آشنایی با مبانی اولیه شبکه های کامپیوتر

در این مقاله به مبانی شبکه های کامپیوتری، نحوه کار شبکه و نحوه استفاده از دستگاه های مختلف برای ساخت شبکه می پردازیم. شبکه های کامپیوتری سال هاست که وجود دارند و با گذشت زمان فناوری ها سریعتر و ارزانتر شده اند. شبکه های کامپیوتری از دستگاه های مختلفی ساخته شده اند (کامپیوترها، سوئیچ ها، روترها و غیره) که به وسیله کابل شبکه یا وایرلس به یکدیگر وصل شده اند. دانستن مبانی شبکه و چگونگی قرار گیری شبکه ها در کنار هم یک گام مهم در ساخت شبکه های بی سیم است.

مبانی شبکه کامپیوتر
مبانی شبکه کامپیوتر - کلاینت و سرور

یک رابطه مهم در شبکه های مرتبط با کلاینت و سرور وجود دارد. سرور کامپیوتری است که دارای محتوا و خدماتی مانند وب سایت، فایل های رسانه ای و یا برنامه چت است. یک مثال خوب در مورد سرور؛ سیستمی است که به درخواست هایی که شما در صفحه جستجوی گوگل انجام می دهید پاسخ می دهد.
کلاینت یک سیستم دیگر مانند لپ تاپ یا گوشی هوشمند است که از آن برای ارسال درخواست، دانلود فایل و یا مشاهده محتوا استفاده می کنید. کلاینت از طریق شبکه برای تبادل اطلاعات وصل می شود. به عنوان مثال وقتی شما در مرورگر وب خود برای موضوعی سرچ می کنید سیستم شما کلاینت است و سیستمی که به درخواست شما پاسخ می دهد سرور است.
در مثال زیر دو کامپیوتر با استفاده از کابل اترنت به هم وصل شده اند. این کامپیوترها قادر به دیدن یکدیگر و براقراری ارتباط از طریق کابل هستند. کامپیوتر کلاینت از سرور یک وب سایت را درخواست می کند و وب سایت از سرور تحویل داده می شود و در مرورگر وب کلاینت نمایش داده می شود.

 
مبانی شبکه – ارتباط بین کلاینت و سرور

بیشتر درخواست ها و تحویل محتوا در شبکه ها شبیه به هم هستند و بر اساس شبکه کلاینت و سروری کار می کنند. در یک شبکه، سرور تقریبا در هر جایی می تواند قرار داشته باشد و اگر کلاینت آدرس آن را داشته باشد می تواند به محتوای روی سرور دسترسی داشته باشد.
مثال:
کلاینت – گیرنده رادیویی ماشین شما
سرور – ایستگاه رادیویی


آدرس های IP در مبانی شبکه کامپیوتری

برای ارسال و دایرکت داده ها از طریق شبکه، کامیپوتر ها باید بتوانند مقصد و مبدا را شناسایی کنند. این هدف با استفاده از آدرس IP یا همان پروتکل اینترنت میسر می شود. IP فقط مجموعه ای چهار عدد بین 1 و 254 است که با استفاده از نقطه از هم جدا شده اند. نمونه ای از آدرس آی پی 173.194.43.7 است.
آدرس آی پی درست مانند آدرس خیابان است. قسمت هایی از این آدرس توصیف می کنند که ساختمان شما در کجای جهان واقع شده است. بخش دیگری به استان یا شهر اشاره دارد و بخش دیگر به منطقه داخل آن استان یا شهر و در نهایت به خیابانی که ساختمان شما در آن واقع شده اشاره دارد.
در تصور زیر شما می توانید خیابان 192.168.1 را مشاهده کنید که در آن سه خانه واقع شده است.

آموزش اولیه مبانی شبکه کامپیوتر
مبانی شبکه – نحوه تخصیص آدرس IP

آدرس های کامل این خانه ها عبارتند از 192.168.1.20, 192.168.1.21 و  192.168.1.22
انواع آدرس های IP یا طبقه بندی های مختلفی وجود دارد. یک شبکه می تواند عمومی یا خصوصی باشد. آدرس های IP عمومی در هر نقطه از اینترنت قابل دسترسی است. آدرس های IP خصوصی اما اینطور نیستند و معمولا در پشت دستگاه ها با آدرس IP عمومی پنهان می شوند.
در اینجا می توانیم یک مثال را مشاهده کنیم. خیابانی با دو ساختمان وجود دارد که آدرس IP عمومی دارند (کامپیوترهایی با آدرس های IP عمومی که در کل اینترنت قابل مشاهده هستند). این ساختمان ها ممکن است در هر جای دنیا باشند اما آدرس آنها کامل است، بنابراین ما دقیقا می دانیم که کجا هستند و می توانیم برای آنها پیام ارسال کنیم.

آی پی در شبکه کامپیوتر
 
برای مشاهده مثالی از نحوه استفاده از آدرس های IP عمومی و خصوصی، بیاید نگاهی به خیابان 192.168.1 بیندازیم. ما یک ساختمان جدید در خیابان داریم. این ساختمان دارای یک آدرس IP عمومی و یک آدرس IP خصوصی است. همچنین حصاری وجود دارد که بقیه اینترنت را از دیدن و انتقال پیام به این آدرس منع می کند.
 
