شبکه چیست؟
شبکه (Network) به دستگاههای محاسباتی مانند لپ تاپ، کامپیوترهای رومیزی، سرورها، چاپگرها، گوشیهای هوشمند و تبلتها و مجموعهای از دستگاههای اینترنت اشیاء مانند دوربینها، قفل درها، زنگها، سیستمهای صوتی و بصری، ترموستاتها و غیره اشاره دارد؛ اما در یک مفهوم سازمانی، باید گفت که شبکه معمولاً به شبکههای کامپیوتری اطلاق میشود که چندین کامپیوتر با امکان دسترسی به بخشهای مختلف، به یکدیگر متصل میکند. برای شناخت بیشتر اصطلاح شبکه با پینگونت همراه باشید.
نحوه کار شبکه کامپیوتری
دستگاههای تخصصی مانند سوئیچها، روترها و دیگر نقاط دسترسی، پایه و اساس شبکههای کامپیوتری (Computer Networking) را تشکیل میدهند. سوئیچها با کامپیوترها، چاپگرها، سرورها و سایر دستگاههای متصل به شبکههای سازمانها ارتباط دارند تا به آنها در بهینه کردن امور عملیاتی کمک کنند.
نقاط دسترسی سوئیچهایی هستند که دستگاهها را بدون استفاده از کابل به شبکهها متصل میکنند. روترها شبکهها را به شبکههای دیگری متصل کرده و به عنوان «عنصر توزیع کننده» عمل میکنند. روترها دادههایی را که قرار است از طریق یک شبکه ارسال شوند را تجزیه و تحلیل میکنند، بهترین مسیرها را برای آن دادهها انتخاب کرده و عملیات ارسال را انجام میدهند.
روترها کسب و کار شما را به دنیا متصل کرده و به محافظت از اطلاعات در برابر تهدیدات امنیتی کمک میکنند. در حالی که سوئیچها و روترها از چندین جهت با هم متفاوت هستند، یک تفاوت اصلی نحوه شناسایی این دستگاهها را راحت کرده است. سوئیچ لایه 2 یک دستگاه را با آدرس MAC (یک کارت شبکه با شناسه ۱۲ کاراکتری) شناسایی میکند. روتر لایه 3، اتصال یک دستگاه را با یک آدرسIP اختصاص داده شده به شبکه شناسایی خواهد کرد.
امروزه اکثر سوئیچها دارای سطحی از عملکرد مسیریابی هستند. آدرسهای MAC و IP به ترتیب دستگاهها و اتصالات را در شبکه تعریف میکنند. آدرس MAC عددی میباشد که توسط سازنده دستگاه به کارت رابط شبکه (NIC) اختصاص داده شده و آدرس IP عددی نیز است که به یک اتصال شبکه اختصاص داده شده است.
تاریخچه شبکه کامپیوتری
«لئونارد کلاین راک» در سال 1961 ایده ARPANET (یکی از قدیمیترین شبکههای کامپیوتری) را در مقاله خود به نام جریان اطلاعات در شبکههای ارتباطی بزرگ، مطرح کرد. در آن زمان شبکه تلفن تاثیرگذارترین شبکه در جهان بود. در یک شبکه تلفنی، اطلاعات با استفاده از سوئیچینگ مدار از فرستنده به گیرنده منتقل میشدند. از آنجایی که کامپیوترها مهم شدند و در عین حال هزینهبَر بودند، اتصال کامپیوترها برای اشتراک گذاری با کاربران در مکانهای جغرافیایی مختلف، ضروری بود.
سه گروه تحقیقاتی از نقاط مختلف جهان شروع به ابداع مفهوم سوئیچینگ کردند. لئونارد کلاین راک اولین کار خود را در مورد روشهای سوئیچینگ بسته منتشر کرد. برای منابع ترافیک شلوغ، کار کلاین راک اثربخشی رویکرد سوئیچینگ بسته را نشان داد. در موسسه رند، «پل باران» در این زمان شروع به بررسی استفاده از سوئیچینگ بسته در شبکههای نظامی کرد.
