که می دانید یکی از مهمترین اصول در طراحی شبکه، به روزرسانی شبکه است. بنابراین اگر هم صاحب پروژه از شما سرعت ۱۰۰ را در خواست کرد، شما باید از این نوع کابل استفاده کنید تا در آینده، بازهم مقدار زیادی هزینه برای تعویض کابل ها رو دست فرد نگذارد.
در انواع CAT6 و CAT7به این دلیل که قطرکابل بیشتر است کانکتور آنها از نوع RJ45 مخصوص می باشد. به خاطر همین بیشتر بودن قطر، مقاوت این کابل ها کمتر است و به همین دلیل برد آنها هم بیش از ۱۰۰ متر است.

.

.

منبع : scipost.ir

آموزش network – قسمت سوم

توپولوژی RING

این نوع شبکه ها به صورت دایره ای شکل توسط یک مدیا به هم متصل شده اند. Ring به معنای حلقه است و مانند این است که ابتدا و انتهای bus را به هم متصل کنیم.
در این نوع توپولوژی هر کامپیوتر بصورت مستقیم به کامپیوتر بعدی در یک شبکه متصل میشود و بسته ی دیتا از کامپیوتری به کامپیوتر دیگر عبور می کند تا به مقصد برسد. وقتی کامپیوتری پیام را در یافت می کند ابتدا نشانی مقصد آن را بررسی میکند اگر نشانی پیام با نشانی کامپیوتریکسان باشد کامپیوتر پیام را می پذیرد در غیر اینصورت سیگنال را از نو تولید و پیام را برای کامپیوتر بعدی ارسال می کند.این تولید مجدد سیگنال به شبکه های Ring امکان می دهد که فواصل بزرگتری را نسبت به شبکه های خطی یا bus پوشش دهند.

MAU یا Media Access Unit چیست؟

برای ring یک سوئیچ مخصوص به نام mau ساختند دقیقا از لحاظ ساختاری شبیه سوئیچ است اما از لحاظ ساختار درونی Ring می باشد. در این نوع شبکه ها وظیفه انتقال اطلاعات را بسته ای بنام token بر عهده دارد به همین دلیل به این شبکه token ring نیز گفته می شود.
Token به عنوان یک بسته خالی توسط یکی از کامپیوترهای شبکه به صورت اتوماتیک تولید می شود که این کامپیوترها را پروتکلtokenring بر اساس مشخصه هایی مثل شماره سریال یا آدرس کارت شبکه انتخاب می شود سپس token درون شبکه بصورت حلقوی شروع به حرکت می کند تا جایی که کامپیوتر درخواست ارسال اطلاعات را داشته باشد سپس اطلاعات به همراه آدرس فرستنده و گیرنده درون token قرار داده شده و دوباره token به حرکت خود ادامه میدهد تا به مقصد برسد در مقصد اطلاعات برداشته شده و بسته ای دیگر به token اضافه میشود تا صحت درستی دریافت اطلاعات را برای کامپیوتر فرستنده تایید کند . بسته دوباره در شبکه حرکت کرده تا به مبدا قبلی خود برسد در مبدا بسته بررسی شده و به همراه token حذف می شود . سپس کامپیوتر master دوباره token را تولید کرده و حرکت آن را در شبکه کنترل می کند . فرض کنید که در این ring توپی جا به جا می شود و هر کسی که تصمیم به ارسال اطلاعات دارد این توپ را در اختیار خود می گیرد و شروع به صحبت کردن می کند زمانی که بقیه می خواهند صحبت کنند دنبال توپ می گردند و وقتی که می بینند توپ نیست می فهمند که در اختیار کسی است.
حال این توپ همان ولتاژ درون شبکه های bus را برای ما تداعی می کند. و همان ولتاژ ۰/۳ ولتی است که روی ring وجود دارد.
با در اختیار گرفتن token در اصل backbone را در اختیار خود گرفته است و ولتاژ را می تواند ۵ اهم برساند و زمانی که ارسال اطلاعات pc مربوط، به اتمام رسید ولتاژ به حالت اولیه ی خود باز می گردد و مابقی نیز می توانند اطلاعات را ارسال کنند.

