دانش فنی PDF

‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫پودمان اول‬ ‫دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫فناوری اطالعات و ارتباطات بخش جدایی ناپذیر زندگی روزمره و مشاغل امروزی است‪.‬‬ ‫فعالیت‌های وابسته به فناوری اطالعات و ارتباطات در بستر شبکه...

‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫پودمان اول‬ ‫دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫فناوری اطالعات و ارتباطات بخش جدایی ناپذیر زندگی روزمره و مشاغل امروزی است‪.‬‬ ‫فعالیت‌های وابسته به فناوری اطالعات و ارتباطات در بستر شبکه انجام می‌شوند که‬ ‫مهم‌ترین این فعالیت‌ها انتقال داده است‪.‬کیفیت تبادل داده در شبکه رایانه‌ای به نوع و‬ ‫معماری شبکه و تجهیزات مورد استفاده در آن بستگی دارد‪.‬در معماری شبکه نوع رسانه‬ ‫انتقال و استاندارد چیدمان اجزای فیزیکی شبکه تعیین می‌شود‪.‬در این پودمان با انواع‬ ‫دسته‌بندی و همبندي‌‌های شبکه و ساختار و کاربرد آنها و همچنین سیستم‌عامل‌های‬ ‫سرویس‌دهنده و سرويس‌گيرنده و پروتکل‌ها و استانداردهاي پرکاربرد شبکه آشنا می‌شوید‪.‬‬ ‫شایستگی‌هایی که در این پودمان کسب می‌کنید‪:‬‬ ‫‪ -‬دسته بندی انواع شبکه و انتخاب آن‬ ‫‪ -‬انتخاب اجزاء موردنیاز یک شبکه‬ ‫‪1‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫شبکۀ رایانه‌ای (‪)Computer Network‬‬ ‫تاکنون در اطراف خود با چه شبکه‌هایی سر و کار داشته‌اید؟‬ ‫به نظر شما علت ایجاد شبکه‌های مختلف چیست؟‬ ‫شبکه‌های رایانه‌ای در کجا کاربرد دارند و ویژگی استفاده از آن‌ها چیست؟‬ ‫کوشا تصمیم دارد برخی از نمونه سوال‌های مربوط به درس‌های خود را با استفاده از چاپگر متصل به رایانه پدرش چاپ کند‪.‬‬ ‫او از پدرش درخواست کرد تا چاپگر را از رایانۀ خود جدا کرده‪ ،‬به رایانه او وصل کند‪.‬پدر کوشا به او گفت به جای اتصال‬ ‫چاپگر به رایانۀ او‪ ،‬با ایجاد یک شبکۀ رایانه‌ای‪ ،‬چاپگر را به اشتراک بگذارد‪.‬کوشا از پدرش دربارۀ شبکۀ رایانه‌ای‪ ،‬اشتراک‬ ‫منابع و نحوۀ دسترسی به آنها سوال کرد‪.‬پدر گفت‪ :‬با برقراری ارتباط بین رایانه‌ها و ایجاد یک شبکۀ رایانه‌ای می‌توان به‬ ‫منابع دیگر رایانه‌ها‪ ،‬دسترسی داشت‪.‬‬ ‫شبکۀ رایانه‌ای از اتصال دو یا چند رایانه برای تبادل اطالعات و استفادۀ مشترک از منابع سخت‌افزاری‬ ‫و نرم‌افزاری ایجاد می‌شود‪.‬منابع سخت‌افزاری شامل چاپگر‪ ،‬دیسک سخت‪ ،‬حافظه‪ ،‬پردازنده و‪...‬و منابع‬ ‫نرم‌افزاری شامل پوشه‌ها‪ ،‬پرونده‌ها و نرم‌افزارها هستند‪.‬‬ ‫شبکۀ رایانه‌ای به طور ساده می‌تواند دو رایانه متصل به یکدیگر باشد یا در حالت پیچیده‌تر مثل اینترنت‬ ‫می‌تواند شامل میلیون‌ها رایانه در سراسر جهان باشد‪.‬کارگاه رایانه هنرستان شما نیز یک شبکۀ رایانه‌ای است‪.‬‬ ‫هر وسیله‌ای (‪ )Device‬مانند رایانه و چاپگر که به یک شبکۀ رایانه‌ای متصل می‌شود و نشانی منحصر به‬ ‫فرد دارد‪ ،‬یک گره (‪ )node‬نامیده می‌شود‪.‬همان‌طورکه هر هنرجو در کالس یک نام‪ ،‬نام خانوادگی و شماره‬ ‫دانش‌آموزی دارد و هنرآموز یا دیگر هنرجویان او را با نامش صدا می‌زنند‪ ،‬در شبکۀ رایانه‌ای نیز هر رایانه‬ ‫دارای یک نام یکتاست که به این نام آدرس ‪ IP‬گفته می‌شود‪.‬آدرس ‪ IP‬مجموعه‌ای از چند عدد است و در‬ ‫شبکه باید آدرس ‪ IP‬هر رایانه یکتا باشد‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫با هم‌کالسی‌های خود درمورد مزایای شبکه گفت‌وگو کرده‪ ،‬شکل ‪ 1‬را کامل کنید‪.‬‬ ‫گروهی‬ ‫صرفه‌جویی‬ ‫در هزینه‬ ‫صرفه‌جویی‬ ‫در زمان‬ ‫مزایای‬ ‫استفاده از‬ ‫شبکه‌های‬ ‫رایانه‌ای‬ ‫مدیریت‬ ‫و پشتیبانی‬ ‫متمرکز‬ ‫شکل‪ -‌1‬مزایای استفاده از شبکه‌های رایانه‌ای‬ ‫‪3‬‬  ‫اجزای شبکۀ رایانه‌ای (شکل‪ )2‬عبارت‌اند از‪:‬‬ ‫سرویس‌گیرنده (‪ :)Client‬رایانه‌ای است که درخواست‬ ‫استفاده از منابع سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری موجود در شبکه‬ ‫را دارد‪.‬به این رایانه‌ها ایستگاه‌کاری (‪ )Workstation‬نیز‬ ‫می‌گویند‪.‬‬ ‫سرویس‌دهنده (‪ :)Server‬رایانه‌ای است که خدماتی‬ ‫شکل‪ -‌2‬اجزای شبکۀ رایانه‌ای‬ ‫را به رایانه‌های شبکه ارائه می‌‌دهد و به درخواست‌های‬ ‫رایانه‌های سرویس‌گیرنده برای دسترسی به منابع مورد نیاز پاسخ می‌‌دهد‪.‬‬ ‫به هر یک از خدماتی که به‌وسیله سرویس‌دهنده‌ها در اختیار دیگر کاربران یا رایانه‌های شبکه قرار می‌گیرد‪،‬‬ ‫سرویس می‌گویند‪.‬‬ ‫محیط انتقال (‪ :)Communication media‬ارتباط بین رایانه‌ها به‌وسیله یک رسانه (‪ )Media‬انجام می‌شود‬ ‫که می‌تواند به‌صورت سیمی (‪ )Wired‬و یا بی‌سیم (‪ )Wireless‬باشد‪.‬‬ ‫سیستم‌عامل شبکه‪ :‬سیستم‌عامل رایانه‌ها باید قابلیت‌های ویژه‌ای داشته باشد تا رایانه بتواند از خدمات شبکه‬ ‫استفاده کند‪.‬سیستم‌عامل شبکه‪ ،‬سرویس‌های شبکه‌ای را به رایانه‌های متصل به شبکه ارائه داده‪ ،‬اجازه برقراری‬ ‫ارتباط به آنها را می‌دهد‪.‬‬ ‫پروتکل (‪ :)Protocol‬به مجموعه قوانین و قراردادهایی گفته می‌‌شود که تعیین می‌‌کند چگونه رایانه‌های‬ ‫درون شبکه با هم ارتباط برقرار کنند‪.‬‬ ‫انواع شبکه بر اساس مدل سرویس‌دهی‬ ‫دیروز هنرآموز از کوشا خواست تا برخی از تنظیمات مدیریتی نظیر نحوۀ دسترسی کاربران به یک چاپگر مشترک را‬ ‫روی رایانه‌های موجود در کارگاه مدرسه تغییر دهد‪.‬کوشا باید آن تغییرات را روی تک تک رایانه‌ها انجام می‌داد‪.‬این‬ ‫کار برای او خسته‌کننده بود‪ ،‬با خودش فکر کرد که اگر الزم باشد تنظیمات دوباره تغییر کنند‪ ،‬وقت زیادی صرف تغییر‬ ‫دوباره تنظیمات خواهد شد‪.‬او در این رابطه با پدرش مشورت کرد‪.‬پدر گفت که می‌تواند از راهکارهای مدیریتی متمرکز‬ ‫استفاده کند‪.