پاورپوینت مختصری از شبکه به زبان ساده

بسم الله الرحمن الرحیم

فهرست
آدرس های شبکه
Ipآدرس
Subnet
Default gateway
DNS
کلاس های مرسوم آی پی
دستورIP config
دستورping
نرم افزار cisco packet tracer
انواع کابل شبکه
کابل کواکسیال
کابل زوج به هم تابیده
فیبرنوری
کابل سریال
Cross over
Stright
روتر
MAC address
چراسوییچ هوشمند است

ارتباطات روی LANوWAN براساس آی پی مشخص میشه ، هر کامپیوتری اگر بخواد روی شبکه فعالیت کنه لازمه آن این است که کارت شبکه داشته باشد که با بقیه ارتباط برقرار کند وقتی کارت شبکه و کابل شبکه داشت یک آی پی آدرس لازم دارد
وقتی وارد تنظیمات کارت شبکه میشیم چند آدرس آنجا هست :
آی پی آدرس، subnet،default gateway،DNS
آدرس های شبکه:

Ipآدرس:
آدرس ای پی یک شماره و آدرس منحصر به فرد است که برای شناسایی دستگاه در اینترنت یا یک شبکه محلی به کار می رود و شناسایی رابطه شبکه و مکان را انجام می دهد. آدرس ip این امکان را برای دستگاه ها فراهم می کند که بتوانند به یک دیگر متصل شوند و داده ها را در یک شبکه لوکال یا به کمک اینترنت انتقال دهند.
آدرس های IP شناسه ای هستند که اجازه می دهند اطلاعات بین دستگاه های موجود در شبکه ارسال شود؛ IP ها حاوی اطلاعات مکان هستند و دستگاه ها را برای برقراری ارتباط قابل دسترسی می سازند.
IP مخفف “Internet Protocol” است که مجموعه قوانین حاکم بر قالب داده های ارسال شده از طریق اینترنت یا شبکه محلی است.

ادرس IP رشته ای از اعداد می باشدکه با نقطه از هم جدا شده اند، آدرس های IP به صورت گروهی از چهار عدد مشخص می شوند به عنوان مثال یک آدرس ممکن است مشابه با 192.158.1.38 باشد؛ هر عدد می تواند از 0 تا 255 باشد
آی پی 32 بیت است که از چهار گروه هشت بیتی ایجاد شده که با نقطه از هم جدا می شوند

:subnet
یک آی پی آدرسی که داریم از کجابدونم موقعیت کامپیوتر من روی شبکه در چه وضعیت و محلی است مثلا شبکه لوکال است؟با چیا در ارتباط است؟قرار با چند کامپیوتر در ارتباط باشد؟این بحث را subnetمشخص می کند پس می توان گفت subnetمحدوده ای پی را مشخص میکند،اینکه این محدوده به چه گستردگی است و با چند کامپیوتر میتواند در ارتباط باشد
وقتی subnet،255.255.255.0باشد یعنی گستردگی ارتباط آن محدود به 254 کامپیوتر است (چون ای پی صفر و 255 معمولا در شبکه رزرو است و از 256تا254 تا میماند)

اگر یک سازمان بیش از 254عدد کامپیوتر داشت چیکار کنیم؟
همانطور که گفتیم این محدوده subnetاست که مشخص می کند چند کامپیوتر را پوشش می دهد
اگر محدوده subnetما 255.255.0.0باشد 255*255عدد سیستم را می تواند پوشش دهد اما در بیمارستانی که 300کامپیوتر لازم است معقول نیست که انقدر شبکه را گسترش دهم پس میتوان این کاررا انجام داد:
255.255.254.0یعنی 255*2که یک 255تایی از سومی داریم و یک 255تایی از چهارمی
255.255.251.0یعنی255*5 اتصال داریم
255.255.253.0یعنی 255*3اتصال داریم

:Default gateway
گذرگاه ارتباطی است، یک شبکه داخلی داریم همه هم دیگر را ping می کنیم اماآیا همه اجازه داریم بابیرون ارتباط برقرار کنیم ؟ خیر
پس default gateway یک پل ارتباطی به بیرون است و اونو این آی پی تعیین می کند مثلا 192.168.144.10گیت وی است این ای پی دستگاهی است که به شبکه بیرون ارتباط دارد و میتواند یک روتر،سوییچ و…باشد

