شبکه های کامپیوتری

چکیده
شبکه های کامپیوتری امروزی فصل نویسی در انفورماتیک است . با وجود شبکه های کامپیوتری , محققین می توانند در اقصی نقاط دنیا تنها با فشردن کلیدهایی از صفحه کلید کامپیوتر , در چند ساعت بعد از تازه ترین اطلاعات موضوعات مورد نظر خود باخبر شوند .
تکنولوژی شبکه 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 .
این پروژه تحقیقاتی که شبکه های کامپیوتری را مورد بررسی قرار می دهد که در 4 فصل تقسیم بندی و ویرایش گردیده است .

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.
یک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپیوتر ، چاپگر و ... ) بوده که با استفاده از یک روش ارتباطی ( کابل ، امواج رادیوئی ، ماهواره ) و بمنظور اشتراک منابع فیزیکی ( چاپگر) و اشتراک منابع منطقی ( فایل ) به یکدیگر متصل می گردند. شبکه ها می توانند با یکدیگر نیز مرتبط شده و شامل زیر شبکه هائی باشند.
شبکه های کامپیوتری را بر اساس مولفه های متفاوتی تقسیم بندی می نمایند. در ادامه به برخی از متداولترین تقسیم بندی های موجود اشاره می گردد .
1-1: تقسیم بندی بر اساس نوع وظایف :
کامپیوترهای موجود در شبکه را با توجه به نوع وظایف مربوطه به دو گروه عمده : سرویس دهندگان (Servers) و یا سرویس گیرندگان (Clients) تقسیم می نمایند. کامپیوترهائی در شبکه که برای سایر کامپیوترها سرویس ها و خدماتی را ارائه می نمایند ، سرویس دهنده نامیده می گردند. کامپیوترهائی که از خدمات و سرویس های ارائه شده توسط سرویس دهندگان استفاده می کنند ، سرویس گیرنده نامیده 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 ، یک کامپیوتر می تواند هم بصورت سرویس دهنده و هم بصورت سرویس گیرنده ایفای وظیفه نماید.


2-1: تقسیم بندی بر اساس توپولوژی:
الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپیوترها ، توپولوژی نامیده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب یک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محیط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپیوترها به یکدیگر ، مستقیما" بر نوع محیط انتقال و روش های استفاده از خط تاثیر می گذارد. با توجه به تاثیر مستقیم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزینه های مربوط به آن ، می بایست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی یک شبکه همت گماشت . عوامل مختلفی جهت انتخاب یک توپولوژی بهینه مطرح می شود. مهمترین این عوامل بشرح ذیل است :
- هزینه : هر نوع محیط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهایت می بایست عملیات نصب شبکه در یک ساختمان پیاده سازی گردد. عملیات فوق فرآیندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است . در حالت ایده آل کابل کشی و ایجاد کانال های مربوطه می بایست قبل از تصرف و بکارگیری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بایست هزینه نصب شبکه بهینه گردد.
- انعطاف پذیری: یکی از مزایای شبکه های LAN ، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزیع گره ها در یک محیط است . بدین ترتیب توان محاسباتی سیستم و منابع موجود در اختیار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت . در ادارات همه چیز تغییر خواهد کرد.( لوازم اداری، اتاقها و ... ) . توپولوژی انتخابی می بایست بسادگی امکان تغییر پیکربندی در شبکه را فراهم نماید. مثلا" ایستگاهی را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال و یا قادر به ایجاد یک ایستگاه جدید در شبکه باشیم .
توپولوژی های مختلفی شبکه های کامپیوتری را می سازند.
Bus Star Mesh Ring Wireless

توپولوژی Bus :

یکی از رایجترین توپولوژی ها برای پیاده سازی شبکه های LAN است . در مدل فوق از یک کابل بعنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) 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.