اداره پست پیام هایی که بین اینترنت و خیابان انتقال داده می شوند را پیگیری می کند و پیام هایی که از آن خارج می شود را کنترل می کند و پیام های برگشتی را به خانه های درست هدایت می کند. این خانه در خیابان، آدرس 192.168.1.1 را دارد و در اینترنت دارای آدرس 74.10.10.50 است.

آموزش اولیه مبانی شبکه کامپیوتر


هاب و سوئیچ شبکه
به طور سنتی، کامپیوترها با استفاده از کابل ها به هم متصل می شوند و شبکه ایجاد می کنند. کابل مورد استفاده در اکثر مواقع اترنت است که از چهار جفت سیم که درون یک پوشش پلاستیکی قرار داده شده اند تشکیل شده است. از نظر فیزیکی این کابل شبیه به کابل تلفن است اما می توانید داده های بیشتری را از آن انتقال دهید.
اما کابل ها و کامپیوترها به تنهایی شبکه خوبی را ایجاد نمی کنند، بنابراین یک راه حل استفاده از هاب شبکه بود. کابل های اترنت از کامیپوتر به دستگاه هاب متصل می شوند. نمونه ای از نحوه کار هاب در تصویر زیر نشان داده شده است. کامپیوتر A می خواهد یک پیام را به کامپیوتر B ارسال کند. این پیام از طریق کابل اترنت به هاب ارسال می شود، بعد هاب پیام را به همه کامیپوترهای متصل ارسال می کند.

نحوه کار هاب شبکه
 
مبانی شبکه – نحوه کار هاب در شبکه کامیپوتری
اگر تعداد زیادی از سیستم ها به صورت همزمان پیام ارسال کنند، شبکه ای که از هاب استفاده می کند می تواند کند شود زیرا ممکن است همزمان سعی در ارسال پیام داشته باشد و هاب سردرگم می شود. برای کمک به این مشکل، شبکه ها شروع به استفاده از دستگاه دیگری به نام سوئیچ کردند، به جای تکرار تمام پیام های وارد شده، یک سوئیچ فقط پیام را به مقصد مورد نظر ارسال می کند. این کار تکرار غیر ضروری پیام ها توسط هاب را از بین می برد.
با استفاده از سوئیچ، کامپیوتر A پیامی را به کامپیوتر B ارسال می کند، سایر سیستم ها این پیام را نمی بینند در نتیجه کامپیوترها می توانند پیام ها را به صورت همزمان و بدون تداخل ارسال کنند.


نحوه کار سوئیچ شبکه 
مبانی شبکه – نحوه کار سوئیچ در شبکه کامیپوتری
سوئیچ ها هم محدودیت دارند و فقط آدرس تجهیزات شبکه ای که مستقیما به آن وصل شده اند را می دانند. بنابراین، شما فقط می توانید پیام ها را به تعداد کمی از دستگاه ها ارسال کنید و در صورت نیاز به ارسال پیام به سیستم های موجود در شبکه های دیگر باید از روتر استفاده شود.

روترها و فایروال ها
روترها اکثر کارهای سخت را در یک شبکه کامپوتری  انجام می دهند، انها تمام پیام هایی که به شبکه ارسال می شود را دریافت می کنند و تصمیم می گیرند که این پیام ها از کدام شبکه ها انتقال داده شوند و بهترین مسیر را برای ارسال پیام ها انتخاب می کنند. به طور کلی می توان کار روترها را به سه دسته زیر تقسیم کرد:
روترها شبکه ها را به بخش هایی جدا از هم تقسیم می کنند و یا شبکه های مختلف را به هم متصل می شکند. شبکه خصوصی خیابان 192.168.1 با یک آدرس IP عمومی به اینترنت وصل می شود

.
روترها می توانند آدرس IP اختصاص دهند. به عنوان مثال اگر در خیابان 192.168.1 خانه جدیدی ساخته شود به این خانده آدرس آی پی اختصاص داده می شود. این آدرس با استفاده از پروتکلDHCP اختصاص داده می شود.


روترها می توانند پیام ها را فیلتر کنند و یا کاربران غیر مجاز را از شبکه های خصوصی دور نگه دارد. اکثر روترها دارای فایروال داخلی هستند. این فایروال به صورت نرم افزاری پیام های ناخواسته را دور نگه می دارد و بخش خصوصی شبکه حفظ می شود.
اجازه دهید نگاهی به خیابات 192.168.1 بیندازیم. همانطور که مشخص است، ساختمان ادراه پست به عنوان روتر عمل می کند.

آموزش اولیه مبانی شبکه کامپیوتر
 
در این حالت اداره پست با استفاده از آدرس عمومی و خیابان هایی که دارای آدرس خصوصی هستند پیام ها را مابین مابقی اینترنت تبادل می کنند.

Learn Networking Basic