شبکه چیست ؟

 کاربرد شبکه چیست؟

شبکه چیست؟ در لغت، به گروهی از افراد و یا اشیاء گفته می‌‌شود که قادر به اشتراک‌گذاری اطلاعات به شکل معناداری با یکدیگر هستند. در مفاهیم فناوری اطلاعات، به “شبکه‌های کامپیوتری” و یا “شبکه دیتا” به اختصار “شبکه” گفته می‌شود، به این معنی که کامپیوترها، ابزار و اشیایی هستند که اطلاعات را به شکل قابل فهم به اشتراک می‌‎گذارند. در سطحی بالاتر و مفهومی، شبکه‌های دیتا شامل نودهایی (گره) می‌باشند که کامپیوترها و دستگاه‌های دیجیتالی می‌توانند از طریق لینک‌ها و ارتباطات فیزیکی (سیمی و بی سیم)، پیام‌ها را بین گره‌ها جابه‌جا کنند.

به دستگاه‌های کامپیوتری شبکه که سر منشأ شروع و خاتمه داده‌ها در شبکه می‌باشند، گره‌های شبکه یا نودهای شبکه گفته می‌شوند. نودها می‌توانند شامل رایانه‌های شخصی، تلفن، سرورها و تجهیزات سخت‌افزاری شبکه باشند. می‌توان گفت که دو دستگاه وقتی با یکدیگر شبکه هستند که امکان تبادل داده‌ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر وجود داشته باشد چه به صورت ارتباط مستقیم چه غیرمستقیم.

در شبکه‌های کامپیوتری طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی و سرویس‌ها وجود دارند و مورد استفاده قرار می‌گیرند. مانند شبکه جهانی وب، اینترنت، سرویس‌های صوتی و تصویری دیجیتال، استفاده مشترک از برنامه‌های کاربردی و سرویس‌های ذخیره‌سازی، چاپگرها و دستگاه‌های فکس، برنامه‌های پیام رسان ایمیل و سرویس‌های چت و بسیاری دیگر.

شبکه‌های کامپیوتری بر اساس رسانه مورد استفاده برای انتقال سیگنال‌ها‌، پروتکل‌های ارتباطی جهت سازماندهی ترافیک شبکه، ابعاد شبکه، توپولوژی و اهدف سازمانی در دسته بندی‌های متفاوتی قرار می‌گیرند. رایج‌ترین و بزرگترین شبکه ارتباطی “اینترنت” است.

هدف از ایجاد شبکه کامپیوتری

• استفاده مشترک از منابع و ارتباط تجهیزات آی‌تی با یکدیگر (اطلاعات- سخت افزارها- نرم افزارها)
• تبادل سریع‌تر اطلاعات
• به‌روز بودن اطلاعات
• مدیریت و پشتیبانی مرکزی
• قابلیت اطمینان

چه کسانی به شبکه نیازمندند؟

در صورتی که محل کار شما مجهز به بیش از یک کامپیوتر است، نصب و راه‌اندازی شبکه کامپیوتری در روند کاری شما بسیار موثر است. امروزه وجود شبکه کامپیوتری و اینترنت برای هر شرکت ضروری است، بنابراین هدف اصلی از نصب و راه‌اندازی شبکه برقراری ارتباط سیستم‌ها با یکدیگر، هزینه پایین در خرید تجهیزات سخت افزاری و مدیریت بهتر است.

تاریخچه شبکه

در زیر بخشی از رویدادهای تاریخی مهم در زمینه شبکه و بهبودها و پیشرفت‌های شبکه‌های کامپیوتری، ذکر شده است:

در اواخر دهه 1950 اولین شبکه رایانه‌ای در سیستم SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) که یک سیستم کامپیوتری بزرگ جهت پردازش و تحلیل داده‌های دریافتی از سایت‌های راداری ایالات متحده بود مورد استفاده قرار گرفت. این سیستم تصویر یکپارچه‌ای از فضای هوایی را در یک سطح وسیع از منطقه تولید می‌کرد که توسط فرماندهی دفاع هوا – فضای آمریکای شمالی (NORAD) مورد استفاده قرار می‌گرفت.

