Transcript network1-2
به نام خدا
شبكه هاي كامپيوتري 1
زهره زرین قلمی
[email protected]
Email:
بخش 2
اجزا شبکه های کامپیوتری
هر شبکه کامپیوتری از 2قسمت سخت افزار و نرم افزار تشکیل شده
است.
سخت افزار یک شبکه کامپیوتری شامل:
-1میزبان ) (Hostیا گره ) (Nodeیا ایستگاه )(Station
-2واسط میانی
-3کانال )(Link
3
اجزا شبکه های کامپیوتری
•
میزبان :به کامپیوترها یا اجزا کامپیوتری متصل به شبکه گویند.
•
واسطه میانی :دستگاهی برای اتصال شبکه ها به یکدیگر و یا Host
ها به شبکه .مانند :کارت شبکه ،مودم Hub ،و روتر
• کانال یا رسانه انتقال و یا محیط فیزیکی :ارتباط Hostها از طریق
کانال ها امکان پذیر است .به کانال ،رسانه انتقال و محیط فیزیکی نیز
گفته می شود.
• به مجموعه واسطه میانی و کانال که عمل انتقال داده ما بین ایستگاه
ها را فراهم می کنند زیر شبکه subnetمی گویند.
•
زیرشبکه ) =(Sub netواسطه میانی +کانال
4
تقسيمبندي شبكهها
بر اساس اندازه شبكه
از نقطه نظر تكنولوژي انتقال شبكهها
5
تفكيک شبكهها از نقطه نظر تكنولوژي انتقال
شبكه ها را ازنظر تكنولوژي انتقال یعنی چگونگی دسترسی كامپيوترها به كانال یا رسانه
انتقال به دو دسته تقسيم می كنند:
• شبكههاي پخشی ،همگانی یا انتشاري ( )broadcastیا
چند نقطه اي )(multipoint
• شبكههاي نظير به نظير ( )peer to peerیا
نقطه به نقطه )(point to point
6
شبكههاي پخشی یا Broadcast
در شبكه هاي پخش همگانی تمامی ایستگاه ها به یک كانال مشترک متصل
هستند و براي ارسال داده بایستی اطالعات خود را روي این كانال ارسال
كنند و براي دریافت داده بایستی به كانال گوش دهند.
• داراي یک كانال مشترک بين همه كامپيوترها
• حاوي بسته پيام
• بسته شامل متن پيام به همراه آدرس كامپيوتر مقصد
ارسال پيام براي
گروهي از
کامپيوترها
پخش گروهی یا multicasting
ارسال پيام براي
همه کامپيوترها
پخش یا broadcasting
7
معایب كانال مشترک
• امنیت پایین :در هنگام ارسال اطالعات توسط یک ایستگاه به ایستگاه دیگر به علت وجود
كانال مشترک دیگر ایستگاه ها می توانند آن اطالعات را دریافت نمایند و یک نفوذي و اخالل
گر می تواند اطالعات را مورد سوء استفاده قرار دهد .راه حل افزایش امنيت ،رمزگذاري
اطالعات در طرف فرستنده و رمزگشایی آن در طرف گيرنده است.
• کارایی نسبتا پایین :با توجه به این كه تمامی ایستگاه ها از یک كانال براي ارسال اطالعات
استفاده می كنند پس به هر كامپيوتر درصد كمی از پهناي باند كانال می رسد.
• مدیریت پیچیده کانال :در این شبكه ها باید قوانينی وضع شود تا به تمامی ایستگاه ها اجازه
ارسال در كانال مشترک را بدهد بنابراین نرم افزار مدیریت پيچيده اي بایستی این قوانين را
نظير كنترل برخورد اطالعات ،كنترل ترافيک و ....در كانال اعمال كند.
• قابلیت اطمینان پایین کانال :با قطع یا خرابی كانال مشترک ارتباط تمامی ایستگاه ها با
یكدیگر از بين می رود.
8
شبكههاي نقطه به نقطه
• در این شبكه ها بين هردو دستگاه درون شبكه یک كانال وجود
دارد كه آن كانال مختص فقط آن دو دستگاه است.
بنابراین تعدادي از این كانال هاي نقطه به نقطه بين تمام ایستگاه هاي یک شبكه ارتباط برقرار می كنند
همان طور كه در شكل مشخص است ما بين ایستگاه هاي مختلف مسيرهاي متفاوتی وجود دارد ،برخالف
شبكه هاي پخش همگانی كه فقط یک كانال و یا یک مسير وجود دارد.
مسائل مطرح در این نوع از شبكهها:
مسير جداگانه بين هر دو كامپيوتر
كشف كوتاهترین مسير بين هر دو سيستم
تقسيمبندي شبكهها به محلی ،شهري و گسترده
9
به طور مثال براي ارسال اطالعات از ایستگاه Aبه ایستگاه Fحداقل سه مسير ACF،ABDFو
ACEFوجود دارد كه بایستی یكی از این مسيرها انتخاب شود .انتخاب مسير بين فرستنده و گيرنده یا
مسيریابی در فصل هاي آتی بيان خواهد شد.
با مقایسه شبكه هاي نقطه به نقطه و پخش همگانی مشخص می شود كه تا حدودي معایب پخش همگانی
رفع شده است .البته امروزه از هر دو نوع شبكه در كاربردهاي گوناگونی استفاده می شود.
10
توپولوژي
همان طور كه گفته شد شبكه ،اتصال چندین ایستگاه به یكدیگر از طریق رسانه انتقال است .اكنون سوالی كه
مطرح می شود این است كه به چه اشكال یا روش هایی می توان ایستگاه ها را به یكدیگر متصل نمود.