‬‬ ‫شبکه‌ها به دو نوع شبکۀ مبتنی بر سرویس‌دهنده یا (‪ SB(Server Based‬و شبکه‌های نظیر به نظیر یا‬ ‫(‪ P2P(Peer To Peer‬تقسیم می‌شوند‪.‬‬ ‫شبکۀ مبتنی بر سرویس‌دهنده‬ ‫در چنین شبکه‌هایی یک یا چند رایانه فقط نقش سرویس‌دهنده دارند و سرویس‌های خاصی را ارائه می‌کنند‪.‬‬ ‫به همین دلیل به آنها شبکه‌های سرویس‌دهنده‪/‬سرویس‌گیرنده می‌گویند‪.‬مانند یک شرکت که تمام‬ ‫اطالعات خود را روی چندین پایگاه دادۀ متمرکز قرار می‌دهد و کاربران از راه دور به آن دسترسی دارند‪.‬در‬ ‫این آرایش‪ ،‬پایگاه داده‌ها روی رایانه‌های پر قدرتی به نام سرویس‌دهنده(‪ )server‬قرار دارند و کاربران‪ ،‬مشتری‬ ‫یا سرویس‌گیرنده (‪ )Client‬نامیده می‌شوند‪.‬‬ ‫یادداشت‬ ‫به این شبکه‌ها‪ ،‬شبکۀ ‪ Domain‬نیز گفته می‌شود‪.‬‬ ‫‪4‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫شبکه‌های نظیر به نظیر‬ ‫امروزه همۀ رایانه‌های شبکه می‌توانند هم‌زمان به‌صورت سرویس‌دهنده و سرویس‌گیرنده عمل کنند‪.‬برای‬ ‫مثال یک رایانه صرف نظر از اینکه سیستم‌عامل آن از نوع سرویس‌دهنده یا سرویس‌گیرنده باشد‪ ،‬می‌تواند‬ ‫پرونده‌های خود را برای دیگر رایانه‌های شبکه به اشتراک بگذارد و به پرونده‌های به اشتراک گذاشته شدۀ دیگر‬ ‫رایانه‌ها نیز دسترسی داشته باشد‪.‬به همین دلیل به آنها شبکه‌های نظیر به نظیر می‌گویند‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫با کمک هنرآموز خود مشخص کنید که شبکۀ کارگاه رایانه شما از نوع نظیر به نظیر یا مبتنی بر‬ ‫کالسی‬ ‫سرویس‌دهنده است؟‬ ‫پژوهش‬ ‫تحقیق کنید چه سیستم‌عامل‌هایی می‌توانند در شبکه‌های نظیر به نظیر کار کنند‪.‬‬ ‫کوشا در محل کار پدرش مشاهده کرد که همۀ رایانه‌های شرکت به یکدیگر متصل هستند‪.‬او با خود فکر کرد وسعت‬ ‫فیزیکی شبکۀ موجود در محل کار پدرش چقدر است؟ و یک شبکۀ رایانه‌ای چه ابعادی می‌تواند داشته باشد؟ او تصمیم‬ ‫گرفت وسعت فیزیکی شبکه‌های رایانه‌ای را با هم مقایسه کند و از پدرش کمک خواست‪.‬‬ ‫انواع شبکه بر اساس ابعاد و گستردگی جغرافیایی‬ ‫از نظر گستردگی جغرافیایی شبکه‌ها را به دو گروه (‪ LAN(Local Area Network‬و (‪WAN (Wide Area Network‬‬ ‫تقسیم می‌کنند‪.‬‬ ‫شبکۀ محلی (‪)LAN‬‬ ‫این شبکه شامل مجموعه‌ای از رایانه‌هاست که با فاصلۀ‬ ‫کم از یکدیگر در محلی مانند یک اتاق‪ ،‬طبقه‪ ،‬یک یا‬ ‫چند ساختمان نزدیک هم قرار دارند(شکل‪.)3‬‬ ‫چند نمونه از شبکۀ محلی عبارتند از‪:‬‬ ‫الف) شبکه‌ای متشکل از دو رایانه خانگی‬ ‫ب)شبکۀ رایانه‌های یک اداره واقع در یک ساختمان‬ ‫ج) شبکۀ رایانه‌ای کارگاه‌های رایانه هنرستان شما‬ ‫شبکۀ محلی کوچکترین شکل شبکه از نظر ابعاد و‬ ‫گستردگی جغرافیایی و پایۀ شبک ‪‎‬ه‌های دیگر است‪.‬‬ ‫شکل‪ -‌3‬شبکۀ محلی‬ ‫شبکۀگسترده (‪)WAN‬‬ ‫شبکه‌های گسترده‪ ،‬یک حوزه جغرافیایی گسترده نظیر یک شهر‪ ،‬استان و یک کشور را تحت پوشش قرار‬ ‫می‌دهند‪.‬این شبکه‌ها معموالً از امکانات ارائه شده به‌وسیلة شرکت‌های مخابراتی استفاده می‌کنند(شکل‪.)4‬‬ ‫چند نمونه از شبکۀ گسترده عبارتند از‪:‬‬ ‫ب) شبکۀ بین هنرستان‌های یک استان‬ ‫الف)شبکۀ بین شعب مختلف بانک‌های کشور‬ ‫ج) شبکۀ اینترنت‬ ‫‪5‬‬  ‫شکل‪ -‌4‬شبکۀ گسترده‬ ‫فعالیت‬ ‫هر یک از محیط‌های زیر چه نوع شبکه‌ای هستند و کدام مدل سرویس‌دهی برای آن‌ها مناسب‌تر است؟‬ ‫کالسی‬ ‫دلیل‬ ‫نوع شبکه از نظر مدل سرویس‌دهی‬ ‫نوع شبکه از نظر ابعاد‬ ‫نام‬ ‫رایانه‌های یک‬ ‫شرکت بیمه‬ ‫کافی نت‬ ‫بانک‌های استان‬ ‫اینترنت‬ ‫انتقال داده در شبکه‬ ‫هنگام ارسال داده‌ها در شبکه‪ ،‬داده‌ها به واحد‌های کوچکی به نام بسته(‪ )Packet‬تقسیم می‌شوند‪.‬سپس‬ ‫بسته‌ها در قالب سیگنال (‪ )Signal‬روی رسانه فرستاده می‌شوند‪.‬سیگنال‌ها امواجی هستند که به‌وسیلۀ یک‬ ‫منبع‪ ،‬تولید و منتشر می‌شوند‪.‬ماهیت سیگنال به رسانۀ شبکه بستگی دارد‪ 3.‬نوع متداول سیگنال برای‬ ‫ارتباط در شبکه عبارتند از‪:‬‬ ‫الکتریکی‪ :‬شبکه‌هایی که نوع رسانة آنها کابل مسی است‪ ،‬برای ارسال داده‌ها از سیگنال‌های الکتریکی‬ ‫استفاده می‌کنند‪.‬‬ ‫نوری‪ :‬کابل‌های فیبر نوری داده‌ها را به‌صورت پالس نوری ارسال می‌کنند‪.‬همچنین برخی از شبکه‌های‬ ‫بی‌سیم از نور مادون قرمز برای انتقال داده استفاده می‌کنند‪.‬‬ ‫رادیویی‪ :‬بیشتر شبکه‌های بی‌سیم از سیگنال رادیویی برای ارتباطات شبکه استفاده می‌کنند‪.‬‬ ‫ل و هوا منتشر می‌شوند‪.‬‬ ‫سیگنال‌های داده به دو صورت دیجیتال یا آنالوگ هستند‪.‬سیگنال‌های آنالوگ در کاب ‌‬ ‫صدای انسان نمونه‌ای از سیگنال آنالوگ است‪.‬هنگام صحبت کردن به وسیلۀ ارتعاش تارهای صوتی‪ ،‬سیگنال‌های‬ ‫رادیویی به‌صورت آنالوگ ایجاد می‌شوند و در فضا حرکت می‌کنند و گوش افراد می‌تواند به دریافت و تشخیص‬ ‫‪6‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫سیگنال‌های صوتی بپردازد‪.‬این سازوکار توانایی صحبت کردن و شنیدن را برای انسان‌ها فراهم می‌کند(شکل‪.)5‬‬ ‫سیگنال‌های دیجیتال در دستگاه‌های دیجیتال مانند رایانه‌ها‪ ،‬گوشی‌های هوشمند و‪...‬ارسال و دریافت می‌شوند‪.‬‬ ‫این سیگنال‌ها فقط دو حالت دارند و ارزش عددی آنها در واحد‌های زمانی مختلف صفر یا یک است(شکل‪.)6‬‬ ‫شکل‪ -‌‌5‬تبدیل سیگنال آنالوگ صدا به دیجیتال‬ ‫شکل‪ -‌6‬سیگنال دیجیتال‬ ‫در حوزه ارسال اطالعات عالوه بر مفهوم سیگنال‌‪ ،‬الزم است با مفاهیم فرکانس(‪ ،)Frequency‬باند فرکانسی‬ ‫(‪ )Frequency band‬و پهنای باند (‪ )Bandwidth‬نیز آشنا شویم‪.‬‬ ‫فرکانس‪ :‬تعداد تکرار یک سیگنال در واحد زمان را فرکانس می‌نامند‪.‬فرکانس سیگنال‌ها با واحد هرتز(‪)Hz‬‬ ‫سنجیده می‌شود‪.