تحقیق ارتباطات شبكه (docx) 21 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 21 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
ارتباطات شبكه
قوانين حاكم بر ارتباطات شبكه توسط پروتكلهاي شبكه تعيين ميشوند. دو نوع مرسوم پروتكلهاي شبكه عبارتند از IP يا پروتكل اينترنت و IPX يا Internet Packet Exchange .به كمك پروتكل IP، گرههاي متفاوت از شبكههاي غيريكسان ميتوانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند. چنين محيطهاي شبكهاي را Internetwork مينامند. هر شبكهاي در شبكههاي بزرگتر يا Internetwork، داراي يك شماره منحصر به فرد است كه به آن آدرس IP يا IP Address مي گويند. پروتكل IP دادههاي ورودي را به قطعات كوچكتر به نام IP datagrams تقسيم ميكند. اين پروتكل در مراحل بعدي در كامپيوتر مقصد يا ايستگاههاي مياني، مجدداً اين قطعات كوچك تر را به هم پيوند ميدهد. در هر شبكهاي برحسب ساختار آن، ممكن است بين كامپيوترهاي مبدا و كامپيوتر مقصد مسيرهاي متفاوتي وجود داشته باشد. پروتكل IP، Datagramsها را يكي يكي ارسال مي كند، هرگاه ارسال دادهها از مسيري دچار مشكل شود، اين پروتكل با استفاده از مسيرهاي ديگر به كار ارسال قطعات ادامه ميدهد. اين ويژگي پروتكل IP از ويژگي هاي اوليه طراحي آن نشأت گرفته است. پروتكل IPX پروتكل شبكه خانواده پروتكل IPX/SPX است كه از طرف شركت ناول عرضه شده است. اين پروتكل براي ارسال و مسيريابي دادهها در شبكه هاي LAN مورد استفاده قرار مي گيرد.پروتكل (Data Delivery Protocol (DDP پروتكل لايه شبكه است كه درخانواده پروتكلهاي AppleTalk براي ارسال و مسيريابي دادهها در شبكه مورد استفاده قرار مي گيرد. اين پروتكل دادهها را براي ارسال به لايه Data Link هدايت مي كند. پروتكل IPX دادهها را به مقصدهايي مثل ايستگاههاي كاري يا سرورها در شبكه منتقل ميكند. اين عمل انتقال ميتواند درون يك شبكه و يا در محيطهاي شبكهاي Internetwork انجام شود.
هر شبكهاي در محيط Internetwork داراي يك شماره IPX منحصربهفرد است. اين عدد در مبناي 16 براي شناسايي بخش مشخصي از شبكه در زمان انتقال داده مورد استفاده قرار مي گيرد.سرويس هاي لايه هاي LAN هر لايه در مدل OSI به جز لايه فوقاني به لايه بالايي خود سرويس هايي ارائه مي كند. سرويسها، مجموعهاي از عمليات هستند كه توسط يك لايه براي لايهاي ديگر انجام مي شوند. لايه پاييني، لايه ارائهكننده سرويس يا خدمتگزار نام دارد و لايه بالايي مشتري سرويس است.
سرويس هاي اتصالگرا (Connection-oriented) سرويسي كه حجم اطلاعات انتقال داده شده را كنترل ميكند و يا مسؤول آشكارسازي خطاهاي انتقال و مديريت درخواستهاي ارسال مجدد است، سرويس Connection Oriented يا اتصالگرا نام دارد. يك اتصال را مي توان با يك لوله مقايسه كرد. لايه ارائهكننده سرويس، اشيا را به درون لوله هدايت مي كند و مشتري سرويس اين اشيا را از انتهاي ديگر لوله دريافت مي كند. در اين ساختار ترتيب ارسال و دريافت، يكسان خواهد بود. در يك سرويس Connection Oriented، يك اتصال برقرار شده، مورد استفاده قرار گرفته و در نهايت خاتمه داده شده و قطع ميشود. سرويسهاي اتصالگرا ميتوانند به انواع مطمئن (Reliable) و نامطمئن طبقهبندي شوند. در يك سرويس اتصال مطمئن، گيرنده همواره به ازاي هر بار دريافت پيام، سيگنال پاسخ ارسال ميكند.البته اين فرآيند پاسخگويي به هر پيام باعث ايجاد تأخير در شبكه و پيچيدگي عمليات خواهد شد. در وضعيت هاي خاص، استفاده از سرويس مطمئن اتصالگرا اجتنابناپذير است. به عنوان مثال ارسال اطلاعات رمزشده در يك عمليات نظامي ، موردي از وضعيت فوق است. در چنين حالتي سرعت پايين در فرآيند ارسال به ازاي دريافت صحيح اطلاعات مسألهاي قابل قبول است. در موارد ديگر در صورتي كه افزايش سرعت انتقال داراي اهميت بيشتر باشد، ميتوان از سرويسهاي اتصالگراي نامطمئن استفاده كرد. در اين نوع از سرويسها، در ازاي دريافت هر پيام، گيرنده نيازي به پاسخ گويي و تأييديه دريافت نخواهد داشت. براي مثال، يك مكالمه اضطراري را در نظر بگيريد كه روي يك خط با پارازيت زياد انجام مي شود. در چنين حالتي شنيدن و دريافت پيام بسيار مهم تر از صبر كردن و شنيدن صداي واضح خواهد بود.
سرويسهاي Connection Oriented داراي دو گونه فرعي نيزهستند كه عبارتند از: Message Sequence و Byte Streams در Message Sequence هنگامي كه دو پيام يك كيلوبايتي ارسال مي گردند، همواره به همان صورت دو پيام يك كيلوبايتي دريافت مي شوند و هيچگاه حاصل به شكل يك پيام 2 كيلوبايتي ديده نخواهد شد. به عنوان مثال وضعيتي را در نظر بگيريد كه در آن لازم است تا صفحات يك كتاب از طريق شبكه به حروفچين تحويل داده شود . قرار است تا اين عمل به صورت ارسال صفحات مستقل انجام شود . در اين مورد لازم است تا مرز پيامها رعايت شود. در نوع دوم كه Byte Stream نام دارد، پيام به صورت رشته اي از داده ها ارسال مي گردد و مرز مشخصي بين پيامها وجود ندارد. در اين موارد هنگامي كه پيام دو كيلوبايتي دريافت مي گردد، تشخيص آن كه اين پيام، دو پيام يك كيلوبايتي بوده است يا تعداد زيادي پيام يك بايتي و يا هر تركيب ديگري، غيرممكن است.
