Download
1 / 84
840 likes | 1.09k Views
رشته مدیریت اجرایی پروژه درسی MIS زیر نظر : دکتر بیگ زاد تهیه و تنظیم : وحیده پورعباد نسرین پورتیمور سولماز ادریسی نیمسال اول 92-93. Data Transmission Network Infrastructure. زیربنای شبکه انتقال اطلاعاتی ( WAN , LAN ). زیربنای شبکه انتقال اطلاعاتی ( WAN , LAN ). شبـــکه.
E N D
رشته مدیریت اجرایی پروژه درسی MIS زیر نظر : دکتر بیگ زاد تهیه و تنظیم : • وحیده پورعباد • نسرین پورتیمور • سولماز ادریسی نیمسال اول 92-93
Data Transmission Network Infrastructure زیربنای شبکه انتقال اطلاعاتی (WAN , LAN)
زیربنای شبکه انتقال اطلاعاتی (WAN , LAN)
هر یک از سه قرن گذشته را با یک تکنولوژی خاص به عنوان نماد آن قرن می شناسیم. • قرن هجدهم عصر سیستم های بزرگ مکانیکی و انقلاب صنعتی • قرن نوزدهم عصر بخار • تکنولوژی کلیدی قرن بیستم جمع آوری، پردازش وتولید اطلاعات
تاریخچه شبکه • در سال ۱۹۵۷ نخستین ماهواره، یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد. در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابرقدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به سر می برد. وزارت دفاع امریکا در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا(ARPA) ) را تاسیس کرد. یکی از پروژه های مهم این آژانس تامین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود. در همین سال ها در مراکز تحقیقاتی غیر نظامی که بر امتداد دانشگاه ها بودند، تلاش برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در جریان بود. در آن زمان کامپیوتر های Mainframe از طریق ترمینال ها به کاربران سرویس می دادند. در اثر اهمیت یافتن این موضوع آژانس آرپا منابع مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر از راه دور به یکدیگر را در دانشگاه MIT بر عهده گرفت. در اواخر سال ۱۹۶۰ اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو تای آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه اندازی شد. این شبکه آرپانت نامگذاری شد. در سال ۱۹۶۵ نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز برقرار گردید. در سال ۱۹۷۰ مرکز تحقیقاتی که پارک PARC)) به تحقیقات در زمینه شبکه های کامپیوتری پیوست. تا این سال ها شبکه آرپانت به امور نظامی اختصاص داشت، اما در سال ۱۹۲۷ به عموم معرفی شد..روش اتصال کاربران به کامپیوتر میزبان در آن زمان به این صورت بود که یک نرم افزار خاص بر روی کامپیوتر مرکزی اجرا میشد.
مجموعهای از کامپیوترهای مستقل که به نحوی با یکدیگر اطلاعات و داده مبادله میکنند. ComputerNetworking
استفاده های شبکه اشتراک زمانی: شامل یک کامپیوتر منفرد که چند استفاده گر از طریق پایانه هایی که در اختیاردارند در استفاده از آن سهیم میباشند. (مدل ستاره ای) پردازش اطلاعات غیر متمرکز: اتصال کامپیوترها یا سیستمهای کوچک به هم به صورت ستاره ای ، حلقوی،سلسله مراتبی سیستم اشتراک زمانی
دلايل استفاده از شبکه • استفاده مشترک از منابع • استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی و یا امکانات جانبی رایانه بدون توجه به محل جغرافیایی هر یک از منابع • کاهش هزينه • متمرکز نمودن منابع و استفاده مشترک از آنها و پرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف و استفاده اختصاصی هر کاربر در سازمان
دلايل استفاده از شبکه • قابليت اطمينان • می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی و سیستم ها در شبکه نسخه های دوم و پشتیبان تهیه کرد تا در صورت عدم دسترسی از آنها بهره جست.پشتیبان گیری، کارآیی،فعالیت و آمادگی دایمی سیتم را افزایش میدهد. • کاهش زمان • با ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور توسط شبکه زمان تبادل اطلاعات کاهش می یابد.
