شبکه های کامپیوتری - دانلود رایگان
دانلود رایگان
دانلود رایگان شبکه های کامپیوتریشبكه هاي كامپيوتري امروزي فصل نويسي در انفورماتيك است . با وجود شبكه هاي كامپيوتري , محققين مي توانند در اقصي نقاط دنيا تنها با فشردن كليدهايي از صفحه كليد كامپيوتر , در چند ساعت بعد از تازه ترين اطلاعات موضوعات مورد نظر خود باخبر شوند .
تكنولوژي شبكه به سرعت در حال رشد است رشد و توسعه شبکه های کامپیوتری بر کسی پوشیده نیست مدت هاست که جمع آوری و پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر انجام می شود . علاوه بر این , کامپیوتر در توزیع اطلاعات و برقراری ارتباطات از طریق شبکه های کامپیوتری نقش مهمی را بازی می کند .
اين پروژه تحقيقاتي كه شبكه های کامپیوتری را مورد بررسي قرار مي دهد که در 4 فصل تقسيم بندي و ويرايش گرديده است .
فهرست :
فصل اول
معرفی شبکه های کامپیوتری... 3
فصل دوم
سخت افزار شبکه ................ 43
فصل سوم
نرم افزار شبکه .................... 153
فصل چهارم
امنیت شبکه ...................... 259
مقدمه :
استفاده از شبکه های کامپیوتری در چندین سال اخیر رشد فراوانی کرده وسازمانها وموسسات اقدام به برپایی شبکه نموده اند . هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط وسیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد. در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند؛در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگهداری شبکه وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود.
در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود:
-برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟
-چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟
-هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟
- انتظار کاربران از شبکه چیست ؟
- آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟
-چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟
بطور کلی قبل از طراحی فیزیکی یک شبکه کامپیوتری ، ابتدا باید خواسته ها شناسایی وتحلیل شوند، مثلا در یک کتابخانه چرا قصد ایجاد یک شبکه را داریم واین شبکه باید چه سرویس ها وخدماتی را ارائه نماید؛ برای تامین سرویس ها وخدمات مورد نظر اکثریت کاربران ، چه اقداماتی باید انجام داد ؛ مسائلی چون پروتکل مورد نظر برای استفاده از شبکه ، سرعت شبکه واز همه مهمتر مسائل امنیتی شبکه ، هریک از اینها باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. سعی شده است پس از ارائه تعاریف اولیه ، مطالبی پیرامون کاربردهای عملی آن نیز ارائه شود تا در تصمیم گیری بهتر یاری کند.
فصل اول
معرفی شبکه های کامپیوتری
معرفی شبکه های کامپیوتری
برای یک تکنسین شبکه دانستن اینکه کامپیوتر ها چطور با یکدیگر در یک شبکه کامپیوتری ارتباط برقرار می کنند بسیار مهم می باشد .
در این بخش اساس آنچه شبکه های کامپیوتری را میسازند،معرفی می گردد .در این جا نگاهی می اندازیم به توپولوژی های مختلف،سیستم عامل های شبکه و اطلاعات عمومی راجع به شبکه های کامپیوتری .جهت درک بهتر مطالب دیگر بخشها ،فهم اساسی م+طالب این بخش لازم می باشد.
این روزها استفاده از کامپیوترها در یک Setting خاص و حرفه ای بدون وجود شبکه تصور کردنی نیست. تکنسینهای شبکه باید تمامی ملزومات یک شبکه کامپیوتری را بدانند وبر نگهداری و اشکال زدایی شبکه های خود مسلط باشند.
یک شبکه کامپوتری از دو جزء اساسی تشکیل شده : Entity که اطلاعات و منابع را به اشتراک می گذارد،شبیه سرورها و ایستگاه های کاری . جزء دوم واسطه ایست که Entity ها را قادر به ایجاد ارتباط با یکدیگر می سازد ، که کابل یا واسط بی سیم می باشد.
Entity ها معمولا ایستگاه های کاری می باشند و واسط ها یک کابل یا یک واسط بی سیم مثل Infra red هستند.