.
حداکثر سرعت در توپولوژی ring چند است؟
حد اکثر سرعت ۱۶mb/s می باشد. در شبکه های ring جهت اتصال دو mau به یکدیگر باید port ring out یک mau را به port ring in – mau دیگر متصل کنیم.
در شبکه ی ring نحوه ی ارسال اطلاعات به صورت half duplex می باشد.و دقیقا کامپیوتر ها به یک backbone متصل هستند و زمانی که یک کامپیوتر در حال ارسال اطلاعات است بقیه ی کامپیوتر ها کاری را انجام نمی دهند.

.
arbitration در توپولوژی ring چیست؟
نوع arbitration که در این نوع شبکه استفاده می شود token ring می باشد.
در این نوع توپولوژی ترتیب اتصال به mau بسیار حائز اهمیت است و pc ها باید به ترتیب mau متصل شوند.
مشکلاتی که در این توپولوژی هستند :
• همه ی آنها halfduplex هستند و همه ی آنها داخل یک collision domain قرار می گیرند.
• اگر در ring اتصالی به وجود آید کل شبکه قطع می شود.
• و پایین بودن سرعت انتقال اطلاعات۱۶bps

.

.
توپولوژی ستاره ای یا star :

در این توپولوژی مانند توپولوژی bus دیگر backbone نداریم بلکه یک device وجود دارد که همه device هایی که قرار است به شبکه متصل شوند را،متمرکز می کند.
اولین device که متمرکز کننده است، hub می باشد. نوع کابلها در این نوع مدیا twisted paire یا زوج های به هم تابیده می باشد که به کابل کانکتوری ای به نام rj-45 که دارای ۸ بیت می باشد، متصل می شوند.

Hub های اولیه ۴ پورت داشتند اما بعدا به ۸ پورت و ۱۶ پورت و ۲۴ پورت ارتقا پیدا کردند.
زمانی که  pc ها را به hub متصل می کنیم باید یک کابل twistedpaire تهیه کرده و دو سر آن را به کانکتور rj-45 متصل نماییم . سپس یک سر کابل، به hub متصل می شود و سر دیگر آن به کارت شبکه کامپیوتر ها. به کارت شبکه هایی که کانکتور های rj-45 را ساپورت می کنند کارت شبکه های Ethernet گفته می شود و بر اساس سرعتی که ساپورت می کنند به کارت شبکه های fast eternet, giga eternet و … دسته بندی می شوند.
تعداد پورت هایی که بر روی hub می باشد باید با تعداد کامپیوتر هایی که قرار است به آن متصل باشند، برابر باشد.
با توجه به ساختار داخلی که در hub قرار دارد متوجه می شویم که یک backbone در آن وجود دارد و تمام این پورت ها به این backbone متصل شده اند یا به عبارت دیگر زمانی که می خواهیم یک pc را به hub متصل کنیم در واقع به صورت توپولوژی bus عمل می کنیم . این ساختار اگر جایی از مدار قطع شود کل پورت های hub قطع می شود.
با توجه به این ساختار اگر یک pc در حین فرستادن اطلاعات بر روی backbone باشد باید بقیه ی pc ها منتظر بمانند تا اینکه pc ای که مشغول فرستادن اطلاعات خود می باشد کارش تمام شود تا بتوانند بقیه ی pc ها به کار خود ادامه دهند.
نحوه ی فرستادن اطلاعات در این قسمت half duplex می باشد.

.
برخی از مشکلاتی که hub آنها را بر طرف می نماید، عبارتند از :
۱- قطعی یا خرابی یک pc باعث قطع شدن کل شبکه نمی شود زیرا هنوز مدار قطع نشده و سالم است.
۲- برای اضافه کردن یک node دیگر نیازی به محاسبات الکترونیکی نداریم. زیرا یک پورت درون hub است که تمام محاسبات را  به صورت اتوماتیک انجام میدهد. حتی با کم شدن یا اضافه شدن یک node میزان مقاومت کم یا زیاد می شود. این ویژگی در hub نسبت به bus بهتر است .
برای مثال اگر پورتی در درون hub قطع شود تمام پورت ها قطع می شود.
در یک hub تمام پورت ها داخل یک collision هستند. در واقع به صورت hulfduplex کار می کنند.
arbitration در داخل شبکه ی star زمانی که از hub استفاده می شود، csma/cd می باشد.
به دلیل مشکلاتی که hub ها داشتند خیلی زود منسوخ شدند زیرا با گسترش شبکه collision domain ها نیز افزایش پیدا کردند.
فرض کنید که به هر کدام از hub ها تعدادی pc متصل است و هر کدام از آنها در طبقات مختلفی قرار دارند حال اگر این hub ها را به یکدیگر متصل کنیم تمام این hub ها داخل یک collision domain میباشند.
زمانی که یک hub را به hub دیگری متصل می کنیم، به آن لینک اتصال دهنده ی hub ها به یکدیگر uplink گفته می شود.