در همین حال، ایدههایی در مورد سوئیچینگ بسته نیز در آزمایشگاه ملی فیزیکی در انگلستان توسط «دونالد دیویس» و «راجر اسکنتلبری» توسعه یافت. در سال 1969، سوئیچینگ بسته برای اولین بار توسط ARPANET استفاده شد. ARPANET توسعه را در سال 1966 آغاز کرد و UCLA و SRI اولین دو گروهی بودند که به طور رسمی ARPANET را در سال 1969 راه اندازی کردند.
در آوریل 1969، اولین RFC (درخواست نظرات) به عنوان سندی ظاهر شد که اطلاعاتی در مورد ارتباطات کامپیوتری ارائه میکرد. پروتکلها و رویههای هر RFC دارای یک عدد منحصر به فردی هستند اولین IMP (پردازنده پیام رابط) و سوئیچ شبکه در 29 اوت 1969 به دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس ارسال شد.
اولین انتقال داده در ARPANET با استفاده از IMP ارسال شد. به طور رسمی، اینترنت زمانی متولد شد که اولین انتقال داده بین UCLA و SRI در 29 اکتبر 1969 اتفاق افتاد. در سال 1973، با معرفی رسمی فناوری VoIP (صدا روی پروتکل اینترنت) و قابلیتهای آن، یک تماس آزمایشی VoIP برقرار شد.
در سال 1974، اولین روترها در زیراکس مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه 80، «بیل یگر» که محققی در دانشگاه استنفورد بود، روتر چند پروتکلی را توسعه داد. پیامدهای تجاری این فناوری روتر توسط «لئونارد بوزاک» و «سندی لرنر» کارکنان فناوری اطلاعات استنفورد توسعه پیدا کرد.
یک نسخه اصلاح شده از روتر Yeager توسط لئونارد و سندی توسعه یافت که منجر به تشکیل سیسکو سیستمز در سال 1984 شد. رابرت متکالف و دیوید بوگز اولین نمونه اترنت را ساختند که دادهها را با سرعت 2.94 مگابایت در ثانیه در یک مرکز تحقیقاتی زیراکس در پالو آلتو، کالیفرنیا در سال 1973 منتقل میکرد.
اترنت در سال 1975 پس از انجام آزمایشهای بیشتر توسط زیراکس به ثبت رسید. تعداد دستگاههایی که میتوانستند به یک شبکه LAN متصل شوند، محدود شدند زیرا فناوریهای اترنت با استفاده از رسانههای CSMA/CD کار میکردند. کنترل دسترسی مفهوم LAN مجازی یا VLAN در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 برای حل مشکل افزایش ترافیک در شبکههای محلی با تعداد زیادی دستگاه متصل توسعه یافت.
این فناوری میتواند به طور منطقی یک LAN واحد با یک دامنه پخش واحد را به دو یا چند LAN منطقی تقسیم کند که هر کدام دامنه پخش خود را دارند. استاندارد IEEE 802.1Q برای استانداردسازی VLAN و ترانکینگ چندین VLAN در سراسر uplinkهای شبکه معرفی شد.
فایروالی که هنوز هم استفاده میشود، توسط Check Point Software Technologies در سال 1993 اختراع شد. فایروال شبکه Check Point تنها بر روی حفاظت و یکپارچگی دادهها تمرکز داشتند. سپس فناوری وای فای به موفقیت بزرگی رسید. استیو جابز از اپل نقشی حیاتی در محبوب شدن سریع فناوری بیسیم ایفا کرد. استیو در کنفرانس Macworld سال 1999، فنآوریهای وای فای اصلی iBook و Airport را معرفی کرد.
اینترنت در واقع شبکهای از شبکههاست که میلیاردها دستگاه دیجیتال را در سراسر جهان به هم متصل میکند. پروتکلهای استاندارد امکان ارتباط بین این دستگاهها را فراهم مینمایند. این پروتکلها شامل پروتکل انتقال فرامتن (http در جلوی همه آدرسهای وبسایت) هستند.
پروتکل اینترنت یا آدرسهای IP، اعداد شناسایی منحصر به فرد مورد نیاز برای هر دستگاهی است که امکان دسترسی به اینترنت را فراهم میکند. آدرسهای IP مانند آدرس پستی منزل شما هستند.ارائه دهندگان خدمات اینترنت (ISP) و ارائه دهندگان خدمات شبکه (NSP) زیرساختی را فراهم میکنند که امکان انتقال بستههای داده را از طریق اینترنت فراهم میکنند.