سرويس هاي بدون اتصال (Connection-Less)
بعضي از سرويسهاي ارائه شده توسط لايههاي تأمينكننده سرويس (Service Providers) در مدل OSI، به پارامترهايي نظير مسير و ترتيب ارسال داده اهميت نميدهند . چنين سرويسهايي Connection-less يا بدون اتصال (در مقابل اتصالگرا) نام دارند. يك سرويس Connection-less را ميتوانيد با سيستم پستي مقايسه كنيد. هنگامي كه چند نامه ارسال ميكنيد، هر يك از نامه ها داراي آدرس گيرنده مستقل هستند و در سيستم پستي مسير مستقل خود را طي مي كنند. به طور مشابه پيامها در سرويسهاي Connection-less شامل آدرس كامل مقصد خود بوده و مستقل از يكديگر در شبكه ارسال ميگردند. در يك سرويس Connection-less امكان زودتر رسيدن پيامي كه نسبت به پيام ديگري ديرتر ارسال شده است، وجود دارد. علت اين امر آن است كه در اين سرويسها Connection-less روند آشكارسازي خطا يا رعايت ترتيب ارسال رعايت نميشود. از سرويسهاي بدون اتصال معمولاً در مواقعي استفاده مي شود كه كاربر نياز به ارسال پيام غيرحساس داشته باشد. برقراري و تنظيم اين سرويسها ساده بوده و انتخاب كمهزينه اي است. سرويسهاي بدون اتصال ميتوانند برحسب كيفيت ارائهكننده سرويس بهصورتهاي مطمئن، نامطمئن و ياRequest-Reply باشند. سرويس نامطمئن به سرويس Datagram نيز مشهور است. از سرويس Datagram در مواقعي استفاده مي شود كه قرار باشد يك پيام با احتمال رسيدن به مقصد بالا (نه صد در صد) ارسال شود. اين حالت شبيه ارسال يك نامه الكترونيكي است.
سرويس مطمئن به سرويس Acknowledged Datagram نيز معروف است. از اين سرويس هنگامي استفاده مي شود كه فرستنده فقط نياز به ارسال مطمئن يك پيام كوتاه داشته باشد. اين سرويس مشابه حالت ارسال نامه با درخواست گواهي تأييد دريافت است. هنگامي كه تأئيديه دريافت گرديد، فرستنده از دريافت نامه توسط گيرنده اطمينان حاصل مي كند. در نوع سوم سرويس Connection-less يا Request-Reply، فرستنده پيامي را ارسال مي كند كه شامل درخواست پاسخ نيز هست. در اين حالت پيام به عنوان پاسخ مجدداً به فرستنده ارسال شده و شامل درخواست ضميمه نيز هست.فرض كنيد كه نامه اي به كتابخانه ملي ارسال شده است كه شامل درخواست نام تمام كتاب هايي است كه نويسنده مشخصي تأليف كرده است. در پاسخ كتابخانه ملي ليست كتاب ها را به همراه درخواست اوليه به فرستنده ارسال مي كند.
كابل به عنوان مسير انتقال دادهها
امروزه بسياري از شبكهها از طريق انواع سيم و كابل برپا مي شوند. انواع گوناگون كابلهاي شبكه در بازار عرضه ميشوند و هر يك داراي مشخصات خاص خود هستند. انتخاب مناسب كابل در شبكه از مراحل مهم طراحي شبكه محسوب ميشود.
كابل هاي زوج تابيده
كابل زوج تابيده شامل دو رشته سيم مسي عايقدار است كه به دور يكديگر تابيده شدهاند. تابيدگي اين كابل باعث استاندارد شدن مشخصههاي الكتريكي كابل ميشود. اين تابيدگي همچنين باعث كاهش نويز يا پارازيت الكتريكي موسوم به تداخل الكترومغناطيسي يا EMI ميشود. كابل هاي زوج تابيده يا (TP (Twisted Pair در شبكههايي كه براساس استانداردهاي IEEE 802.3 يا 802.5 طراحي مي شوند، مورد استفاده قرار ميگيرند.كابل هاي TP به دو گروه تقسيم مي شوند. اين گروه ها عبارتند از : زوج تابيده بدون حفاظ يا (Unshielded Twisted Pair (UTP و زوج تابيده حفاظدار يا (Shielded Twisted Pair (STP. حفاظ پوششي از جنس رسانا است كه معمولاً به صورت يك غلاف به دور سيم يا سيمهاي كابل بافته مي شود و زير پوشش عايق قرار ميگيرد.
كابل UTP شامل چهار زوج سيم مسي است كه دو به دو به دور هم تابيده شدهاند و درون غلاف پلاستيك قرار دارند. اين كابل ميتواند دادهها را با سرعت 1 تا 100 مگابيت بر ثانيه (Mbps) انتقال دهد. كابل UTP نيز همانند ديگر كابلها تحت تأثير پديده تضعيف (Attenuation) قرارميگيرد. هنگامي كه سيگنال الكتريكي از هر كابلي عبور ميكند، بهتدريج حين انتقال در كابل دچار تضعيف شده و دامنه آن افت ميكند. در يك كابل طويل ممكن است درجه تضعيف سيگنال در حدي باشد كه سيگنال در انتهاي مسير قابل استفاده نباشد. پديده تضعيف، طول قابل استفاده كابلهاي UTP را به 100 متر محدود ميكند.پارامتر ديگري كه بر كارايي كابلهاي UTP تأثير دارد، EMI يا تداخل الكترومغناطيسي است. هر چند كه تابيدگي كابل UTP مقدار EMI را كاهش ميدهد، اما باز هم بين سيمهاي تابيده كابل اثرات تداخل وجود دارد. هزينه و قيمت كابلهاي UTP بسيار كمتر از محيطهاي انتقال ديگر است. همچنين نصب اين كابل نيز بسيار كم هزينه است. استفاده از كابلهاي UTP در مواردي كه هزينه از پارامترهاي مهم پروژه است و ضمناً كامپيوترهاي شبكه در يك ساختمان قرار گرفته باشند، بسيار مناسب ميباشد. در شبكههاي كوچك، پديده تضعيف و EMI به دليل آن كه تجهيزات در سطح نسبتاً كوچكي توزيع شده اند، چندان اهميت ندارند. در موارد ديگر كه طول مسيرهاي انتقال طويلتر هستند و نياز به سرعتهاي بالاتر وجود دارد، كابلهاي UTP انتخاب مناسبي نخواهند بود. نوع دوم كابلهاي زوج تابيده نوع حفاظدار آن يا STP است. اين كابل همانطور كه قبلاً گفته شد داراي پوشش رسانا در اطراف زوج سيم تابيده در زير پوشش عايق است. اين پوشش رسانا EMI را بهشدت كاهش داده و تاثيرپذيري اين كابل را از امواج الكترومغناطيسي تداخلكننده كاهش ميدهد. به همين دليل كابل STP قابليت انتقال داده با سرعت بيشتري در طول مسيرهاي طولانيتر را نسبت به UTP دارا است. سرعت انتقال داده در كابل هاي STP به 500Mbps بالغ مي شود، اما در عمل براي سرعتهاي بيشتر از551Mbps به ندرت مورد استفاده قرار مي گيرد. تضعيف سيگنال در اين كابل مشابه كابل UTP است. در شبكههاي معمولي و كوچك كه هزينه از پارامترهاي مهم طراحي است و همچنين نياز به سرعت انتقال داده بالا چندان اهميت ندارد ، استفاده از كابلهاي زوج تابيده بدون حفاظ مناسب است.