به دلایل افزایش مشکلات و افزایش collision ها و کاهش پیدا کردن performance دستگاهی به نام bridge ساخته شد.هدف از ساختن bridge جدا کردن collision ها از یکدیگر بود. برای مثال برای اتصال دو hub به یکدیگر از uplink دیگر استفاده نمی شد بلکه از bridge استفاده می شد.
و تفاوت آن با hub در هوشمندی در دستگاه بود.
در واقع می توانست process انجام دهد برای مثال uplink طبقه ی اول به port1 در bridge متصل می شد و uplink هاب دوم به پورت ۲ در bridge متصل می شد.
هوشمندی bridge به این دلیل بود که در درون خود یک جدول داشت که مشخص می کرد که هر پورت از bridge که به کدام hub متصل شده است.
زمانی که یک collision در طبقه ی اول رخ می داد در نهایت به پورت ۱ در bridge می رسید. و bridge آن collision (ولتاژ ) را به پورت بعدی انتقال نمی داد و collision رخ داده به pc های متصل به hub طبقات بعدی انتقال نمی یافت و این امر باعث افزایش performance شد.
برای حساب کردن collision domain ها باید از فرمول زیر استفاده کرد:
• uplink تعداد-(تعداد hub *تعداد پورت)

.
شبکه های star زمانی که از سوئیچ استفاده می شود بی معنا می باشد زیرا هیچ collision رخ نمی دهد و هر پورت داخل collision domain خودش قرار می گیرد.
ساختار داخلی سوئیچ همانند ماتریس (mesh) می باشد در این ساختار هر پورت برای ارتباط با پورت های دیگر یک مسیر جدا گانه دارد. برای مثال پورت ۱ با ۳ یک مسیر جدا دارد و پورت ۳ با ۱ هم یک مسیر دیگر دارد.
در این حالت هر پورت می تواند fullduplex باشد و باعث می شود که performance آن فوق العاده افزایش پیدا کند.
اصطلاحا به ساختار داخل سوئیچ mesh گفته می شود. یعنی هر پورت از سوئیچ برای ارتباط با پورت دیگر یک مسیر جداگانه دارد و داخل یک collision domain قرار دارد.

.
توپولوژی mesh

.

تعریف mesh : هر node از شبکه برای ار تباط با node دیگر بیش از یک راه ارتباطی دارد و به این نوع از توپولوژی، mesh  گفته می شود.

در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه، متصل می شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند.

از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای مثال، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری، ایستگاه شماره یک نیازمند به نود و نه می باشد. تعداد کابل های مورد نیاز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2 محاسبه می شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می باشد.

فرض کنید که در طبقه ی اول و دوم و سوم سوئیچ موجود باشد و همه ی کامپیوتر ها در این طبقات به این سوئیچ ها متصل باشند، در این صورت راه ارتباطی سوئیچ  طبقه ی اول با سوئیچ موجود در طبقه ی سوم سوئیچ موجود در طبقه ی دوم می باشد و اگر سوئیچ موجو در طبقه ی دوم خراب شود راه ارتباطی طبقه ی اول و سوم از بین می رود و سوئیچ طبقه ی دوم یک single point of failure  می باشد. کاربرد mesh در واقع برای حذف کردن single point of failure  درشبکه می باشد.

.

کاربرد mesh:

برای حذف کردن single point of failure در شبکه می باشد.

.