اهمیت حفظ امنیت شبکه
امنیت شبکه کامپیوتری از یکپارچگی اطلاعات موجود در یک شبکه محافظت میکند و افرادی که به آن اطلاعات دسترسی دارند را کنترل مینماید. سیاستهای امنیتی شبکه، نیاز به ارائه خدمات به کاربران را با استفاده از کنترل دسترسی به اطلاعات امکان پذیر میسازد.
نقاط ورودی زیادی به یک شبکه وجود دارند. این نقاط ورودی شامل سخت افزار و نرم افزار هستند که خود شبکه و همچنین دستگاههای مورد استفاده برای دسترسی به شبکه مانند کامپیوترها، تلفنهای هوشمند و تبلتها را تشکیل میدهند.
به دلیل این نقاط ورودی، امنیت شبکه مستلزم استفاده از چندین روش دفاعی است. دفاع ممکن است شامل فایروالها باشد که بر ترافیک شبکه نظارت میکنند و براساس قوانین امنیتی از دسترسی به بخشهایی از شبکه جلوگیری خواهند کرد. فرآیندهای احراز هویت کاربران با شناسههای کاربری و رمز عبور لایه دیگری از امنیت را فراهم میکنند.
امنیت همچنین شامل جداسازی دادههای شبکه است، به طوری که دسترسی به اطلاعات اختصاصی یا شخصی را میسر میکند. برای مثال، کارکنان یک بخش از سازمان به اطلاعات بخش دیگر دسترسی ندارند.
سایر اقدامات امنیتی شبکه شامل اطمینان از انجام منظم بروز رسانیهای سخت افزاری و نرم افزاری، آموزش کاربران در مورد نقش آنها در فرآیندهای امنیتی و آگاهی از تهدیدات خارجی (حمله هکرها) و سایر عوامل مخرب است. تهدیدات شبکه به طور مداوم در حال تکامل هستند که باعث شدهاند مفهوم امنیت بیش از پیش مهم جلوه کند.
انواع معماری شبکه کامپیوتری
طراحی معماری شبکههای کامپیوتری به دو دسته کلی تقسیم میشود:
1- معماری کلاینت سرور (Client-Server Architecture)
در این نوع شبکه کامپیوتری، گرهها (نودها) ممکن است سرور یا کلاینت باشند. گرههای سرور منابعی مانند حافظه، پردازشگر یا دادهها را برای گرههای کلاینت فراهم میکنند. گرههای سرور نیز ممکن است رفتار گره مشتری را مدیریت نمایند. کلاینتها ممکن است با یکدیگر ارتباط برقرار کنند اما منابع را به اشتراک نمیگذارند. به عنوان مثال، برخی از دستگاههای کامپیوتری در شبکههای سازمانی، دادهها و تنظیمات پیکربندی را ذخیره میکنند. این دستگاهها سرورهای شبکه هستند. مشتریان ممکن است با درخواست از دستگاه سرور به این دادهها دسترسی داشته باشند.
2- معماری همتا به همتا (Peer-To-Peer Architecture)
در معماری همتا به همتا کامپیوترهای متصل دارای قدرت و امتیازات برابری هستند. هیچ سرور مرکزی برای هماهنگی وجود ندارد. هر دستگاه در شبکه کامپیوتری میتواند به عنوان کلاینت یا سرور عمل کند. هر همتا ممکن است برخی از منابع خود مانند حافظه و پردازشگر را با کل شبکه کامپیوتری به اشتراک بگذارد. به عنوان مثال، برخی از شرکتها از معماری همتا به همتا برای میزبانی برنامههای مصرف کننده حافظه مانند رندر گرفتن از گرافیکی سه بعدی در چندین دستگاه دیجیتال استفاده میکنند.
انواع شبکه کامپیوتری
در حالی که شبکههای کامپیوتری مختلف در اهداف کلی مشابه یکدیگر هستند اما هر یک از آنها اهداف متفاوتی را برآورده میکنند. امروزه شبکهها در دسته بندیهای زیر قرار میگیرند:
شبکه محلی (LAN)
شبکه محلی مجموعهای از دستگاههای متصل در یک مکان فیزیکی مانند خانه یا دفتر است. یک LAN میتواند کوچک یا بزرگ باشد و از یک شبکه خانگی با یک کاربر تا یک شبکه بزرگ سازمانی با هزاران کاربر و دستگاه را شامل شود. یک LAN ممکن است شامل هر دو دستگاه سیمی و بیسیم باشد. صرف نظر از اندازه، ویژگی خاص یک LAN این است دستگاههایی که در یک منطقه محدود و واحد هستند را به هم متصل میکند.
