شبکه‌های کامپیوتری به زبان ساده

به زبان ساده، شبکه عبارت است از اتصال الکترونیکی دو یا چند کامپیوتر. بدین معنی که کامپیوترها می‌توانند با یکدیگر ارتباط و تبادل اطلاعات داشته باشند. این ارتباط می‌تواند بواسطه اتصال کابلی یا به صورت بی‌سیم برقرار شود که اولی را شبکه کابلی و دومی را شبکه بی‌سیم می‌نامند. شبکه‌های کامپیوتری را می‌توان به صورت زیر تقسیم بندی نمود:

• شبکه‌های محلی یا LAN (مخفف Local Area Network) که کامپیوترهای درون یک خانه یا دفتر کار را به یکدیگر متصل می‌کنند. نوع بی‌سیم این شبکه‌ها WLAN یا Wireless LAN نام دارد.
• شبکه شرکتی یا Corporate Network یا شبکه‌های خصوصی مجازی یا VPN (مخفف Virtual Private Network) که اتصال بین دفاتر (شعبه‌های) مختلف یک شرکت را از راه دور برقرار می‌کند.
• Internetwork یا شبکه گسترده یا WAN (مخفف Wide Area Network) که معمولاً به اتصال چندین شبکه دور از هم گفته می‌شود. بزرگترین Internetwork، شبکه جهانی اینترنت می‌باشد.

چه افرادی به ایجاد شبکه نیاز دارند؟

اگر در منزل یا محل کارتان بیش از یک کامپیوتر دارید، به احتمال قوی استفاده از شبکه‌های کامپیوتری می‌تواند برای شما مفید باشد. یک شبکه محلی یا LAN کامپیوترهای شما را به منظور اشتراک فایل و تبادل اطلاعات به یکدیگر متصل می‌کند. کاربردهای عمده شبکه‌های کامپیوتری عبارتند از:

• اشتراک فایل: شبکه امکان دسترسی به فایل‌های یک کامپیوتر و پیشگیری از دوباره کاری (ایجاد دو فایل یکسان) را برای افراد فراهم می‌آورد.
• اشتراک پرینتر (چاپگر): اگر از کامپیوتر استفاده می‌کنید، احتمالاً پرینتر نیز برخی اوقات به کارتان می‌آید. با شبکه، چندین کامپیوتر می‌توانند از یک پرینتر بهره‌مند شوند.
• شبکه بازی (GameNet): با استفاده از شبکه‌های کامپیوتری می‌توانید در منزل یا هر محل دیگر، از هیجان بازی‌های شبکه‌ای لذت ببرید.
• ارتباط و مشارکت: شبکه، کارمندان را قادر می‌سازد تا فایل‌های خود را به اشتراک گذارند. کارهای یکدیگر را مشاهده کنند، ایده‌ها و نقطه نظرات خود را به شیوه‌ای کارآتر با یکدیگر مبادله نمایند. در یک دفتر کار، می‌توانید با استفاده از پست الکترونیک (ایمیل) و ابزار پیغام فوری یا IM (مخفف Instant Messaging) با دیگران ارتباط برقرار کنید. همچنین پیغام‌های مبادله شده را برای استفاده‌های بعدی، بایگانی نمایید.
• دسترسی از راه دور: داشتن شبکه می‌تواند در عین حفظ بهره‌وری، پویایی و تحرک بیشتری را به شما ببخشد. با فعال‌سازی دسترسی از راه دور (Remote Access)، کاربران می‌توانند بدون نیاز به حضور در محل کار، به همان فایل‌ها، داده‌ها، و پیغام‌ها در هر کجا که باشند دسترسی پیدا کرده و به اصطلاح دورکاری کنند. این دسترسی می‌تواند به تلفن همراه و دستگاه‌های دیجیتال شخصی (PDA) داده شود.

شبکه‌های کامپیوتری چه مزایا و معایبی دارند؟

برخی از مزایای شبکه عبارتند از:

• کاربر می‌تواند با هر کامپیوتر متصل به شبکه وارد شبکه شده و به فایل‌های خود دسترسی یابد.
• با استفاده از شبکه، می‌توان کامپیوترها را به صورت متمرکز مدیریت نمود.
• سرعت نصب نرم‌افزارها روی شبکه بسیار سریع‌تر از نصب جداگانه آنها روی تک تک سیستم‌ها می‌باشد.
• به اشتراک گذاشتن پرینتر، پلاتر، مودم و… در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌نماید.
• مدیر شبکه می‌تواند با اختصاص نام کاربری و رمز عبور به تک تک کاربران، از ورود افراد غیرمجاز به شبکه جلوگیری به عمل آورد.