تعریف single point of failure:

اگر نقطه ای از شبکه قطع شود و این قطعی بر روی نقاط دیگر شبکه تاثیر گذار باشد در این صورت می توان گفت که single point of failure وجود دارد.

.

Mesh  انواع مختلفی دارد :

Partial mesh: هر Node  از شبکه برای ارتباط با نقاط دیگر بیش از یک راه دارد اما حتما یک راه مستقیم ندارد.

Fullmesh: هر از شبکه برای ارتباط با نود دیگر بیش از یک راه دارد و حتما یک راه مستقیم نیز وجود دارد.

دلیل single point of failure در شبکه این است که در شبکه بخشی وجود دارد به نام available بودن شبکه که آن را با پارامتری به نام sla در نظر می گیرند. (service level agrement)  یعنی آن را با sla می سنجند.

.

SLA چیست؟

Sla (service level agreement) پارامتری استاندارد است که مشخص می کند که شبکه در طول سال چه مدت زمانی میتواند از کار بیافتد.

این پارامتر با درصد مشخص می شود. وقتی که sla  برابر با ۹۹%  باشد در واقع به این معنا می باشد که یک شبکه در طول سال فقط ۲ روز حق دارد که در دسترس نباشد. در واقع mesh باعث افزایش درصد available بودن در شبکه می شود.

.

توپولوژی ترکیبی یا hybrid

ترکیبی از دو یا چند توپولوژی مانند باس و استار در یک شبکه را که با هم کار میکنند را hybrid گویند. در حال حاضر یکی از کاربردی ترین توپولوژی های رایج است که در این روش ترکیب روش های کابل کشی موجود برای گسترش و توسعه شبکه و افزایش تعداد کامپیوتر ها استفاده می کند .

.
Segment یا بخش

به هر کدام توپولوژی های star و bus و ring که یکی از بخش های توپولوژی hybrid را تشکیل می دهند یک بخش یا segment گفته می شود.

.
Backbone

به توپولوژی که مابین segment ها ایجاد ارتباط می کند backbone گفته می شود.

.

.

منبع : scipost.ir

 