‬یک هرتز معادل یک بار تکرار سیگنال در ثانیه است‪.‬‬ ‫باند فرکانسی‪ :‬به محدوده مشخصی از فرکانس‌ها یک باند فرکانسی گفته می‌شود‪.‬‬ ‫گوش انسان فقط قادر به شنیدن محدودۀ مشخصی از فرکانس‌هاست‪.‬برای مثال انسان‌ها نمی‌توانند صدای‬ ‫پای مورچه را بشنوند چون فرکانس آن بسیار پایین است‪.‬دستگاه‌های گیرنده الکترونیکی نیز قادر به دریافت‬ ‫محدوده مشخصی از فرکانس‌ها هستند‪.‬برای مثال باند فرکانسی موج ‪ FM‬فرکانس‌های بین ‪ 88‬مگاهرتز تا‬ ‫‪ 108‬مگاهرتز است و دستگاه گیرنده رادیوی ‪ FM‬فقط قادر به دریافت سیگنال‌های بین این محدوده است‪.‬‬ ‫استفاده از باند‌های فرکانسی نیازمند کسب مجوز از دولت است‪.‬بیشتر دولت‌ها باند فرکانسی خاصی‬ ‫را به‌صورت آزاد در اختیار همه کاربران قرار می‌دهند که استفاده از آن نیاز به کسب مجوز ندارد و هر‬ ‫کاربر می‌تواند به شرط تداخل نداشتن‪ ،‬اطالعات خود را روی آن ارسال یا دریافت کند‪.‬معموالً کاربران‬ ‫از این باند فرکانسی برای دستگاه‌های صنعتی یا کاربردهای پزشکی استفاده می‌کنند که به آن‬ ‫(‪ ISM(Industrial Scientific Medical‬می‌گویند‪.‬‬ ‫‪7‬‬ ‫پهنای باند‪ :‬پهنای باند مفهومی است که در علوم مخابرات و رایانه تعاریف متفاوتی دارد‪.‬در علم مخابرات‪،‬‬ ‫پهنای باند فرکانسی بدین صورت تعریف می‌شود‪ :‬هر سیستم انتقال‪ ،‬توانایی محدودی در انتقال امواج دارد‪.‬به‬ ‫صورتی که پایین‌ترین و باالترین فرکانسی که یک رسانه برای انتقال اطالعات استفاده می‌کند‪ ،‬مشخص است‪.‬‬ ‫فاصلۀ بین پایین‌ترین و باالترین فرکانس‪ ،‬پهنای باند رسانه نامیده می‌شود‪.‬‬ ‫اما در علم رایانه تعریف پهنای باند به معنی نرخ ارسال اطالعات در رسانه است‪.‬به بیان ساده‌تر پهنای باند حداکثر‬ ‫تعداد بیت‌هایی است که می‌تواند به طور هم زمان از رسانه منتقل شود‪.‬یک خیابان دو طرفه و یک آزاد راه با‬ ‫چند باند را در نظر بگیرید‪ ،‬بدیهی است که هرچه عرض جاده بیشتر باشد‪ ،‬خودرو‌های بیشتری می‌توانند در آن‬ ‫حرکت کنند‪.‬پهنای باند نیز مانند عرض جاده تأثیر زیادی در سرعت تبادل اطالعات دارد‪.‬در واقع پهنای باند‪،‬‬ ‫ظرفیت انتقال اطالعات به وسیلۀ رسانه است که با واحد بیت بر ثانیه (‪ bps (bit per second‬سنجیده می‌شود‪.‬‬ ‫فیلم‬ ‫پویانمایی«معرفی انواع سیگنال»‬ ‫نویز‬ ‫نویز عامل مخربی است که شکل یا مقدار سیگنال ارسالی را تغییر‬ ‫می‌دهد‪.‬این تغییر شکل سبب می‌شود اطالعات ارسال شده قابل‬ ‫تشخیص نباشند یا تشخیص آنها مشکل باشد‪.‬نسبت سیگنال به‬ ‫نویز یکی از معیارهای ارزیابی سیستم‌های ارتباطی است‪.‬هرچه‬ ‫این عدد بزرگتر باشد یعنی میزان دخالت نویز کمتر است و‬ ‫سیگنال‌ها کمتر دچار خرابی شده‌اند‪.‬‬ ‫یادداشت‬ ‫سرعت انتقال اطالعات با پهنای باند ارتباط مستقیم و با نویز ارتباط معکوس دارد‪.‬‬ ‫عوامل مختلفی باعث ایجاد نویز می‌شوند‪.‬برخی از آنها در شکل‪ 7‬بیان شده است‪.‬‬ ‫به اثرگذاری میدان مغناطیسی یک کابل در کابل مجاور آن‪ ،‬هم‌شنوایی گفته‬ ‫می‌شود‪.‬این نویز‌ها می‌توانند به‌وسیله کابل‌های برق فشار قوی یا رعد و برق ایجاد‬ ‫هم شنوایی‬ ‫شوند‪.‬‬ ‫حرارت باعث می‌شود تا الکترون‌ها به‌صورت تصادفی حرکت کنند‪.‬این حرکت‬ ‫حرارتی‬ ‫ممکن است باعث تغییر در اندازه و شکل سیگنال شود‪.‬‬ ‫نویز القایی از موتورهای مکانیکی مانند موتور ماشین یا وسایل الکتریکی مانند‬ ‫موتورهای الکتریکی موجود در لوازم خانگی تولید می‌شود‪.‬این وسایل مانند یک‬ ‫آنتن فرستنده عمل کرده‪ ،‬نویز را ارسال می‌کنند و کابل شبکه مانند آنتن گیرنده‬ ‫القایی‬ ‫عمل کرده‪ ،‬نویز را دریافت می‌کند‪.‬‬ ‫شکل‪ -‌7‬عوامل ایجاد نویز‬ ‫‪8‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫با توجه به محیطی که داده‌ها در آن انتشار می‌یابند‪ ،‬می‌توان برای کاهش نویز از رسانه‌های انتقال مناسب استفاده کرد‪.‬‬ ‫رسانه‌های انتقال‬ ‫برای برقراری ارتباط بین دو رایانه الزم است تا داده‌ها به‌وسیلۀ سیگنال‌های الکتریکی مبادله شوند‪.‬سیگنال‌ها‬ ‫به‌وسیلۀ محیط یا رسانۀ انتقال جابه‌جا می‌شوند‪.‬به محیطی که اجازه عبور سیگنال‌ها را می‌دهد رسانۀ انتقال‬ ‫گفته می‌شود‪.‬رسانه‌ها به دو نوع کلی هدایت‌پذیر یا سیمی مانند سیم مسی و فیبر‌نوری و هدایت‌ناپذیر یا‬ ‫بی‌سیم مانند امواج رادیویی تقسیم می‌شوند‪.‬‬ ‫رسانه‌های انتقال سیمی‬ ‫رسانه‌های انتقال هدایت‌پذیر زوج سیم به هم تابیده (‪ ،)Twisted-Pair‬کابل کواکسیال (‪ )Coaxial cable‬و‬ ‫فیبرنوری هستند‪.‬هر یک از این رسانه‌ها می‌توانند برای اتصال رایانه به شبکه و انتقال داده‌ها در شبکه استفاده شوند‪.‬‬ ‫زوج سیم به هم تابیده‬ ‫در زوج سیم به هم تابیده (‪ ،)TP‬سیم‌های‌هادی دوبه‌دو به هم تابیده شده‌اند‪.‬این تابیدگی باعث می‌شود تا‬ ‫اختالالت الکترومغناطیسی و اثرات نویز خنثی شود‪.‬همچنین یک الیه محافظ به نام شیلد (‪ )shield‬برای‬ ‫محافظت از داده‌ها و جلوگیری از نویزهای هم‌شنوایی و القایی روی سیم‌ها وجود دارد‪.‬‬ ‫کابل کواکسیال‬ ‫واژه ‪ coaxial‬ترکیبی از ‪ Co‬و ‪ Axial‬به معنی هم محور است‪.‬امروزه استفاده از کابل کواکسیال در شبکه‬ ‫منسوخ شده است‪.‬این کابل از چهار بخش تشکیل شده است(شکل‪.)8‬‬ ‫‪ 1‬مغزی مسی‪ :‬که وظیفۀ آن هدایت سیگنال الکتریکی‬ ‫است و می‌تواند مفتولی و یا چندرشته‌ای باشد‪.‬‬ ‫ظ سیمی‬ ‫‪ 2‬عایق داخلی‪ :‬عایق بین مغزی مسی و محاف ‌‬ ‫(توری) است‪.‬‬ ‫‪ 3‬محافظ توری سیمی یا شیلد‪ :‬سیگنال‌های انتقالی‬ ‫را در مقابل نویز حفاظت می‌کند‪.‬‬ ‫‪ 4‬عایق بیرونی‪ :‬روکشی پالستیکی است که کل کابل‬ ‫شکل‪ -‌8‬اجزای کابل کواکسیال‬ ‫را پوشش می‌دهد‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫سیم آنتن تلویزیون را بررسی کرده‪ ،‬نوع آن را مشخص کنید‪.