دسته بندی | کامپیوتر و IT |
بازدید ها | 241 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 469 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 33 |
انتقال داده ها، شبکه های کامپیوتری و سیستم های توزیع شده
در دنیای امروز که میتوان آن را عصر اطلاعات نامید، انتقال دادهها (Data Commonication) و شبکههای کامپیوتری (Computer Networks) که حاصل پیوند دو صنعت کامپیوتر و مخابرات است، از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. هدف از پیدایش شبکههای کامپیوتری، اتصال کامپیوترهای مستقل از طریق یک فناوری واحد و قوانین مشخص به منظور انتقال دادهها و اشتراک منابع است. منظور از انتقال دادهها، ارسال و دریافت دادهها به صورت پیوسته آنالوگ یا گسسته دیجیتال بر روی رسانههای مختلف انتقال مانند زوج سیم به هم تابیده، فیبر نوری، هوا و غیره میباشد.
توجه کنید که اینترنت و وب، هیچکدام یک شبکه کامپیوتری نمیباشند. اینترنت (Internet)، شبکه شبکهها است و از به هم پیوستن هزاران شبکه نامتجانس و گوناگون که هر کدام از آنها فناوری و قوانین مخصوص به خودش را دارد به وجود آمده است. اما وب گسترده جهانی (WWW. World Winde Web) نمونهای از یک سیستم توزیع شده است. یک سیستم توزیع شده، مجموعهای از چندین کامپیوتر مستقل است که از دید کاربر به صورت یک سیستم نامرئی (Transparent)، متمرکز (Centeralized) و متجانس به نظر میرسد و کاربر به جای نگرانی در مورد به خاطر سپردن آدرسها (مثلا آدرس اینترنتی IP)، هر چیز را از طریق نام آن فراخوانی مینماید (مثلا در وب همه چیز به صورت سند یا صفحه وب است و از طریق نام URL قابل دستیابی است و این نامها به صورت خودکار توسط خدمتگزارهای نام حوزه به آدرس IP تبدیل میشوند.) همچنین دقت کنید که وب، میان افزار (Middleware) است و یک لایه نرمافزاری میباشد که در یک محیط ناهمگن بر روی سیستم عاملهای متنوع مستقل قرار دارد، اما ایده سیستمهای عامل توزیع شده، وظیفه ایجاد یک تصویر متمرکز از کامپیوترهای مستقل را بر عهده سیستم عامل واحد توزیع شده میسپارد.
کاربردهای شبکه
امروزه با گسترش اینترنت و جهانی شدن وب، کاربردهای شبکههای کامپیوتری از تنوع زیادی برخوردار است که برای نمونه، چند مورد از آنها عبارتند از: جستجو و تحقیق و دسترسی به اطلاعات به روز پراکنده در دنیا، تجارت الکترونیکی، خرید، فروش و حراج کالا، آموزش از راه دور و دانشگاه مجازی، دولت الکترونیکی، درمان از راه دور، کنفرانس صوتی و تصویری از راه دور، کنترل، مدیریت و نظارت بر سیستمهای صنعتی از راه دور، پست الکترونیکی، پیامرسانی فوری، گروههای خبری، گفتگو و گپ زدن، بازی و سرگرمی تعاملی، پخش فیلمهای درخواستی، کمک به ایجاد واقعیت مجازی و دهها کاربرد دیگر.
اجزای شبکه
شبکههای انتقال داده از سه بخش عمده تشکیل میشوند:
کامپیوترهای میزبان (Host) که هدف اصلی ایجاد شبکه، اتصال کامپیوترهای میزبان به یکدیگر است.
پردازندههای واسط مانند هابها (Hub)، تکرار کنندهها (Repeater)، پلها (Bridge)، سوئیچها (Switch) و مسیریابهای (Router) میانی که وظیفه مدیریت شبکه و هدایت ارسال دادهها از مبدأ و مقصد را بر عهده دارند. مدل ریاضی شبکههای کامپیوتری یک گراف است که در آن، گرهها (Nodes) همان پردازندههای واسط هستند.