آموزش network – قسمت دوم

arbitration در شبکه چیست؟
به قوانینی که داخل هر توپولوژی اجرا می شود تا (تصادف , تصادم) collision رخ ندهد arbitration گفته می شود.
این collision باعث می شود که اطلاعات از بین برود. وقتی که این اطلاعات از بین رفت برای اینکه این اطلاعات را بسازیم و برای طرف مقابل بفرستیم باید یک پروسه ای را طی کنیم و این روند باعث کاهش performance می شود چون به جای اینکه ما یک بار کاری را انجام دهیم باید ۱۰-۱۵ بار آن کار را انجام دهیم. تا بتوانیم packet را به طرف مقابل بفرستیم.
 .
توپولوژی چیست؟
به نحوه ی چیدمان اجزای شبکه یا الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپیوترها topology گفته می شود. در واقع توپولوژی به معنای چگونگی پیکربندی و ایجاد اتصالات بین دستگاه‌های یک شبکه رایانه‌ای است. به هر ابزار متصل به یک شبکه رایانه‌ای گره (Node) گفته می‌شود که به‌وسیله پیوندها (Link) به همدیگر متصل می‌گردند. در توپولوژی (همبندی) معمولاً نوع کابل مورد استفاده را نیز تعیین میکند. اولین توپولوژی توسط شرکت زیراکس بود به نام bus:
برای انتخاب یک توپولوژی بهینه عوامل زیر باید در نظر گرفته شود :
الف) هزینه
ب) انعطاف پذیری انواع توپولوژی
 .
انواع توپولوژی:
روش خطی یا سری (bus)
روش ستاره ای یا متمرکز (star)
روش حلقه ای (mesh)
روش ترکیبی (hybrid)
 .
توپولوژی bus
در حالت کلی از یک کابل به عنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده می‌شود و تمام کامپیوترهای موجود در شبکه سرویس دهنده (Server)، سرویس گیرنده (Client)  به آن متصل می‌گردند. و سیگنال های اطاعات در طول مسیر کابل ارسال می گردد و تمام کامپیوتر هایی که به آن متصل هستند سیگنال ها را دریافت می نمایند.در این توپولوژی رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. توپولوژی BUS از متداولترین توپولوژی هاست که در شبکه های محلی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش کلیهٔ کامپیوترهای متصل به خط، اطلاعات ارسال شده را دریافت می‌کنند ولی فقط کامپیوتری که آدرس بسته اطلاعاتی ارسال شده، متعلق به او است این اطلاعات را ذخیره می‌نماید و بقیهٔ کامپیوترها از بسته صرف‌نظر می‌کنند.برای راه اندازی این آرایش خطی نیاز به کابل کواکسیال داریم و هر سیستم به کمک یک کانکتور به شبکه متصل می شود . ابتدا و انتهای شبکه با ترمیناتور بسته می شود.
.
.
مزایای توپولوژی bus
• کم بودن طول کابل . بدلیل استفاده از یک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپیوترها، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می‌شود. موضوع فوق باعث پایین آمدن هزینه نصب و ایجاد تسهیلات لازم در جهت پشتیبانی شبکه خواهد بود.
• ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای یک ساختار ساده است. در مدل فوق صرفا” از یک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می‌گردد.
• توسعه آسان . یک کامپیوتر جدید را می‌توان به‌راحتی در نقطه ای ازشبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت، می‌توان از تقویت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.
 .
معایب توپولوژی BUS
• مشکل بودن عیب یابی . با اینکه سادگی موجود در تویولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می‌دهند، ولی در صورت بروز خطا کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه‌هائی که از توپولوژی فوق استفاده می‌نمایند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطاء می‌بایست نقاط زیادی به منظور تشخیص خطا بازدید و بررسی گردند.
• ایزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتی که یک کامپیوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد، می‌بایست کامپیوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عیب نمود. در موارد خاص می‌توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتی که اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت می‌بایست از شبکه خارج گردد. ضعف عمده این شبکه این است که اگر کابل اصلی که پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه است ، قطع شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد.در این توپولوژی از کابل کواکسیال استفاده می شود.
• ماهیت تکرارکننده ها . در مواردی که برای توسعه شبکه از تکرارکننده‌ها استفاده می‌گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغییراتی نیز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگیری کابل بیشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است.
اشکال دیگر این توپولوژی در آن است که هر یک از کامپیوتر ها باید برای ارسال پیام منتظر فرصت باشد. به عبارت دیگر در این توپولوژی در هر لحظه فقط یک کامپیوتر می تواند پیام ارسال کند.یکی دیگر از اشکالهای این توپولوژی است که تعداد کامپیوتر های واقع در شبکه تاثیر معکوس و شدیدی بر کارایی شبکه می گذارد. در صورتی که تعداد کاربران زیاد باشد، سرعت شبکه به مقدار قابل توجهی کند می شود. علت این امر آن است که در هر لحظه یک کامپیوتر باید برای ارسال پیام مدت زمان زیادی به انتظار بنشیند. عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود آن است که در صورت آسیب دیدگی کابل شبکه، ارتباط در کل شبکه قطع شود.
 .
نوع media:
 نوع media که در توپولوژی bus استفاده می شود کوآکسیال یا Coaxial است که معمولا برای اتصال آنتن به تلویزیون هم مورد استفاده قرار میگیرد.
 کارت شبکه ای که مورد استفاده قرار می گیردbnc support می باشد.
روی backbone باید یک connectorمتصل شود وpc به آن متصل گردد.

.

Arbitration:

همانطور که گفته شد به قوانینی که داخل هر توپولوژی اجرا می شود تا (تصادف , تصادم) collision رخ ندهد arbitration گفته می شود.
Arbitration که برای توپولوژی bus استفاده می شود csma/cd می باشد.
داخل شبکه ی bus هر pc که می خواهد اطلاعات بفرستد باید backbone را چک کند اگر که ولتاژ صفر بود اطلاعات را می فرستد در غیر این صورت ساکت می نشیند.در واقع هر کامپیوتری که خواست اطلاعات را بفرستد اول backbone را چک می کند اگر در داخل backbone اطلاعات بود صبر می کند. هر کامپیوتری که می خواست اطلاعات ر ارسال کند از اطلاعات یک کپی می گرفت و آن را ارسال می کرد اگر اطلاعات به خودش می رسید در واقع collision رخ نمی داد. ولی اگر اطلاعات به خودش نمی رسید در واقعcollision رخ داده بود.