‬‬ ‫منزل‬ ‫فیبر نوری‬ ‫برخالف کابل‌های ‪ TP‬و کواکسیال که از سیگنال‌های الکتریکی برای انتقال داده استفاده می‌کنند‪ ،‬فیبرهای‬ ‫نوری داده‌ها را به‌صورت پالس‌های نوری و با استفاده از پدیده شکست نور انتقال می‌دهند‪.‬بنابراین در دو سر‬ ‫فیبرهای نوری باید از مبدل‌های سیگنال الکتریکی به نور و برعکس استفاده شود(شکل‪.)9‬‬ ‫سیگنال‬ ‫سیگنال‬ ‫الکتریکی ورودی‬ ‫فیبر نوری‬ ‫الکتریکی خروجی‬ ‫مبدل سیگنال الکتریکی‬ ‫مبدل نور به‬ ‫به نور‬ ‫سیگنال الکتریکی‬ ‫شکل‪ -‌9‬تبدیل سیگنال الکتریکی به نور و برعکس در فیبرنوری‬ ‫‪9‬‬  ‫یک کابل فیبرنوری از پنج بخش تشکیل شده است(شکل‪.)10‬‬ ‫‪ 1‬هسته‪ :‬قسمت شیشه‌ای یا پالستیکی کابل است که در مرکز‬ ‫آن قرار دارد‪.‬نور در این بخش از فیبر جریان می‌یابد‪.‬‬ ‫‪ 2‬روکش‪ :‬از جنس شیشه یا پالستیک با ضریب شکست‬ ‫متفاوتی نسبت به هسته ساخته می‌شود‪.‬استفاده از ضریب‬ ‫شکست‌های مختلف بین هسته و روکش باعث می‌شود‪ ،‬نور از‬ ‫شکل‪ -‌10‬اجزای فیبر نوری‬ ‫محیط فیبر خارج نشده و در آن انتقال یابد‪.‬‬ ‫‪ 3‬غالف‪ :‬روکشی رنگی و محکم است که از هسته و روکش در مقابل رطوبت و عوامل خارجی محافظت‬ ‫می‌کند‪.‬برخی از مدل‌های فیبر‌نوری دارای خاصیت ضدآب (‪ ،)Waterproof‬ضدجوندگی (‪)Anti-Rodent‬‬ ‫و ضد اشعۀ ماوراءبنفش (‪ )Anti-UV‬هستند‪.‬این روکش رنگی باعث می‌شود سر دیگر فیبر برای اتصال‬ ‫سوکت‌ها قابل تشخیص باشد‪.‬‬ ‫‪ 4‬الیاف تقویتی‪ :‬برای باال بردن قدرت کشش کابل فیبرنوری استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫‪ 5‬روکش بیرونی کابل‪ :‬روکش بیرونی کابل فیبرنوری است که از پالستیک ساخته می‌شود‪.‬‬ ‫هر رشته فیبرنوری می‌تواند داده‌ها را در یک جهت انتقال دهد‪.‬بنابراین دستگاه‌هایی که از این رسانۀ انتقال‬ ‫برای تبادل داده استفاده می‌کنند باید از دو رشتۀ فیبرنوری‪ ،‬یکی برای ارسال اطالعات و دیگری برای دریافت‬ ‫اطالعات استفاده کنند‪.‬از فیبرنوری برای انتقال داده با سرعت باال و تا حدود ‪ 10‬گیگابیت برثانیه استفاده‬ ‫می‌شود‪.‬قدرت انتقال هر رشته فیبرنوری تقریبا معادل ‪ 900‬زوج سیم مسی است‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫با راهنمایی هنرآموز خود ویژگی‌های ذکر شده در خصوص فیبرنوری را در مقایسه با کابل‌های مسی بنویسید‪.‬‬ ‫کالسی‬ ‫سرعت تبادل اطالعات‬ ‫انتقال داده‬ ‫اطالعات‬ ‫نرخانتقال‬ ‫نرخ‬ ‫انتقال اطالعات‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫حداکثر مسافت ارسال‬ ‫امنیت‬ ‫نویزپذیری‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫‪.....................................‬‬ ‫رسانه‌های انتقال بی‌سیم‬ ‫تبادل اطالعات در محیط انتقال بی‌سیم از طریق امواج رادیویی یا الکترومغناطیسی‪ ،‬لیزر یا نور مادون قرمز‬ ‫انجام می‌شود‪.‬استفاده از رسانه‌های کابلی نیازمند تعیین دقیق محل قرارگیری رایانه است و هنگام استفاده‬ ‫‪10‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫از این رسانه‌ها جابه‌جایی رایانه‌ها بسیار محدود یا ناممکن است‪.‬انتقال داده به‌صورت بی‌سیم سبب می‌شود‬ ‫رایانه‌ها محدود به مکان خاصی نبوده‪ ،‬بتوانند به‌صورت سیار از شبکه استفاده کنند‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫معایب و مزایای انتقال بی‌سیم اطالعات را بررسی کنید‪.‬‬ ‫منزل‬ ‫مخابرات رادیویی‬ ‫امواج رادیویی کاربرد زیادی در انتقال اطالعات در فضای سرپوشیده و باز دارند‪.‬زیرا به‌راحتی تولید می‌شوند‬ ‫و می‌توانند از ساختمان‌ها و موانع عبور کنند‪.‬ویژگی‌های امواج رادیویی به فرکانس آنها وابسته است‪.‬امواج‬ ‫فرکانس پایین به‌راحتی می‌توانند از موانع عبور کنند؛ اما توان آنها در اثر افزایش مسافت افت می‌کند‪.‬شبکه‌های‬ ‫رایانه‌ای بی‌سیم به‌راحتی به‌وسیلۀ امواج رادیویی تبادل اطالعات می‌کنند‪.‬‬ ‫یادداشت‬ ‫در شبکۀ بی‌سیم قبل از نوع شبکه از پیشوند ‪ W‬به معنای بی‌سیم یا ‪ Wireless‬استفاده می‌شود‪.‬مانند‬ ‫شبکه‌های ‪ WLAN‬که به شبکه‌های ‪ LAN‬بی‌سیم اشاره دارد‪.‬‬ ‫هر شبکه بی‌سیم وسعت و محدودۀ پوشش مشخصی دارد و ارتباط با آن فقط در صورتی امکان‌پذیر است که‬ ‫در محدودۀ پوشش آن شبکه قرار گیریم(شکل‪.)11‬‬ ‫شکل‪ -‌11‬شبکه بی‌سیم‬ ‫پژوهش‬ ‫بررسی کنید ‪ CAN ، GAN ، WWAN‬و ‪ WMAN‬چه نوع شبکه‌هایی هستند‪.‬‬ ‫‪11‬‬  ‫مخابرات مایکروویو‬ ‫امواج مایکروویو امواجی هستند که فرکانس باالی ‪ 100MHz‬دارند و به‌صورت مستقیم حرکت می‌کنند‪.‬این‬ ‫امواج نسبت سیگنال به نویز باالیی دارند و برای ارسال اطالعات حجیم به‌صورت بی‌سیم کاربرد فراوانی دارند‪.‬‬ ‫این امواج بر خالف امواج رادیویی فرکانس‌پایین نمی‌توانند به خوبی از موانع عبور کنند‪ ،‬به همین خاطر باید‬ ‫بین فرستنده و گیرنده هیچ مانعی نباشد‪.‬استفاده از امواج مایکروویو در مخابرات راه دور‪ ،‬تلفن‌های همراه و‬ ‫تلویزیون بسیار رایج است؛ زیرا نسبتاً ارزان است و با نصب آنتن‌های فرستنده و گیرنده می‌توان به‌راحتی از‬ ‫این امواج استفاده کرد‪.‬‬ ‫فناوری‌های انتقال بی‌سیم‬ ‫فناوری بلوتوث (‪ )Bluetooth‬و (‪ NFC(Near Field Communication‬برای تبادل داده از انتقال بی‌سیم‬ ‫استفاده می‌کنند‪.‬‬ ‫بلوتوث‬ ‫به کمک این فناوری می‌توان داده‌ها را حداکثر ‪ 100‬متر و با استفاده از سیگنال‌های الکترومغناطیسی و‬ ‫به‌صورت بی‌سیم منتقل کرد‪.‬سیگنال‌های الکترومغناطیسی می‌توانند از موانعی مانند دیوار عبور کنند و داده‌ها‬ ‫را بین تجهیزاتی تبادل کنند که موانعی بین آنها است‪.‬هدف اصلی طراحی این فناوری حذف کابل ارتباطی‬ ‫بین رایانه و تجهیزات جانبی مانند هدست‪ ،‬صفحه‌کلید‪ ،‬ماوس و‪...