كابل هاي هم محور (Coaxial)
كابلهاي هممحور يا Coaxial نوع ديگري از كابلها براي اتصال تجهيزات شبكه هستند. اين كابلها شامل يك رشته سيم مسي ميباشند كه توسط عايقي پوشانده شدهاند. پوشش بافته مسي در اطراف اين سيم مركزي به همراه عايق خارجي، ساختار اين كابل را تشكيل ميدهند. هسته كابل هممحور، سيگنال را عبور داده و پوشش بافته شده مسي از سيگنال در برابر تداخل EMI محافظت ميكند. كابلهاي هممحور براي انتقال صدا، تصوير و داده در مسيرهاي طولاني مناسب هستند. و در شبكههايي كه مطابق استانداردهاي 802.5 ، 802.3 IEEE اجرا مي شوند، مورد استفاده قرار ميگيرند.
كابلهاي هممحور براساس قطر هسته مركزي كابل به دو نوع (Thicknet) ضخيم و نازك (Thinnet) تفكيك ميشوند. كابلهاي هممحور نازك با قطري معادل 25.0 اينچ يا 38.4 ميليمتر، بسيار انعطافپذير بوده و تقريباً مناسب استفاده در هر شبكهاي ميباشند. بر اثر پديده تضعيف سيگنال در كابل ها، حداكثر طول قابل استفاده كابلهاي هممحور 185 متر است. كابلهاي هممحور ضخيم نسبت به كابلهاي نازك كمتر انعطاف دارند. قطر اين كابلها 5/0 اينچ است. هر چه ضخامت هسته كابل بيشتر باشد، تضعيف سيگنال در طول كابل كمتر شده و در نتيجه حداكثر طول قابل استفاده كابل افزايش مييابد. اين طول در كابل هاي ضخيم حدود 500 متر ميباشد. از كابل ضخيم ميتوان براي توسعه شبكه و اتصال چند شبكه به يكديگر استفاده كرد.
جزئيات پروتكل IEEE-802.3
از آنجايي كه پروتكل IEEE 802-3 بهطور گسترده در محيط شبكهاي LAN مورد استفاده قرار ميگيرد، آشنايي با جزئيات آن ميتواند مفيد باشد. پروتكل IEEE-802.3 براساس استانداردهاي شبكهاي شركت زيراكس به نام اترنت بنا شده است. اين پروتكل عموماً اترنت ناميده ميشود در حالي كه تنها يك نسخه از چهار ويرايش Frame اترنت است:
اترنت 802.3 نوع Frame در 4.01 Netware 3.2 استفاده ميشود. اترنت 802.3 نوع Frame در Netware 3.x 4.x استفاده ميشود. اترنت II نوع Frame در DEC, TCP / IP استفاده ميشود. اترنت SNAP نوع Frame در Appletalk استفاده ميشود. توپولوژي خطي همانطوري كه قبلاً ذكر گرديد با تمام ويرايشهاي اترنت كه از پروتكل CSMA/CD استفاده ميكنند، منطبق است. در CSMA/CD همه ايستگاههاي واقع در يك بخش به سيگنال انتقال گوش ميدهند، اگر آنرا بشنوند به آن معناست كه ديگري در حال جابهجايي اطلاعات ميباشد، در غيراينصورت ميفهمند كه ميتوانند انتقال انجام دهند. به اين بخش احساس حامل در روند CSMA/CD ميگويند. همه ايستگاهها به يك بخش واحد از كابل دسترسي دارند كه به آن دسترسي متعدد از CSMA/CD گويند. اگر دو ايستگاه در يك زمان بخواهند انتقال انجام دهند تصادف و تلاقي (Colision) روي ميدهد و هر دو ايستگاه كار خود را براي مدت زماني اتفاقي قطع ميكنند. IEEE-802.3 بر اساس نوع رسانههايش به انواع زير تقسيم ميگردد كه به شرح آنها خواهيم پرداخت:
الف) IEEE 802.3- 10Base5
ب) IEEE 802.3a 10 Base2
ج) IEEE 802.3i 10 BaseT
10Base 5 يا IEEE 802.3 اين پروتكل به عنوان پيونددهنده شبكهها استفاده ميگردد. يعني خطوطي كه ساختمانها و تجهيزات شبكه را به هم متصل ميكنند (مانند تكراركنندهها، هابها و...). 10Base5 كه از كابل هممحور ضخيم استفاده ميكنند، اكنون با كابل هم محور نازك يا فيبرهاي نوري جايگزين شده است.
ويژگيهاي 10Base 5
- مقاومت كابل و اتصال دهنده: مقاومت استاندارد كابل 50 اهم است. پاياندهنده (Terminator) كابل يك اتصال نوع N است. كابل از بيرون به يك عايق درون اتصال دهنده N ختم ميشود.