لینکهای ارتباطی (Link) که در واقع رسانههای انتقال داده هستند و با اتصال گرههای شبکه به یکدیگر انتقال دادهها را بر عهده دارند.
پردازندههای واسط و لینکهای ارتباطی زیر شبکه انتقال داده (Communication Subnet) را تشکیل میدهند.
1-1 طبقهبندی شبکهها
شبکههای کامپیوتری از نظر اندازه و گستردگی جغرافیایی به 5 دسته تقسیم میشوند:
شبکههای شخصی (PAN: Personal Area Networks) که بر روی میز کار یا فاصله چند متری یک شخص هستند. مانند ارتباط بیسیم اجزای کامپیوتر با کامپیوتر شخصی (PC) و دستیار دیجیتالی (PDA) و یا حتی کامپیوتر پوشیدنی (Wearable Computer) شخص.
شبکههای محلی (LAN: Local Area Networks) که دارای گستردگی در حد یک ساختمان یا یک کمپ کوچک میباشند.
شبکههای شهری (MAN: Metropolitan Area Networks) که دارای گستردگی در حد یک شهر میباشند.
شبکههای گسترده (WAN: Wide Area Networks) که دارای گستردگی بیش از حد یک شهر ( در حد استان، کشور یا قاره) میباشند.
شبکههای جهانی که همان شبکه شبکهها یا اینترنت است.
انواع فناوری انتقال
به طور کلی دو نوع فناوری انتقال داده وجود دارد:
نقطه به نقطه (Point to point) یا همتا به همتا (Peer to peer) یا تک پخشی (Unicast) که دادههای ارتباطی از طریق لینکها و گرههای میانی به طور مستقیم بین دو ماشین مبدأ و مقصد مبادله میشود. (مانند شبکههای تلفنی)
انتشاری (Broadcast) که به آن داده پراکن یا پخشی نیز میگویند و در آن همه ماشینها به یک کانال مشترک متصل شده و دادهها بر روی کانال انتقال داده منتشر میشود و کلیه ماشینها به دادهها روی کانال دسترسی دارند (مانند انتشار رادیویی). این ماشینها با توجه به آدرس مقصد بستهها آنها را برداشته یا دور میاندازند.
البته در بعضی از شبکههای انتشاری امکان ارسال دادهها از مبدأ به گروهی از مقصدها وجود دارد که به آن پخش گروهی یا چند پخشی (Multicast) یا (Point to Mutltipoint) گویند.
همبندی (Topology)
منظور از همبندی یا توپولوژی نحوه اتصال گرههای تشکیل دهنده گراف شبکه از طریق لینکهای ارتباطی است. ساختار و توپولوژی شبکههای کامپیوتری بر اساس ماهیت کانالهای (Channel) انتقال داده و فناوری انتقال به دو دسته اصلی (نقطه به نقطه و انتشاری) تقسیم میشود.
انواع توپولوژی Point to point
چندین نوع توپولوژی در شبکههای نقطه به نقطه مورد استفاده قرار میگیرد، مانند:
انواع توپولوژی Broadceast
چندین نوع توپولوژی در شبکههای انتشاری مورد استفاده قرار میگیرد، مانند:
2-1 روند پیشرفت شبکههای کامپیوتری
در ابتدا طراحی شبکههای کامپیوتری به صورت موردی و خاص و با معماریهای گوناگون و ناسازگار با یکدیگر انجام میشد و هر شرکت معماری و روش غیر استاندارد خودش را داشت. بنابراین قابلیت اتصال به کامپیوترهای شرکتهای دیگر وجود نداشت و به همین دلیل به آنها شبکههای بسته (Closed Networks) گفته میشد. برای مثال شکل 1 دو کامپیوتر را نشان میدهد که به طور مستقیم به یکدیگر متصل شدهاند. اینگونه شبکهها از نوع شبکههای خصوصی با وسعت یک شرکت (Enterprise Networks) بودند.