يک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپيوتر ، چاپگر و ... ) بوده که با استفاده از يک روش ارتباطی ( کابل ، امواج راديوئی ، ماهواره ) و بمنظور اشتراک منابع فيزيکی ( چاپگر) و اشتراک منابع منطقی ( فايل ) به يکديگر متصل می گردند. شبکه ها می توانند با يکديگر نيز مرتبط شده و شامل زير شبکه هائی باشند.
شبکه های کامپيوتری را بر اساس مولفه های متفاوتی تقسيم بندی می نمايند. در ادامه به برخی از متداولترين تقسيم بندی های موجود اشاره می گردد .
1-1: تقسيم بندی بر اساس نوع وظايف :
کامپيوترهای موجود در شبکه را با توجه به نوع وظايف مربوطه به دو گروه عمده : سرويس دهندگان (Servers) و يا سرويس گيرندگان (Clients) تقسيم می نمايند. کامپيوترهائی در شبکه که برای ساير کامپيوترها سرويس ها و خدماتی را ارائه می نمايند ، سرويس دهنده ناميده می گردند. کامپيوترهائی که از خدمات و سرويس های ارائه شده توسط سرويس دهندگان استفاده می کنند ، سرويس گيرنده ناميده می شوند .
Client Server:
در این نوع شبکه های کامپیوتری یعنی شبکه های مبتنی بر سرور، به تعداد محدودی از کامپیوتر ها وظیفه عمل به عنوان سرور داده می شود. در سازمان هایی که دارای بیش از 10 کاربر در شبکه خود هستند، استفاده از شبکه های Peer to Peer نامناسب بوده و شبکه های مبتنی بر سرور ترجیح داده می شوند. در این شبکه ها از سرور اختصاصی برای پردازش حجم زیادی از درخواست های کامپیوترهای سرویس گیرنده استفاده می شود و آنها مسئول حفظ امنیت اطلاعات خواهند بود. در شبکه های مبتنی بر سرور، مدیر شبکه، مسئول مدیریت امنیت اطلاعات شبکه است و بر تعیین سطوح دسترسی به منابع شبکه مدیریت می کند. بدلیل اینکه اطلاعات در چنین شبکه هایی فقط روی کامپیوتر یا کامپیوتر های سرور متمرکز می باشند، تهیه نسخه های پشتیبان از آنها ساده تر بوده و تعیین برنامه زمانبندی مناسب برای ذخیره سازی و تهیه نسخه های پشتیبان از اطلاعات به سهولت انجام می پذیرد. در چنین شبکه هایی می توان اطلاعات را روی چند سرور نگهداری نمود، یعنی حتی در صورت از کار افتادن محل ذخیره اولیه اطلاعات (کامپیوتر سرور اولیه)، اطلاعات همچنان در شبکه موجود بوده و سیستم می تواند به صورت روی خط به کارکردخود ادامه دهد. به این نوع از سیستم ها Redundancy Systems یا سیستم های یدکی می گویند.
برای بهره گیری از مزایای هر دو نوع از شبکه ها، معمولاً سازمان ها از ترکیبی از شبکه های نظیر به نظیر و مبتنی بر سرور استفاده می کنند. این نوع از شبکه ها، شبکه های ترکیبی یا Combined Network نام دارند. در شبکه های ترکیبی دو نوع سیستم عامل برای تامین نیازهای شبکه مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال یک سازمان می تواند از سیستم عامل Windows NT Server برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات مهم و برنامه های کاربردی در شبکه خود استفاده کنند. در این شبکه، کامپیوتر های Client می توانند از سیستم عامل ویندوز 95 استفاده کنند. در این وضعیت، کامپیوتر ها می توانند ضمن قابلیت دسترسی به اطلاعات سرور ویندوز NT، اطلاعات شخصی خود را نیز با دیگر کاربران به اشتراک بگذارند.