- اتصال به زمين: براي به حداقل رساندن نويز، در كابلاز يك انتها به زمين وصل شده است.
- حداكثر گرهها در يك قسمت كابل: در هر بخش از كابل حداكثر تعداد مجاز گرهها يا گيرنده - فرستندهها، تعداد 100 عدد ميباشد.
- حداقل فاصله بين گرهها: حداقل فاصله بين گرهها يا گيرنده - فرستندهها 5/2 متر است.
- سرعت انتشار: سرعت سيگنال در كابل 0.77c است که c سرعت نور است. يعني سرعت انتشار براي كابل 10Base5 برابر با 300000000*77/0 متر در ثانيه است. حداكثر طول قسمت كابل هم محور 500 متر است با يك تأخير انتشار 165*2 ميكروثانيهاي.
- حداكثر تعداد قسمتها: حداكثر پنج قسمت (با چهار تكراركننده) ميتواند در مسير بين دو گره از شبكه قرار داشته باشد.
- حداكثر نرخ انتقال: حداكثر سرعت انتقال بر اين پروتكل 10 مگابيت در ثانيه است. در واقع نرخ انتقال بستگي به تعداد كاربراني دارد كه در شبكه خطي در حال كار هستند و سرعت اطلاعات كاربران كه روي خط ميآيد.
خطي فيزيكي / خطي منطقي: IEEE-802.3 يك توپولوژي خطي فيزيكي است، زيرا كابل به صورت فيزيكي مانند يك كابل بلند است كه گرهها به آن متصل شدهاند. همچنين يك توپولوژي خطي منطقي است، زيرا به صورت الكتريكي و منطقي به عنوان يك كابل بلند ظاهر ميشود كه گرههاي شبكه به آن اتصال دارند.
10Base5 يا IEEE 802.3a اين پروتكل معمولاً در كاربردهاي جديد به عنوان ستون فقرات و اتصال اصلي براي متصل كردن ساختمانها و تجهيزات شبكه به يكديگر به كار ميرود. 10Base2 همچنين براي اتصال ايستگاههاي كاري به يكديگر نيز استفاده ميشود
ويژگيهاي 10Base2
كابل هم محور: از كابل هم محور RG58 با قطر 2/0 اينچ استفاده ميكند. اين كابل انعطافپذير است و كار با آن ساده ميباشد. مقاومت كابل 50 اهم است. ارتباط با ايستگاه كاري از طريق گيرنده - فرستنده ميباشد و يا مستقيم با استفاده از يك كانكتور BNC به كارت شبكه برقرار ميگردد. بيشتر كارتهاي شبكه براي 10Base2، گيرنده - فرستنده دروني دارند در غير اينصورت ميتوان جداگانه آنرا تهيه نمود.
مقاومت كابل و اتصال دهنده: مقاومت استاندارد كابل 50 اهم ميباشد. پاياندهنده (Terminator) يك اتصال دهندهِ نوع BNC است. كابل از خارج به يك اتصالدهنده BNC ختم ميشود.
اتصال به زمين: براي به حداقل رساندن نويز در قسمت، كابل فاقد اتصال است. ويژگيهاي IEEE 802.3a لزوم عايق بندي شدن همه اتصال دهندههاي BNC و T را ايجاب ميكند.
حداكثر گرهها در يك قسمت كابل: در هر قسمت كابل، حداكثر تعداد گرهها 30 ميباشد.
حداقل فاصله بين گرهها: حداقل فاصله بين گرهها، 60 سانتي متر است.
سرعت انتشار: سرعت سيگنال در كابل 10Base2، ./65c ميباشد. حداكثر طول قسمت كابل هم محور 185 متر با تأخير انتشار 949/0 ميكروثانيهاي ميباشد.
حداكثر تعداد قسمتها: حداكثر پنج قسمت (با چهار تكراركننده) ميتواند در مسير بين دو گره از شبكه قرار داشته باشد. سه تا ميتواند قسمتهاي هم محور با حداكثر تأخير 949/0 ميكروثانيه و دو تا قسمتهاي پيوندي با حداكثر تأخير 949/0 ميكروثانيه باشد. به نكته اشاره شده قاعده 3-4-5 مي گويند.
حداكثر نرخ انتقال: حداكثر نرخ انتقال براي IEEE80.3a ،10 مگابيت در ثانيه است. البته نرخ انتقال، به سرعت قرار گرفتن اطلاعات بر روي خط و تعداد كاربران نيز بستگي دارد.
خطي فيزيكي / خطي منطقي: IEEE 802.3a يك توپولوژي خطي فيزيكي است زيرا كابل مانند يك كابل بلند، گرهها را به هم متصل ميكند و يك توپولوژي خطي منطقي است، زيرا به صورت منطقي و الكتريكي به عنوان يك كابل بلند با گرههايش در نظر گرفته ميشود.10baseTيا IEEE 802.3i
معمولاً براي اتصال ايستگاههاي كاري به هاب به كار ميرود. همچنين هابها براي اتصال به يكديگر ميتوانند از شيوه كابلكشي10BaseT استفاده كنند.
ويژگيهاي 10BaseT
كابل زوج تابيده: 10BaseT از كابل زوج تابيده بدون محافظ (UTP) استفاده ميكند. اين كابل انعطافپذير و مقاومت آن 100 اهم است.- مقاومت كابل و اتصال دهنده: مقاومت استاندارد اين كابل 100 اهم است. اتصال دهنده نهايي يك كانكتور RJ45 ميباشد. كابل از درون به كارت شبكه و هاب ختم ميشود.
اتصال به زمين: براي حداقل كردن نويز كابل يك خط بالانس شده با -RX (جفتهاي مجزاي دريافت) و +RX و - TX و + TX (جفتهاي مجزاي انتقال) ميباشد. هيچ محافظي وجود ندارد، يعني هر نويزي كه در كابل+RX ديده ميشود، در كابل -RX نيز ظاهر خواهد شد. هر گاه دو سيگنال با هم تركيب ميگردند، نويز از بين ميرود، زيرا -RX و +RX صد و هشتاد درجه اختلاف فاز دارند.- حداكثر گرهها: براي 10BaseT حداكثر تعداد گرههايمجاز تعداد 128عدد ميباشد.