دسته بندی | کامپیوتر و IT |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 469 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 33 |
انتقال داده ها، شبکه های کامپیوتری و سیستم های توزیع شده
در دنیای امروز که میتوان آن را عصر اطلاعات نامید، انتقال دادهها (Data Commonication) و شبکههای کامپیوتری (Computer Networks) که حاصل پیوند دو صنعت کامپیوتر و مخابرات است، از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. هدف از پیدایش شبکههای کامپیوتری، اتصال کامپیوترهای مستقل از طریق یک فناوری واحد و قوانین مشخص به منظور انتقال دادهها و اشتراک منابع است. منظور از انتقال دادهها، ارسال و دریافت دادهها به صورت پیوسته آنالوگ یا گسسته دیجیتال بر روی رسانههای مختلف انتقال مانند زوج سیم به هم تابیده، فیبر نوری، هوا و غیره میباشد.
توجه کنید که اینترنت و وب، هیچکدام یک شبکه کامپیوتری نمیباشند. اینترنت (Internet)، شبکه شبکهها است و از به هم پیوستن هزاران شبکه نامتجانس و گوناگون که هر کدام از آنها فناوری و قوانین مخصوص به خودش را دارد به وجود آمده است. اما وب گسترده جهانی (WWW. World Winde Web) نمونهای از یک سیستم توزیع شده است. یک سیستم توزیع شده، مجموعهای از چندین کامپیوتر مستقل است که از دید کاربر به صورت یک سیستم نامرئی (Transparent)، متمرکز (Centeralized) و متجانس به نظر میرسد و کاربر به جای نگرانی در مورد به خاطر سپردن آدرسها (مثلا آدرس اینترنتی IP)، هر چیز را از طریق نام آن فراخوانی مینماید (مثلا در وب همه چیز به صورت سند یا صفحه وب است و از طریق نام URL قابل دستیابی است و این نامها به صورت خودکار توسط خدمتگزارهای نام حوزه به آدرس IP تبدیل میشوند.) همچنین دقت کنید که وب، میان افزار (Middleware) است و یک لایه نرمافزاری میباشد که در یک محیط ناهمگن بر روی سیستم عاملهای متنوع مستقل قرار دارد، اما ایده سیستمهای عامل توزیع شده، وظیفه ایجاد یک تصویر متمرکز از کامپیوترهای مستقل را بر عهده سیستم عامل واحد توزیع شده میسپارد.
کاربردهای شبکه
امروزه با گسترش اینترنت و جهانی شدن وب، کاربردهای شبکههای کامپیوتری از تنوع زیادی برخوردار است که برای نمونه، چند مورد از آنها عبارتند از: جستجو و تحقیق و دسترسی به اطلاعات به روز پراکنده در دنیا، تجارت الکترونیکی، خرید، فروش و حراج کالا، آموزش از راه دور و دانشگاه مجازی، دولت الکترونیکی، درمان از راه دور، کنفرانس صوتی و تصویری از راه دور، کنترل، مدیریت و نظارت بر سیستمهای صنعتی از راه دور، پست الکترونیکی، پیامرسانی فوری، گروههای خبری، گفتگو و گپ زدن، بازی و سرگرمی تعاملی، پخش فیلمهای درخواستی، کمک به ایجاد واقعیت مجازی و دهها کاربرد دیگر.
اجزای شبکه
شبکههای انتقال داده از سه بخش عمده تشکیل میشوند:
کامپیوترهای میزبان (Host) که هدف اصلی ایجاد شبکه، اتصال کامپیوترهای میزبان به یکدیگر است.
پردازندههای واسط مانند هابها (Hub)، تکرار کنندهها (Repeater)، پلها (Bridge)، سوئیچها (Switch) و مسیریابهای (Router) میانی که وظیفه مدیریت شبکه و هدایت ارسال دادهها از مبدأ و مقصد را بر عهده دارند. مدل ریاضی شبکههای کامپیوتری یک گراف است که در آن، گرهها (Nodes) همان پردازندههای واسط هستند.