دلايل استفاده از شبکه • قابليت توسعه • یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد و به یک شبکه بزرگتر تبدیل شود.(هزینه امکانات و تجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مدنظر است.) • ارتباطات • کاربران می توانند از طریق نوآوری های موجود مانند پست الکترونیکی و یا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان (حتی به صورت فایل) را مبادله کنند.
معایب شبکه • مشکل سرويس دهنده : اگر يك شبكه ی براساس سرويس دهنده را در نظر بگيريد كه تمام برنامه‌هاي كاربردي روي يك سرويس دهنده شبکه نصب شده است و استفاده كنندگان براي اجراي برنامه هاي خود بايد به آن سرويس دهنده وصل گردند، حال اگر اين سرويس دهنده خود دچار مشكل گردد سايرين نخواهند توانست برنامه‌هاي خود را اجرا كنند. • نفوذ برنامه‌هاي مزاحم ويا افراد مزاحم: در خطر افتادن امنيت اطلاعات
مدل های شبکه • در یک شبکه یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده و هم سرویس گیرنده باشد. • یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی و همچنین سیتم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بر عهده دارد را نگهداری کند. • برای آنکه سرویس گیرنده (Client) بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس Server اطلاعات را به Client ارسال خواهد کرد.
مدل های شبکه • شبكه نظیر به نظیر Peer-to-Peer در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی وسیستم عامل شبکه وجود ندارد. هر ایستگاه می تواند به منابع سایر ایستگاه ها در شبکه دسترسی پیدا کند. هر ایستگاه خاص می تواند هم بعنوان Server وهم بعنوان Client عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت وارتقاء دادن نرم افزارهای ایستگاه خود را بعهده دارد. از آنجایی که یک ایستگاه مرکزی برای مدیریت عملیات شبکه وجود ندارد،این مدل برای شبکه ای با کمتر از 10 ایستگاه بکار می رود .
مدل های شبکه • شبكه مبتنی بر سرویس دهنده Server-Based در این مدل شبکه ، یک کامپیوتر بعنوان سرویس دهنده کلیه فایل ها ونرم افزارهای اشتراکی نظیر واژه پرداز ها، کامپایلرها ، بانک های اطلاعاتی وسیستم عامل شبکه را در خود نگهداری می کند. یک کاربر می تواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کرده وفایل های اشتراکی را از روی آن به ایستگاه خود منتقل کند
مدل های شبکه • شبكه سرویس دهنده/سرویس گیرنده Client Server در این مدل یک ایستگاه در خواست انجام کارش را به سرویس دهنده ارائه می دهد وسرویس دهنده پس از اجرای وظیفه محوله ، نتایج حاصل را به ایستگاه در خواست کننده عودت می دهد. در این مدل حجم اطلاعات مبادله شده شبکه ، در مقایسه با مدل مبتنی بر سرویس دهنده کمتر است واین مدل دارای کارایی بالاتری می باشد.
مفهوم گره Nodeوایستگاههای کاری Work Stations • هرگاه شما کامپیوتری را به شبکه اضافه می کنید ، این کامپیوتر به یک ایستگاه کاری یا گره تبدیل می شود. • یک ایستگاه کاری ؛ کامپیوتری است که به شبکه الصاق شده است و در واقع اصطلاح ایستگاه کاری روش دیگری است برای اینکه بگوییم یک کامپیوتر متصل به شبکه است. • یک گره چگونگی وارتباط شبکه یا ایستگاه کاری ویا هر نوع ابزار دیگری است که به شبکه متصل است وبطور ساده تر هر چه را که به شبکه متصل والحاق شده است یک گره گویند.برای شبکه جایگاه وآدرس یک ایستگاه کاری مترادف با هویت گرهاش است.