Peer-To-Peer :
در یک شبکه نظیر به نظیر یا Peer to Peer، بین گره های شبکه هیچ ترتیب یا سلسله مراتبی وجود ندارد و تمام کامپیوتر های واقع در شبکه از اهمیت یا اولویت یکسانی برخوردار هستند. به شبکه Peer to Peer یک گروه کاری یا Workgroup نیز گفته می شود. در این نوع از شبکه ها هیچ کامپیوتری در شبکه به طور اختصاصی وظیفه ارائه خدمات همانند سرور را ندارد. به این جهت هزینه های این نوع شبکه پایین بوده و نگهداری از آنها نسبتاً ساده می باشد. در این شبکه ها براساس آن که کدام کامپیوتر دارای اطلاعات مورد نیاز دیگر کامپیوتر هاست، همان دستگاه نقش سرور را برعهده می گیرد. و براساس تغییر این وضعیت در هر لحظه هر یک از کامپیوتر ها می توانند سرور باشند. و بقیه سرویس گیرنده. به دلیل کارکرد دوگانه هر یک از کامپیوتر ها به عنوان سرور و سرویس گیرنده، هر کامپیوتر در شبکه لازم است تا بر نوع کارکرد خود تصمیم گیری نماید. این فرآیند تصمیم گیری، مدیریت ایستگاه کاری یا سرور نام دارد. شبکه هایی از نوع نظیر به نظیر مناسب استفاده در محیط هایی هستند که تعداد کاربران آن بیشتر از 10 کاربر نباشد.
سیستم عامل هایی نظیر Windows NT Workstation، Windows 9X یا Windows for Workgroup نمونه هایی از سیستم عامل های با قابلیت ایجاد شبکه های نظیر به نظیر هستند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کاربری تعیین کننده آن است که در روی سیستم خود چه اطلاعاتی می تواند در شبکه به اشتراک گذاشته شود. این وضعیت همانند آن است که هر کارمندی مسئول حفظ و نگهداری اسناد خود می باشد.
در شبکه های Peer-To-Peer ، يک کامپيوتر می تواند هم بصورت سرويس دهنده و هم بصورت سرويس گيرنده ايفای وظيفه نمايد.
2-1: تقسيم بندی بر اساس توپولوژی:
الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپيوترها ، توپولوژی ناميده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پياده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب يک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محيط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپيوترها به يکديگر ، مستقيما' بر نوع محيط انتقال و روش های استفاده از خط تاثير می گذارد. با توجه به تاثير مستقيم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزينه های مربوط به آن ، می بايست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی يک شبکه همت گماشت . عوامل مختلفی جهت انتخاب يک توپولوژی بهينه مطرح می شود. مهمترين اين عوامل بشرح ذيل است :
- هزينه : هر نوع محيط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهايت می بايست عمليات نصب شبکه در يک ساختمان پياده سازی گردد. عمليات فوق فرآيندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است . در حالت ايده آل کابل کشی و ايجاد کانال های مربوطه می بايست قبل از تصرف و بکارگيری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بايست هزينه نصب شبکه بهينه گردد.
- انعطاف پذيری: يکی از مزايای شبکه های LAN ، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزيع گره ها در يک محيط است . بدين ترتيب توان محاسباتی سيستم و منابع موجود در اختيار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت . در ادارات همه چيز تغيير خواهد کرد.( لوازم اداری، اتاقها و ... ) . توپولوژی انتخابی می بايست بسادگی امکان تغيير پيکربندی در شبکه را فراهم نمايد. مثلا' ايستگاهی را از نقطه ای به نقطه ديگر انتقال و يا قادر به ايجاد يک ايستگاه جديد در شبکه باشيم .
توپولوژی های مختلفی شبکه های کامپیوتری را می سازند.
Bus Star Mesh Ring Wireless
توپولوژی Bus :
يکی از رايجترين توپولوژی ها برای پياده سازی شبکه های LAN است . در مدل فوق از يک کابل بعنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کامپيوترهای موجود در شبکه ( سرويس دهنده ، سرويس گيرنده ) به آن متصل می گردند. این کار از لحاظ منطقی ممکن است عجیب باشد ، اما تنظیم و نصب چنین شبکه ای بسیار ساده می با شد.در توپولوژی Bus بیشر از کابل کواکسیال استفاده می شود.