مزایای توپولوژی BUS :
- کم بودن طول کابل . بدلیل استفاده از یک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپیوترها ، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود.موضوع فوق باعث پایین آمدن هزینه نصب و ایجاد تسهیلات لازم در جهت پشتیبانی شبکه خواهد بود.
- ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای یک ساختار ساده است . در مدل فوق صرفا" از یک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.
- توسعه آسان . یک کامپیوتر جدید را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت ، می توان از تقویت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.
معایب توپولوژی BUS :
- مشکل بودن عیب یابی . با اینکه سادگی موجود در تویولوژی 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 نمایند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطاء می بایست نقاط زیادی بمنظور تشخیص خطاء بازدید و بررسی گردند.
- ایزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتیکه یک کامپیوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد ، می بایست کامپیوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عیب نمود. در موارد خاص می توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتیکه اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت می بایست 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 این نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبیه "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 .
مزایای توپولوژی STAR :
- سادگی سرویس شبکه . توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در یک نقطه مرکزی است . ویژگی فوق تغییر در ساختار و سرویس شبکه را آسان می نماید.
- در هر اتصال یک دستگاه . نقاط اتصالی در شبکه ذاتا" مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR اشکال در یک اتصال ، باعث خروج آن خط از شبکه و سرویس و اشکال زدائی خط مزبور است . عملیات فوق تاثیری در عملکرد سایر کامپیوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .
- کنترل مرکزی و عیب یابی . با توجه به این مسئله که نقطه مرکزی مستقیما" به هر ایستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ایرادات در شبکه بسادگی تشخیص و مهار خواهند گردید.
- روش های ساده دستیابی . هر اتصال در شبکه شامل یک نقطه مرکزی و یک گره جانبی است . در چنین حالتی دستیابی به محیط انتقال حهت ارسال و دریافت اطلاعات دارای الگوریتمی ساده خواهد بود.