- حداكثر فاصله بين گرهها و هاب: حداكثر فاصله بين گرهها و هاب 100 متر است.
- سرعت انتشار: سرعت سيگنال در كابل 59c/. است. حداكثر طول قسمت 100 متر يا حداكثر تأخير انتشار 565/0 ميكروثانيه است. - حداكثر تعداد قسمتها: همانند قبل حداكثر پنج قسمت (با چهار تكرار كننده) ميتواند بين دو گره شبكه در مسير قرار داشته باشند: سه قسمت هم محور با حداكثر تأخير 565/0 ميكروثانيه و دو قسمت پيوندي با حداكثر تأخير 565/0 ميكروثانيه.
- حداكثر نرخ انتقال: حداكثر نرخ انتقال براي IEEE 802.3i ، 10 مگابيت در ثانيه است. اگر چه نرخ انتقال به تعداد كاربران روي خط و سرعت قرار دادن اطلاعات بر روي آن نيز بستگي دارد.- ستاره فيزيكي / خطي منطقي: IEEE 802.3i يك توپولوژي ستاره فيزيكي است. كابلها به طور فيزيكي مانند يك ستاره به هاب متصل هستند. از نظر منطقي به صورت يك توپولوژي خطي است، زيرا به صورت الكتريكي و منطقي به صورت يك كابل بلند است كه گرههايش به آن متصل شدهاند. هر گره ميتواند يك مشتري، يك سرويس دهنده يك ايستگاه كاري يا يك هاب ديگر باشد.
كنترل دسترسي به رسانهها : (MAC) لايه كنترل IEEE 802.3 به صورت فيزيكي در حافظه ROM كارت شبكه قرار گرفته است كه پيوند بين لايه پيوند و لايه فيزيكي از مدل OSI است و منطقاً در بخش پائينتر لايه پيوند قرار دارد. تنها يك لايه MAC براي همه ويرايشهاي (802.3 ، IEEE 802.3, ،802.3i، 802.3a و...) وجود دارد.
لايه MAC از CSMA/CD استفاده ميكند. ضمن آن كه شامل ترتيب بيتها و تبديل بستههاي اطلاعاتي از لايه شبكه به قابها نيز ميباشد.
فيبر نوري
از كابلهاي نوري يا Fiber optic در شبكههايي كه نياز به سرعت انتقال بالا دارند، استفاده مي شود. كابلهاي نوري تحت تأثير تداخل الكترومغناطيسي قرار نميگيرند و به دليل آن كه در اين تكنولوژي از سيگنالهاي نوري به جاي سيگنالهاي الكتريكي استفاده ميشود، ميتوانند سيگنالها را تا فواصل بسيار طولاني انتقال دهند. سيگنالها همان پالسهاي نوري هستند كه در طول رشتهاي شفاف از جنس شيشه يا پلاستيك درون كابل حركت ميكنند. به همين جهت از كابلهاي نوري برخلاف كابلهاي الكتريكي نميتوان در طول مسير انشعاب گرفت.
اين ويژگي باعث بالا رفتن امنيت شبكههايي كه از فيبر نوري به عنوان محيط انتقال استفاده ميكنند، گرديده است. فيبرهاي نوري داراي سه بخش استوانهاي هممحور هستند. هسته مركزي فيبر نوري از جنس شيشه يا پلاستيك بسيار شفاف ساخته شده است. هسته فيبر توسط پوشش شيشهاي يا پلاستيك با خواص نوري متفاوت پوشانده شده و كل مجموعه درون غلاف محافظ خارجي قرار گرفته است.
سرعت انتقال اطلاعات در اين كابل ها از 100Mbpsتا 2Gbps ميتواند باشد. اين سرعت انتقال در كابلهاي نوري در فواصل 2 تا 25 كيلومتر قابل استفاده است .در برابر مزيتهاي ذكر شده، كابلهاي نوري گران بوده و نصب آن ها نيز بسيار پرهزينه است. شركت IBM در سال 1984 سيستم استاندارد كابلكشي شبكه خود را مبتني بر فيبر نوري وضع كرد.
انتقال بي سيم
متداولترين روش اتصال كامپيوترها در يك شبكه استفاده از كابل است. كابلها عليرغم ساده و ارزان بودن داراي محدوديتهايي نيز هستند. مثلاً نميتوان دو دفتر يك شركت را كه در دو نقطه از يك شهر واقع هستند، توسط كابل به هم ارتباط داد. به علاوه استفاده از كابل در بسياري از مواقع دستوپاگير است.براي غلبه بر اين محدوديتها در بعضي از شبكهها، از محيط واسطه انتقال راديويي يا بيسيم استفاده ميشود. تكنولوژي بيسيم به عنوان جايگزين سيستم كابلكشي به سرعت در صنعت نرمافزار و سختافزار مطرح شده است. در بعضي از شبكهها، از سيستم بيسيم براي پشتيباني از شبكه در هنگام آسيبديدگي كابلها استفاده ميشود. شبكههايي كه از تكنولوژي بيسيم براي ارتباط استفاده ميكنند، شبكههاي بيسيم (Wire less) نام دارند.در شبكههاي بيسيم از امواج راديويي به عنوان محيط انتقال استفاده ميشود. امواج راديويي مورد استفاده در شبكههاي بيسيم را از نظر فركانس به كار رفته به سه گروه تقسيم مي كنند . امواج راديويي، مايكروويو و مادون قرمز.
امواج راديويي(RadioFerequency)
فركانس امواج راديويي (RF) به كار رفته در شبكههاي بيسيم بين محدوده 10 كيلوهرتز تا چند گيگاهرتز قرار ميگيرند. امواج RF بهخودي خود در تمام جهتها منتشر ميشوند، اما ميتوان به كمك آنتنهاي ويژه جهت انتشار اين امواج را محدود به يك سمت خاص نمود. بُرد انتشار امواج راديويي بسيار زياد است ضمن آن كه ميتوان به كمك دستگاههاي فرستنده - گيرنده (Transceiver) راديويي، اين امواج را براي ارسال به نقاط دورتر تقويت كرد. سرعت انتقال داده در سيستمهاي راديويي بين 1 تا 11Mbps است. سيستم راديويي RF ميتواند در سيستمهاي شبكهاي سيار يا Mobile نيز مورد استفاده قرار گيرد. ارتباطات در اين محدوده نيازي به مجوز ندارند.