Domain name server

میتوانیم با اسم فراخوانی کنیم چون نمی توان همه آی پی ها را حفظ کرد
وقتی گوگل را تایپ می کنیم کامپیوتر و شبکه چیزی به اسم گوگل نمی شناسد و آن را از طریق آی پی می آورد
الصاق اسم به آی پی را DNS می گویند

کلاس های مرسوم در آی پی:
کامپیوتر اتومات subnetرا ست می کند

در هر کلاس Ipدوقسمت دارد:1-network ID 2- host ID
و کلاس ای دی مشخص میکند چه تعداد آن hostو چه تعداد آن networkاست
به طور مثال در کلاس A :ـــــــــ.ــــــــــ.ــــــــــ.ــــــــــ
Net ID
Host ID

در 32 بیت یک سری بیت با ارزش بالا و یکی سری بیت با ارزش پایین هستند آنهایی که عدد بیت آنها یک است با ارزش بالاهستند و انهایی که عدد بیت آنها صفر است با ارزش پایین هستند
بیت با ارزش بالا قسمت net ID و بیت با ارزش پایین قسمت host IDاست
Net IDثابت است اما host ID متغییر است

دستورات در CMD
IP config
مشخصات کامپیوتر را از نظر Ip ست شده می آورد یعنی IP،subnet،default gate way را نشان میدهد

ping
برای چک کردن ارتباط بین دو دستگاه اولین چیزی که در شبکه به درد می خورد PINGاست مثلا آی پی من 192.168.144.60است و می خواهم ار تباطش با کامپیوتری که در شبکه است و آی پی آن 192.168.144.128است چک کنم
دستور ping192.168.144.128را در CMDتایپ می کنم
وقتی pingرا بزنیم چه اتفاقی می افتد؟
به صورت default یک packetکه32 بیت است به مقصد می فرستد و کامپیوتر مقصد به محض دریافت پاسخی را بر می گرداند حد فاصل این ارسال و دریافت بر مبنای میلی ثانیه است هر چه این تایم کوچک تر باشد که حداقل آن زیر یک میلی ثانیه است یعنی ارتباط در حد ایده آل و بدون قطعی برقرار است

آپشن های دستور ping
دستور ping چند آپشن دارد که دستور را کاربردی تر می کند
اگر دستور ping 192.168.144.60را وارد کنیم به صورت پیش فرض 4 ارسال و دریافت انجام می شود و time outمی شود ونتیجه را می نویسد که شامل تعداد packetارسالی و دریافتی ، زمان ،تعدادpacketهای گمشده و میانگین زمانی ارسال و دریافت است اما اگر بخواهیم شبکه را در حالت تست بگذاریم چون ممکن است 50 ارسال و دریافت موفق باشد اما بیشتر که شود TIME OUTدهد یعنی شبکه پایدار نیست و قطع و وصل می شود پس باید از دستور زیر استفاده کنیم و تا زمانی که خودمان بخواهیم PINGادامه پیدا کند
Ping 192.168.144.60 -t
Ping -t 192.168.144.60
باctrl+cدستور بالا متوقف می شود

10 بار pingرا تکرار کند:

Ping -n 10 192.168.144.60
آی پی را میدانم اما اسم کامپیوتر را نمیدانم با دستور زیر computer nameرا نشان میدهد :
Ping -a 192.168.144.60

حجم packet ها بجای 32 بیت اون چیزی باشد که ما میخواهیم مثلا 1000باشد می خواهیم امتحان کنیم شبکه کند عمل نکند وبه اصطلاح وقتی حجم زیاد تر شد هنگ نکند پس باید حجم packetرا بالاتر ببریم مثل اینکه چند کامپیوتر همزمان دارند در شبکه فعالیت می کنند.
سقف عددی که میتوانیم قرار دهیم 65500است
Ping –l 1000 192.168.144.60
که به تبع این دستور time ping بالاتر میرود و دیگر یک میلی ثانیه نیست