لینکهای ارتباطی (Link) که در واقع رسانههای انتقال داده هستند و با اتصال گرههای شبکه به یکدیگر انتقال دادهها را بر عهده دارند.
پردازندههای واسط و لینکهای ارتباطی زیر شبکه انتقال داده (Communication Subnet) را تشکیل میدهند.
1-1 طبقهبندی شبکهها
شبکههای کامپیوتری از نظر اندازه و گستردگی جغرافیایی به 5 دسته تقسیم میشوند:
شبکههای شخصی (PAN: Personal Area Networks) که بر روی میز کار یا فاصله چند متری یک شخص هستند. مانند ارتباط بیسیم اجزای کامپیوتر با کامپیوتر شخصی (PC) و دستیار دیجیتالی (PDA) و یا حتی کامپیوتر پوشیدنی (Wearable Computer) شخص.
شبکههای محلی (LAN: Local Area Networks) که دارای گستردگی در حد یک ساختمان یا یک کمپ کوچک میباشند.
شبکههای شهری (MAN: Metropolitan Area Networks) که دارای گستردگی در حد یک شهر میباشند.
شبکههای گسترده (WAN: Wide Area Networks) که دارای گستردگی بیش از حد یک شهر ( در حد استان، کشور یا قاره) میباشند.
شبکههای جهانی که همان شبکه شبکهها یا اینترنت است.
انواع فناوری انتقال
به طور کلی دو نوع فناوری انتقال داده وجود دارد:
نقطه به نقطه (Point to point) یا همتا به همتا (Peer to peer) یا تک پخشی (Unicast) که دادههای ارتباطی از طریق لینکها و گرههای میانی به طور مستقیم بین دو ماشین مبدأ و مقصد مبادله میشود. (مانند شبکههای تلفنی)
انتشاری (Broadcast) که به آن داده پراکن یا پخشی نیز میگویند و در آن همه ماشینها به یک کانال مشترک متصل شده و دادهها بر روی کانال انتقال داده منتشر میشود و کلیه ماشینها به دادهها روی کانال دسترسی دارند (مانند انتشار رادیویی). این ماشینها با توجه به آدرس مقصد بستهها آنها را برداشته یا دور میاندازند.
البته در بعضی از شبکههای انتشاری امکان ارسال دادهها از مبدأ به گروهی از مقصدها وجود دارد که به آن پخش گروهی یا چند پخشی (Multicast) یا (Point to Mutltipoint) گویند.
همبندی (Topology)
منظور از همبندی یا توپولوژی نحوه اتصال گرههای تشکیل دهنده گراف شبکه از طریق لینکهای ارتباطی است. ساختار و توپولوژی شبکههای کامپیوتری بر اساس ماهیت کانالهای (Channel) انتقال داده و فناوری انتقال به دو دسته اصلی (نقطه به نقطه و انتشاری) تقسیم میشود.
انواع توپولوژی Point to point
چندین نوع توپولوژی در شبکههای نقطه به نقطه مورد استفاده قرار میگیرد، مانند:
انواع توپولوژی Broadceast
چندین نوع توپولوژی در شبکههای انتشاری مورد استفاده قرار میگیرد، مانند:
2-1 روند پیشرفت شبکههای کامپیوتری
در ابتدا طراحی شبکههای کامپیوتری به صورت موردی و خاص و با معماریهای گوناگون و ناسازگار با یکدیگر انجام میشد و هر شرکت معماری و روش غیر استاندارد خودش را داشت. بنابراین قابلیت اتصال به کامپیوترهای شرکتهای دیگر وجود نداشت و به همین دلیل به آنها شبکههای بسته (Closed Networks) گفته میشد. برای مثال شکل 1 دو کامپیوتر را نشان میدهد که به طور مستقیم به یکدیگر متصل شدهاند. اینگونه شبکهها از نوع شبکههای خصوصی با وسعت یک شرکت (Enterprise Networks) بودند.