مايكروويو (Microwave)
نوع ديگر شبكههاي بيسيم از امواج راديويي در باند فركانسي مايكروويو براي محيط انتقال استفاده ميكنند. امواج مايكروويو برخلاف امواج RF فقط در يك جهت منتشر ميشوند. اين امواج در برابر تداخل حاصل از فعاليتهاي الكتريكي اتمسفري نظير رعد و برق بسيار حساس هستند. در سيستمهاي مايكروويو نيز همانند امواج RF، سرعت انتقال داده به فركانس سيگنال بستگي داشته و در ناحيه اي بين يك تا ده Mbps قرار ميگيرد. فركانس سيگنال در سيستمهاي مايكروويو بين 4 تا 14 گيگاهرتز ميباشد. سيستمهاي مايكروويو به دو صورت مورد استفاده قرار مي گيرند: سيستمهاي زميني و سيستمهاي ماهوارهاي. سيستمهاي مايكروويو زميني از آنتنهاي بشقابي دوطرفه براي رله امواج استفاده ميكنند و بايد داراي مجوز باشند. سيستمهاي ماهوارهاي مايكروويو از طيف فركانس باند كوتاه استفاده كرده و براي رله آنها از ماهواره ها كمك گرفته ميشود. تضعيف در سيستم هاي راديوي RF و مايكروويو نيز وجود دارد. در اين سيستمها، تضعيف به اندازه آنتن و فركانس سيگنال بستگي دارد.
مادون قرمز (IR)
نوع سوم شبكههاي بيسيم از امواج راديويي در فركانس امواج نور در ناحيه مادون قرمز براي محيط انتقال استفاده ميكنند. براي توليد امواج مادون قرمز از ديودهاي نورگسيل (LED) يا ديودهاي ليزري (ILD) استفاده ميشود. استفاده از امواج نوري مادون قرمز براي محيطهاي سربسته بسيار مناسب است. هزينه تجهيزات اين سيستم به كيفيت مورد استفاده و توليدكننده آنها بستگي دارد.از آن جايي كه فركانس امواج راديويي در ناحيه مادون قرمز بالا است، سرعت انتقال داده در سيستمهاي مادون قرمز نيز بالا بوده و بين 1Mbps تا 16Mbps ميباشد.
انواع شبكه هاي بيسيم
شبكههاي بيسيم براساس كاركرد خود ميتوانند به سه طبقه تقسيم شوند. اين انواع عبارتند از: سيستمهاي رايانهاي سيار (Mobile Computing)، شبكههاي LAN بيسيم يا WLAN و شبكههاي محلي توسعه يافته (ELAN) يا Extended LAN . شبكههاي رايانهاي سيار از واسطههاي عمومي نظير خطوط تلفني براي انتقال داده استفاده ميكنند. سرعت انتقال داده در اين روش بين 8 تا 36.6Mbps است. با استفاده از اين شبكهها كاربران ميتوانند حين سفر به مبادله نامههاي الكترونيكي و اطلاعات بپردازند. خطوط تلفني تنها محيطهاي انتقال اين شبكهها نيستند. در اين شبكهها نيز ميتوان از سيستمهاي راديويي نظير آن چه كه در تلفنهاي سيار و تلفنهاي ماهوارهاي به كار مي رود، نيز استفاده كرد. دادهها در شبكههاي WLAN همانند شبكههاي LAN ارسال ميشوند. در شبكههاي WLAN يك نقطه مركزي موسوم به نقطه دسترسي مركزي يا Central Access Point بهكمك تجهيزات فرستنده و گيرنده تمام كامپيوترهاي شبكه را به هم متصل ميكند. در شبكههاي WLAN از مادون قرمز، ليزر و امواج راديويي براي انتقال داده استفاده ميشود.شبكههاي نوع سوم يا ELAN با اتصال دو يا چند شبكه LAN بهكمك پل يا Bridge هاي بيسيم ايجاد ميشوند. براي فواصل بيشتر ميتوان از Bridgeهاي بي سيم برد بلند استفاده كرد. برد اين پلها حدود 50 كيلومتر است. در شبكههاي ELAN، داده و صوت با سرعت 1.544Mbps انتقال داده ميشوند. علت مقبوليت شبكههاي WLAN WLAN يا Wireless LAN شبكه محلي بدون كابل است كه همان مزايا و وضعيت تكنولوژي LAN را دارد. شبكههاي محلي بيسيم به جاي استفاده از كابلهاي هم محور، به هم تابيده يا فيبرنوري از فركانسهاي راديويي (RF) استفاده ميكنند. شبكههاي بيسيم با اتكا به امواج طيف گسترده (Spreed Spectrum) كه حساسيت كمتري نسبت به نويز راديويي و تداخل دارند عمل ميكنند. لذا براي انتقال اطلاعات بسيار مناسب ميباشند حركت از LAN كابلي به بيسيم اترنت تكنولوژي حكمفرما در دنياي كابلي است كه توسط سازمان IEEE با استاندارد 802.3 تعريف شده است و يك استاندارد كامل، با سرعت بالا و قابليت دسترسي گسترده ميباشد. اترنت امكان انتقال اطلاعات با سرعت ده مگابيت در ثانيه را دارد و نوع سريعتر آن با سرعت صد مگابيت در ثانيه اطلاعات را انتقال ميدهد. اولين فناوري شبكه محلي بيسيم در باند 900 مگاهرتز و سرعت پائين (1 تا 2 مگابيت بر ثانيه) متولد شد. عليرغم كمبودها و به خصوص سرعت پايين، آزادي و انعطافپذيري بيسيم باعث شد اين فناوري تازه راه خود را به خردهفروشيها و انبارهايي كه دستگاههاي قابل حمل در دست را براي مديريت و دريافت اطلاعات استفاده ميكردند، باز كند. در سال 1991 شبكههاي بيسيم از اقبال عمومي گسترده برخوردار شدند. يك سال بعد شركتها به توليد دستگاههاي شبكههاي بيسيم كه در باند 4/2 گيگاهرتزي كار ميكردند، روي آوردند.
