پاورپوینت زیرساختارهای نرم افزاری و سخت افزاری در شبکه های گسترده


زیرساختارهای نرم افزاری و سخت افزاری در شبکه های گسترده

فن آوری اطلاعات و ارتباطات  به جایگاه برجسته اطلاعات ، دستگاههای ذخیره سازی و پردازش اطلاعات و دستگاههای انتقال و دستیابی به اطلاعات تاکید دارد . بدیهی است در این راستا ، علاوه بر پتانسیل های مخابراتی ، رسانه هائی دیگر نظیر رادیو و تلویزیون نیز در فهرست وسایل ارتباطی ( کانال نشر و توزیع اطلاعات ) ، قرار خواهند گرفت . زیر ساخت فن آوری اطلاعات و ارتباطات در مرحله اول نیازمند وجود یک زیرساخت اطلاعاتی است که در آن تمامی دستگاهها و وسایل ارتباطی نظیر تجهیزات مخابراتی ، رادیو و تلویزیون قرار خواهند گرفت .
فن آوری اطلاعات و ارتباطات

زیرساخت اطلاعاتی به منزله فونداسیون زیرساخت فن آوری اطلاعات و ارتباطات ، مطرح بوده که امکان ارائه سرویس ها و خدمات اطلاعاتی را با کیفت مطلوب ، فراهم می نماید.

بر همین اساس می توان فن آوری اطلاعات و ارتباطات را مشتمل بر سه بخش اساسی زیر در نظر گرفت :
1- زیر ساخت های اطلاعاتII
2- فن آوری های اطلاعات IT
3- کاربرد های اطلاعات IF

واژه زیرساخت ( (Infrastructure  از جمله واژه هائی است که در موارد متعددی بخدمت گرفته شده و دارای معانی متفاوتی است . واژه فوق اغلب برای تشریح مراحل نصب ، آماده سازی خدمات و امکانات مربوطه در زمینه یک عملیات خاص نظیر جاده ها ، سیستمهای ارتباطی،  خطوط ارتباطی برق و … بکار گرفته می شود. در اغلب واژه نامه ها برای واژه فوق تعریفی مشابه زیر ارائه شده است :
یک بستر پایه برای ایجاد یک سازمان و یا سیستم .
با توجه به تعریف واژه فوق و از دیدگاه کامپیوتر، یک شبکه کامییوتری از عناصر اساسی تشکیل می گردد.
زیرساخت یک شبکه

مجموعه عناصر تشکیل دهنده زیر ساخت یک شبکه کامپیوتری را می توان به دو گروه اساسی زیر تقسیم نمود:

 1- عناصری که بنوعی زیرساخت فیزیکی یک شبکه را تشکیل می دهند.( نظیر کامپیوترها ، کابل ها،  کارت های شبکه،  هاب ها و روترها ). ماهیت عناصر فوق بصورت سخت افزاری است . 2- عناصری که بنوعی زیر ساخت منطقی یک شبکه را تشکیل می دهند. ( نظیر : پروتکل های شبکه، سرویس های مربوط به DNS ، مدل های آدرس دهی IP،  سرویس های مربوط به دستیابی از راه دور و پروتکل های امتیتی ) ماهیت عناصر فوق نرم افزاری بوده که می بایست نصب و پیکربندی گردنند.

شناخت زیرساخت فیزیکی در یک شبکه بدلیل ماهیت ملموس عناصر سخت افزاری و جایگاه هر یک از آنها بسادگی انجام خواهد شد. زیر ساخت منطقی یک شبکه کامپیوتری مستلزم استفاده از عناصر متفاوتی نظیر موارد زیر خواهد بود:
1- پروتکل های شبکه
2- مدل آدرس دهی IP
3- سرویس های مربوط به حل مشکل اسامی  و آدرس ها
4- دستیابی از راه دور
5- روتینگ و ترجمه آدرس های شبکه
6- سرویس های مربوط به ایجاد زیر ساخت های امنیتی
عناصر مربوط به زیرساخت منطقی

