اصول شبکه های اترنت

اترنت اصولا برای کام‍‍‍‍‍‍‍‍پیوتر های متصل به یک کابل مشترک ایجاد گردید . 

اترنت در لایه های یک و دو عمل می کند که هر دوی این لایه ها بر روی کارت شبکه پیاده سازی می شوند .

Ethernet بطور کلی بر این نظریه بنا شد: ارتباط کامپیوترها برروی کابل کواکسیال که به‌عنوان یک وسیله انتقال عمل می‌کند و به صورت اشعاب تزریقی به کامپیوتر وصل می‌شود بدین معنا که به کمک یک ابزار محکم شونده بروی کابل.سوزنی به هسته کابل تزریق می‌شود وبه مرکز کابل می‌رسد واین کابل به نام 10Base5هم مشهور است که عدد 10سرعت انتقال بحسب مگا بیت بر ثانیه عدد 5 طول حداکثر هر قطعه کابل بدون نیاز به تکرار کننده را بر حسب100متر مشخص می‌کرد روش بکار گرفته شده شباهت زیادی به سیستم‌های رادیوئی داشت اگرچه تفاوتهای پایه‌ای با هم داشتند همچون این واقعیت که تشخیص تصادم در یک سیستم ارسال در کابل ساده تر از ارسال رادیو است. کابل مشترک که کانال ارتباطی مشترک را ایجاد می‌کند به ether(اتر) مربوط شده است و از این مبناست که نام Ethernet اقتباس شده‌است. با توجه به این مفاهیم اولیه، Ethernet تکامل یافت به تکنولوژی شبکه‌ای پیچیده‌ای که امروزه در اغلب شبکه‌های LAN بکار گرفته شده‌است کابلهای کواکسیال با ارتباطات نقطه به نقطه که به‌وسیله Ethernet به Hub یا سوئیچ متصل می‌شوند جایگزین شدند. که موجب کاهش هزینه نصب، افزایش اطمینان و قابلیت مدیریت نقطه به نقطه و خطایابی می‌شود. StarLAN اولین قدم تکامل Ethernet از یک گذرگاه عمومی با کابل کواکسیال به یک شبکه با کابلهای جفت به هم تابیده و Hubهای قابل مدیریت بود. ایجاد کابلهای زوج به هم تابیده بطور قابل ملاحظه‌ای هزینه نصب را کاهش داد. پایانه‌های Ethernet با ارسال بسته‌های اطلاعاتی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند هر پایانه دارای یک آدرس ۴۸ بیتی (MAC) می‌باشد که بصورت سخت‌افزاری در کارت شبکه (NIC) قرار دارد و کارت شبکه بسته‌های اطلاعاتی که آدرس پایانه‌های دیگر را دارند قبول نمی‌کند. علی رغم تغییرات مهم در Ethernet از یک کابل ضخیم کوکسیال که با سرعت Gbit/s۱ کار می‌کنند از آنجا که همگی از یک قالب اطلاعاتی استفاده می‌کنند قابلیت اتصال به یکدیگر را دارند . امروزه با توجه به فراگیری Ethernet و کاهش هزینه سخت‌افزاری آن اغلب تولیدکنندگان بردهای اصلی ( mother board) که دارای کارت Ethernet باشد تولید می‌کنند که باعث عدم نیاز به یک کارت شبکه جدا و صرفه جوئی در فضای بکار رفته می‌شود.

نحوه آدرس دهی و ارسال اطلاعات در اترنت

به زبان ساده :‌ هر دستگاهی که به شبکه متصل است دارای یک آدرس استاندارد و یکتا می باشد . این آدرس با نام mac address شناخته می شود . توجه داشته باشید که این آدرس با IP Address متفاوت است . دیوایس متصل به شبکه اترنت از روی mac address می تواند با بقیه دیوایس ها ارتباط برقرار کند .

 عجله نکنید

شبکه چیست ؟

اساسا شبکه به معنی اتصال دو یا چند کامپیوتر (چاپگر . اسکنر . دستگاه حضور و غیاب و ...)  و به اشتراگ گداری منابع آنهامی باشد . 

به زبان ساده :‌شبکه به مجرای ارتباطی میان دو کامپیوتر اطلاق می گردد . برای تشکیل شبکه حتما نیاز نیست که هر دو سوی شبکه کامپیوتر وجود داشته باشد. ارتباط میان یک کامپیوتر و یک پرینتر به اشتراک گذاشته شده نیز یک نوع شبکه است .

این فیلم به طور کامل اتفاقی که در یک شبکه می افته رو توضیح میده .

الگوی لایه ای چیست ؟‌

ساختاریست که سالها پیش جهت شکستن فرایند پیچیده ارسال داده از یک کامپیوتر به کامپیوتر به هفت مرحله ارائه گردید .

مدل OSI مخفف کلمه ی Open Systems Interconnection اساسی ترین مدل برای شبکه ها می باشد و علی رغم وجود استانداردهای دیگر، اکثر شرکت های معتبر فعال در زمینه شبکه های کامپیوتری، از این استاندارد پیروی می کنند. این مدل در سال ۱۹۸۴ توسط ISO توسط یک سازمان بین المللی استاندارد سازی ارائه گردید.در مدل OSI از هفت لایه برای تشریح فرآیندهای مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. هریک از لایه ها مسئولیت انجام عملیات خاصی را برعهده دارند، مدل OSI به عنوان یک مرجع و راهنما برای شناخت عملیات مربوط به ارتباطات استفاده می گردد، به منظور آشنا یی با نحوه عملکرد یک شبکه ، مطالعه مدل OSI ، مفید می باشد.