در سال 1959 آناتولی ایوانکویچ کیتوف به کمیته مرکزی حزب کمونیست اتحاد جماهیر شوروی، پیشنهادی مبنی بر ایجاد یک برنامه دقیق برای سازماندهی مجدد کنترل نیروهای نظامی شوروی و سیستم اقتصادی شوروی را بر اساس شبکه‌ای از مراکز محاسباتی ارائه داد.

در سال 1960، سیستم رزرواسیون تجاری خطوط هوایی (SABRE – semi-automatic business research environment) با اتصال دو سیستم به یکدیگر آنلاین شد. این سیستم توسط خطوط هوایی آمریکا جهت بالابردن سرعت سیستم رزرو ایجاد شد.

در سال 1963، لیک لایدر، روانشناس و محقق علوم رایانه و اولین مدیر اداره تکنیک‌های پردازش اطلاعات دارپا، زیر نظر وزارت دفاع آمریکا، برای اولین بار عنوان “شبکه کامپیوتری بین کهکشانی” را مطرح کرد، که آغازگر مفایم اولیه اینترنت بود.

در سال 1964، محققان دانشگاه دارتموث برای اولین بار سیستم اشتراک گذاری زمان دارتموث (DTSS – Dartmouth Time-Sharing System) را برای کاربران سیستم‌های کامپیوتری بزرگ توسعه دادند. این سیستم این امکان را ایجاد می‌کرد که تعداد زیادی از کاربران بتوانند با یک سیستم واحد تعامل داشته باشند. در همان سال، در مؤسسه فناوری ماساچوست، یک گروه تحقیقاتی توسط جنرال الکتریک و آزمایشگاه بِل، توانستند از یک کامپیوتر برای مسیریابی و مدیریت ارتباطات تلفنی استفاده کنند.

در طول دهه 60، پل باران و دونالد دیویس به طور مستقل مفهوم سیستم‌های شبکه‌ای را توسعه دادند که از مفهوم بسته‌ها (Packets)  برای انتقال اطلاعات بین رایانه‌ها بر روی یک شبکه استفاده می‌کردند. دیویس در پیاده‌سازی این مفهوم در شبکه NPL که شبکه آزمایشگاه فیزیکی ملی انگلستان بود پیشگام شد.

در سال 1965، شرکت وسترن الکتریک اولین سوئیچ الکترونیکی تلفنی که به صورت واقعی توسط کامپیوتر کنترل می‌گردید را پیاده سازی کرد.

در سال 1966، توماس ماریل و لارنس رابرتز توانستند برای اولین بار مقاله‌ای را در شبکه آزمایشی WAN (Wide Area Network) برای سیستم اشتراک‌گذاری زمانی کامپیوتری جهت استفاده تعداد زیادی از کاربران منتشر کردند. فعالیت‌های آنان، آغازگر و توسعه دهنده اینترنت به شکل امروزی شد.

در سال 1969، در اولین اقدام، چهار نود توسط آرپانت (آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته شبکه در آمریکا) با استفاده از مدارهای الکترونیکی با سرعت 50 کیلو بیت در ثانیه به یکدیگر متصل شدند. این ارتباط بین دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس، انستیتو تحقیقاتی استنفورد، دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا و دانشگاه یوتا شکل گرفت.

در سال 1972 خدمات تجاری توسط پروتکل استاندارد X.25 راه اندازی شد که بعدها به عنوان زیرساخت برای رشد و گسترش شبکه‌های TCP/IP مورد استفاده قرار گرفت.

در سال 1973 رابرت مت کالیف، در یادداشتی رسمی در شرکت زیراکس پارک، اترنت را توصیف می‌کند. سیستمی شبکه‌ای که براساس شبکه (Aloha) توسط نورمن آبرامسون و همکارانش در دانشگاه هاوایی توسعه یافت. در ژوئیه سال 1976 رابرت مت کالیف و دیوید بوگز مقاله خود را با نام “اترنت: توزیع پکت سوئیچینگ برای شبکه‌های محلی” منتشر کردند و از سال 1977 تا 1978 با همکاری هم پتنت‌های متعددی را در این زمینه به ثبت رساندند. در سال 1979 با پیگیری‌های مت کالیف، اترنت به عنوان یک استاندارد باز توسعه یافت.