از معایب شبکه می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• در صورت بروز مشکل در سرور (برای شبکه‌های با مدیریت مرکزی) شبکه از کار می‌افتد.
• مهارت‌های فنی مدیریت یک شبکه فراتر از مهارت‌های مورد نیاز برای اداره یک کامپیوتر شخصی می‌باشد.
• ممکن است کاربران فضای ذخیره اطلاعات را بیش از حد اشغال کنند که این امر می‌تواند مشکلاتی را برای شبکه ایجاد کند.
• ممکن است کاربران بواسطه گوش دادن به موسیقی یا نمایش فیلم از روی شبکه، از پهنای باند بیش از حد استفاده کنند. در چنین حالتی ممکن است برای دیگر کاربران شبکه مشکلاتی مانند کندی دسترسی و کاهش سرعت شبکه به وجود آید.

شبکه بی‌سیم یا کابلی؟ کدام بهتر است؟

شبکه‌های کامپیوتری منزل و محل کار را می‌توان با هر دو فناوری، یعنی فناوری کابلی (Wired) و فناوری بی‌سیم (Wireless) راه‌اندازی نمود. هر دو فناوری مزایا و معایبی در مقایسه با یکدیگر دارند. بسته به نیاز و انتظارات، می‌توانند انتخاب مناسبی برای شبکه‌های کامپیوتری منزل و محل کار باشند.

در ادامه، شبکه‌های کابلی و بی‌سیم را از پنج منظر کلیدی سهولت نصب، قیمت تمام شده، قابلیت اطمینان، راندمان کاری و امنیت مورد بررسی قرار خواهیم داد.

شبکه‌های کابلی

شبکه‌های کابلی یا Wired LAN از کابل‌ها و آداپتورهای (مبدل‌های) شبکه استفاده می‌کنند. اگرچه می‌توان دو کامپیوتر را بطور مستقیم بواسطه کابل Crossover به یکدیگر متصل نمود، اما شبکه‌های کابلی بیش از دو کامپیوتر، همواره نیازمند دستگاه‌های مرکزی نظیر هاب (Hub)، سوئیچ (Switch) و روتر (Router) می‌باشد تا بتوان دستگاه‌های بیشتری به شبکه متصل نمود.

برای اتصال Dial-up به اینترنت، کامپیوتر میزبان مودم باید با استفاده از ابزار اشتراک اتصال اینترنت یا ICS (مخفف Internet Connection Sharing) اتصال برقرار شده را با دیگر کامپیوترهای موجود در شبکه به اشتراک گذارد. همین امر در مورد اتصال اینترنت پُر سرعت نظیر ADSL نیز سازگار است. مسیریاب‌های پهن باند یا Broadband Routers، امکان اشتراک آسان اتصال اینترنت در مودم‌های بی‌سیم یا اتصالات ADSL را فراهم می‌آورند. به علاوه، برخی از آنها مجهز به دیوار آتشین یا Firewall جهت مقابله با حملات هکرها یا بدافزارها نیز می‌باشند.

1) نصب شبکه کابلی:

کابل‌های شبکه (Ethernet Cables) باید از هر دستگاه به دستگاه دیگر یا به دستگاه مرکزی شبکه کشیده شوند. عبور دادن کابل‌های شبکه از روی زمین یا از داخل دیوار می‌تواند زمان‌بَر و دشوار باشد. بخصوص وقتی که کامپیوترها در اتاق‌های مختلف قرار داشته باشند. برخی منازل جدید بخصوص برج‌های مسکونی و اداری، مجهز به کابل‌کشی شبکه به صورت پیش نصب می‌باشند، که این امر فرآیند کابل‌کشی را به نحو چشمگیری تسهیل نموده و کابل‌ها را از دیدگان پنهان می کند. لازم به ذکر است که جابجایی کامپیوترها در شبکه‌های کابلی اغلب مشکل می‌باشد.

پیکربندی شبکه کابلی با توجه به ترکیب حضور دستگاه‌های مختلف، نوع اتصال به اینترنت، و استفاده یا عدم استفاده از مودم‌های داخلی (Internal) یا خارجی (External) متفاوت خواهد بود. اگرچه جای هیچگونه نگرانی نیست، چرا که شبکه بندی کابل‌های شبکه کاری پیچیده‌تر از سیم‌کشی مجموعه سینمای خانگی منزل‌تان نخواهد بود!