شبکه گسترده (WAN)
یک WAN در یک منطقه جغرافیایی بزرگ گسترش مییابد و کاربران شخصی یا چندین شبکه محلی را به هم متصل میکند. اینترنت را میتوان یک WAN در نظر گرفت. سازمانهای بزرگ از شبکههای WAN برای اتصال سایتهای مختلف، امکان کار از راه دور با کارکنان و تأمین کنندگان و مراکز داده خود استفاده میکنند. اتصال فیزیکی در شبکههای WAN را میتوان با خط استیجاری (Leased Line)، اتصالات سلولی، لینکهای ماهوارهای و سایر وسایل به دست آورد.
شبکه سازمانی (Enterprise network)
شبکهای که برای یک سازمان بزرگ ساخته شده است باید الزامات دقیقی را برآورده سازد. از آنجایی که شبکه برای عملکرد هر شرکت بسیار مهم است، شبکههای سازمانی باید قابل دسترس (آپتایم بودن)، مقیاسپذیر و به روز باشند. این شبکه دارای ابزارهایی است که مهندسان و اپراتورهای شبکه را قادر میسازد تا آنها را طراحی، در محل مستقر، اشکال زدایی و اصلاح کنند. یک شرکت ممکن است از هر دو شبکه LAN و WAN در شعب و مراکز دادههای خود استفاده کند.
فنآوریهای جدید شبکه کامپیوتری
شبکههای امروزی بسیار پیشرفتهتر از گذشته شدهاند زیرا سازمانها روز به روز تغییر میکنند. به همین دلیل، مهم است که توسعه سازمان با پیشرفت فنآوری های شبکه همسو باشد. از این رو، برخی از تکنولوژیهای جدید شبکه وارد بازار شدهاند تا به سازمانهای مدرن امروزی خدمات ارائه دهند:
شبکه نرم افزار تعریف شده (SDN)
در پاسخ به الزامات جدید در عصر دیجیتال، معماری شبکه بیش از گذشته از قابلیت برنامه ریزی و خودکارسازی حمایت میکند. در شبکههای نرم افزاری تعریف شده، مسیریابی ترافیک به صورت مرکزی و از طریق مکانیسمهای مبتنی بر نرم افزار کنترل میشود. این مهم به شبکه کمک میکند تا به سرعت به شرایط در حال تغییر واکنش نشان دهد.
مبتنی بر هدف (IBN)
بر اساس اصول SDN، شبکه مبتنی بر هدف (IBN) نه تنها چابکی بیشتری دارد بلکه شبکهای را برای دستیابی به اهداف مورد نظر فراهم میکند. این اهداف میتوانند خودکارسازی گسترده عملیات (اتوماسیون)، تجزیه و تحلیل عملکرد، مشخص کردن مناطق مشکلدار و ارائه امنیت همه جانبه باشند.
مجازی سازی شبکه (Network virtualization)
زیرساخت شبکه فیزیکی را میتوان به صورت مجازی پارتیشن بندی کرد تا برای چندین شبکه همپوشانی ایجاد کند. هر یک از این شبکههای مجازی (ماشین مجازی) میتوانند برای برآورده کردن الزامات امنیتی، کیفیت خدمات (QoS) و سایر موارد تنظیم شوند.
شبکه مبتنی بر کنترلر (Controller-Based Networking)
کنترل کنندههای شبکه برای مقیاس بندی و ایمن سازی شبکهها بسیار مهم هستند. کنترل کنندهها، ساختار شبکه و دستگاههای متصل را به طور مداوم برای اطمینان از عملکرد و امنیت نظارت میکنند. کنترل کنندهها عملیات را ساده کرده و به سازمانها کمک میکنند تا به نیازهای تجاری خود که مدام در حال تغییر هستند، پاسخ دهند.