‬است‪.‬در این فناوری همیشه سعی شده‬ ‫است تا دستگاه از لحاظ قیمت‪ ،‬اندازه و توان مصرفی در حداقل باشد‪.‬‬ ‫دستگاه‌هایی که از فناوری بلوتوث استفاده می‌کنند‪ ،‬داده‌ها را در باند‬ ‫فرکانسی ‪ 2/4 GHz‬تا ‪ 2/48 GHz‬ارسال یا دریافت می‌کنند‪.‬‬ ‫کنجکاوی‬ ‫چند نمونه دستگاه مجهز به بلوتوث را نام برده و کاربرد هر یک را مشخص کنید‪.‬‬ ‫‪NFC‬‬ ‫از فناوری ‪ NFC‬برای ارتباط در فاصله حدود ‪ ۴‬سانتیمتر استفاده می‌شود‪.‬دستگاه‌های مجهز به ‪ NFC‬می‌توانند‬ ‫در باند فرکانسی ‪ 13/56 GHz‬داده‌ها را با سرعت ‪ 424Kbps‬انتقال دهند‪.‬یکی از کاربرد‌های ‪ NFC‬استفاده‬ ‫از آن در پرداخت‌های مالی غیرنقدی مانند کارت‌های بانکی‪ ،‬اتوبوس و مترو و همچنین در دستگاه‌هایی است‬ ‫که از اینترنت اشیا پشتیبانی می‌کنند‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫در زندگی روزمره دستگاه‌هایی را نام ببرید که دارای قابلیت ‪ NFC‬هستند‪.‬‬ ‫گروهی‬ ‫پژوهش‬ ‫تحقیق کنید فناوری مادون قرمز عموماً در کدام دستگاه‌ها استفاده می‌شود؟‬ ‫‪12‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫پروتکل‬ ‫پروتکل‪ ،‬زبان مشترک برای برقراری ارتباط بین رایانه‌هاست‪.‬شیوۀ تقسیم‌بندی‪ ،‬ارسال‪ ،‬جمع‌بندی مجدد‬ ‫بسته‌های ارسالی در مقصد و کنترل زمان تبادل اطالعات از وظایف پروتکل است‪.‬برای ارتباط در شبکه‪،‬‬ ‫پروتکل‌های متعددی وجود دارد که از نظر سرعت‪ ،‬قابلیت اطمینان‪ ،‬سادگی و‪...‬با یکدیگر تفاوت دارند؛ اما‬ ‫مسالۀ مهم این است که دو طرف ارتباط از پروتکل یکسان استفاده کنند و زبان یکدیگر را بفهمند‪.‬‬ ‫برای تبادل داده‌ها در شبکه از مجموعه‌ای از استاندارد‌ها و پروتکل‌ها استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫پروتکل (‪ :FTP(File Transfer Protocol‬از این پروتکل برای انتقال پرونده بین دو رایانه استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫پروتکل ‪ FTP‬مشابه به اشتراک گذاشتن پرونده روی یک رایانه نیست و اجازۀ دسترسی به پروندۀ روی‬ ‫سرویس‌دهنده را نمی‌دهد‪ ،‬بلکه با استفاده از این پروتکل می‌توان پرونده را در سرویس‌گیرنده کپی کرد‪.‬‬ ‫پروتکل (‪ :ICMP(Internet Control Message Protocol‬معموال از پروتکل ‪ ICMP‬برای بررسی وضعیت‬ ‫ارتباط و تشخیص خطا در شبکه استفاده می‌شود‪.‬درصورت بروز خطا در شبکه می‌توان نوع خطا و منبع ایجاد‬ ‫آن را با استفاده از این پروتکل گزارش داد‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫کاربرد پروتکل ‪ IP‬را بررسی کنید‪.‬‬ ‫منزل‬ ‫پروتکل (‪ :TCP(Transmition Control Protocol‬با استفاده از این پروتکل می‌توان ارتباط بین رایانه‌های‬ ‫فرستنده و گیرنده را برقرارکرد‪.‬این پروتکل یک پروتکل اتصال‌گرا است‪.‬در پروتکل اتصال‌گرا قبل از اینکه هر‬ ‫گونه تبادل داده‌ای با استفاده از آن رخ دهد‪ ،‬رایانه‌های فرستنده و گیرندۀ اطالعات‪ ،‬باید برخی هماهنگی‌ها‬ ‫مانند تعیین مسیر ارتباط را انجام داده‪ ،‬سپس اقدام به تبادل اطالعات کنند‪.‬اتصال‌گرا بودن پروتکل تضمین‬ ‫می‌کند که همه داده‌ها سالم و بدون هیچ خطایی به مقصد خواهند رسید؛ اما در عوض ارسال و دریافت در این‬ ‫پروتکل با تأخیر همراه است‪.‬‬ ‫پروتکل ‪ TCP‬برای برقراری ارتباط و همچنین قطع ارتباط‪ ،‬روال‌های خاصی دارد‪.‬روند برقراری یک ارتباط‬ ‫‪ TCP‬به روش دست تکانی ‪ 3‬مرحله‌ای معروف است(شکل‪.)12‬‬ ‫شکل‪ -‌12‬برقراری ارتباط در پروتکل ‪TCP‬‬ ‫‪13‬‬ ‫در این روش از یک‌سری بسته‌های خاص استفاده می‌شود‪.‬در ابتدا فرستنده‪ ،‬یک بسته به‌نام ‪ SYN‬ارسال می‌کند‬ ‫و تقاضای برقراری ارتباط دارد‪.‬رایانه گیرنده در صورت تمایل برای برقراری ارتباط در پاسخ‪ ،‬یک بسته ‪SYN/ACK‬‬ ‫ارسال می‌کند‪ ،‬سپس رایانه فرستنده نیز برقراری ارتباط را با بسته ‪ ACK‬تایید کرده‪ ،‬ارتباط ایجاد می‌شود‪.‬‬ ‫پروتکل ‪ UDP :(User Datagram Protocol) UDP‬یک پروتکل غیراتصال‌گرا است‪.‬در پروتکل‌های غیراتصال‌گرا‬ ‫بدون برقراری یک ارتباط مشخص‪ ،‬فرستنده بسته‌هایش را ارسال می‌کند‪.‬با استفاده از این پروتکل می‌توان‬ ‫داده‌ها را ارسال کرد؛ ولی هیچ تضمینی در رابطه با رسیدن اطالعات به مقصد وجود ندارد‪ ،‬زیرا هماهنگی‌های‬ ‫اولیه انجام نمی‌شود و فرستنده در ابتدای کار شروع به ارسال بسته می‌کند‪.‬در اینجا ممکن است برخی از‬ ‫بسته‌های اطالعاتی مفقود شوند و از بین بروند؛ اما در عوض سرعت باالیی در ارسال وجود دارد‪.‬‬ ‫فیلم‬ ‫پویانمایی «پروتکل ‪ TCP‬و ‪»UDP‬‬ ‫فعالیت‬ ‫برای ارسال هر یک از داده‌های زیر چه پروتکلی را پیشنهاد می‌کنید‪.‬‬ ‫کالسی‬ ‫دلیل‬ ‫پروتکل‬ ‫رسانه‬ ‫صدا‬ ‫فیلم‬ ‫عکس‬ ‫پرونده‬ ‫درگاه(‪)Port‬‬ ‫برای برقراری ارتباط بین دو میزبان در شبکه ممکن است از پروتکل‌ها و سرویس‌های مختلفی استفاده شود‪.‬‬ ‫تفکیک این سرویس‌ها از یکدیگر با استفاده از ارتباطات مجازی به نام درگاه انجام می‌شود‪.‬داده‌های هر‬ ‫سرویس از طریق درگاه مخصوص آن سرویس به رایانه وارد یا از آن خارج می‌شوند‪.‬شناسایی هر یک از این‬ ‫درگاه‌های مجازی با استفاده از یک شماره انجام می‌شود که عددی بين ‪ 0‬تا ‪ ۶۵۵۳۵‬است‪.‬درگاه‌ها به دو نوع‬ ‫‪ TCP‬و ‪ UDP‬تقسیم می‌شوند و از بین درگاه‌های مختلف‪ ،‬درگاه‌های ‪ 0‬تا ‪ 1023‬برای کاربردهای سیستم‌عامل‬ ‫استاندارد رزرو شده‌اند و دیگر درگاه‌ها آزاد هستند‪.‬برخی از ویروس‌های رایانه‌ای و برنامه‌های مخرب می‌توانند‬ ‫با استفاده از این درگاه‌ها در رایانه اختالل ایجاد کنند؛ بنابراین بهتر است برای جلوگیری از ایجاد اختالل‪ ،‬با‬ ‫استفاده از روش‌های مناسب نظیر دیوار آتش‪ ،‬درگاه‌های بدون استفاده را بست‪.