در توپولوژی Bus در آن واحد تنها یک کامپیوتر می تواند یک Packet را انتقال دهد.در این توپولوژی کامپیوتر ها تنها Packet هایی را که شامل آدرس آنهاست می پذیرند.یک Packet ازلحظه ارسال شدن توسط کامپیوتر مبداء تا لحظه دریافت توسط کامپیوتر مقصد در طول مسیر در حرکت است . این بدان معنی است که شبکه تا زمانی که کامپیوتر مقصد آن Packet را بپذیرد اشغال می شود.در توپولوژی Bus برای جلوگیری از bounce ،اجزایی به نام ترمیناتور را در دو سر انتهایی کابل قرار می دهند .یک ترمیناتور سیگنالهای الکتریکی را جذب کرده و کابل را آزاد می کند ، بنابراین کامپیوترها می توانند Packet ها را به شبکه بفرستند .
توپولوژی Bus یک توپولوژی بی بهره است . این بدان معنی است که در توپولوژی Bus یک کامپیوتر اطلاعات را دریافت میکند ومی فرستد و هیچ data یی را دوباره تولید نمی کند ،بنابر این اگر یک کامپیوتر در یک شبکه fail شود شبکه از کار خواهد افتاد .
یکی از مزایای توپولوژی Bus هزینه آن می باشد.توپولوژی Bus کمتر از Star ویا Mesh کابل مصرف می کند.دیگر مزیت آن سادگی نصب این نوع توپولوژی می باشد .
مهمترین عیب توپولوژی Bus مشکل بودن عیب یابی آن می باشد.
مزايای توپولوژی BUS :
- کم بودن طول کابل . بدليل استفاده از يک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپيوترها ، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود.موضوع فوق باعث پايين آمدن هزينه نصب و ايجاد تسهيلات لازم در جهت پشتيبانی شبکه خواهد بود.
- ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای يک ساختار ساده است . در مدل فوق صرفا' از يک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.
- توسعه آسان . يک کامپيوتر جديد را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ايستگاههای بيشتر در يک سگمنت ، می توان از تقويت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.
معايب توپولوژی BUS :
- مشکل بودن عيب يابی . با اينکه سادگی موجود در تويولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می دهند، ولی در صورت بروز خطاء کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هائی که از توپولوژی فوق استفاده می نمايند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزيت نبوده و در صورت بروز خطاء می بايست نقاط زيادی بمنظور تشخيص خطاء بازديد و بررسی گردند.
- ايزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتيکه يک کامپيوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد ، می بايست کامپيوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عيب نمود. در موارد خاص می توان يک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتيکه اشکال در محيط انتقال باشد ، تمام يک سگمنت می بايست از شبکه خارج گردد.
نصب کابل در یک شبکه Bus :
1- همه کامپیوتر ها در کارت شبکه یک اتصال دهنده BNC دارند.
2- کابل را بین کامپیوتر ها روی یک خط رد کنید ، طول کابل بیش از 185 متر نباشد.
3- از یک ابزار Crimping برای جاگذاری اتصال دهنده BNC در انتهای تمام کابل ها استفاده کنید .
4- یک T-connector روی همه رابطهای BNC قرار دهید .
5- انتهای هر کابل را به T-connector متصل کنید .
6- ترمیناتور را روی دو کامپیوتری که در انتهای Bus قرار دارند و هر کدام یک سوکت T-connector خالی نیز دارند وصل کنید.
توپولوژی Star :
در اين نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبيه 'ستاره' استفاده می گردد.در این توپولوژی همه کامپیوتر ها به واسطه یک هاب یا سوییچ به هم متصل می شوند.
یکی از مزایای توپولوژی ستاره ای تمرکز در کابل کشی است.در یک هاب اگر کابلی قطع شود بر دیگر ایستگاه های کاری تاثیری ندارد.تمرکز در اجزای شبکه ،قدرت مدیریت را بالا می برد.مدیریت متمرکز و مانیتورینگ ترافیک شبکه برای موفقیت شبکه می تواند اساسی و حیاتی باشد. با یک پیکربندی ستاره ای امکان اضافه کردن ویا تغیی در پیکربندی آسان می باشد زیرا همه اتصالات در یک نقطه متمرکز هستند .