یکپارچه سازی چند دامنه (Multidomain integrations)
شرکتهای بزرگتر ممکن است شبکههای جداگانهای را برای دفاتر، شبکههای WAN و مراکز داده خود بسازند که اینها «دامنههای شبکه» نامیده میشوند. این شبکهها از طریق کنترل کنندههای خود با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. چنین ادغامهای متقابل شبکهای یا چند دامنهای معمولاً شامل تبادل پارامترهای عملیاتی مربوطه برای کمک به اطمینان از دستیابی به نتایج مطلوب است.
فواید استفاده از شبکه
اگر شما یک کسب و کار رو به رشد را اداره میکنید، احتمالاً متوجه شدهاید که راه حلهای مربوط به فنآروی اطلاعات (IT) میتوانند برای کارآیی شرکت بسیار مهم باشند. شبکههای کامپیوتری یکی از مهمترین راه حلهای فناوری اطلاعات هستند که میتوان در سازمان ها پیاده سازی کرد.
یک شبکه کامپیوتری به تعداد زیادی کامپیوتر متصل است. شبکه به کامپیوترها اجازه میدهد تا دادهها و منابع را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. یک شرکت ارائه دهنده خدمات شبکه میتواند شبکه کامپیوتری شما را طوری تنظیم کند که به صورت همتا به همتا کار کند. به این صورت که کامپیوترها مستقیماً به یکدیگر متصل میشوند. متخصصان همچنین ممکن است شبکه را طوری پیکربندی کنند که از طریق یک فایل سرور مرکزی (Central File Server) عبور کند.
علاوه بر این، فنآوری شبکه به طور مداوم در حال پیشرفت است. در گذشته، شبکههای کامپیوتری مجموعهای از کامپیوترهای رومیزی بودند که با استفاده از کابل به یکدیگر متصل میشدند؛ اما امروزه شبکههای کامپیوتری بسیار انعطاف پذیرتر شدهاند.
شبکههای جدید در حال حاضر دارای سیستمهای اتصال بیسیم نیز هستند. این بدان معناست که سخت افزارهای مختلف در کسب و کار میتوانند قابل حمل بوده و همچنان به شبکه متصل باشند. یک مثال بارز تبلت یا لپ تاپ است که شاید لازم باشد آنها را به فضاهای دیگر شرکت حمل کنید.
در زیر یک به یک به فواید استفاده از شبکه اشاره میکنیم:
کمک به رشد کسب و کارها
شبکه کامپیوتری میتواند برای کسب و کار شما بسیار مفید باشد. این مهم به شما این امکان را میدهد تا دادههای مهم تجاری را در یک مکان متمرکز ذخیره کنید. کامپیوترهای مختلف در شبکه میتوانند دادههای مهم را از مکان اصلی بازیابی کنند. علاوه بر این، شبکههای کامپیوتری به شما این امکان را میدهند تا به دادههای کامپیوترهای دیگر موجود در همان شبکه دسترسی داشته باشید و آن را مطابق با نیاز خود تغییر دهید.
شبکههای کامپیوتری کارکنان را قادر میسازند تا ایدهها را راحتتر به اشتراک بگذارند و کارآمدتر کار کنند، بهره وری آنها را افزایش میدهد و درآمد بیشتری برای شرکت ایجاد میکند. مهمتر از آن، شبکههای کامپیوتری روشی که شرکتها خدمات خود را به جهان ارائه میدهند را بهبود میبخشند.
به اشتراک گذاری منابع
راه اندازی شبکه میزان پولی که برای سخت افزار خرج میکنید را کاهش میدهد. با ایجاد یک شبکه کامپیوتری و به اشتراک گذاری سخت افزاری که از قبل دارید، این کار امکان پذیر است. بگذارید بگوییم که شرکت شما تعدادی کامپیوتر غیرمتصل دارد. بیایید چاپگرها را به عنوان نمونهای از سخت افزاری که میخواهید کارکنان به اشتراک بگذارند، انتخاب کنیم. کارکنان نمیتوانند اسناد را چاپ کنند، مگر اینکه برای هر کامپیوتر یک چاپگر جداگانهای خریداری کنید.