به طور خلاصه مدل OSI به شما اجازه می دهد عملکرد شبکه را در لایه های مختلف مشاهده کنید. شما توسط OSI می توانید چگونگی انتقال اطلاعات میان دو نرم افزار بر روی دو کامپیوتر را مشاهده کنید.

مجموعه ی این لایه ها که در کنار یکدیگر فعالیت می کنند تشکیل یک پشته شبکه یا network stack را می دهند . 

توجه داشته باشید که مدل OSI تنها یک دستور العمل است . 

هفت لایه ی OSI عبارتند از:

لایه ی : (Application) هفتماین لایه با سیستم عامل و یا برنامه های کاربردی ارتباط دارد. کاربران با استفاده از نرم افزارهای کاربردی متفاوت قادر به انجام عملیات مرتبط با شبکه خواهند بود. مثلا کاربران می توانند اقدام به ارسال فایل خواندن پیام ارسال پیام و … نمایند.

لایه ی ششم: (Presentation) این لایه داده های مورد نظر خود را از لایه Application اخذ و آنها را بگونه ای تبدیل خواهد کرد که توسط سایر لایه ها قابل استفاده باشد.

لایه ی  پنجم : (Session)این لایه مسئول ایجاد ، پشتیبانی و ارتباطات مربوطه با دستگاه دریافت کننده اطلاعات است .

لایه ی چهارم: (Transport) این لایه مسئول پشتیبانی کنترل جریان داده ها و و بررسی خطاء و بازیابی اطلاعات بین دستگاه های متفاوت است . کنترل جریان داده ها  ، بدین معنی است که لایه فوق در صورتی که اطلاعاتی از چندین برنامه ارسال شده باشد  ، داده های مربوطه به هر برنامه را به یک stream آماده تبدیل  تا در اختیار شبکه فیزیکی قرار داده شوند.

لایه ی سوم: (Network) در این لایه روش ارسال داده ها برای دستگاه گیرنده تعیین خواهد شد. پروتکل های منطقی  ، روتینگ و آدرس دهی در این لایه انجام خواهد شد.

لایه ی دوم: (Data) این  لایه ، پروتکل های فیزیکی به داده اضافه خواهند شد. در این لایه نوع شبکه و وضعیت بسته های اطلاعاتی (Packet) نیز تعیین می گردند.

لایه ی اول: (physical) این لایه در ارتباط مستقیم با سخت افزار بوده و خصایص فیزیکی شبکه نظیر : اتصالات ، ولتاژ و زمان را مشخص می نماید.

مدل OSI بصورت یک مرجع بوده و پروتکل های پشته ای  یک و یا چندین لایه از مدل فوق را ترکیب و در یک لایه پیاده سازی می نمایند. 

مدل مرجع TCP/IP

TCP/IP مهمترین پروتکل ارتباطی در شبکه های کامپیوتری و به ویژه شبکه اینترنت می باشد.در اینترنت پروتکل های مختلفی وجود دارد که هر یک وظیفه خاص خود را انجام می دهند .  

این فیلم اتفاقی که در مدل 5 لایه ای می افته رو به خوبی توضیح میده

پروتکل چیست ؟

تصور کنید مثلا یک چینی و یک فرانسوی، هر یک به زبان خودشان بخواهند با یکدیگر صحبت کنند؛ چه اتفاقی خواهد افتاد؟ قطعا از صحبتهای هم هیچ نخواهند فهمید.

در واقع، هر زبان از 2 بخش لغات و مفاهیم و دستور زبان تشکیل شده است و ما برای درک یکدیگر، باید در هر دو طرف مکالمه مجهز به قوانین یکسانی باشیم در غیر این صورت، امکان برقراری ارتباط نخواهیم یافت.

این موضوع دقیقا به همین سادگی درباره رایانه ها هم برقرار است. رایانه ها برای ارتباط با یکدیگر احتیاج به یک زبان مشترک دارند که این زبان، همان پروتکل است. پروتکل در لغت به معنای آداب و رسوم، تشریفات و نیز توافق است که این مفاهیم، با کاربرد رایانه ای آن هم سازگار است.

در حقیقت، پروتکل عبارت است از مجموعه استانداردی از قوانین و توافق ها که تعیین می کنند چگونه رایانه های درون یک شبکه با هم ارتباط برقرار کنند. قالب انتقال داده ها، مکانیزم چک کردن خطا که هنگام نقل و انتقال در داده ها پیش می آید، مکانیزم تصحیح خطا، روش فشرده سازی داده ها (اگر وجود داشته باشد)، همه و همه، از سوی قوانین استاندارد پروتکل تعیین می شوند. 

پروتکل های متعددی برای هر یک از کاربردهای فوق وجود دارد که مزایا و معایب خودشان را دارند. برخی سریع ترند، بعضی مطمئن ترند، برخی ساده ترند و برخی به صورت سخت افزاری و بعضی به صورت نرم افزاری پیاده سازی می شوند. اما مساله مهم این است که هر دو طرف ارتباط، از یک پروتکل یکسان برای هر یک از اعمال مذکور استفاده کنند و زبان هم را بفهمند.