پس از نصب سخت‌افزار، مراحل باقیمانده در پیکربندی شبکه‌های کابلی و بی‌سیم، تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. هر دوی این شبکه‌ها تکیه بر پروتکل استاندارد TCP/IP و تنظیمات شبکه سیستم عامل دارند.

2) قیمت تمام شده:

امروزه، کابل‌های شبکه، Hubها و Switchها قیمت چندانی ندارند. کارت‌های شبکه نیز به صورت پیش نصب روی مادربردها ارائه می‌شوند. برخی بسته‌های اشتراک اتصال اینترنت نظیر ICS موجود در ویندوز، رایگان هستند. برخی دیگر نیز هزینه در بر دارند. مسیریاب‌های پهن باند هزینه بیشتری دارند.

3) قابلیت اطمینان:

کابل‌های شبکه، Hubها و Switchها بسیار قابل اطمینان هستند، چرا که تولیدکنندگان طی دهه‌های گذشته همواره در بهبود و بهینه‌سازی فناوری اترنت (Ethernet) کوشیده‌اند. قطعی کابل‌ها همواره عامل عمده بروز اختلالات در شبکه‌های کابلی بوده است. در هنگام نصب شبکه LAN یا جابجایی هر کدام از اجزای شبکه، از اتصال صحیح کابل‌ها در پایان کار اطمینان حاصل فرمایید.

4) راندمان کاری:

شبکه‌های LAN همواره راندمان بالایی از خود نشان داده‌اند. اتصالات معمولی شبکه‌های کابلی تنها پهنای باند 10 مگابیت در ثانیه (10Mbps) ارائه می‌دهند، اما با کمی هزینه بیشتر، فناوری اترنت پُر سرعت یا Fast Ethernet، سرعتی معادل 100Mbps را تامین می‌نمایند. اگرچه 100Mbps تنها نمایانگر حداکثر سرعت تئوریک یا فرضی شبکه است که هیچگاه حاصل نمی‌شود، اما با این وجود، اترنت پُر سرعت کماکان در سال‌های آتی برای مصارف اشتراک فایل، بازی و دسترسی پُر سرعت به اینترنت کارآ خواهد بود. توجه داشته باشید در شبکه‌های LAN که در آنها از Hub استفاده می‌شود ممکن است به هنگام استفاده سنگین و همزمان کامپیوترها از شبکه با افت راندمان مواجه شوند. استفاده از Switch به جای Hub این مشکل را در شبکه‌های کابلی از بین خواهد برد.

5) امنیت:

برای شبکه کابلی متصل به اینترنت، دیوارهای آتشین یا فایروال‌ها، اصلی‌ترین ابزار امنیتی می‌باشند. Hubها و Switchهای شبکه‌های کابلی از فایروال‌ها پشتیبانی نمی‌کنند. اگرچه می‌توان جهت برقراری امنیت، از نرم‌افزارهای فایروال نظیر Comodo Firewall – ESET Smart Security – Zone Alarm و… استفاده نمود. مسیریاب‌های پهن باند قابلیت‌های معادل فایروال را به صورت پیش ساخته درون خود ارائه می‌دهند.

شبکه‌های بی سیم

فناوری‌های شبکه بی‌سیم یا WLAN از یکی از استانداردهای ارتباطی Wi-Fi تبعیت می‌کنند. مزایای شبکه‌بندی بی‌سیم بسته به استانداردی است که بکار گرفته می‌شود:

• 802.11b اولین استانداردی بود که بطور گسترده در شبکه‌های WLAN استفاده شد.
• 802.11a استانداردی سریع‌تر اما گران قیمت‌تر از 802.11b می‌باشد. 802.11a معمولاً در شبکه‌های شرکتی یافت می‌شود.
• استاندارد 802.11g بهترین ویژگی‌های 802.11a و 802.11b را گردهم می‌آورد. از هر دوی استانداردهای یاد شده گران قیمت‌تر است.
• جدیدترین استاندارد در شبکه‌های بی‌سیم 802.11n می‌باشد که بیشترین سرعت و بیشترین پوشش شبکه بی‌سیم را ارائه می‌دهد.

