شبکه کامپیوتری چیست؛ بررسی مبانی و انواع شبکه های کامپیوتری

مقدمه

شبکه کامپیوتری یا همان computer networking به معنی اتصال کامپیوتر‌‌ها به یکدیگر برای برقراری ارتباط یا تبادل اطلاعات است. به صورت کلی، شبکه کامپیوتری شامل مجموعه‌‌ای از 2 یا چند کامپیوتر است و به کاربران در برقراری ارتباط کمک می‌کند. در این مقاله، مبانی پایه‌ای شبکه کامپیوتری را بررسی خواهیم کرد.

فرصت استثنایی برای آینده فرزندانتان با دوره آموزش برنامه نویسی کودکان و نوجوانان موسسه پل استار

شبکه کامپیوتری چگونه کار می‌ کند؟

پایه و اساس شبکه کامپیوتر گره‌ها و پیوست ها یا nodes و links است. گره‌ها به عنوان ابزار تبادل اطلاعات شناخته می‌شوند مانند یک مودم، فرستنده و… لینک در شبکه کامپیوتر را می‌توان به عنوان کابل، سیم و یا شبکه اینترنتی بی‌سیم (wireless) تعریف کرد. عملکرد شبکه کامپیوتر شامل قوانین و قواعدی است که به فرستادن و دریافت اطلاعات توسط لینک‌ها کمک می‌کند و به کامپیوتر‌ها اجازه ارتباط را می‌دهد. هر دستگاهی یک آدرس IP دارد که به شناسایی دستگاه کمک می‌کند.
 

اصطلاحات پایه ای شبکه های کامپیوتری

  شبکه: Network یا شبکه مجموعه‌ای از کامپیوترها و دستگاه‌ها است که به جهت تبادل اطلاعات با یکدیگر در ارتباط هستند و امکان دریافت و فرستادن داده را فراهم می‌کند.

گره‌ها: nodes یا همان گره‌ها دستگاه‌هایی هستند که به یک شبکه متصل می‌باشند مانند کامپیوتر، سرور، پرینتر، مودم و…

پروتکل: Protocol یا پروتکل قواِئد و قوانین است وتعیین می‌کند که چگونه اطلاعات در طول شبکه انتقال می‌یابد مثال هایی از پروتکل ها عبارتند از TCP/IP, HTTP, FTP

توپولوژی: توپولوژی شبکه یا همان Network topology به معنای ترتیب فیزیکی و منطقی گره‌ها در یک شبکه است از مثال‌های توپولوژی می‌توان به bus, star, ring, mesh و tree اشاره کرد.

شبکه ارائه دهنده خدمات: این شبکه‌ها اجازه استفاده از ظرفیت شبکه به صورت اجاره‌ای از ارائه دهنده را می‌دهد.

آدرس IP: آدرس IP یک شناسه عددی است که برای هر دستگاه در یک شبکه وجود دارد. آدرس‌های IP برای شناسایی دستگاه‌ها و برقراری ارتباط بین آنها استفاده می‌شود.

یا دی ان اس یک پروتکل است و برای تبدیل دامنه‌های معمول مانند به آدرس های آی پی استفاده می‌شود  Domain Name System  :DNS

فایروال: firewall یا فایروال یک دستگاه امنیتی است که بررسی و کنترل ترافیک ورودی و خروجی شبکه را بر عهده دارد. فایروال می‌تواند برای حفاظت از شبکه در مقابل دسترسی‌های غیر‌مجاز و غیر‌معتبر و سایر تهدید‌های این‌چنینی استفاده‌‌‌شود.

مطالب مرتبط:  اسکریپت چیست؟ 

انواع شبکه های کامپیوتری

Local Area Network :LAN

شبکه‌ای است که فضا‌های کوچک را پوشش می‌دهد مانند دفتر‌کار یا خانه  و معمولا برای اتصال کامپیوتر‌ها و دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که داخل یک ساختمان یا محوطه هستند.

WAN ( Wide Area Network)

شبکه‌ای است که یک منطقه بزرگ جغرافیایی را پوشش می‌دهد مانند شهر، کشور و حتی کل دنیا. WAN ها برای اتصال LAN استفاده می شوند و به ارتباط از راه دور کمک می‌کنند.

Cloud Networks

می‌توان Cloud Network (شبکه ابری) را نیز مانند WAN،  یک شبکه وسیع تجسم کرد و می‌توان به صورت عمومی و خصوصی ارائه شود. این سرویس‌ها تا زمانی که تقاضا برای آن‌ها باشد ارائه خواهند شد. شبکه‌های ابری شامل virtual router, Firewalls و… می‌باشند.

این‌ها تنها چند مفهوم پایه‌ای از شبکه کامپیوتر بود. شبکه کامپیوتر بسیار وسیع و پیچیده است و مفاهیم و تکنولوژی های بسیار بیشتری هم در زمینه ساخت و نگهداری شبکه های کامپیوتری وجود دارد. حالا با‌هم چند مفهوم دیگر را در رابطه با شبکه های کامپیوتری بررسی می‌کنیم.  

Open System

سیستم باز، سیستمی است که به شبکه متصل شده و آماده ارتباط است.