پارامترهای مهم در طراحی شبکه 1 - اندازه سازمان2 - سطح امنیت 3 - نوع فعالیت4 - سطح مدیریت5 - مقدار ترافیک6 - بودجه
یک شبکه را می توان از جنبه های زیر مورد بررسی قرار داد: • سخت افزار: که همان تجهیزات رایانهای است که در یک شبکه تعریف می شوند. • نرم افزار: که همان نرمافزارهای خاص شبکه میباشند. • رسانه های ارتباطی: وسایل و تجهیزات انتقال داده در شبکه هستند. • پروتکلهای ارتباطی: که شامل قواعد انتقال داده هستند. • کاربردها: انواع کاربردهایی که بر روی شبکه قابل طراحی و بکارگیری است.
اجزاء شبکه : اجزا اصلی یک شبکه کامپیوتری عبارتند از : • کارت شبکه : NIC- Network Interface Cardبرای استفاده از شبکه وبرقراری ارتباط بین کامپیوتر ها از کارت شبکه ای استفاده می شود که در داخل یکی از شیارهای برد اصلی کامپیوتر های شبکه " اعم از سرویس دهنده وگیرنده " بصورت سخت افزاری وبرای کنترل ارسال ودریافت داده نصب میگردد. • رسانه انتقالTransmission Medium:رسانه انتقال کامپیوتر ها را به یکدیگر متصل کرده وموجب برقراری ارتباط بین کامپیوتر های یک شبکه می شود . برخی از متداولترین رسانه های انتقال عبارتند از : کابل زوج سیم بهم تابیده wisted- Pair ، کابل کواکسیال Coaxial وکابل فیبر نوری FiberOptic • سیستم عامل شبکهNOS- Network Operating System:سیستم عامل شبکه برروی سرویس دهنده اجرا می شود و سرویس های مختلفی مانند: اجازه ورود به سیستم Login، رمز عبور Password، چاپ فایل ها Printfiles، مدیریت شبکه Net work management را در اختیار کاربران می گذارد.
پروتكل • پروتكل ، مجموعه قوانين لازم به منظور مبادله اطلاعات بين كامپيوترهاي موجود در يك شبكه را مشخص مي نمايد. اين قرارداد ها وقوانين بصورت نرم افزاري در سيستم براي ايجاد ارتباط ايفاي نقش مي كنند. پروتكل یا قرارداد ، در واقع زبان مشترك كامپيوتري است كه براي درك وفهم رايانه بهنگام در خواست وجواب متقابل استفاده مي شود • TCP/IP ، اترنت وOSI ازپروتكل هاي رايج در شبكه مي باشند • پروتكل ها از استانداردهايي استفاده مي كنند و هر كدام براي انتقال اطلاعات و ارتباط با يكديگر از لايه هاي ارتباطي مختلفي استفاده مي نمايد
انواع شبکه از لحاظ تکنولوژی انتقال • 1- ارتباطات پخشی :در این نوع شبکه وقتی یک ماشین ارسال کند بقیه همگی دریافت خواهند کرد.مثل شبکه bus. • مدیریت پیچیده کانال • امنیت کم • کارایی پایین • broadcasting • multicasting • 2- ارتباطات همتا به همتا • بین تک تک کامپیوتر ها مسیر ارتباطی مستقل وجود دارد • مهمترین چالش پیدا کردن کوتاهترین مسیر است • هزینه بالا • امن • کارایی بالا
انواع شبکه از لحاظ مقیاس بزرگی (جغرافیایی) • LAN(Local Area Network) • MAN (Metropolitan Area Network) • WAN (Wide Area Network )
شبکه هاي LAN: اين نوع شبكه ها كه در محيط محدود كاربرد دارند در داخل يك ساختمانو يا ساختمان هاي نزديك به هم مورد استفاده قرار ميگيرد. شبكه هاي محلي براي اتصال رايانه ها در دفاتر شركتها و ... به كار ميرود. اين نوع شبكه ها سريع ترين رشد را در ميان صنعت ارتباطات داشته اند. سرعت انتقال داده ها در اين نوع از شبکه ها بالاست.(10Mbps-10Gbps) • شبکه هاي MAN: اين نوع شبکه ها نسبت به شبکه هاي LAN از وسعت بيشتري برخوردارند. از اين شبکه براي اتصال کامپيوترها دريک منطقه مانند يک شهر استفاده مي شود. ارتباطات دراين نوع از شبکه ها معمولا از طريق لينک هاي فيبر نوري يا امواج Microwave امکان پذير مي شود. • شبکه هاي WAN: از اين نوع شبکه ها معمولا براي اتصال شبکه هاي LAN وMAN به يکديگر استفاده مي شوند. اين نوع شبکه وسعت بيشتري را پوشش مي دهند.سرعت انتقال داده ها در اين نوع از شبکه ها پائين است.