1) نصب شبکه بی‌سیم:

پیکربندی شبکه‌های بی‌سیم یا Wi-Fi به دو شکل امکان پذیر است:

• حالت Ad Hoc دو دستگاه را قادر می‌سازد با یکدیگر در حالت یک به یک (Peer to Peer) ارتباط برقرار کنند.
• حالت زیر ساختاری یا Infrastructure دستگاه‌های بی‌سیم را قادر می‌سازد بواسطه یک گره یا Node (در اصطلاح شبکه هر کامپیوتر یا دستگاه متصل به شبکه را یک گره یا نود می‌نامیم.) مرکزی با چندین دستگاه یا گره‌های دیگر موجود در شبکه ارتباط برقرار کنند.

اغلب شبکه‌های LAN برای دسترسی به اینترنت، پرینتر یا سرویس‌های کابلی نیازمند قرارگیری در حالت زیر ساختاری می‌باشند، در حالی که حالت Ad Hoc تنها از اشتراک گذاری ساده فایل‌ها بین دو دستگاه پشتیبانی می‌کند.

در هر دو حالت نیازمند آداپتور یا مبدل‌های بی‌سیم می‌باشیم که اصطلاحاً آنها را کارت شبکه بی‌سیم یا Wireless LAN Card می‌نامند. شبکه‌های بی‌سیم در حالت زیر ساختاری نیازمند دستگاه مرکزی تحت عنوان اکسس پوینت (Access point) می‌باشند. اکسس پوینت باید در محلی مرکزی قرار گیرد تا سیگنال‌های شبکه بی‌سیم بتوانند از آن با حداقل تداخل امواج به دستگاه‌های متصل به شبکه آن برسند. اگرچه طول موج سیگنال‌های Wi-Fi معمولاً 30 متر یا بیشتر می‌باشد، اما موانعی چون دیوارها می‌توانند این مسافت را به میزان قابل توجهی کاهش داده و موجب افت سیگنال شوند.

2) قیمت تمام شده:

لوازم و تجهیزات شبکه بی‌سیم معمولاً گران‌تر از نوع کابلی هستند. اما با گسترش فناوری بی‌سیم و دستگاه‌های قابل حمل، قیمت این نوع لوازم همواره در حال کاهش است.

3) قابلیت اطمینان:

مشکلات شبکه‌های WLAN کمی بیشتر از شبکه‌های LAN می‌باشد. اما نه به آن اندازه که معضلی قابل توجه به حساب آیند.

4) راندمان کاری:

شبکه‌های بی‌سیم که از استاندارد 802.11b استفاده می‌کنند دارای پهنای باند 11Mbps می‌باشند، سرعتی تقریباً برابر شبکه‌های اترنت کابلی قدیمی. این در حالی است که شبکه‌های 802.11a و 802.11g از پهنای باند 54Mbps پشتیبانی می‌نمایند، سرعتی تقریباً نصف سرعت اترنت پُر سرعت. اما شبکه‌های با استاندارد 802.11n از پهنای باندی برابر 108Mbps بهره‌مند می‌باشند که کمی بیشتر از اترنت پُر سرعت است. البته راندمان شبکه‌های Wi-Fi به مسافت حساس است، بدین معنا که راندمان در کامپیوترهای دورتر از Access point به نسبت کاهش می‌یابد. با افزایش دستگاه‌های سرویس گیرنده از شبکه بی‌سیم نیز راندمان کاری آن کاهش می‌یابد.

روی هم رفته، راندمان 802.11a و 802.11g مناسب اشتراک گذاری اینترنت و اشتراک فایل و پرینتر می‌باشد. اما برای بازی از طریق شبکه کافی نیست. در عوض، استاندارد 802.11n برای این منظور مناسب خواهد بود.

قابلیت جابجایی راحت دستگاه‌های متصل به شبکه بی‌سیم، نقاط ضعف این نوع از شبکه‌های کامپیوتری را می‌پوشاند. دستگاه‌های همراه می‌توانند بدون اتصال به هر گونه کابل شبکه اترنت، در محدوده شبکه WLAN به راحتی جابجا شوند.

5) امنیت:

در تئوری، شبکه بی‌سیم امنیت کمتری نسبت به شبکه‌های کابلی دارند، چرا که سیگنال‌های ارتباط بی‌سیم در هوا عبور کرده و به راحتی قابل دسترسی هستند. اما در عمل، شبکه‌های بی‌سیم داده‌های خود را با استاندارد WEP و استاندارد قدرتمندتر WAP رمزنگاری می‌نمایند، که این امر ارتباطات بی‌سیم را تقریباً به اندازه شبکه‌های کابلی ایمن می‌کند.