مزايای توپولوژی STAR :
- سادگی سرويس شبکه . توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در يک نقطه مرکزی است . ويژگی فوق تغيير در ساختار و سرويس شبکه را آسان می نمايد.
- در هر اتصال يک دستگاه . نقاط اتصالی در شبکه ذاتا' مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR اشکال در يک اتصال ، باعث خروج آن خط از شبکه و سرويس و اشکال زدائی خط مزبور است . عمليات فوق تاثيری در عملکرد ساير کامپيوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .
- کنترل مرکزی و عيب يابی . با توجه به اين مسئله که نقطه مرکزی مستقيما' به هر ايستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ايرادات در شبکه بسادگی تشخيص و مهار خواهند گرديد.
- روش های ساده دستيابی . هر اتصال در شبکه شامل يک نقطه مرکزی و يک گره جانبی است . در چنين حالتی دستيابی به محيط انتقال حهت ارسال و دريافت اطلاعات دارای الگوريتمی ساده خواهد بود.
معايب توپولوژی STAR :
- زياد بودن طول کابل . بدليل اتصال مستقيم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زيادی کابل مصرف می شود. با توجه به اينکه هزينه کابل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتيبنی آنها بطور قابل توجهی هزينه ها را افزايش خواهد داد.
- مشکل بودن توسعه . اضافه نمودن يک گره جديد به شبکه مستلزم يک اتصال از نقطه مرکزی به گره جديد است . با اينکه در زمان کابل کشی پيش بينی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظير زمانيکه طول زيادی از کابل مورد نياز بوده و يا اتصال مجموعه ای از گره های غير قابل پيش بينی اوليه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.
- وابستگی به نقطه مرکزی . در صورتيکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غيرقابل استفاده خواهد بود.
توپولوژی Mesh :
این نوع توپولوژی در شبکه بندی زیاد رایج نمی باشد.در توپولوژی Mesh هر کامپیوتر با دیگر کامپیوترهای شبکه یک اتصال دارد.
بزرگترین مزیت توپولوژی Mesh ، Fault tolerance می باشد. این بدان معنی است که اگر یک شکست یا پارگی در کابل بوجود بیاید ،جریان داده می تواند دوباره مسیردهی شود.
عیب این توپولوژیِ آن است که بکارگیری و مدیریت شبکه Mesh به دلیل اتصالات متعدد وزیاد بسیار مشکل است .هزینه نیزدر این نوع توپولوژی زیاد می باشد .
توپولوژی Ring :
در اين نوع توپولوژی تمام کامپيوترها بصورت يک حلقه به يکديگر مرتبط می گردند. تمام کامپيوترهای موجود در شبکه ( سرويس دهنده ، سرويس گيرنده ) به يک کابل که بصورت يک دايره بسته است ، متصل می گردند. در مدل فوق هر گره به دو و فقط دو همسايه مجاور خود متصل است . اطلاعات از گره مجاور دريافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراين داده ها فقط در يک جهت حرکت کرده و از ايستگاهی به ايستگاه ديگر انتقال پيدا می کنند.
توپولوژی Ring مداریست که نقطه شروع وپایان ندارد.در این توپولوژی به ترمیناتور نیازی نیست .سیگنالها یک مسیر دایره ای را تا زمانی که یک کامپیوتر آنها را به کامپیوتر دیگر رد می کند ،طی میکنند.هر کامپیوتر آدرس مقصد Packet را چک می کند و آن را مثل یک تکرار کننده عبور می دهد.
اگر یکی از کامپیوترهای شبکه حلقوی دچار اشکال شود،تمامی شبکه از کار میفتد.
مزایای توپولوژی Ring :
بهترین قابلیت این توپولوژی این است که همه کامپیوترها امکان دسترسی و ارتباط مساوی بر روی شبکه دارند .(در توپولوژی Bus وStar فقط یک ایستگاه کاری در آن واحد با شکه ارتباط دارد.)در توپولوژی حلقوی کامپیوتر هایی که حجم زیادی از اطلاعات را روی شبکه می فرستند از ارتباط دیگر کامپیوتر ها جلوگیری نمی کنند .دیگر مزایای Ring عبارتند از:
- کم بودن طول کابل . طول کابلی که در اين مدل بکار گرفته می شود ، قابل مقايسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ويژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات (کانکتور) در شبکه شده و ضريب اعتماد به شبکه را افزايش خواهد داد.