بمنظور شناخت مناسب نحوه عملکرد پروتکل در شبکه می بایست با برخی از مدل های رایج شبکه که معماری شبکه را تشریح می نمایند، آشنا گردید.
مدل (OSI : (Open Systems Interconnection بعنوان یک مرجع مناسب در این زمینه مطرح است . در مدل فوق از هفت لایه برای تشریح فرآیندهای مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. در حقیقت هریک از لایه ها مسیولیت انجام عملیات خاصی را برعهده داشته و معیار و شاخص اصلی تقسیم بندی بر اساس عملیات مربوطه ای که می بایست در هر لایه صورت پذیرد. مدل OSI بعنوان یک مرجع و راهنما برای شناخت عملیات مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. در بعد پیاده سازی خیلی از پروتکل دقیقا" از ساختار مدل OSI تبعیت نخواهند کرد.
مدل های شبکه ای

ولی برای شروع و آشنا شدن با عملکرد یک شبکه از بعد ارسال اطلاعات مطالعه مدل فوق موثر خواهد بود. شکل زیر هفت لایه معروف مدل OSI را نشان می دهد.

ارسال و دریافت اطلاعات از طریق لایه های مربوطه در کامپیوترهای فرستنده و گیرنده انجام خواهد شد .
داده ها توسط یک برنامه و توسط کاربر تولید خواهند شد ( نظیر یک پیام الکترونیکی ) .
شروع ارسال داده ها از لایه Application و در ادامه با حرکت به سمت پایین در هر لایه عملیات مربوط انجام و اطلاعاتی به بسته های اطلاعاتی  اضافه خواهد شد.
در آخرین لایه ( لایه فیزیکی ) با توجه به محیط انتقال استفاده شده داده ها به سیگنالهای الکتریکی، پالس هائی از نور و یا سیگنالهای رادیوئی تبدیل و از طریق کابل و یا هوا برای کامپیوتر مقصد ارسال خواهند شد.

پس از دریافت داده در کامپیوتر مقصد عملیات معکوس توسط هر یک از عناصر موجود در شبکه بر روی آنها انجام و در نهایت با رسیدن داده به لایه Application و بکمک یک برنامه امکان استفاده از اطلاعات  اراسالی توسط برنامه مربوطه فراهم خواهد شد.

شکل زیر  نحوه انجام فرآیند فوق را نشان می دهد :

شناخت مدل فوق از این جهت مهم است که در پروتکل های پشته ای نظیر TCP/IP پروتکل های متعدد در لایه های متفاوت وجود داشته وهر یک دارای عملکرد اختصاص مربوط به خود می باشند.
پروتکل های TCP ، UDP  ،  IP از جمله پروتکل هائی هستند که هریک عملیات مربوط به خود را با توجه به لایه مربوطه انجام می دهند.
مدل OSI تنها مدل استفاده شده در شبکه نمی باشد و از مدل های دیگری نظیرمدل DoD  ((Department of Defence نیز استفاده می گردد

پروتکل TCP/IP استاندارد فعلی برای شبکه های بزرگ است . با اینکه پروتکل فوق کند و مستلزم استفاده از منابع بیشتری است ولی بدلیل مزایای بالای آن نظیر :
قابلیت روتینگ ،  استفاده در اغلب پلات فورم ها و سیستم های عامل  همچنان در زمینه استفاده از پروتکل ها حرف اول را می زند.
با استفاده از پروتکل فوق کاربری با در اختیار داشتن ویندوز و پس از اتصال به شبکه اینترنت براحتی قادر به ارتباط با کاربر دیگری خواهد بود  که از مکینتاش استفاده می کند 
چرا پروتکل TCP/IP ؟

اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار ونرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری ونرم افزاری موجود در شبکه منبع۱(Source) گویند.
شبکه های کامپیوتری

در این تشریک مساعی با توجه به نوع پیکربندی کامپیوتر ، هر کامپیوتر کاربر می تواند در آن واحد منابع خود را اعم از ابزارها وداده ها با کامپیوترهای دیگر همزمان بهره ببرد.
دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد: ۱ – استفاده مشترک از منابع : استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند.

2 – کاهش هزینه : متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها وپرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف واستفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت .

۳ – قابلیت اطمینان : این ویژگی در شبکه ها بوجود سرویس دهنده های پشتیبان در شبکه اشاره می کند ، یعنی به این معنا که می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی وسیستم ها در شبکه نسخه های دوم وپشتیبان تهیه کرد ودر صورت عدم دسترسی به یک از منابع اطلاعاتی در شبکه ” بعلت از کارافتادن سیستم ” از نسخه های پشتیبان استفاده کرد. پشتیبان از سرویس دهنده ها در شبکه کارآیی،، فعالیت وآمادگی دایمی سیستم را افزایش می دهد.