خرید چاپگرهای اضافی برای هر یک از کامپیوترهای متصل، هزینهای برای شما دارد که میتوانید آن را در موارد دیگری سرمایه گذاری کنید. هنگامیکه تمام کامپیوترها و چاپگرهای خود را به شبکه وصل کنید، روند کار کارکنان خود را نیز آسان خواهید کرد. کارکنان مجبور نیستند یک درایو USB را وصل کنند، فایلها را کپی کرده و سپس با چاپگر به سمت کامپیوتر بروند و این روند را تکرار کنند. آنها به سادگی از شبکه برای اتصال مستقیم به چاپگر استفاده میکنند.
بهبود کارآیی و حجم ذخیره سازی
پس از اینکه تمام کامپیوترهای خود را به شبکه متصل میکنید، ماهیت ذخیره سازی دادهها برای شما تغییر میکند. اول از همه، حجم ذخیره سازی همه کامپیوترهای موجود در شبکه را دریافت میکنید. برای نشان دادن این موضوع به زبان ساده، بیایید چند محاسبه ریاضی ساده انجام دهیم. فرض کنید کسب و کار شما دارای 20 کامپیوتر با درایوهای 2 ترابایتی است. وقتی این کامپیوترها را شبکه میکنید، میتوانید بگویید اکنون 40 ترابایت فضای ذخیره سازی دارید.
انجام این کار بسیار مهم است زیرا در بسیاری از کسب و کارها دادهها توسط چندین کارمند استفاده میشوند. هر یک از کارکنان شما ممکن است در زمانهای مختلفی از این فایلها استفاده کنند. بدون شبکه، باید یک کپی از این فایلها را در هر یک از 20 کامپیوتر ذخیره کنید. با یک شبکه، فقط باید فایل را روی یکی از آن 20 کامپیوتر یا یک سرور مرکزی ذخیره کنید. به این ترتیب استفاده از ذخیره سازی تا 2 هزار درصد کاهش مییابد.
انعطاف پذیری بالا و همه جانبه
مزیت شبکههای مدرن در انعطاف پذیری آنها است. میتوانید تبلت خود را در یک کنفرانس بردارید و شروع به کار در یک سند خاص کنید. سپس، میتوانید به کامپیوتر رومیزی اتاق خود بروید و به کار در همان سند ادامه دهید. همانطور که همکارانتان، شما را برای استراحت دعوت میکنند، میتوانید سند خود را از تلفن هوشمندتان به آنها نشان دهید. همه اینها در صورتی امکان پذیر هستند که سند در یک سرور فایل مرکزی قرار داشته و شبکه شما دارای یک اتصال بیسیم باشد.
استفاده از یک پایگاه داده متمرکز
اگر از راه اندازی شبکه متمرکز مبتنی بر سرور استفاده میکنید، شبکه مزایای بیشتری را ارائه میدهد. جدا از فواید مربوط به ذخیره سازی فایل، میتوانید از ورود و بازیابی متمرکز داده نیز استفاده کنید. به این معنا که میتوانید یک پایگاه داده مرکزی ایجاد کنید که برای همه کارکنان در همه دستگاهها قابل دسترسی باشد.
کارکنان به سادگی میتوانند دادههای مربوط به مشتری را از آن پایگاه داده مرکزی بازیابی کنند. آنها همچنین میتوانند اطلاعات جدیدی در مورد مشتریان (ثبت مشخصات یا خرید محصول) را وارد سیستم کنند. اگر مشتریان فقط 15 دقیقه بعد با پشتیبانی شما تماس بگیرد، کارکنان بخش فروش میتوانند فوراً اطلاعات به روزرسانی شده پایگاه داده را ببینند.
کلام آخر
راه اندازی یک شبکه در گذشته بسیار سختتر بود. شما مجبور بودید شبکه خود را مطابق با کامپیوترها و سخت افزارهای خود پیاده سازی کنید؛ اما امروزه شرکتهای ارائه دهنده خدمات شبکه میتوانند تمام سخت افزار را در یک شبکه واحد راه اندازی کنند. این بدان معناست که میتوان سیستم عاملهای مختلفی (ویندوز، مک، آی او اس و اندروید) را به انواع گوناگون دستگاههای مختلف مانند کامپیوترها، تبلتها، گوشیهای هوشمند، چاپگرها و غیر متصل کرد.
منابع:
https://www.inspiredtechs.com./
بدون دیدگاه