- نياز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود.بدليل استفاده از يک کابل جهت اتصال هر گره به گره همسايه اش ، اختصاص محل هائی خاص بمنظور کابل کشی ضرورتی نخواهد داشت .
- مناسب جهت فيبر نوری . استفاده از فيبر نوری باعث بالا رفتن نرخ سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است. چون در توپولوژی فوق ترافيک داده ها در يک جهت است ، می توان از فيبر نوری بمنظور محيط انتقال استفاده کرد.در صورت تمايل می توان در هر بخش ازشبکه از يک نوع کابل بعنوان محيط انتقال استفاده کرد . مثلا' در محيط های ادرای از مدل های مسی و در محيط کارخانه از فيبر نوری استفاده کرد.
معایب شبکه با توپولوژی Ring :
بزرگترین مشکل در توپولوژی Ring این است که اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، دچار خطا شود ویا کابل قطع شود کل شبکه از کار میفتد.
مفهوم توپولوژی Ring این است که حلقه شکسته نمی شود و سیگنالها از یک ایستگاه به ایستگاه دیگر پرش می کنند .
عیب دیگر توپولوژی حلقوی آن است که اگر تغییراتی در کابل یا شبکه ویا ایستگا های کاری اعمال کنیم مانند جابجایی و یا قطع موقت اتصالات ،شبکه را دچار اختلال و وقفه می کند .بنابر این مشکلات این نوع توپولوژی را می توان به صورت زیر بیان کرد :
- اشکال در يک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در يک گره ، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانيکه گره معيوب از شبکه خارج نگردد ، هيچگونه ترافيک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت .
- اشکال زدائی مشکل است . بروز اشکال در يک گره می تواند روی تمام گرههای ديگر تاثير گذار باشد. بمنظور عيب يابی می بايست چندين گره بررسی تا گره مورد نظر پيدا گردد.
- تغيير در ساختار شبکه مشکل است . در زمان گسترش و يا اصلاح حوزه جغرافيائی تحت پوشش شبکه ، بدليل ماهيت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد .
- توپولوژی بر روی نوع دستيابی تاثير می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئوليت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دريافت داشته است . قبل از اينکه يک گره بتواند داده خود را ارسال نمايد ، می بايست به اين اطمينان برسد که محيط انتقال برای استفاده قابل دستيابی است .
توپولوژی Wireless :
یک توپولوژی بی سیم آن است که در آن کمترین کابل برای اتصالات سیم ها بکار رفته است.در این توپولوژی شبکه از یک فرستنده استفاده می کند که Packet ها را با بکارگیری فرکانسهای رادیویی منتشر می کند.شبکه دارای فرستنده های مخصوصی است که Cell نامیده می شوند.کامپیوترهاو اجزای شبکه یک فرستنده/گیرنده مخصوص دارند که آنها را برای دریافت انتشارات و انتقال داده ها ی درخواست شده به Cell ،هدایت می کند.
حالت دیگر شبکه بی سیم نوعی است که از آنتن رادیویی در نزدیکی ساختمان استفاده می کند.این آنتن یک Cellرا برای احاطه محیط اطراف هدایت می کند.در یک ترکیب Campus-Type این دسترسی بهترین راه است .
شبکه بی سیم می تواند با ارتباطات Infrared سازگار باشد،مشابه کنترل تلوزیون اما این نوع ارتباط آهسته و کند است و یک خط مستقیم برای ایجاد ارتباط برای کار نیاز دارد.
این نوع شبکه بیشتر برای Laptop یا Laptop وپرینتر مفید است.
بهترین مزیت این شبکه ها نداشتن کابل کشی است .شبکه بی سیم به یک Backbon اساسی برای آنچه می خواهد به Cell های بی سیم متصل شود ،احتیاج دارد .
Backbon بخشی از کابل اصلی است که کابل های کوچکتر به آن متصل می شوند .