۴ – کاهش زمان : یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای ، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است ؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد.

۵ – قابلیت توسعه : یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد وتبدیل به یک شبکه بزرگتر شود. در اینجا هزینه توسعه سیستم هزینه امکانات وتجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مد نظر است.

6 – ارتباطات: کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی ویا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند ؛ حتی امکان انتقال فایل نیز وجود دارد.
در طراحی شبکه مواردی که قبل از راه اندازی شبکه باید مد نظر قرار دهید شامل موارد ذیل هستند: ۱ – اندازه سازمان ۲ – سطح امنیت ۳ – نوع فعالیت ۴ – سطح مدیریت ۵ – مقدار ترافیک ۶ – بودجه

مفهوم گره ” Node”
وایستگاههای کاری ” Work Stations ” :

هرگاه شما کامپیوتری را به شبکه اضافه می کنید ، این کامپیوتر به یک ایستگاه کاری یا گره تبدیل می شود. یک ایستگاه کاری ؛ کامپیوتری است که به شبکه الصاق شده است و در واقع اصطلاح ایستگاه کاری روش دیگری است برای اینکه بگوییم یک کامپیوتر متصل به شبکه است. یک گره چگونگی وارتباط شبکه یا ایستگاه کاری ویا هر نوع ابزار دیگری است که به شبکه متصل است وبطور ساده تر هر چه را که به شبکه متصل والحاق شده است یک گره گویند”.

در یک شبکه ، یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده وهم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی وهمچنین سیستم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بعهده دارد را نگهداری می کند. برای آنکه سرویس گیرنده ” Client” بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند ، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس سرویس دهنده اطلاعات در خواست شده را به سرویس گیرنده ارسال خواهد کرد. سه مدل از شبکه هایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : ۱ – شبکه نظیر به نظیر ” Peer- to- Peer ” 2 – شبکه مبتنی بر سرویس دهنده ” Server- Based ” 3 – شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده ” Client Server
مدل های شبکه :

نوع شبکه توسط فاصله بین کامپیوتر های تشکیل دهنده آن شبکه مشخص می شود:
شبکه محلی LAN= Local Area Network]] :
ارتباط واتصال بیش از دو یا چند رایانه در فضای محدود یک سازمان از طریق کابل شبکه وپروتکل بین رایانه ها وبا مدیریت نرم افزاری موسوم به سیستم عامل شبکه را شبکه محلی گویند. کامپیوتر سرویس گیرنده باید از طریق کامپیوتر سرویس دهنده به اطلاعات وامکانات به اشتراک گذاشته دسترسی یابند. همچنین ارسال ودریافت پیام به یکدیگر از طریق رایانه سرویس دهنده انجام می گیرد.
از خصوصیات شبکه های محلی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی :

1– اساسا در محیط های کوچک کاری قابل اجرا وپیاده سازی می باشند. ۲ – از سرعت نسبتا بالایی برخوردارند. ۳ – دارای یک ارتباط دایمی بین رایانه ها از طریق کابل شبکه می باشند. اجزای یک شبکه محلی عبارتند از :
الف – سرویس دهنده ب – سرویس گیرنده ج – پروتکل د- کارت واسطه شبکه ط – سیستم ارتباط دهنده

شبکه گسترده WAN = Wide Area Network ]]:
اتصال شبکه های محلی از طریق خطوط تلفنی ، کابل های ارتباطی ماهواره ویا دیگر سیستم هایی مخابراتی چون خطوط استیجاری در یک منطقه بزرگتر را شبکه گسترده گویند.
در این شبکه کاربران یا رایانه ها از مسافت های دور واز طریق خطوط مخابراتی به یکدیگر متصل می شوند. کاربران هر یک از این شبکه ها می توانند به اطلاعات ومنابع به اشتراک گذاشته شده توسط شبکه های دیگر دسترسی یابند. از این فناوری با نام شبکه های راه دور ” Long Haul Network” نیز نام برده می شود. در شبکه گسترده سرعت انتقال داده نسبت به شبکه های محلی خیلی کمتر است. بزرگترین ومهم ترین شبکه گسترده ، شبکه جهانی اینترنت می باشد.

پایان