Tracert www.google.com
در این دستور اولین کار این است که default gatewayرا ping می کند ، مشخص میشود اگر ارتباط قطع شده دقیقا از کجا قطع شده و مشکل پیدا میشود ، از چه روتر هایی عبور میکند و در نهایت سایت را بالا می آورد

cisco : یک شبکه آمریکایی است که کارش تولید تجهیزات شبکه است مثل سوییچ،روتر،فایروال
نرم افزار cisco packet tracer : کارر این نرم افزار شبیه سازی ، کنترل ترافیک، آزمایش روی تجهیزات شبکه است و به صورت شماتیک اجزای شبکه مثل روتر ،فایر وال و … را داردو میشه داخل آن ترافیک شبکه را شبیه سازی کرد که به چه صورت پکت ها رد و بدل می شوند و چقدر زمان میبرد
در کل یک نرم افزار کاربردی برای آزمایش شبکه است
می توان به وسیله این نرم افزار یک شبکه را کاملا حرفه ای شروع به مدل کردن کنیم ،میتوانیم چیدمان سوییچ،نودها،ساختمان بندی را مشخص کنیم و بعد کابلینگ آن را انجام دهیم و آی پی دهی و تنظیمات شبکه را انجام دهیم و در نهایت ببینیم ارتباط شبکه وصل میشه یا نه

قسمت های مهم نرم افزار cisco packet tracer
*در مد logicalکار می کنیم و مد فیزیکال مانند نقشه است مثل نقشه ساختمان که میتوان ساختمان ها را اضافه کرد
*یک سری ابزار در toolbar دارد مثل نود گذاری ، پاک کردن،زوم و ارسال پکت
*یکی از مهم ترین بخش ها نوار پایین است که در آن انواع deviceهامثل روتر،هاب، سوییچ،وایرلس،دکل و انواع connectionها مانند انواع کابلهای ارتباطی شبکه ، فیبر نوری، کابل تلفن و ..وجود دارد
*پایین تر از اینها end deviceها هستند مثل کامپیوتر ، لپ تاب ، گوشی تلفن تحت شبکه و…
* یک مد real time ویک مد simulationدارد که در simulationشبیه سازی را به ما نشان می دهد ،پکت وقتی ارسال میشود از چه مسیری می گذرد ،چقدر زمان لازم دارد،از چه پروتکلی استفاده می کند

انواع کابل های شبکه:
کابل یک رسانه انتقالی است که کامپیوترها را به هم وصل میکند که انواع مختلفی دارد:
کابل کواکسیال:
این کابل ها شبیه به سیم های انتن منازل هستند،سیم های آنتن یک محور مرکزی دارند که دورش یک سیم مسی تقریبا افشان است .
کابل های کواکسیال دو نوع هستند یکی محورنازک ودیگری ضخامت محورش بیشتر است
کابل های کواکسیال به وسیله یک کانکتور به نام BNCبه هم وصل میشوند که کانکتور شبیه به سه راهی است که کابل ها داخلش بسته میشود و ارتباطش برقرار میشود
این مدل کابل الان خیلی کاربرد ندارد در شبکه های قدیمی در توپولوژی باس استفاده میشد

کابل زوج به هم تابیده (twisted pair):
این کابل ها بسیار کاربردی هستند
سرشان کانکتور دارد و داخلشان 8 رشته سیم وجود دارد که رنگ های متفاوتی دارد اینها دوبه دو به هم تابیده شده اند یعنی داخلش 4 زوج سیم وجود دارد
این کابل ها دسته بندی های مختلفی دارند
Cat3 با حداکثر سرعت10 مگابیت در ثانیه
Cat5 با حداکثر سرعت100 مگابیت در ثانیه
Cat5e با حداکثر سرعت1000 مگابیت در ثانیه
Cat6 با حداکثر سرعت1000 مگابیت در ثانیه
Cat6a با حداکثر سرعت10000 مگابیت در ثانیه
Cat 7با حداکثر سرعت10000 مگابیت در ثانیه

انواع مختلف کابل زوج به هم تابیده
FTP: فویل دار است توانایی نویز گیری دارد و میزان گذردهی آن بیشتر است
STP:شیلد دارند
UTP: شیلد ندارد بلکه روکش پلاستیکی دور کابل دارد
چرا این کابل ها ساده نیستند و به صورت زوج زوج به هم تابیده اند؟
حرکت امواج الکترومغناطیسی به شکل سینوسی است در طول کابل و در طول زمان این سیگنال افت می کند و قابلیت موج وارش را از دست می دهد و در نهایت دیتا از بین می رود
هر چه به دکل فرستنده نزدیک باشیم سیگنال بهتر ودریافت بهتر خواهد بود و هر چه دورتر شویم سیگنال افت می کند و ان را همراه با پارازیت دریافت می کنیم پس دراین نوع کابل ،سیم ها را به هم تابانده اند که حالت القا الکترومغناطیسی پیش بیاید اما تا ابد این امواج تشدید نمیشود بلکه میزان افت را تا حدی کاهش میدهد مثلا اگر سیم ها ساده بودند 50 متر میتوانستند ولتاژ را منتقل کنند به شکل زوج به هم تابیده به 80متر یا نهایتا 100متر افزایش می یابد
کانکتور این کابل RJ-45است