3-1: مبانی شبکه های بدون کابل :
تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ايده ' ضرورتی به کابل ها ی جديد نمی باشد' ، استفاده می نمايند. در اين نوع شبکه ها ، تمام کامپيوترها با استفاده از سيگنال هائی راديوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای يکديگر می نمايند. اين نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان يک کامپيوتر متصل به اين نوع از شبکه ها را مکان های ديگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گرديد مثلا' در صورتيکه اين نوع شبکه ها را در يک فضای کوچک نظير يک ساختمان اداری ايجاد کرده باشيم و دارای يک کامپيوتر laptop باشيم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نمايد ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشيم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.
شبکه های کامپيوتری از نقظه نظر نوع خدمات وسرويس دهی به دو گروه : نظير به نظير و سرويس گيرنده / سرويس دهنده نقسيم می گردند. در شبکه های نظير به نظير هر کامپيوتر قادر به ايفای وظيفه در دو نقش سرويس گيرنده و سرويس دهنده در هر لحظه است . در شبکه های سرويس گيرنده / سرويس دهنده ، هر کامپيوتر صرفا' می تواند يک نقش را بازی نمايد. ( سرويس دهنده يا سرويس گيرنده ) . در شبکه های بدون کابل که بصورت نظير به نظير پياده سازی می گردنند ، هر کامپيوتر قادر به ارتباط مستقيم با هر يک از کامپيوترهای موجود در شبکه است . برخی ديگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرويس گيرنده / سرويس دهنده ، پياده سازی می گردند. اين نوع شبکه ها دارای يک Access point می باشند. دستگاه فوق يک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دريافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر يک از کامپيوترها می باشند.
چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد ( از کند و ارزان تا سريع و گران )
BlueTooth
IrDA
HomeRF))SWAP))
WECA))Wi-Fi))
شبکه های Bluetooth در حال حاضر عموميت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکه ها ی با سرعت بالا نمی باشند.( IrDA)Infrared Data Association استانداردی بمنظور ارتباط دستگاههائی است که از سيگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمايند. استاندارد فوق نحوه عمليات کنترل از راه دور، ( توليد شده توسط يک توليد کننده خاص ) و يک دستگاه راه دور ( توليد شده توسط توليد کننده ديگر ) را تبين می کند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمايند.
قبل از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است که در ابتدا با استاندارد اوليه ای که دو مد ل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بيشتر آشنا شويم . اولين مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE 802.11 توسط موسسه IEEE عرضه گرديد. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بين دستگاهها با سرعت دو مگابيت در ثانيه مطرح شد. دو روش فوق بشرح زير می باشند :
DSSS spectrum Direct-sequence spread
FHSS))Frequency-hopping spread spectrum ) (
دو روش فوق از تکنولوژی) FSK)Frequency-shift keying) استفاده می نمايند. همچنين دو روش فوق از امواج راديوئی Spread-spectrum در محدوده 4/ 2 گيگاهرتز استفاده می نمايند.
Spread Spectrum ، بدين معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر تقسيم و هر يک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستيابی در هر زمان ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSS استفاده می نمايند ، هر بايت داده را به چندين بخش مجزا تقسيم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ، ارسال می دارند. DSSS از پهنای باند بسيار بالائی استفاده می نمايد ( تقريبا' 22 مگاهرتز ) دستگاههائی که از FHSS استفاده می نمايند ، دريک زمان پيوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده کرده و با شيفت دادن فرکانس (hop) بخش ديگری از اطلاعات را ارسال می نمايند. با توجه به اينکه هر يک از دستگاههای FHSS که با يکديگر مرتبط می گردند ، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بايست Hop نمايند و از هر فرکانس در يک بازه زمانی بسيار کوتاه استفاده می نمايند ( حدودا' 400 ميلی ثانيه ) ، بنابراين می توان از جندين شبکه FHSS در يک محيط استفاده کرد( بدون اثرات جانبی ) . دستگاههای FHSS صرفا' دارای پهنای باند يک مگاهرتز و يا کمتر می باشند.
