آموزش شبکه

شبکه کامپیوتری چیست؟

قدم اول در آموزش شبکه کامپیوتری، آشنایی با مفهوم آن است. در این قسمت با مفهوم شبکه و کلیات آن آشنا خواهیم شد. شبکه‌ رایانه‌ای بستری است برای ارتباط چند پایانه کامپیوتری باهم، که این پایانه‌ها توانایی ارسال و دریافت داده از طرف یکدیگر را دارند. این ساده ترین تعریف شبکه است. 

هدف اصلی در شبکه‌های کامپیوتری، دو چیز است:

1.  برقراری ارتباط یا همان ارسال و دریافت داده.
2.  اشتراک منابع‌ بین پایانه‌های مختلف. شبکه‌های کامپیوتری برای ارتباط و اشتراک از یک رسانه استفاده می‌کنند.

 رسانه شبکه، همان تکنولوژی‌ای است که از آن برای برقرای ارتباط بین چند سیستم استفاده می‌شود. از مهم‌ترین رسانه‌های شبکه می‌توان به: کابل فیبرنوری، تکنولوژی بی‌سیم مثل امواج رادیویی، سیم مسی و... اشاره کرد.

 اما سازوکار ارسال داده از طریق این رسانه‌ چگونه است؟ داده‌ها در رایانه به صورت صفر و یک ذخیره می‌شوند اما این صفر‌ها و یک‌ها وجودیت فیزیکی ندارند، بلکه از طریق ماهیت‌های فیزیکی همچون ولتاژ، پالس نور، فرکانس‌های مختلف و... شناخته و ذخیره می‌شوند. به عنوان مثال، در حافظه‌ی اصلی کامپیوتر شما (RAM) ولتاژ صفر به معنی بیت صفر و ولتاژ یک به معنی بیت یک در نظر گرفته می‌شود.

حال با این توضیحات به بحث شبکه بازگردیم، بیت‌ها چگونه از طریق شبکه منتقل می‌شوند؟ برای انتقال بیت‌ها باید از یک ماهیت فیزیکی استفاده کرد، که به رسانه بستگی دارد. وابسته به رسانه، شما باید از داده‌های خود یک سیگنال بسازید که رسانه شبکه با آن سازگار باشد. به عنوان مثال، اگر رسانه شبکه شما، فیبر نوری است، پس سیگنال و کد شما باید پالس‌ نور باشد. 

حال که با نحوه‌ی ارسال داده آشنا شدید، بیاید نگاهی به یک مثال بیاندازیم: شما در حال قدم زدن هستید و یک مرد اسپانیایی از آن سمت خیابان در حال گذر است و آدرس نزدیک‌ترین رستوران را می‌خواهد، اما از آن‌ جایی که شما زبان اسپانیولی نمی‌دانید، نه می‌فهمید که او چه می‌گوید، نه می‌توانید راهنماییش کنید. به عبارتی رسانه‌ی انتقال بین شما صوت است، داده نیز در حال انتقال است، اما چون شما با یک زبان مشترک صحبت نمی‌کنید، عملا داده‌ای میان شما رد و بدل ‌نمی‌شود.

زبان مشترک در شبکه‌های کامپیوتری، پروتکل است! پروتکل زبان مشترک است که پایانه‌ها بوسیله‌ی آن با هم ارتباط برقرار می‌کنند. بهتر است نگاهی دقیق‌تر به مفهوم پروتکل بیاندازیم.

قدم بعدی در یادگیری شبکه؛ پروتکل چیست؟

در دوره‌های شبکه بعد از آشنایی با مفهوم کلی، باید به سراغ پروتکل رفت. پروتکل قانون است، چارچوب! قانونی که تعیین می‌کند نحوه‌ی ارتباط دو پایانه در شبکه چگونه است. اگر بخواهیم نگاهی به مثال بخش قبل بیاندازیم، اگر پروتکل ارتباط شما و آن توریست اسپانیایی مثلا زبان انگلیسی بود، شما قادر به برقرای ارتباط قابل فهم با یکدیگر بودید.

با توجه به مسائلی مختلفی همچون رسانه انتقال، توپولوژی شبکه، که بعدا به معرفی آن خواهیم پرداخت، پروتکل‌های شبکه تعیین می‌شود. پروتکل‌‌های مختلفی همانند tcp/ip یا ftp وجود دارند که هر کدام کاربرد وامکانات خاص خود را دارند. با هم نگاهی به بعضی از امکاناتی که پروتکل‌ها ارائه می‌دهند، می‌اندازیم:

• اعلام پذیرش بسته (packet acknowledgment): پایانه مقصد با یک پیام به پایانه مبدا اطلاع می‌دهد که بسته دریافت شده. این‌گونه کامپیوتر مبدا مطلع می‌شود که نیازی به ارسال مجدد بسته نیست. 
•  بخش بندی (segmentation): شکستن داده‌های طولانی به بخش‌های کوچکتر. اندازه‌ی این بخش‌های کوچکتر هم‌خوان با ظرفیت رسانه انتقال داده است.
• کنترل جریان (flow control): پایانه مقصد به پایانه مبادا اطلاع می‌دهد که سرعت انتقال داده کم یا زیاد است.
• تشخیص خطا (error detection): کد‌‌های بخصوصی که پایانه مقصد با چک کردن آنها از صحت بسته دریافتی اطمینان حاصل می‌نماید.
• تصحیح خطا (data correction): پیام‌هایی که پایانه‌ی مقصد برای پایانه مبدا ارسال و آن را در جریان خرابی بعضی از بسته‌ها قرار می‌دهد.
• فشرده سازی (data compression): الگوریتمی که از طریق آن اقدام به فشرده سازی و کاهش حجم بسته‌ ارسالی می‌شود. این مورد برای کاهش ترافیک شبکه استفاده می‌شود.
• کد گذاری داده (data encryption): مکانیزمی که از طریق آن داده‌های ارسالی کد گذاری می‌شوند. کاربرد این مورد در امنیت شبکه است.

در شبکه های کامپیوتری پروتکل‌ها مختلف در رابطه و همکاری با هم، باعث پیش‌برد اهداف شبکه می‌شوند. سازکار همکاری و اینکه هر پروتکل باید در چه مرحله‌ای فعالیت کند، با بخش‌هایی به نام لایه مشخص می‌شود، که این لایه‌ها مدل‌های گوناگون مرجع را تشکیل می‌دهند.

کار این مدل‌های مرجع تعیین نقشه‌ی همکاری بین پروتکل‌ها است. در حقیقت همان‌طور که بدون طرح و نقشه نمی‌توان یک خانه ساخت، بدون مدل مرجع هم نمی‌توان آجرهای ساختمان پروتکل‌ها را روی هم چید.

با هم دیدیم که داده از چه طریق و با چه الگویی در بستر شبکه نشر داده‌ می‌شوند. تا بدین جای مطلب باید فهمیده باشید که رسانه و پروتکل شبکه چیست. در حین معرفی پروتکل به یکی دیگر از مولفه‌های شبکه‌های کامپیوتری اشاره کردیم: توپولوژی، حال وقت آن است که با هم نگاهی به مفهوم توپولوژی بیاندازیم.

منبع : https://academyit.net/departments/network