‬‬ ‫فیلم‬ ‫پویانمایی «کاربرد درگاه‌ها»‬ ‫برخی از درگاه‌های پرکاربرد و شمارۀ آنها در جدول‪ 1‬آمده است‪.‬‬ ‫‪14‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫جدول‪ -‌1‬درگاه‌های استاندارد‬ ‫کاربرد‬ ‫پروتکل‬ ‫نوع درگاه‬ ‫شماره درگاه‬ ‫پروتکل انتقال پرونده‬ ‫‪FTP / data‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫‪20‬‬ ‫(‪)File Transfer Protocol‬‬ ‫پروتکل ‪ FTP‬فرمان کنترل‬ ‫‪FTP / control‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫‪21‬‬ ‫پروتکل مدیریت و دسترسی به شبکه‬ ‫‪22‬‬ ‫از راه دور‬ ‫)‪SSH (Secure Shell‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫دسترسی از راه دور‬ ‫‪Telnet‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫‪23‬‬ ‫پروتکل انتقال ابر متن‬ ‫‪HTTP‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫‪80‬‬ ‫(‪)Hyper Text Trasfer Protocol‬‬ ‫درگاه جایگزین وب سرور‬ ‫‪HTTP‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫‪8080‬‬ ‫پروتکل دسترسی از راه دور میزکار‬ ‫‪RDP‬‬ ‫‪TCP / UDP‬‬ ‫‪3389‬‬ ‫(‪)Remote Desktop Protocol‬‬ ‫کوشا در محل کار پدرش متوجه شد که هر رایانه با استفاده از یک کابل مجزا به شبکه موجود متصل شده است‪.‬کوشا از پدر‬ ‫پرسید که سر دیگر کابل‌ها کجاست؟ هر کابل چگونه به دیگر کابل‌ها متصل شده است؟ چگونه می‌توان یک شبکه ایجاد کرد؟‬ ‫نحوه چیدمان و آرایش رایانه‌ها در هر شبکه مهم است و ممکن است با دیگر شبکه‌ها متفاوت باشد‪.‬‬ ‫همبندی شبکه‬ ‫اجزای یک شبکه را می‌توان به روش‌های مختلفی مبتنی بر یک طرح یا نقشۀ مشخص به یکدیگر متصل کرد‪،‬‬ ‫به این طرح و نقشه اتصال‪ ،‬همبندی(‪ )Topology‬شبکه می‌گویند‪.‬عواملی از قبیل هزینه و قابلیت اطمینان در‬ ‫انتخاب نوع همبندی یک شبکه مهم است‪.‬در شبکه‌های رایانه‌ای همبندی‌های خطي (‪ ،)Bus‬حلقوی (‪،)Ring‬‬ ‫ستاره‌ای (‪ ،)Star‬مش (‪ )Mesh‬و ترکیبی (‪ )Hybrid‬استفاده می‌شوند‪.‬‬ ‫همبندی خطی‬ ‫همبندی خطی یکی از همبندی‌های قدیمی شبکه است‪.‬در این همبندی تمامی اجزای شبکه به یک کابل‬ ‫اصلی متصل می‌شوند و از آن برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند(شکل‪.)13‬از ویژگی‌های این همبندی‬ ‫می‌توان به موارد زیر اشاره کرد‪:‬‬ ‫‪ 1‬ساختار ساده‌ای دارد‪ ،‬ارزان‌ترین نوع همبندی است‪.‬‬ ‫‪ 2‬نسبت به بقیه همبندی‌ها کابل کمتری مصرف می‌کند‪.‬‬ ‫‪ 3‬افزایش یا کاهش سیستم‌ها به راحتی انجام می‌شود‪.‬‬ ‫‪ 4‬سرعت کمتری نسبت به بقیه همبندی‌ها داشته و در صورتی‌که یک بخش از کابل قطع شود‪ ،‬ارتباط کل‬ ‫شبکه قطع خواهد شد‪.‬‬ ‫‪ 5‬فرایند عیب‪‎‬یابی شبکه مشکل و زمان‌بر است‪.‬‬ ‫‪15‬‬  ‫شکل‌‪ -‌13‬همبندی خطی‬ ‫همبندی حلقوی‬ ‫در این همبندی هر رایانه به‌صورت منطقی به رایانه‌های مجاور خود متصل است و آخرین رایانه نیز به اولین‬ ‫رایانه وصل می‌شود‪.‬رایانه‌ها یک حلقه را تشکیل می‌دهند‪.‬این همبندی شبیه به همبندی خطی است با این‬ ‫تفاوت که در آن دو سر کابل به هم متصل شده‌اند‪.‬برای ایجاد ساختار منطقی حلقه‪ ،‬از سخت‌افزاری به نام‬ ‫(‪ MAU(Multistation Access Unit‬استفاده می‌شود (شکل‪.)14‬‬ ‫شکل‪ -‌14‬همبندی حلقوی‬ ‫در این شبکه‌ها وجود عیب در ‪ MAU‬و یا قطعی یک بخش از کابل باعث می‌شود تا کل شبکه از کار بیفتد‪.‬در‬ ‫ضمن افزودن و حذف رایانه‌ها در شبکه به سادگی ممکن نیست و مصرف کابل و هزینه پیاده‌سازی آن نسبت‬ ‫به همبندی خطی بیشتر است‪.‬‬ ‫همبندی ستاره‌ای‬ ‫در این همبندی از سخت‌افزاری به نام سوئیچ (‪ )Switch‬استفاده می‌شود و هر رایانه با یک کابل مجزا به سوئیچ‬ ‫متصل می‌شود‪.‬در این همبندی داده‌ها ابتدا از مبدأ به سوئیچ‪ ،‬سپس از آن به رایانه مقصد ارسال می‌شوند‬ ‫(شکل‪.)15‬از ویژگی‌های این همبندی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد‪:‬‬ ‫‪ 1‬در این شبکه از کابل بیشتری استفاده می‌شود ولی اگر اشکالی در شبکه رخ دهد‪ ،‬عیب‌یابی آن آسان است‪.‬‬ ‫‪ 2‬در این شبکه خرابی یک کابل روی عملکرد کل شبکه تأثیری ندارد و فقط رایانه‌ای که کابل آن خراب شده‬ ‫است از شبکه خارج می‌شود‪.‬‬ ‫‪ 3‬خرابی سوئیچ باعث از کار افتادن کل شبکه می‌شود‪.‬‬ ‫‪16‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫‪ 4‬نوع کابل استفاده شده در این همبندی از نوع ‪ TP‬بوده‪ ،‬معموالً حداکثر فاصله یک رایانه تا سوئیچ ‪100‬‬ ‫متر است‪.‬‬ ‫شکل‪ -‌15‬همبندی ستاره‌ای‬ ‫فعالیت‬ ‫برای کارگاه رایانه مدرسه خود کدام همبندی را پیشنهاد می‌کنید‪.‬‬ ‫کالسی‬ ‫همبندی مش‬ ‫تمام رایانه‌های موجود در این شبک ‌ه به‌صورت دو به دو و با یک کابل مستقل یا به‌صورت بی‌سیم به هم متصل‬ ‫شده‌اند (شکل‪.)16‬در این حالت به شبکه مش کامل می‌گویند‪ ،‬ولی اگر یک یا تعدادی از اتصاالت برقرار نباشد‬ ‫به آن مش ناقص می‌گویند‪.‬مزیت اصلی این همبندی وجود بیش از یک مسیر بین گره‌های شبکه است و‬ ‫اگر به هر دلیلی بخشی از اجزای شبکه از کار بیفتد‪ ،‬باز هم می‌توان ارتباط را حفظ کرد و داده‌ها را انتقال داد‪.‬‬ ‫این همبندی مطمئن‌ترین و پایدارترین نوع ارتباط را نسبت به دیگر همبندی‌ها دارد ولی هزینه برپایی آن‬ ‫باالست‪.‬یکی از کاربردهای شبکه مش‪ ،‬اتصال مراکز تلفن بین شهری به یکدیگر است‪.‬‬ ‫شکل‪ -‌16‬همبندی مش ناقص و کامل‬ ‫‪17‬‬  ‫همبندی ترکیبی‬ ‫همبندی شبکه‌ای که با بیش از یک نوع همبندی ایجاد شده است را همبندی ترکیبی می‌نامند‪.‬این همبندی‬ ‫مزایا و معایب همبندی‌های به کار گرفته شده را دارد‪.‬اینترنت بهترین مثال از بزرگترین همبندی ترکیبی‬ ‫است(شکل‪.)17‬‬ ‫شکل‪ -‌17‬همبندی ترکیبی‬ ‫فعالیت‬ ‫سه همبندی حلقوی‪ ،‬ستاره‌ای و مش را در نظر بگیرید‪:‬‬ ‫گروهی‬ ‫‪ -‬هزینه برپایی کدام همبندی بیشتر است؟ چرا؟‬ ‫‪ -‬قابلیت گسترش کدام همبندی مشکل‌تر است؟ چرا؟‬ ‫سیستم‌عامل شبکه‬ ‫کوشا به شدت به شبکه‌های رایانه‌ای عالقه‌مند شده بود و تالش می‌کرد هر چه زودتر مطالب جدیدی را درباره شبکه‌های‬ ‫رایانه‌ای یاد بگیرد‪.‬او فیلم‌های آموزشی موردنیاز خود را از یک فروشگاه اینترنتی تهیه می‌کرد‪.‬کوشا با خود فکر کرد اینترنت‬ ‫برای رفع چه نیازی ساخته شده است؟ چه شباهت و تفاوتی بین اینترنت و سایر شبکه‌های رایانه‌ای وجود دارد؟‬ ‫اینترنت یک شبکه در وسعت جهانی است که از ترکیب تعداد زیادی شبکه ‪ LAN‬و ‪ WAN‬با همبندی‌های‬ ‫متفاوت ایجاد شده است‪.‬به عبارتی می‌توان اینترنت را به عنوان ترکیبی از شبکه‌های دانشگاهی‪ ،‬اداری‪،‬‬ ‫نظامی‪ ،‬خانگی و‪...‬معرفی کرد و از آن به عنوان شبکۀ شبکه‌ها نام برد‪.‬اطالعات و سرویس‌های فراوان و‬ ‫متنوعی در اینترنت وجود دارند که از آن جمله می‌توان به سرویس‌های وب (‪ ،)Web‬رایانامه (‪ )Email‬و‬ ‫انتقال‌پرونده (‪ )FTP‬اشاره کرد‪.‬سرویس‌هایی که در اینترنت ارائه می‌شود‪ ،‬از طریق پروتکل‌های مختلفی در‬ ‫اختیار سرویس‌گیرنده‌ها قرار می‌گیرد‪.‬از آنجایی که اینترنت از ترکیب هزاران شبکه با اندازه‌ها و پروتکل‌های‬ ‫مختلف و روش‌های ارتباطی گوناگون درست شده است؛ اکثر مواقع آن را به‌صورت یک ابر نشان می‌دهند که‬ ‫داخل این ابر انبوهی از سرویس‌ها و شبکه‌ها وجود دارد‪.‬‬ ‫سیستم‌عامل سرویس‌دهنده‬ ‫سیستم‌عامل سرویس‌دهنده‪ ،‬سیستم‌عاملی است که عالوه بر انجام کارهای معمول یک سیستم‌عامل‪ ،‬بتواند‬ ‫سرویس‌ها و خدمات مورد نیاز مدیران شبکه را ارائه کند‪.‬به عنوان نمونه‌ای از این سرویس‌ها می‌توان به‬ ‫سرویس چاپ یا اشتراک پرونده و ‪...‬اشاره کرد‪.‬برخی از ویندوز‌ها که به نام ویندوز سرور مشهورند‪ ،‬توانایی ارائه‬ ‫‪18‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫بیشتر سرویس‌های مورد نیاز شبکه را دارند و بسته به نیاز کاربران می‌توان آن سرویس را در سیستم‌عامل‌ها‪،‬‬ ‫فعال یا غیرفعال کرد‪.‬امکان ارائه این سرویس‌ها در بسیاری از سیستم‌عامل‌های غیر از ویندوز مانند لینوکس‬ ‫نیز فراهم است‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫با کمک هنرآموز خود شکل ‪ 18‬را کامل کنید‪.‬‬ ‫گروهی‬ ‫‪Mail service‬‬ ‫‪Fax service‬‬ ‫‪File service‬‬ ‫‪Print service‬‬ ‫‪Web service‬‬ ‫‪..............................‬‬ ‫‪..............................‬‬ ‫این سرویس‌دهنده‬ ‫سرویس‌دهنده‌ای است‬ ‫این سرویس‌دهنده‬ ‫‪.............................‬‬ ‫‪.............................‬‬ ‫می‌تواند‌پرونده‌های‬ ‫که با یک یا چندین‬ ‫امکان دسترسی به‬ ‫‪..............................‬‬ ‫‪..............................‬‬ ‫مختلف را در خود‬ ‫دستگاه چاپگر در‬ ‫داده‌ها را از طریق وب و‬ ‫‪.............................‬‬ ‫‪.............................‬‬ ‫ذخیره کرده و بسته به‬ ‫ارتباط بوده و می‌تواند‬ ‫همچنین امکان نمایش‬ ‫‪..............................‬‬ ‫‪..............................‬‬ ‫سیاست دسترسی به‬ ‫درخواست‌های چاپ را‬ ‫داده‌های مختلف در یک‬ ‫‪.............................‬‬ ‫‪.............................‬‬ ‫پرونده‌ها‪ ،‬آن ها را در‬ ‫دریافت و با استفاده از‬ ‫صفحه را فراهم می‌کند‪.‬‬ ‫‪..............................‬‬ ‫‪..............................‬‬ ‫اختیار کاربران قرار دهد‪.‬‬ ‫چاپگرهای متصل به خود‬ ‫‪.............................‬‬ ‫‪.............................‬‬ ‫انجام دهد‪.‬‬ ‫شکل‪ -‌18‬برخی از سرویس‌های سرویس‌دهندۀ شبکه‬ ‫سیستم‌عامل شبکه نسبت به سیستم‌عاملی که روی سایر رایانه‌ها نصب شده است باید توانایی‌های خاصی را‬ ‫داشته باشد که عبارت‌اند از‪:‬‬ ‫امنیت (‪ :)Security‬یکی از مهم‌ترین ارکان کار سیستم‌عامل‌های شبکه‪ ،‬امنیت است‪.‬سیاست‌های امنیتی‬ ‫ممکن است باعث کندشدن سرعت سیستم شوند؛ ولی نمی‌توان از آنها صرف نظر کرد‪.‬امنیت یک سیستم‌عامل‬ ‫شبکه‌ای را می‌توان در حوزه‌های مختلفی بررسی کرد‪.‬‬ ‫‪ -‬امنیت در دسترسی به دیسک و پرونده (‪ :)Disk & File System Security‬درصورت تنظیم‬ ‫سیاست‌های امنیتی می‌توان دسترسی کاربران به برخی از پرونده‌ها یا دیسک‌ها را محدود کرد‪.‬‬ ‫‪ -‬امنیت عملیات‪ :‬برای مثال نباید همۀ کاربران امکان تغییر تنظیمات سخت‌افزاری و نصب نرم‌افزار‬ ‫(‪ )Hardware & Software Installation‬و یا تغییر پارامترهای مربوط به اجرای برنامه‌ها را داشته باشند‪.‬‬ ‫‪ -‬امنیت در حوزه شبکه و اطالعات تبادلی (‪)Network Services‬‬ ‫‪ -‬امنیت در ورود به سیستم (‪)System Logon‬‬ ‫‪ -‬پشتیبانی از چندین پردازنده (‪ :)Multi-processor‬در بیشتر اوقات الزم است تا یک سرویس‌دهنده‬ ‫در آن واحد به چندین سرویس‌گیرنده پاسخ دهد‪.‬برای باال بردن قدرت پردازشی یک سرویس‌دهنده می‌توان‬ ‫از چندین پردازنده روی برد اصلی آن رایانه استفاده کرد‪.‬سیستم‌عامل شبکه باید بتواند همۀ پردازنده‌های‬ ‫نصب شده را شناسایی و از آنها استفاده کند‪.‬‬ ‫‪ -‬تحمل خطا (‪ :)Fault Tolerance‬در صورت بروز مشکل‪ ،‬سرویس‌دهی نباید با تأخیر انجام شود‪.‬قابلیت‬ ‫تحمل خطا باعث می‌شود‪ ،‬هنگام بروز خطا سیستم‌عامل از تجهیزات جایگزین استفاده کرده‪ ،‬بدون تأخیر یا‬ ‫با تأخیر بسیار کم به سرویس‌دهی ادامه دهد‪.‬در سیستم‌های با قابلیت تحمل خطا‪ ،‬زمان قطع شدن سرویس‬ ‫بسیار کوتاه بوده‪ ،‬عملیات جایگزینی بدون استفاده از عوامل انسانی و به‌صورت خودکار انجام می‌شود‪.