HomeRF و SWAP :
HomeRF ، اتحاديه ای است که استانداری با نام SWAP)Shared Wireless Access protocol) را ايجاد نموده است . SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و 802.11 است. دستگاههای SWAP در هر ثانيه 50 hop ايجاد و در هر ثانيه قادر به ارسال يک مگابيت در ثانيه می باشند. در برخی از مدل ها ميزان ارسال اطلاعات تا دو مگابيت در ثانيه هم می رسد. ، توانائی فوق ارتباط مستقيم به تعداد اينترفيس های موجود در مجيط عملياتی دارد. مزايای SWAP عبارتند از :
قيمت مناسب
نصب آسان
به کابل های اضافه نياز نخواهد بود
دارای Access point نيست
دارای شش کانال صوتی دو طرفه و يک کانال داده است
امکان استفاده از 127 دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
امکان داشتن چندين شبکه در يک محل را فراهم می نمايد.
امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ايمن سازی داده ها وجود دارد.
برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :
دارای سرعت بالا نيست ( در حالت عادی يک مگابيت در ثانيه )
دارای دامنه محدودی است ( 75 تا 125 فوت / 23 تا 38 متر )
با دستگاههای FHSS سازگار نيست .
دستگاههای دارای فلز و يا وجود ديوار می تواند باعث افت ارتباطات شود.
استفاده در شبکه های کابلی ، مشکل است .
تراتسيور بدون کابل واقعی بهمراه يک آنتن کوچک در يک کارت ISA , PCI و يا PCMCIA ايجاد( ساخته ) می گردد. در صورتيکه از يک کامپيوتر Laptop استفاده می شود ، کارت PCMCIA بصورت مستقيم به يکی از اسلات های PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپيوترهای شخصی ، می بايست از يک کارت اختصاصی ISA ، کارت PCI HomeRF و يا يک کارت PCMCIA بهمراه يک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی ، صرفا' کامپيوترها را می توان در يک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و ساير وسائل جانبی می بايست مستقيما' به يک کامپيوتر متصل و توسط کامپيوتر مورد نظر بعنوان يک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گيرند.
اکثر شبکه های SWAP بصورت ' نظير به نظير ' می باشند . برخی از توليدکنندگان اخيرا' بمنظور افزايش دامنه تاثير پذيری در شبکه های بدون کابل ، Access point هائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRf نسبت به ساير شبکه های بدون کابل ، دارای قيمت مناسب تری می باشند.
WECA و Wi-Fi :
WECA) )Wireless Ethernet Compatibility Allianceرويکرد جديدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است . Wi-Fi ، استانداردی است که به تمام توليدکنندگان برای توليد محصولات مبتی بر استاندارد IEEE 802.11 تاکيد می نمايد . مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکيد بر استفاده از DSSS دارد. ( بدليل ظرفيت بالا در نرخ انتقال اطلاعات ) . بر اساس IEEE 802.11b ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت يازده مگابيت در ثانيه است . در صورتيکه سرعت فوق پاسخگو نباشد ، بتدريج سرعت به 5/5 مگابيت در ثانيه ، دو مگابيت در ثانيه و نهايتا' به يک مگابيت در ثانيه تنزل پيدا خواهد کرد. بدين ترتيب شبکه از صلابت و اعتماد بيشتری برخوردار خواهد بود.
مزايای Wi-Fi عبارتند از :
سرعت بالا ( يازده مگابيت در ثانيه )
قابل اعتماد
دارای دامنه بالائی می باشند ( 1.000 فوت يا 305 متر در قضای باز و 250 تا 400 فوت / 76 تا 122 متر در فضای بسته )
با شبکه های کابلی بسادگی ترکيب می گردد.
با دستگاههای DSSS 802.11 ( اوليه ) سازگار است .
برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :
گران قيمت می باشند.
پيکربندی و تنظيمات آن مشکل است .
نوسانات سرعت زياد است .
Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختيار قرار می دهد. کارت های سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکه های ' نظير به نظير ' وجود دارد ، ولی معمولا' Wi-Fi به Access Point نياز خواهد داشت . اغلب Access point ها دارای يک اينترفيس بمنظور اتصال به يک شبکه کابلی اترنت نيز می باشند. اکثر ترانسيورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از توليدکنندگان کارت های PCI و يا ISA را نيز عرضه نموده اند.