• چگونگی اتصال واقعی چندین ایستگاه به یكدیگر توسط رسانه
انتقال یا كانال را گویند.
• ساختار شبكه را بيان می كند.
11
انواع توپولوژي
-1باس )(Bus
-2حلقه )(Ring
-3ستاره )(Star
-4درخت )(Tree
-5مش یا گراف كامل )(Mesh
-6گراف ناقص یا نامنظم )(Irregular
-7تركيبی )(Hybrid
-8بی سيم )(Wireless
12
باس )(Bus
در این توپولوژي تمامی كامپيوترها مستقيما به یک كانال
مشترک به عنوان ستون فقرات اصلی متصل هستند.
(گذرگاه :وجود یک خط ارتباطی بين ایستگاهها)
13
(Bus) باس
14
باس )(Bus
•
•
•
•
•
هزینه توپولوژي باس ارزان است.
برپاسازي آسان
قابليت اطمينان پایين در صورت قطع شدن یا خرابی كانال مشترک كل شبكه از كار می افتد
محدود بودن كامپيوترها و طول كانال
مشكل بودن خطایابی و رفع اشكال
15
حلقه )(Ring
• (حلقه :وجود كانال ارتباطی حلقوي)
در این توپولوژي تمامی كامپيوترها از طریق یک حلقه منفرد و به صورت
نقطه به نقطه با یكدیگر مرتبط می شوند ،به طوري كه هر كامپيوتر به دو
كامپيوتر مجاورش متصل است.
• جهت انتقال اطالعات یک طرفه است
در شبكه هاي مبتنی بر توپولوژي حلقه ،به علت این كه هر كامپيوتر
• پدیده تضعيف وجود ندارد یک بار اطالعات را دریافت كرده و دوباره تكرار می كند بنابراین پدیده
تضعيف وجود ندارد.
16
ستاره )(Star
.1در این نوع توپولوژي هر كامپيوتر از طریق یک كانال اختصاصی نقطه به نقطه مستقيما به یک
ایستگاه مركزي به نام switchیا Hubاتصال دارد
.2عدم ارتباط مستقيم ایستگاهها با یكدیگر
.3ارتباط كامپيوترها با یكدیگر از طریق ایستگاه مركزي انجام می پذیرد.
.4در صورت خرابی یا قطع شدن هر كانال كل شبكه از كار نمی افتد.
.5اما در صورت خرابی ایستگاه مركزي كل شبكه از كار می افتد.
.6از طرف دیگر در این توپولوژي تعداد كانال (كابل) زیادي استفاده می شود.
17
Switch وHub
18
ستاره واقعی و فيزیكی
19
درخت )(Tree
• گسترش یافته شبكه ستاره
و
• مبتنی بر كانال نقطه به نقطه
.1به طوري كه تعدادي Hubبه یكدیگر اتصال دارند و كامپيوترها نيز به Hubها
متصل هستند.
.2شبكه هایی با توپولوژي درخت عالوه بر داشتن مزایاي توپولوژي ستاره ،با داشتن
تعداد كامپيوتر نسبتا زیاد می توانند یک شبكه بزرگ و گسترش یافته باشند.
20
(Tree) درخت
21
مش یا توري یا گراف كامل )(Mesh
• هر كامپيوتر از طریق كانال نقطه به نقطه به هر كامپيوتر دیگر
درون شبكه اتصال دارد
• یک شبكه مش با nكامپيوتر داراي
)𝑛(𝑛−1
2
كانال است.
• كارت شبكه هر كامپيوتر داراي ) (n-1پورت براي اتصال به
دیگر كامپيوترهاست.
22
23
مزایا و معایب مش
• مزایا:
-1سرعت انتقال داده باال
-2قابليت اطمينان باال ( با خرابی چند كانال كل شبكه ازكار نمی
افتد)
-3عدم وجود مشكل ترافيک در شبكه
• معایب:
-1تعداد زیاد كانالها در نتيجه هزینه باال
-2برپاسازي پيچيده و مشكل
-3مشكل بودن قابليت گسترش و افزودن كامپيوترهاي جدید به این
شبكه
24
گراف ناقص یا نامنظم )(Irregular
• تمام كامپيوترها با یكدیگر ارتباط دارند ولی لزوما هر كامپيوتر
به تمامی كامپيوترها وصل نيست.
25
تركيبی )(Hybrid
• شبكه هاي بزرگ از اتصال چندین توپولوژي مختلف تشكيل
شده اند كه این توپولوژي بزرگ را به نام توپولوژي تركيبی
می شناسند.
26
بی سیم ))Wireless
در این توپولوژي ارتباط قسمت هاي مختلف بدون سيم برقرار
ميشود.
در این توپولوژي كامپيوترها بدون نياز به اتصال فيزیكی از طریق كابل ،به
صورت بی سيم با یكدیگر ارتباط دارند و به انتقال اطالعات می پردازند.
شكل روبرو نشان دهنده توپولوژي بی سيم است كه در آن كامپيوترها از طریق
امواج با یكدیگر به انتقال اطالعات می پردازند.
27
متخصین کامپیوتر چهار معیار زیر را به عنوان مبنا و معیار مقایسه
توپولوژی ها برگزیده اند.
.1سرعت
.2قابلیت اطمینان( درصورت خرابی کانال)
.3هزینه
.4سهولت قابلیت گسترش (در صورت اضافه شدن یک
کامپیوتر جدید)
28