‬‬ ‫‪19‬‬ ‫امکان تهیه نسخه پشتیبان‪ :‬سیستم‌عامل شبکه باید شامل ابزار‌های قوی و کاربرپسند برای ایجاد نسخه‬ ‫پشتیبان از تمامی پرونده‌ها و تنظیمات سیستم باشد‪.‬این ابزار باید امکان پشتیبان‌گیری از پرونده‌های درحال‬ ‫استفاده و مجوز‌های امنیتی را فراهم کند‪.‬‬ ‫ابزارهای مدیریتی ساده و یکپارچه (‪ :)Simple & Unified Management Tools‬سیستم‌عامل شبکه‬ ‫باید ابزار‌های مدیریتی متنوع و ساده‌ای را داشته باشد تا به‌راحتی بتوان تنظیمات و سیاست‌های آن را تغییر‬ ‫داده و مدیریت کرد‪.‬استفاده از ویزارد‌های مختلف جهت تغییر پیکربندی سیستم‌عامل می‌تواند امکان انجام‬ ‫تغییرات را حتی برای کاربرانی فراهم‌کند که دانش تخصصی رایانه‌ای ندارند‪.‬‬ ‫قابلیت اطمینان و پایداری (‪ :)Reliable & Stable‬سیستم‌عامل شبکه حتی با وجود تغییرات و انجام تنظیمات‬ ‫مختلف باید بتواند به تمامی کاربران شبکه سرویس‌دهی کند‪.‬برای مثال زمانی که در حال تغییر پیکربندی یک‬ ‫سرویس در شبکه هستیم نباید این سرویس یا دیگر سرویس‌های مورد نیاز از دسترس خارج شوند‪.‬‬ ‫استاندارد تجهیزات شبکه‬ ‫کوشا قصد داشت با برپایی یک شبکۀ رایانه‌ای‪ ،‬رایانۀ خود و برادرش دانا را به یکدیگر متصل کند‪.‬او می‌دانست که برای این کار‬ ‫باید سخت‌افزار و نرم‌افزار‌های مناسبی تهیه کند‪.‬هنگامی‌که برای خرید سخت‌افزار به بازار رفت‪ ،‬فروشنده استانداردهای موردنظر‬ ‫تجهیزات را از او پرسید‪.‬کوشا تا آن لحظه چیزی در مورد استاندارد نمی‌دانست و با خودش فکر کرد‪ ،‬مگر تجهیزات شبکه نیاز‬ ‫به استاندارد دارند؟ وجود استاندارد چه مزیتی دارد؟ کدام مؤسسه‌ها و شرکت‌ها وظیفه استانداردسازی تجهیزات شبکه را برعهده‬ ‫دارند؟ کوشا به خانه برگشت و در رابطه با استاندارد از پدرش توضیح خواست‪.‬‬ ‫شرکت‌ها و مؤسسات زیادی وجود دارند که تجهیزات شبکه را تولید می‌کنند‪.‬وجود این تنوع باعث می‌شود هر‬ ‫شرکت در رابطه با روش استفاده از رسانۀ انتقال یا شکل کابل یا ‪...‬نظرات مختلفی داشته باشد‪.‬‬ ‫با وجود تنوع تجهیزات شبکه‪ ،‬برای اتصال تجهیزات مختلف به شبکه و بهره گرفتن از همۀ آنها باید توافقی‬ ‫مشخص بین سازندگان تجهیزات شبکه وجود داشته باشد تا سازگاری آنها حفظ شود‪.‬این توافق‌ها که مورد‬ ‫قبول همۀ شرکت‌ها و کاربران است‪ ،‬به استاندارد معروف است‪.‬در این استانداردها نوع کابل شبکه‪ ،‬اتصاالت‪،‬‬ ‫همبندی و سرعت انتقال مشخص شده است‪.‬استفاده از استاندارد باعث می‌شود بتوان تجهیزات ساخته شده‬ ‫به‌وسیلۀ سازندگان مختلف را در یک شبکه به کار برد‪.‬سازمان‌های بسیاری در زمینه تهیه استاندارد‌های شبکه‬ ‫فعالیت می‌کنند‪.‬یکی از این سازمان‌ها (‪ IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers‬نام‬ ‫دارد که استانداردهای مختلفی را در زمینه شبکه‌های رایانه‌ای ارائه کرده است‪.‬در ابتدای دهۀ هشتاد میالدی‬ ‫کمیته ‪ IEEE‬برای استانداردسازی شبکه‌های اولیه شروع به کار کرد‪.‬این مؤسسه تمامی استانداردهای مربوط‬ ‫به شبکه‌های رایانه‌ای را با نام ‪ 802.x‬مشخص کرد که ‪ x‬عدد معرف استاندارد مورد نظر است‪.‬‬ ‫‪20‬‬  ‫پودمان ‪ :1‬دسته‌بندی و انتخاب شبکه‬ ‫استانداردهای مختلف ‪IEEE‬‬ ‫استاندارد ‪ Ethernet‬که در سال ‪ 1983‬ارائه شد‪ ،‬با استفاده از پروتکل دسترسی به کانال‬ ‫انتقال‪ ،‬سرعت انتقال داده را در شبکه افزایش می‌دهد‪.‬‬ ‫‪IEEE 802.3‬‬ ‫در سال ‪ ۱۹۹۷‬مؤسسه ‪ IEEE‬اولین استاندارد شبکۀ محلی بی‌سیم (‪ )WLAN‬را‬ ‫تدوین کرد‪.‬این استاندارد بعدها توسعه پیدا کرد و استانداردهای ‪a/b/g/n/ac/ad/af/ah‬‬ ‫‪IEEE 802.11‬‬ ‫‪ 802.11‬مطرح شد‪.‬‬ ‫این استاندارد به نام ‪ WiMAX‬شناخته می‌شود و حداکثر نرخ انتقال در این استاندارد‬ ‫‪ 75 Mbps‬و برای دستگاه‌های سیار تا فاصله ‪ 50‬کیلومتر است‪.‬‬ ‫‪IEEE 802.16‬‬ ‫این استاندارد (‪ MBWA (Mobile Broadband Wireless Access‬نام دارد‬ ‫که ضمن هماهنگی با دیگر استانداردهای خانواده ‪ 802‬می‌کوشد تا پیاده‌سازی‬ ‫‪IEEE 802.20‬‬ ‫شبکه‌های سیار بی‌سیم با پهنای باند وسیع (‪ )Broad band‬را در سرتاسر جهان‬ ‫آسان کند‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫در کارگاه رایانۀ هنرستان شما از کدام استانداردها می‌توان استفاده کرد؟‬ ‫کالسی‬ ‫‪21‬‬  ‫جدول ارزشیابی پایانی‬ ‫ارزشیابی پیشرفت تحصیلی مبتنی بر شایستگی درس دانش فنی تخصصی‬ ‫نتایج‬ ‫تکالیف عملکردی استاندارد‬ ‫عنوان‬ ‫نمره‬ ‫شاخص تحقق‬ ‫مورد‬ ‫(واحدهای یادگیری) عملكرد‬ ‫پودمان‬ ‫انتظار‬ ‫‪ -‬انتخاب توپولوژی شبکه و رسانه انتقال بر اساس کاربرد‬ ‫مشخص و تعیین ویژگی‌های موردنیاز آن‬ ‫‪ -‬انتخاب درگاه‌های موردنیاز در پروتکل‌های ‪TCP‬و ‪UDP‬‬ ‫باالتر‬ ‫‪ -‌1‬دسته‌بندی انواع‬ ‫‪3‬‬ ‫ازحد‬ ‫انتخاب اجزا مورد نیاز یک شبکه بر اساس عملکرد آن‬ ‫بر اساس نیاز خاص‬ ‫شبکه و انتخاب آن‬ ‫‪ -‬ارایه کاربرد خاص و ابتکاری از سرویس‌های شبکه برای‬ ‫انتظار‬ ‫توسعه پایدار‬ ‫‪ -‬دسته‌بندی انواع شبکه بر اساس وسعت جغرافیایی و‬ ‫سرویس‌دهی‬ ‫‪ -‬دسته‌بندی و مقایسه توپولوژی‌های شبکه و تشخیص‬ ‫دسته‌بندی‬ ‫توپولوژی شبکه موجود‬ ‫و انتخاب‬ ‫‪ -‬مقایسه انواع رسانه‌های سیمی وبی‌سیم و تحلیل اثرات‬ ‫درحد‬ ‫شبکه‬ ‫‪2‬‬ ‫نویز در انتقال‬ ‫انتظار‬ ‫‪ -‬تحلیل روند برقراری یک ارتباط ‪TCP‬‬ ‫‪ -‌2‬انتخاب اجزاء مورد‬ ‫‪ -‬انتخاب سرویس‌ها و پروتکل‌های موردنیاز شبکه بر اساس‬ ‫نیاز یک شبکه‬ ‫تحلیل کاربردهای آن‬ ‫‪ -‬تعیین کاربرد شبکه‬ ‫‪1‬‬ ‫پايين‌تر از ‪ -‬تحلیل مزایا و معایب توپولوژی‌های شبکه‬ ‫حدانتظار ‪ -‬تعیین تفاوت رایانه سرویس‌دهنده و سرویس‌گیرنده‬ ‫نمره مستمر از ‪5‬‬ ‫نمره واحد یادگیری از ‪3‬‬ ‫نمره واحد یادگیری از ‪20‬‬ ‫‪22‬‬