در ژوئن 1997،IEEE استاندارد 802.11 را براي شبكههاي محلي بيسيم ارائه داد. استاندارد 802.11 از انتقال با نور مادون قرمز و دو نوع انتقال راديويي با پهناي باند 4/2 گيگاهرتز و سرعت انتقال داده 2Mbps پشتيباني ميكند. در سپتامبر سال 1999 نيز استاندارد 802.11b براي انتقال اطلاعات بهصورت بيسيم با سرعت 11Mbpsمعرفي گرديد.
اصطلاحات WLAN 802.11O: استاندارد IEEE كه يك كنترل دستيابي واسطهها به حامل و مشخصات لايه فيزيكي براي ارتباط با سرعت 1 و 2 مگابيت در ثانيه براي شبكهبيسيم را معين ميكند.802.11b O: استاندارد IEEE كه يك كنترل دستيابي واسطهها به حامل و مشخصات لايه فيزيكي براي ارتباط با سرعت 5/5 و 11 مگابيت در ثانيه براي شبكهبيسيم را معين ميكند.802.11b O: استاندارد IEEE كه يك كنترل دستيابي واسطهها به حامل و مشخصات لايه فيزيكي براي شبكه محلي اترنت را معين ميكند.Access Point O: يك گيرنده و فرستنده شبكه محلي بيسيم كه به عنوان نقطه مركزي و پل ميان شبكههاي بي سيم و كابلي عمل ميكند.O شبكه AdHoc : يك شبكه محلي بيسيم كه از ايستگاههاي بدون Access Point تشكيل شده است.Association O : هر واحد Root يا تكرار كننده در يك ارتباط بدون سيم شامل يك جدول ارتباطي است كه وظيفه كنترل انتقال بستهها را بين نقطه دسترسي و واحد بيسيم به عهده دارد. اين جدول ارتباط از اطلاعات همه گرههايي كه تحت Access Point در واحد بيسيم قرار گرفته و شامل تكراركنندهها و گرههاي Client است، نگهداري ميكند.O پهناي باند (Bandwidth): نشان دهندهِ حداكثر نقل و انتقال اطلاعاتي (گسترهِ فركانس) است كه يك سيگنال بطور متوسط بدون از دست دادن توان عمل ميكند.O پهناي پرتو (Beamwidth): زاويه پوشش سيگنال كه توسط امواج راديويي ايجاد ميشود، پهناي پرتو ممكن است توسط يك آنتن جهت دار براي بالابردن بهره كاهش يابد.O پروتكل (BOOTP BOOT ): اين پروتكل جهت تعيين وضعيت آدرسهاي IP ثبت شده بر روي تجهيزات شبكه مورد استفاده قرار ميگيرد.Bridg O (پل): وسيلهاي است كه براي ارتباط شبكهها با فرستادن بستهها از ميان ارتباطات لايه MAC استفاده ميشود.(CSMA/CA): يك روش دستيابي واسطههاي شبكه محلي بي سيم است كه توسط ويژگيهاي IEEE 802.11 معين شده است.(CSMA/CD): يك روش دستيابي واسطههاي شبكههاي اترنت است كه توسط ويژگيهاي IEEE 802.11 معين شده است.CCK: روش مدلسازي كه به وسيله شبكه بيسيم IEEE 802.11 جهت انتقال اطلاعات در 5/5 و 11 مگابيت در ثانيه استفاده ميشود.dBi: نسبتي از دسي بل به همسانگردي آنتن كه معمولاً براي اندازهگيري بهره آنتن استفاده ميشود. مقدار بالاتر آن يعني بهره بالاتر و زاويه پوشش تندتر.DBPSK: روش مدلسازي كه بوسيله شبكه بيسيم IEEE 802.11 جهت انتقال اطلاعات در 1 مگابيت در ثانيه استفاده ميشود.DQPSK : روش مدلسازي كه بوسيله شبكه بيسيم IEEE 802.11 جهت انتقال اطلاعات در 2 مگابيت ثانيه استفاده ميشود.دو قطبي (Dipole): نوعي آنتن با بهرهِ پائين (2/2 دسي بل) و تشكيل شده از دو عنصر (اغلب داخلي)DSSS: نوعي انتقال راديويي طيف گسترده كه به طور متوالي سيگنال را در يك باند فركانس گسترده انتقال ميدهد.آنتن جهت دار (Directional Antenna): آنتني كه توان انتقال را در يك جهت متمركز ميكند و به موجب آن افزايش فاصله پوشش با زاويه پوشش ايجاد ميگردد. انواع اين آنتن شامل Yagi ،Patch ،Disk و arabolic ميباشند.آنتن iversity: يستمي هوشمند از دو آنتن كه امواج راديويي وارد شونده را به طور متوالي حس كرده و به طور خودكار آنتني كه در بهترين موقعيت قرار دارد را براي دريافت انتخاب ميكند. گره پاياني (End Node): گره مشتري كه در انتهاي درخت شبكه قرار دارد.اترنت (Ethernet): تكنولوژي برجستهاي در شبكههاي محلي كابلي كه در مشخصات IEEE 802.11 استاندارد شده است.FHSS: نوعي انتقال راديويي طيف گسترده است كه امواج فرستنده و گيرنده در همزماني خاصي از يك فركانس به فركانس ديگر بنا به الگويي از پيش تعيين شده پرش ميكنند. بهره (Gain): روشي براي بالابردن فاصله انتقال يك موج راديويي با تمركز سيگنال در يك جهت خاص، عموماً با استفاده از آنتن جهت دار بهره توان سيگنال راديو را افزايش نميدهند و تنها به آن جهت ميدهد. بنابراين اگر بهره افزايش يابد، كاهش زاويه پوشش را به همراه خواهد داشت. گره پنهان (Hidden Node): گرهي كه سعي ميكند اطلاعات را انتقال دهد ولي به دليل موقعيت آن نسبت به ساير گرهها، حس نميشود. زير ساخت (Infrastructure): زيرساخت بيسيم، سيستمي ارتباطي است كه نقطه دستيابي، گرههاي متحرك و گرههاي ثابت را با هم تركيب ميكند. Access Point در اين سيستم ميتواند واحد ريشه باشد كه به صورت فيزيكي به بستر اصلي شبكه محلي با كابل متصل شده يا ميتواند به عنوان تكراركننده بيسيم عمل كند.IEEE : انجمني تخصصي كه به مهندسان برق از طريق مطبوعات، كنفرانسها و فعاليتهاي توليد استاندارد سرويس ميدهد. استانداردهاي 802.3 (اترنت) و 802.11 (شبكههاي محلي بيسيم) از كارهاي آن است. همسانگرد (Isotropic): آنتني كه سيگنال را در 360 درجه افقي و عمودي به صورت يك كره كامل ارسال ميكند.Line of Sight خط ديد: خطي مستقيم كه بين دو دستگاه انتقال دهنده وجود دارد. خط ديد معمولاً براي انتقال راديويي جهتدار در فواصل طولاني مورد نياز است. به علت انحناي كره زمين خط ديد براي دستگاههايي كه روي برجها و ساختمان بلند نيستند، 26 كيلومتر است.