جمع‌بندی

جدول زیر شاخص‌های کلیدی که مورد بررسی قرار دادیم را جمع‌بندی می‌نماید. در صورتی که هزینه برای شما اهمیت دارد و نیازمند حداکثر راندمان کاری ممکن برای سیستم خانگی هستید، و قابلیت جابجایی اهمیت چندانی برای شما ندارد، احتمالاً شبکه اترنت کابلی مناسب کار شما است.

از سوی دیگر، در صورتی که هزینه اهمیت کمتری داشته و کابل‌کشی اترنت منزل یا محل کار معضل به حساب می‌آید، قطعاً باید شبکه بی‌سیم را در نظر بگیرید.

لوازم و تجهیزات شبکه

یک یا چند مورد از لوازم زیر بسته به نوع شبکه کابلی یا بی‌سیم برای اشتراک‌گذاری اینترنت و دیگر منابع شبکه مورد نیاز شما می‌باشند.

کارت شبکه

به زبان ساده کارت شبکه دستگاهی است که کامپیوتر شما را قادر می‌سازد تا به شبکه وصل شود. همه کامپیوترهای جدید، کارت شبکه را به صورت پیش نصب روی مادربرد خود دارند. پورت (Port) شبکه شبیه پورت تلفن اما پهن‌تر است.

در صورتی که نوت‌بوک دارید، درگاه شبکه کابلی و کارت شبکه بی‌سیم به صورت پیش نصب داخل نوت‌بوک بوده و بواسطه آنها شما می‌توانید به شبکه‌های کابلی و بی‌سیم متصل شوید. روی کامپیوترهای رومیزی هم می‌توانید کارت های شبکه بی‌سیم را بطور جداگانه نصب کنید.

کابل‌های شبکه (Ethernet Cables)

کابل‌های استاندارد شبکه اترنت شبیه به سیم‌های تلفن اما کمی پهن‌تر هستند. به ازای هر دستگاه که به شبکه کابلی وصل می‌کنید، به یک کابل شبکه نیاز دارید.

مسیریاب (Router)

به زبان ساده، این دستگاه مغز پیکربندی شبکه شما است. مسئولیت آن رهگیری کامپیوترهای متصل به شبکه، اختصاص IP جهت ارتباط کامپیوترها با یکدیگر و ایفای نقش به عنوان واسطه بین کامپیوترها و اتصال اینترنت می‌باشد. زمانی که اطلاعات به اینترنت فرستاده می‌شود، مسیریاب، کامپیوتر فرستنده را به خاطر سپرده و پاسخ درخواست ارسالی را به آن باز می‌گرداند. مسیریاب بطور مستقیم با استفاده از کابل شبکه (اترنت) به مودم متصل می‌شود، و سایر دستگاه‌ها هر کدام به شیوه‌ای به مسیریاب متصل می‌گردند. در صورتی که قصد راه‌اندازی شبکه بی‌سیم در منزل یا محل کار خود را دارید مسیریاب بی‌سیم (Wireless Router) نسبت به خریداری مسیریاب و Access point بطور جداگانه، از لحاظ اقتصادی به صرفه‌تر و فرآیند نصب آن آسان‌تر خواهد بود.

سوئیچ (Switch)

سوئیچ نسخه هوشمندتری از اسپلیتر (Splitter) می‌باشد. در واقع تنها کاری که سوئیچ انجام می‌دهد این است که در صورت پُر شدن درگاه (پورت) روی مسیریاب، شما را قادر می‌سازد دستگاه‌های بیشتری را به مسیریاب اضافه نمایید. شما تنها در صورتی به سوئیچ نیاز پیدا خواهید کرد که تعداد پورت‌های آزاد موجود روی مسیریاب، نیاز شبکه مورد نظرتان را تامین نکند.

به عنوان جایگزین، می‌توانید از Hub به جای سوئیچ استفاده کنید، اما مزیت سوئیچ نسبت به Hub این است که تنها زمانی که کامپیوتر درخواست اطلاعات نماید، اطلاعات را به آن ارسال می‌کند. در حالی که Hub پهنای باند شبکه را با ارسال تمامی اطلاعات درخواستی یک کامپیوتر به سایر کامپیوترهای موجود در شبکه کاهش می‌دهد.

منابع

1. کتاب کلید شبکه. نوشته سیدمحمد موسوی. انتشارات کلید آموزش. آذر 1392.