.

ترمیناتور:

ابتدا و انتهای backbone یک مقاوت قرار می گرفت به نام ترمیناتور و کاربرد آن به این صورت بود وقتی سیگنال به انتهای کابل می رسید توسط این وسیله جذب می شد و از بین می رفت .
اگر ۲ کامپیوتر هم زمان اطلاعات بفرستند بر آیند آنها صفر می شود. در واقع collision رخ می دهد.
هر pc در داخل bus اگر بخواهد اطلاعات بفرستد قبل از فرستادن اطلاعات ابتدا backbone را چک می کند و که آیا روی backbone اطلاعات وجود دارد یا نه که این کار بر اساس ولتاژ صورت می گیرد برای مثال اگر ولتاژ بالای صفر بود مشخص می کند که اطلاعات بر روی backbone وجود دارد و اگر صفر بود و یا زیر صفر بود یعنی اطلاعات وجود ندارد.
حال اگر که ۲ تا pc همزمان ولتاژ خط را اندازه گرفتند و بر اساس ولتاژ به این نتیجه رسیدند که روی backbone اطلاعات وجود ندارد و تصمیم به ارسال اطلاعات کنند باعث می شود که collision رخ دهد.

.

چگونه از collision با خبر می شویم؟
با استفاده از چیپستی که بر روی کارت شبکه تعبیه شده است و loopback نام دارد. این چیپست هر زمان که اطلاعات را ارسال می کرد یک کپی از آن را برای خودش نگه می داشت اگر بعد از چند ثانیه این اطلاعات را خودش دریافت می کرد.
متوجه می شد که collision رخ نداده است اما اگر آنها را دریافت نمی کرد مشخص می شد که collision رخ داده است.

.

چیپست چیست؟
چیپ به معنی تراشه می باشد. هر تراشه مجموعه ای از آیسی ها است،هر آیسی مجموعه ای از کامپوننت های فعال و غیر فعال الکترونیک می باشد.(مثل ترانزیستور؛خازن)
در این لحظه TDM اجرا می گردد.

.

تکنولوژی TDM چیست وچگونه کار میکند؟

Time Division Multiplexing=TDM

این تکنولوژی برحسب تقسیم بندی زمانی کار میکند.و برای انتقال اطلاعات بر روی زوج سیم از بازه های زمانی بهره میبرد.این تکنولوژی قابلیت انتقال اطلاعات بر روی پورتهای Ethernet و V35و E1 را دارد.
در توپولوژی bus تمام node ها در داخل یک collision domain هستند.
Collision domain:
زمانی که یکی از Node های شبکه برایش collision رخ دهد و این collision روی بقیه تاثیر گذار باشد، اصطلاحاً می گویند که داخل یک collision domain هستند.
برای مثال ۲ تا host به یک backbone متصل هستند. زمانی که یک host در حال رد و بدل کردن اطلاعات است host دیگر نمی تواند اطلاعاتی را ردو بدل کند، زیرا در این صورت collision رخ می دهد.
زمانی که node ها همگی داخل یک collision domain هستند به صورت half duplex کار می کنند و نود ها نمی توانند همزمان send–recive باشند و برای اینکه میزان collision ها را کاهش دهیم باید سعی کنیم که collision domain ها را از یکدیگر جدا کنیم.
Half-duplex چیست؟ به device هایی که یا send هستند و یا recive هسند گفته می شود. همزمان نمی توانند رد و بدل اطلاعات را انجام دهند. و این خود باعث کاهش performance می شود.
full-duplex چیست؟ برعکس half duplex می باشد. در واقع در یک لحظه هم send دارند و هم recive دارند.
کابل کشی ِ Bus به دو طریق صورت میگیرد:
۱٫ ضخیم یا Thicknet : در این روش کامپیوترها توسط یک کابل کوچک به کابل اصلی متصل می شوند.
۲٫ نازک یا thinnet : در این روش هر کامپیوتر توسط یک کابل کوچک به کامپیوتر مجاور متصل می شود.

.

.

منبع : scipost.ir