معایب توپولوژی STAR :
- زیاد بودن طول کابل . بدلیل اتصال مستقیم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زیادی کابل مصرف می شود. با توجه به اینکه هزینه کابل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتیبنی آنها بطور قابل توجهی هزینه ها را افزایش خواهد داد.
- مشکل بودن توسعه . اضافه نمودن یک گره جدید به شبکه مستلزم یک اتصال از نقطه مرکزی به گره جدید است . با اینکه در زمان کابل کشی پیش بینی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظیر زمانیکه طول زیادی از کابل مورد نیاز بوده و یا اتصال مجموعه ای از گره های غیر قابل پیش بینی اولیه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.
- وابستگی به نقطه مرکزی . در صورتیکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غیرقابل 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 این نوع توپولوژی تمام کامپیوترها بصورت یک حلقه به یکدیگر مرتبط می گردند. تمام کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به یک کابل که بصورت یک دایره بسته است ، متصل می گردند. در مدل فوق هر گره به دو و فقط دو همسایه مجاور خود متصل است . اطلاعات از گره مجاور دریافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراین داده ها فقط در یک جهت حرکت کرده و از ایستگاهی به ایستگاه دیگر انتقال پیدا 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 این مدل بکار گرفته می شود ، قابل مقایسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ویژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات (کانکتور) در شبکه شده و ضریب اعتماد به شبکه را افزایش خواهد داد.
- نیاز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود.بدلیل استفاده از یک کابل جهت اتصال هر گره به گره همسایه اش ، اختصاص محل هائی خاص بمنظور کابل کشی ضرورتی نخواهد داشت .
- مناسب جهت فیبر نوری . استفاده از فیبر نوری باعث بالا رفتن نرخ سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است. چون در توپولوژی فوق ترافیک داده ها در یک جهت است ، می توان از فیبر نوری بمنظور محیط انتقال استفاده کرد.در صورت تمایل می توان در هر بخش ازشبکه از یک نوع کابل بعنوان محیط انتقال استفاده کرد . مثلا" در محیط های ادرای از مدل های مسی و در محیط کارخانه از فیبر 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 یک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در یک گره ، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانیکه گره معیوب از شبکه خارج نگردد ، هیچگونه ترافیک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت .
- اشکال زدائی مشکل است . بروز اشکال در یک گره می تواند روی تمام گرههای دیگر تاثیر گذار باشد. بمنظور عیب یابی می بایست چندین گره بررسی تا گره مورد نظر پیدا گردد.
- تغییر در ساختار شبکه مشکل است . در زمان گسترش و یا اصلاح حوزه جغرافیائی تحت پوشش شبکه ، بدلیل ماهیت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد .
- توپولوژی بر روی نوع دستیابی تاثیر می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئولیت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دریافت داشته است . قبل از اینکه یک گره بتواند داده خود را ارسال نماید ، می بایست به این اطمینان برسد که محیط انتقال برای استفاده قابل دستیابی 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 ایده " ضرورتی به کابل ها ی جدید نمی باشد" ، استفاده می نمایند. در این نوع شبکه ها ، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند. این نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع از شبکه ها را مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید مثلا" در صورتیکه این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر laptop باشیم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.
شبکه های کامپیوتری از نقظه نظر نوع خدمات وسرویس دهی به دو گروه : نظیر به نظیر و سرویس گیرنده / سرویس دهنده نقسیم می گردند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کامپیوتر قادر به ایفای وظیفه در دو نقش سرویس گیرنده و سرویس دهنده در هر لحظه است . در شبکه های سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، هر کامپیوتر صرفا" می تواند یک نقش را بازی نماید. ( سرویس دهنده یا سرویس گیرنده ) . در شبکه های بدون کابل که بصورت نظیر به نظیر پیاده سازی می گردنند ، هر کامپیوتر قادر به ارتباط مستقیم با هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه است . برخی دیگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، پیاده سازی می گردند. این نوع شبکه ها دارای یک Access point می باشند. دستگاه فوق یک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر یک از کامپیوترها می باشند.
چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد ( از کند و ارزان تا سریع و گران )
 BlueTooth
 IrDA
 HomeRF))SWAP))
 WECA))Wi-Fi))
شبکه های Bluetooth در حال حاضر عمومیت 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 سیگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمایند. استاندارد فوق نحوه عملیات کنترل از راه دور، ( تولید شده توسط یک تولید کننده خاص ) و یک دستگاه راه دور ( تولید شده توسط تولید کننده دیگر ) را تبین می کند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمایند.
قبل از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است که در ابتدا با استاندارد اولیه ای که دو مد ل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بیشتر آشنا شویم . اولین مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE 802.11 توسط موسسه IEEE عرضه گردید. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بین دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانیه مطرح شد. دو روش فوق بشرح زیر می باشند :
 DSSS spectrum Direct-sequence spread
 FHSS))Frequency-hopping spread spectrum ) (
دو روش فوق از تکنولوژی) FSK)Frequency-shift keying) استفاده می نمایند. همچنین دو روش فوق از امواج رادیوئی Spread-spectrum در محدوده 4/ 2 گیگاهرتز استفاده می نمایند.
Spread Spectrum ، بدین معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر تقسیم و هر یک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستیابی در هر زمان ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSS استفاده می نمایند ، هر بایت داده را به چندین بخش مجزا تقسیم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ، ارسال می دارند. DSSS از پهنای باند بسیار بالائی استفاده می نماید ( تقریبا" 22 مگاهرتز ) دستگاههائی که از FHSS استفاده می نمایند ، دریک زمان پیوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده کرده و با شیفت دادن فرکانس (hop) بخش دیگری از اطلاعات را ارسال می نمایند. با توجه به اینکه هر یک از دستگاههای FHSS که با یکدیگر مرتبط می گردند ، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بایست Hop نمایند و از هر فرکانس در یک بازه زمانی بسیار کوتاه استفاده می نمایند ( حدودا" 400 میلی ثانیه ) ، بنابراین می توان از جندین شبکه FHSS در یک محیط استفاده کرد( بدون اثرات جانبی ) . دستگاههای FHSS صرفا" دارای پهنای باند یک مگاهرتز و یا کمتر می باشند.