در سال 1976، جان مورفی از شرکت دیتا پوینت، آرک نت ARCnet را ایجاد کرد. که یک پروتکل ارتباطی در شبکه‌های LAN می‌باشد که بر اساس متد Token-Passing کار می‌کند و برای اولین بار برای اشتراک گذاری تجهیزات ذخیره‌سازی استفاده شد.

از سال 1995، سرعت انتقال اطلاعات در شبکه اترنت از 10 مگابیت بر ثانیه به 100 مگابیت بر ثانیه افزایش یافت. این روند ادامه پیدا کرد و تا سال 1998 سرعت اترنت به 1 گیگابیت بر ثانیه رسید. در سال 2016 سرعت آن 100 گیگابیت بر ثانیه رسید. توانایی مقیاس پذیری و انطباق‌پذیری اترنت موجب شد تا در طول سال‌ها همچنان در شبکه‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار بگیرد.

ویژگی‌های شبکه

شبکه‌های کامپیوتری ممکن است شاخه‌ای از مهندسی برق، مهندسی الکترونیک، ارتباطات راه دور، علوم رایانه، فناوری اطلاعات و یا مهندسی کامپیوتر باشند. چرا که بر اساس علوم نظری و عملی این رشته‌ها پایه‌ریزی شده است.

یک شبکه این امکان را می‌دهد تا منابع محاسباتی و اطلاعاتی را برای استفاده کاربران و نرم‌ افزارهای دیگر به اشتراک بگذاریم. کاربران می‌توانند از طریق شبکه از منابع مختلفی که توسط تجهیزات شبکه به اشتراک گذاشته شده است استفاده کنند. مانند چاپ یه سند توسط پرینتری که به اشتراک گذاشته شده است و یا ذخیره اطلاعات بر روی دستگاهی که در شبکه موجود است. یک شبکه این امکان را می‌دهد تا بتوانیم انواع اطلاعات و فایل‌ها را با فرمت‌های مختلف و اسناد گوناگون، برای دیگر سیستم‌ها و کاربران در شبکه، با ایجاد سطح دسترسی برای هر فرد یا سیستم به اشتراک بگذاریم. سیستم‌های محاسباتی توزیع شده در شبکه از سیستم محاسباتی منبع یا همان سرور برای محاسبه و انجام وظایف خود استفاده می‌کنند.

در شبکه‌های کامپیوتری ممکن است هکرهای امنیتی، با اهداف سودجویانه به سیستم‌های کامپیوتری موجود در شبکه نفوذ کرده و ویروس‌ها و کرم‌های کامپیوتری را در شبکه منتشر کنند و یا با حملات مختلف مانع از سرویس‌دهی تجهیزات و سرورها در شبکه گردند.

فناوری شبکه‌های کامپیوتری به قدری گسترده شده است که در تمامی مکان‌های تجاری و غیرتجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. تقریباً مکانی وجود ندارد که از شبکه‌های کامپیوتری در آن استفاده نشده باشد. شرکت‌ها، مؤسسات، سازمان‎ها، فروشگاه‌ها، کارگاه‌ها، مراکز صنعتی، درمانی، آموزشی و بسیاری دیگر. این فناوری بسیار تخصصی و پیشرفته می‌باشد و دانش آن روز به روز در حال پیشرفت و توسعه می‌باشد.

آن‌چه که گفته شد تعریف پایه از مفهوم شبکه کامپیوتری است. برای درک درست و آشنایی بیشتر با شبکه‌های کامپیوتری، مطالعه در تمامی جنبه‌های آن از جمله استانداردهای شبکه، پروتکل‌ها، هم‌بندی یا توپولوژی شبکه، تجهیزات شبکه، نحوه اتصالات و بسیاری دیگر از موارد، ضروری می‌باشد. در مطالب بعدی به تعریف و بررسی دقیق‌تر هر یک از این موارد می‌پردازیم.