Closed System

سیستم بسته، سیستمی است که به شبکه‌های کامپیوتری متصل نیست و نمی‌توان با آن ارتباط برقرار کرد.

مطالب مرتبط:  رباتیک چیست؟  

انواع سازه های شبکه های کامپیوتری

سازه‌های کامپیوتری شامل این دسته بندی‌ها می‌باشد:

ساختار client-server:

نوعی از ساختار شبکه‌های کامپیوتری است که در آن، گره‌ها می‌توانند سرور یا کلاینت باشند و گره‌ سرور می‌تواند گره کلاینت را مدیریت و کنترل کند

ساختار peer-to-peer:

در ساختار peer-to-peer یا همان p2p، سرور مرکزی مفهومی ندارد و هر دستگاه می‌تواند به عنوان کلاینت یا سرور عمل کند.

دستگاه های شبکه

یک اتصال متقابل بین چند دستگاه که به عنوان هاست هم شناخته می‌شود، از راه‌های مختلفی به جهت فرستادن و دریافت کردن داده‌ها با یکدیگر ارتباط دارند. شبکه‌های کامپیوتری می‌توانند شامل چند دستگاه باشند که به ارتباط بین دو دستگاه مختلف کمک می‌کنند. این دستگاه‌ها به عنوان دستگاه‌های شبکه شناخته می‌شوند که شامل  routers, switches, hubs, و bridges می‌باشند.

توپولوژی شبکه

توپولوژی شبکه یک چیدمان از دستگاه‌های مختلف درون شبکه است. مانند Bus,Star,Mesh,Ring و Daisy Chain

مدل OSI

این کلمه (OSI) مخفف Open System interconnection است. و یک مدل مرجع است که استاندارد های مورد نیاز را برای پروتکل ارتباطی مختلف و همچنین عملکرد های هر چیدمان را مشخص می‌کند. OSI، توسط سازمان بین المللی استاندارد سازی توسعه داده شده و شامل 7 لایه است. هر لایه OSI عملکردی متفاوت در شبکه‌های کامپیوتری دارد و هر لایه باید از پروتکل جداگانه‌ای پیروی کند. این هفت لایه عبارتند از:
Physical layer(لایه فیزیکی)
Data link Layer(لایه لینک داده)
Network Layer(لایه شبکه)
Transport Layer(لایه حمل و نقل)
Session layer
Application layer(لایه کاربرد)

پروتکل

پروتکل یک دسته از قوانین یا الگوریتم‌هایی است که نحوه ارتباط دستگاه‌ها را در سراسر شبکه کامپیوتری مشخص می‌کند و در هر لایه OSI یک پروتکل جداگانه و مشخص وجود دارد مانند TCP, IP, UDP, ARP, DHCP, FTP و ...

شناسه های منحصر به فرد شبکه

:Hostname
هر دستگاهی در شبکه کامپیوتری یک اسم مخصوص به عنوان Hostname را دارا می‌باشد. اگر در ترمینال command prompt، دستور hostname را بنویسید و enter بزنید، hostname مخصوص مربوط به دستگاه شما نمایش داده می‌شود.

آدرس IP

آدرس IP یک آدرس شبکه‌ای مربوط به سیستم در سراسر شبکه می‌باشد. برای شناسایی هر دستگاه در فضای وب جهانی، سازمان IANA یک آدرس IPV4 را به عنوان شناسه مخصوص به هر دستگاه اختصاص می دهد. طول یک آدرس IPV4 سی و دو بیت است. برای پیدا کردن IP پی دستگاه خود می توانید در command prompt، عبارت ipconfig را تایپ کنید و سپس کلید enter را فشار دهید. این دستور آدرس IP دستگاهتان را نشان می‌دهد.
 

مطالب مرتبط:  برنامه نویسی چیست؟ 

آدرس MAC

آدرس مک که به عنوان آدرس فیزیکی نیز شناخته می‌شود یک شناسه منحصر به فرد مربوط به هر host می‌باشد و به NIC خود در زمان ساخت دستگاه اختصاص می‌یابد. برای دیدن آدرس MAC دستگاه خود می‌توانید عبارت ipconfig/all را در command prompt بنویسید و کلید Enter را فشار دهید. با این دستور آدرس MAC دستگاه شما برایتان نمایش داده خواهد شد.

سخن آخر

در این مقاله یک سری از مفاهیم ابتدایی و پایه‌ای مربوط به شبکه‌های کامپیوتری را بررسی کردیم. اصطلاحات پرکاربرد مانند مانند IP, DNS و … را که شاید تا‌به‌حال بارها به گوشتان خورده باشد را بررسی کردیم و نگاهی به مفاهیمی مثل توپولوژی و انواع آن، OSI و توپولوژی شبکه انداختیم. دنیای شبکه‌های کامپیوتری بسیار و وسیع و پیچیده است. و نیاز به آموزش پایه‌ای و اصولی دارد. بنابراین کودکان و نوجوانان شما می‌توانند با شرکت در کلاس آنلاین برنامه نویسی نوجوانان پل استار به صورت اصولی مباحث مختلف برنامه نویسی را بیاموزند و بتوانند آمادگی حضور در بازار کار و پروژه‌های سطح بالا را داشته باشند.