مدولاسيون (Modulation): يكي از روشها براي تركيب كردن اطلاعات كاربر با يك سيگنال حامل انتقال دهنده.آنتن همه جهته (Omni Directional): آنتني كه انتقال زاويه 360 درجه را انجام ميدهد. اين آنتنها وقتي استفاده ميشوند كه پوشش در تمام جهات موردنياز است.آنتن سهموي (Parabolic): آنتن سهمي شكل كه اغلب با نام Dish از آن ياد ميشود.حساسيت گيرنده: ميزاني از ضعيفترين سيگنالي كه يك فرستنده ميتواند دريافت كند و آن را به اطلاعات ترجمه كند.تكراركننده (Repeater): تكراركننده يك Access Point است كه محدوده راديويي شبكه بيسيم را گسترش ميدهد. تكراركننده به صورت فيزيكي به شبكه محلي بيسيم متصل نميشود، بلكه با استفاده از امواج راديويي با Access Point هاي ديگر ارتباط برقرار ميكند.Roaming : خصوصيتي از برخي Access Point ها كه به كاربران اجازه حركت در يك مركز كامپيوتر را ميدهد. طيف گسترده (Spread Spectrum): يك تكنولوژي انتقال راديويي كه اطلاعات كاربر را در باندگستردهتري نسبت به بقيه انتقال ميدهند.WEP : مكانيزم عملياتي حفاظت كه در استاندارد 802.11 تعريف شده و براي معادل ساختن يكپارچگي پيوند واسطه در بيسيم با آنچه در كابل بود طراحي شده است. آنتن ياگي (Yagi): نوعي از آنتن جهتدار استوانهاي است.
مزاياي شبكههاي بيسيم
انعطافپذيري: دسترسي به اطلاعات بلادرنگ در هركجا و در هر زمان در يك ساختمان و يا در چند ساختمان بدون انجام كابلكشي.
نرخ سرعت بالا در حد شبكههاي كابلي: امروزه كاربران با سرعت 11 مگابيت در ثانيه به اطلاعات ميتوانند دسترسي داشته باشند كه همانند سرعت اترنت معمولي است.
نصب آسان نصب شبكه محلي بي سيم سريع و آسان است و نياز به سيم كشي و ايجاد مسير روي ديوارها و سقفها را از بين ميبرد.
نگهداري آسان و ارزان: در طي زمان نگهداري از شبكه محلي بيسيم هزينه كمتري دارد. در ضمن تعميرات كابلها، مسيرها و هزينههاي گسترش مسير كابلكشي نيز از ميان رفته است.
WEP براي حفاظت از دادهها: همانند شبكههاي كابلي، نسبت دادهها از طريق (Wired Equivalent Privacy (WEP تضمين ميگردد.
تجهيزات شبكه
شبكهها به روشهاي گوناگوني توسعه مييابند. توسعه شبكهها ميتوانند با افزايش فواصل بين كامپيوترها و همچنين افزايش تعداد كاربران همراه باشند. يكي از روشهاي توسعه شبكهها، تقسيم شبكه به چند شبكه كوچكتر و سپس اتصال آنها به شبكه بزرگتر بهصورت WAN ميباشد. مهندسان شبكه به كمك تجهيزاتي از قبيل تكراركنندهها (Repeater)، پلها (Bridge)، مسيريابها (Router) و دروازهها (gateway)، شبكهها را گسترش ميدهند.
تكراركننده (Repeater)
تكراركننده در واقع تقويتكننده سيگنال تضعيف شده به منظور ارسال سيگنال به فواصل دورتر است. تكراركننده يا Repeater در لايه فيزيكي مدل ISO به كار گرفته ميشود.
و وظيفه آن دريافت سيگنال ضعيف از يك قسمت شبكه و ارسال آن پس از تقويت به قسمت ديگري از شبكه است.
نمونه اي از يك هاب 24 پورتي
همچنين تكراركننده ميتواند سيگنال را از يك محيط انتقال دريافت كرده و آن را بر روي محيط انتقال ديگري ارسال نمايد.براي آن كه تكراركننده بتواند در شبكه بهدرستي عمل كند، بايد پروتكلهاي به كار گرفته شده Logical Link Control (LLC) در هر دو Segment همسان باشند. براي مثال نميتوان يك تكراركننده را براي انتقال داده بين Ethernet Segment و Token Ring Segment به كار برد. تكراركننده ها فقط مي توانند segmentهايي را به هم ارتباط دهند كه از روش دسترسي يكساني استفاده مينمايند.
تكراركننده به هيچ وجه نمي تواند داده هاي دريافتي را فيلتر كند. بلكه فقط هر بيت دريافتي را عيناً منتقلميكند، حتي اگر داده ها دربستههاي نادرست قرار گرفته باشند.يعني در صورتي كه اشكالي در يك Segment وجود داشته باشد، اين اشكال از طريق تكراركننده به تمام Segmentهاي ديگر ارسال خواهد شد. سادهترين و ارزانترين روش توسعه شبكههاي LAN، استفاده از تكراركننده است. اما در عين حال حالتهايي وجود دارند كه تكراركنندهها قادر به برآورده كردن نيازهاي شبكه نمي باشند.
منابع
“Networking Essentials”
مباني شبكه ها ، جلد اول ،
ترجمه ي مهندس امير اسعد انزاني ،
تهران ، انتشارات خجسته ، سال 1376
-------------------------------------
وب سايت شركت سخاروش
http://www.srco.ir
-------------------------------------
سايت مايکروسافت
http://www.microsoft.com
-------------------------------------
http://www.wildpackets.com
http://www.rahyabsystem.com