فیبر نوری:
بهترین رسانه انتقال در شبکه است
قوی ترین پهنای باند را دارد با هیچ دیتایی تقریبا پهنای باند آن پر نمیشود ،با وجود اینکه یک رشته خیلی خیلی نازک است back bone شبکه در دنیا به دوش فیبر نوری است (البته یک سری هم از طریق ماهواره است اما اکثرا فیبر نوری است که کف اقیانوس ها کشیده شده است)
روکش بیرونی آن مشکی و داخل رشته های خیلی نازک دارد
طریقه انتقال از طریق فیبر نوری
داخل آن مانند لوله ی شیشه ای است ،در کل رسانه انتقال نور است یعنی دیتا به نور تبدیل می شود و این نور می تابد و به شیشه برخورد می کند و تشدید می شود و هربار که به شیشه برخورد می کند قدرت انتقالش بالا می رود و محدودیتی در آن نیست

فیبر نوری را محکم تا کنیم می شکند اما بقیه کابل ها اینطور نیستند
فیبر نوری سخت ترین نوع کابل کشی را دارد چرا که وقتی بخواهند این کابل ها را به هم وصل کنند با دستگاهی به نام جوش فیوژن دو سر کابل را دقیق کات می کنند دوتا coreرا دقیق جلوی هم نگه می دارد و با الکترود خاصی شیشه ها را به هم جوش میزنند

کابل سریال:
دو روتر را با استفاده از کابل سریال به هم وصل می کنند

کابل های زوج به هم تابیده به دو صورت کانکتورش وصل میشه:
1-cross over
2-stright
Cross over
کابل شبکه ای که زوج هایsendطرف Aبه زوج های reciveدر سمت Bسوکت وصل میشود
برای ارتباط بین دو device به صورت مستقیم استفاده میشود مثل کامپیوتر به کامپیوتر و سوییچ و کابلی اون بین وجود ندارد و ارتباط مستقیم است
سطح مقطع کانکتور
سطح مقطع کانکتور
A
B
Rx
Rx

Tx
tx
Rx
Rx

Tx
tx
Cross over

stright
در حالتی که ارتباط بین دو کامپیوتر از طریق سوییچ باشد از این کابل ها استفاده میشود
دو نوع استاندارد کابل بندی stright داریم :AوB
اگر از استانداردBاستفاده کردیم کل شبکه بایدBباشد اگر Aبود کل شبکه باید Aباشد
اگر یک طرف را Aو یک طرف را B بزنیم میشه cross over

روتر:
وقتی روتر به درد میخورد که شبکه ما LANنباشد و با شبکه های دیگردر ارتباط باشد و نیاز باشد بسته ها در شبکه مسیر یابی شوند و پکت ها از مسیر درست به نود یا شبکه دیگرارسال شود ،ممکن است این شبکه هادر نهایت به هم متصل شدند ویک شبکه کلی را ساخته اند و ساختارکلاس آی پی هاشون در یک کلاس نباشد شاید یکی Aویکی Bباشد ولی درنهایت ما موفق خواهیم شد این ارتباط را برقرار کنیم و اینها را به هم بفرستیم
روتر با استفاده از پروتکل های مختلف مسیر یابی و بر اساس آدرسی که درلایه شبکه هر بسته هسست و بر اساس آدرس گیرنده اقدام ب جست و جوی جداول مسیر یابی می کند و پکت را ارسال می کند