HomeRF و SWAP :
HomeRF ، اتحادیه ای است که استانداری با نام SWAP)Shared Wireless Access protocol) را ایجاد نموده است . SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و 802.11 است. دستگاههای SWAP در هر ثانیه 50 hop ایجاد و در هر ثانیه قادر به ارسال یک مگابیت در ثانیه می باشند. در برخی از مدل ها میزان ارسال اطلاعات تا دو مگابیت در ثانیه هم می رسد. ، توانائی فوق ارتباط مستقیم به تعداد اینترفیس های موجود در مجیط عملیاتی دارد. مزایای SWAP عبارتند از :
 قیمت مناسب
 نصب آسان
 به کابل های اضافه نیاز نخواهد بود
 دارای Access point نیست
 دارای شش کانال صوتی دو طرفه و یک کانال داده است
 امکان استفاده از 127 دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
 امکان داشتن چندین شبکه در یک محل را فراهم می نماید.
 امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ایمن سازی داده ها وجود دارد.
برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :
 دارای سرعت بالا نیست ( در حالت عادی یک مگابیت در ثانیه )
 دارای دامنه محدودی است ( 75 تا 125 فوت / 23 تا 38 متر )
 با دستگاههای FHSS سازگار نیست .
 دستگاههای دارای فلز و یا وجود دیوار می تواند باعث افت ارتباطات شود.
 استفاده در شبکه های کابلی ، مشکل است .
تراتسیور بدون کابل واقعی بهمراه یک آنتن کوچک در یک کارت ISA , PCI و یا PCMCIA ایجاد( ساخته ) می گردد. در صورتیکه از یک کامپیوتر Laptop استفاده می شود ، کارت PCMCIA بصورت مستقیم به یکی از اسلات های PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپیوترهای شخصی ، می بایست از یک کارت اختصاصی ISA ، کارت PCI HomeRF و یا یک کارت PCMCIA بهمراه یک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی ، صرفا" کامپیوترها را می توان در یک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و سایر وسائل جانبی می بایست مستقیما" به یک کامپیوتر متصل و توسط کامپیوتر مورد نظر بعنوان یک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گیرند.
اکثر شبکه های SWAP بصورت " نظیر به نظیر " می باشند . برخی از تولیدکنندگان اخیرا" بمنظور افزایش دامنه تاثیر پذیری در شبکه های بدون کابل ، Access point هائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRf نسبت به سایر شبکه های بدون کابل ، دارای قیمت مناسب تری می باشند.
WECA و Wi-Fi :
WECA) )Wireless Ethernet Compatibility Allianceرویکرد جدیدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است . Wi-Fi ، استانداردی است که به تمام تولیدکنندگان برای تولید محصولات مبتی بر استاندارد IEEE 802.11 تاکید می نماید . مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکید بر استفاده از DSSS دارد. ( بدلیل ظرفیت بالا در نرخ انتقال اطلاعات ) . بر اساس IEEE 802.11b ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت یازده مگابیت در ثانیه است . در صورتیکه سرعت فوق پاسخگو نباشد ، بتدریج سرعت به 5/5 مگابیت در ثانیه ، دو مگابیت در ثانیه و نهایتا" به یک مگابیت در ثانیه تنزل پیدا خواهد کرد. بدین ترتیب شبکه از صلابت و اعتماد بیشتری برخوردار خواهد بود.
مزایای Wi-Fi عبارتند از :
 سرعت بالا ( یازده مگابیت در ثانیه )
 قابل اعتماد
 دارای دامنه بالائی می باشند ( 1.000 فوت یا 305 متر در قضای باز و 250 تا 400 فوت / 76 تا 122 متر در فضای بسته )
 با شبکه های کابلی بسادگی ترکیب می گردد.
 با دستگاههای DSSS 802.11 ( اولیه ) سازگار است .
برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :
 گران قیمت می باشند.
 پیکربندی و تنظیمات آن مشکل است .
 نوسانات سرعت زیاد است .
Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختیار قرار می دهد. کارت های سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکه های " نظیر به نظیر " وجود دارد ، ولی معمولا" Wi-Fi به Access Point نیاز خواهد داشت . اغلب Access point ها دارای یک اینترفیس بمنظور اتصال به یک شبکه کابلی اترنت نیز می باشند. اکثر ترانسیورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از تولیدکنندگان کارت های PCI و یا ISA را نیز عرضه نموده اند.

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