Enterprise • به شبکه های متعلق به یک سازمان، گروه، موسسه، دانشگاه ، شرکت و ... گفته می شود که از لحاظ اندازه می توانند کوچک (LAN)، متوسط (MAN) یا بزرگ(WAN) باشند.
شبکه هاي محلي LAN • ارتباط واتصال بیش از دو یا چند رایانه در فضای محدود یک سازمان از طریق کابل شبکه وپروتکل بین رایانه ها وبا مدیریت نرم افزاری موسوم به سیستم عامل شبکه را شبکه محلی گویند. کامپیوتر سرویس گیرنده باید از طریق کامپیوتر سرویس دهنده به اطلاعات وامکانات به اشتراک گذاشته دسترسی یابند. همچنین ارسال ودریافت پیام به یکدیگر از طریق رایانه سرویس دهنده انجام می گیرد.
مشخصات شبکه های محلی LAN • برای فواصل محدود در حداکثر چند کیلومتر • برای ادارات و سازمانها و نهادهای کوچک • طول فیزیکی کانال انتقال کم • تعداد ایستگاهها کم • معمولا سرعت 100 Mbps
خصوصیات شبکه های LAN • اساسا در محیط های کوچک کاری قابل اجرا وپیاده سازی می باشند. • از سرعت نسبتا بالایی برخوردارند. • دارای یک ارتباط دایمی بین رایانه ها از طریق کابل شبکه می باشند.
خصوصیات یک طرح خوب LAN • طول موج زیاد باشد تا میزان انتقال داده ها بالا باشد • نسبت خطا پایین باشد(سازگاری و هماهنگی بین سیستمها) • هزینه نصب و اجرا پایین باشد.
شبکه هاي LAN محاسن زيادي در اشتراک گذاري منابع و بهبود ارتباط دارند. • در به اشتراک گذاري منابع از ميزان هزينه و زمان مي کاهند. • ذخيره سازي داده به شکل متمرکز براي دسترسي به شکل اشتراکي ممکن است. • امنيت داده ها با وجود مکانيزم هاي محافظت از داده ها افزايش مي يابد. • تحمل پذيري اشکال (Fault Tolerance) با ايجاد Replication وMirror از داده ها افزايش مي يابد. • ارتباطات اداري را نيز با استفاده از سرويس Email و زمانبندي برنامه هاي کاربردي مرتبط با آن، ميتوان افزايش داد. • دسترسي به اينترنت براي تمامي کاربران از طريق روتر مرکزي امکان پذير مي شود.
محاسن شبکه محلی LAN • افت سیگنال کم و نرخ خطا پایین • نرخ ارسال بسیار بالا سرعت مبادله بسیار زیاد • تاخیر انتشار بسیار ناچیز • با توجه به محدود بودن ایستگاهها مدیریت شبکه آسانتر است • پایین بودن هزینه نصب و راه اندازی • شبكه در اختيار سازمان است • سازمان كاربر تكنولوژي را انتخاب مي كند • سازمان كاربر شبكه را مديريت می كند
تقسیم بندی شبکه های محلی • شبکه هایی که با استفاده از PC ها ،مجاز به برداشت اطلاعات ازیک پایگاه داده های مرکزی هستند، اما این PC ها نمیتوانند باهم مبادله داشته باشند،این دسته ارزانتر است. • شبکه هایی که ارتباط بین PC ها مجاز هست، این دسته برای کارکنانی که روی یک سری داده یا اطلاعات کار زنجیره ای انجام میدهند بهتر است. • هر LAN یا شبکه محلی توپولوژی یا چیدمان هندسی خود را دارد.