اساس کار روتر به این شکل است که هر روتر هم آدرس شبکه هایی که به آن وصل هستند و هم روترهای مجاور را ذخیره می کند
وقتی قرار است داده ای بگیرد و به شبکه دیگر بقرستد همیشه به اولین روتری که نزدیکشه می فرستد پس میتوان گفت بهترین مسیر را انتخاب میکند و از آن مسیر اقدام به فرستادن پاکت می کند
بهترین مسیر همیشه مسیری است که هزینه آن پایین تر باشد و تعداد گام کمتری طی شود تا به مقصد برسد ولی به شرط اینکه بداند در آن مسیر هیچ قطعی و اختلالی وجود ندارد
روتر ها مستقیم به پی سی وصل نمیشوند ارتباطشان از طریق سوییچ است

روتربر اساس جدول مسیریابی که دارد همسایگان خودش را برای هر کدوم از بازوهاش می نویسد مثلا 5 دست دارد(کابل اتصالی به بقیه )یعنی 5 راه دارد که یکی از آنها ورودی و چهار تا خروجی که روتر 4تا خروجی را بررسی می کند که ببینه کدوم یکی از اون 4 تا به آدرس شبکه ای که میخواد باهاش ارتباط داشته باشه متصل میشود
این دست ها آدرس شبکه (net ID)را نگه داشته است اگر بسته ای براش بیاد نگاه می کند اگر با net ID دست های خودش یکی بود دیگر به روترهای دیگر سوییچ نمی کند مستقیما بسته را می فرستد ولی اگر نگاه کرد دید در دست خودش هیچ net ID که برابر ادرس مقصد باشد نیست و آدرس مقصد جز شبکه های خودش نیست به روتر های دیگر سوییچ می کند و آدرس روتر بعدی را ذخیره می کند و اگر دوباره بسته ای دریافت کرد باز بر اساس پروتکل های مختلف مسیریابی شبکه عمل می کند و از مسیر بهینه که هزینه کمتر ،کوتاه تر و سریع تر می رود بسته را می فرستد تا به مقصد برسد وقتی به شبکه مقصد رسید سوییچ طبق mac addressبسته را به کامپیوتر گیرنده می رساند

MAC address
آدرسی است که توسط کارخانه سازنده کارت شبکه روی کارت شبکه هک شده است
سازمان هایی که قرار است مجوز ساخت کارت شبکه را به شرکت ها و کارخانه ها بدهند یک لیستی از مک آدرس را در اختیار کارخانه ها قرار می دهند و آنها مجازند از ان استفاده کنند تا هیچ مک آدرسی در دنیا تکراری نباشد حتی اگر یک لپ تاب دو کارت شبکه داشته باشد هر دو آنها یونیک هستند
در دنیا ارتباطات شبکه براساس مک آدرس برقرار می شود نه آی پی
پروتکل هایی داریم که کارشون ترجمه Ipبه مک و بالعکس است
وقتی میخواهیم انتقال داده انجام دهیم اول ای پی دستگاه مقابل را می دونیم ولی وقتی به لایه فیزیکی رسید عملا با استفاده از پروتکل آرپ(ARP) به مک آدرس تبدیل می شود

چرا سوییچ هوشمند است اما هاب نه ؟
چون سوییچ ها mac address tableدارند که در آن نوشته پورت یک فلان کامپیوتر است وقتی بسته به سوییچ برسد آدرس را نگاه می کند و به کامپیوتر مقصد می فرستد اما هاب broad castمیکند یعنی بسته را به همه میفرستد و هوشمندی ندارد و حجم ترافیک شبکه بالا می رود
پس سوییچ هوشمند است چون جدول مک آدرس دارد که اعضای سوییچ در آن مشخص است که کدام کامپیوتر به کدام پورت وصل میشود وقتی بسته بیاد ان را مستقیم به کامپیوتر مقصد می فرستد

چرا نیاز هست این تعداد روتر داشته باشیم؟
هر deviceتوان پردازشی محدودی دارد و تعداد پورتش محدود است ،شاکله ی اینترنت روتر است اگر روتر را حذف کنیم اینترنت مفهوم پیدا نمی کند
ارتباط کامپیوتری در کلاس درس ما با کالیفرنیا از هزاران روتر رد میشود تا به مقصد برسد این روتر ها در جاهای مختلف قرار گرفته اند
روتر اگر در عرض چند دقیقه چک کند و پاسخی از روتر دیگر دریافت نکند آن را ازلیست خود حذف میکند و فرض را بر این می گذارد که مسیر ازبین رفته است و بر اساس پروتکل مسیر یابی روتر دیگری پیدا می کند

خسته نباشید