سه متغیر مهم LAN • توپولوژی • کنترل دستیابی • رسانه انتقال پیام
توپولوژی هایLAN • شبکه حلقوی : شبکه حلقوی که به آن loop نیز میگویند از تعدادی نود با ابزارهای دریافت کننده تشکیل شده که به یک رسانه دائمی وصل میباشند. • شبکه خطی : در این شبکه سیستمها از طریق یک کابل مشترک که به آن Bus میگویند به یکدیگر مرتبط میشوند. از این نظر که ایستگاههای دریافت کننده و نودها به یک رسانه متصلند شبیه شبکه حلقوی است اما تفاوت آن با شبکه حلقوی این است که یک حلقه کامل نیست. • شبکه ستارهای : این شبکه از شاخههایی تشکیل شده که از یک نود مرکزی که معمولاً یک سرور میباشد منشعب میشوند. • شبکه ترکیبی : ترکیبی از انواع شبکههای یاد شده میتواند طراحی و بر حسب نوع کاربرد ایجاد شود که به آن شبکه ترکیبی میگویند مانند ستارهای- حلقوی • در سازمانها معمولاً از یک توپولوژی خاص استفاده نمیشود و معمولاً ترکیبی از توپولوژیها وجود دارد و تکنولوژی شبکه میتواند توپولوژیهای مختلف را با هم اداره کند.
مدلهاي ارتباطي شبكه هاي محلي(LAN) • مـدل Bus • مـدلRing • مـدلStar
نوع شبکه امنیت قابلیت اطمینان کارایی • Bussno کم پایین • Ringno کم پایین • (هاب)Staryes خیلی کم خوب • (سوییچ)Staryesدر صورت استفاده از backupمناسب خیلی خوب
سه متغیر مهم LAN • توپولوژی • کنترل دستیابی • رسانه انتقال پیام
روشهایکنترل دستیابی • در این روشها، توانایی یک نود خاص در یک شبکه ایستگاهی یا حلقوی برای توزیع پیام در رقابت با نودهای دیگر استفاده کنند، از رسانه مشخص میشود. در این روشها از دو استراتژی عمده بهره میگیرند: • کنترل توام با رقابت • کنترل بدون رقابت • یکی از استراتژیهای رقابتی CSM/CD میباشد که در سیستمهای Ethernet متداول است و هر نود در خلال انتقال پیام خودش به پیامهای دیگر گوش میدهد و وقتی برخورد پیش میآید، سکوت میکند. • از روشهای بدون رقابت بیشتر در حلقههای استفاده میشود. متداولترین روشها عبارتند از: • سیستم انتخابی: در این سیستم پیام خاص در گردش آمده و به هر نود که برسد، فقط آن نود پیام ارسال میکند. • سیستم اسلات: مانند سیستم token عمل میکند با این تفاوت که بجای وجود یک نشانه، تعدادی slot میچرخند که با عبور از نودها ممکن است چند بسته دادههای داخل آنها قرار میگیرد.
سه متغیر مهم LAN • توپولوژی • کنترل دستیابی • رسانه انتقال پیام
رسانه انتقال پیام • کابل دولاتاب : این کابل تقریباً ارزانترین رسانه است. به راحتی در دسترس قرار گیرد. کاربری آن آسان است و انعطافپذیری بالایی دارد اما خطای آن تقریباً زیاد است و سرعت انتقال دادهها متوسط میباشد. • کابل دولایه : طول موج آن بالاتر و کابل لایهای است و عملکرد آن نیز بهتر است. میزان انتقال داده در آن بالاست اما نسبتاً گران است و براحتی مورد سرقت قرار میگیرد یعنی امنیت آن پایین است وکار کردن با آن نیز چندان آسان نیست. • فیبر نوری : میزان خطا در آن پایین است و طول موج آن نسبتاً زیاد است. اما هزینهی آن نسبتاً زیاد است و کار با آن نیز مشکل است.
