شبكه چيست؟

نياز اصلي ايجاد شبكه مربوط به حل مساله انتقال اطلاعات به طور پيوسته ميان چند كامپيوتر مي باشد. به طور كلي و بدون بررسي تاريخي سيستم هاي شبكه هاي كامپيوتري امروزي بر چند پايه اصلي طراحي و پياده مي شوند.
۱- نوع و شكل شبكه يا همان توپولوژي
۲- سخت افزار كه وابسته به نوع شبكه مي باشد
۳- سيستم هاي عامل و سيستم هاي مديريت شبكه

مفهوم شبكه

شبكه كامپيوتري مورد بحث ما از چند استاندارد انتقال اطلاعات, سخت افزار و اتصلات تشكيل شده است كه به طور كوتاه از اين قرارند:
۱- طرح شبكه يا توپولوژي: معمولاً به عنوان ستاره اي شناخته مي شود (نوع بسيار ساده آن لينك دو به دو است.

۲- پروتوكل: استاندارد انتقال اطلاعات در شبكه كه به وسيله موسسه استاندارد IEEE به نام TCP/IP شناخته مي شود. اين پروتكل, پروتكل اصلي در شبكه اينترنت بوده و بهترين, پربازده ترين پروتكل با قابليت رديابي (مفهوم رديابي مربوط به بخشي از بسته هاي اطلاعاتي است كه آدرس نقطه ارسال و مقصد و ديگر مقادير كه به عنوان شناسه بسته مطرح مي شوند, مربوط مي گردد) و مسيريابي (گاهي به عنوان جادوي اين پروتكل و علت اصلي موفقيت آن مي باشد كه امكان به وجود آمدن شبكه هاي بزرگ كامپيوتري را به وسيله انتخاب بهترين راه عبور در يك شبكه گسترده براي رسيدن به مقصد ايجاد مي كند) مي باشد. از مشخصه هاي اين نوع پروتكل كه تنظيمات خاص پارامتريك را در دستگاه ها ايجاد مي كند:

IP – Subnet Mask – Broad cost – Gateway – DNS
و پارامترهاي ديگر كه خارج از بحث مي باشد.

در توضيح اين پارامترها:
۱- IP (آدرس شبكه): در اين نوع پروتكل مفهومي خاص و غير قابل تكرار براي هر كامپيوتر و يا به عبارتي هر كارت شبكه وجود دارد كه نشاني يا IP خوانده مي شود. هر كامپيوتر در شبكه با اين مشخصه شناخته شده و در شبكه با ديگر IPها ارتباط برقرار مي كند. IP در حقيقت يك عدد ۳۲ رقمي در مبناي ۲ مي باشد كه براي راحتي كار آن را به ۴ قسمت مساوي تقسيم كرده و هر قطعه را به مبناي ۱۰ تبديل مي كنند, به اين ترتيب هر IP تركيب بدون فاصله اي است از ۴ عدد كه بين ۰ تا ۲۵۵ قرار داشته و با نقطه از هم جدا مي شوند, به طور مثال: ۲۰۰٫۱۰۲٫۰٫۲۵
IP واقعي و غير واقعي: در يك شبكه بزرگ كامپيوتري تمامي IPها از نوع واقعي مي باشند ولي زماني كه يك شبكه كوچك داخلي كه شايد به گونه اي به اين شبكه بزرگ خارجي اتصال دارد, مي توان از IP غيرواقعي استفاده كرد (البته روش اين استفاده و اينگونه اتصلات از اين بحث خارج مي باشد).

IP غيرواقعي خود به سه كلاس متفاوت, C, B, A طبقه بندي مي شود كه اين كلاسها مربوط به تعداد كامپيوترهايي است كه در آن شبكه موجود است. عمده استفاده از IP غيرواقعي از نوع كلاس C مي باشد كه بيشترين تعداد كامپيوتر را در يك شبكه پشتيباني مي كند كه بسته به زير كلاس اين نوع, IP معمولاً به صورت زير مي باشد
۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۱ ~ ۱۹۲٫۱۶۸٫۰٫۲۵۵

Subnet Mask: نشان دهنده كلاس استفاده IP مي باشد و به گونه اي دامنه نوسان آن را مشخص مي كند. معمولاً در اينگونه شبكه ها از ۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵٫۰ استفاده مي شود.
Broad Cost: دامنه انتهايي سرويسهاي IP را مشخص مي كند (معمولاً فقط در سرويسهاي لينوكس كاربرد دارد). به طور مثال ۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵ .
Gateway: همانگونه كه از نام آن مشخص است (به معني دروازه) محل و يا آدرس كامپيوتري در شبكه مي باشد كه اطلاعات مورد درخواست براي سرويس مورد نظر از آن گرفته مي شود و يا به عبارتي آدرس سرور يا سرويس دهنده شبكه مي باشد (البته بيشتر در مورد سرويس دهنده اينترنت صادق مي باشد).
DNS: مخفف كلمه Domain Name Server مي باشد كه در شبكه هاي اينترنت كاربرد داشته, نشان دهنده آدرس سرور تبديل كننده Domain به IP مي باشد.

سرويس دهنده و سرويس گيرنده در شبكه:
در يك شبكه كامپيوتري معمولاً هدف از ايجاد شبكه سرويس دهي و سرويس گيري كامپيوترها در شبكه مي باشد. به اين ترتيب كه به طور معمول در يك شبكه كوچك يا محلي يك سرويس دهنده و چندين سرويس گيرنده وجود دارند.

انواع سرويسها:
سرويس چاپ (Print Server): اين سرويس كه به وسيله كامپيوتر خدمتگزار در شبكه يا سرور چاپ ارائه مي شود اين اجازه را به ديگر كامپيوترهاي موجود در شبكه مي دهد كه همگي به طور اشتراكي از چاپ گر متصل به سرور چاپ استفاده كنند.

سرويس فايل (File Server): اين سرويس به كليه كامپيوترهاي موجود در شبكه اين اجازه را مي دهد كه از فضاي حافظه مشترك (موجود بر روي كامپيوتر سرور) براي ذخيره اطلاعات و بازخواني آن استفاده نمايند.
سرويس اينترنت (Internet Server): اين سرويس به اينترنت سرور اين اجازه را مي دهد كه سرويس اتصال و ارتباط با شبكه جهاني اينترنت در اختيار سرويس گيرندگان قرار دهند. در اين نوع سرويس سرور به عنوان يك Gateway معرفي مي شود. در اين نوع سرويس در حقيقت, سرور تنها راه اتصالي بين سرورهاي موجود در شبكه جهاني اينترنت و كامپيوترهاي موجود در شبكه مي باشد نه سرويس دهنده واقعي خدمات اينترنتي مثل FTP, HTTP يا Mail.

سرويسهاي خاص: در اين نوع سرويسها, كامپيوترهاي سرويس گيرنده در شبكه قابليت اتصال و استفاده از سخت افزار خاصي را كه به سرور متصل مي باشد به دست مي آورند مانند سرويس انتخاب توان مصرفي.

مديريت سرويسها در يك شبكه:
در يك شبكه كه در آن سرور يا سرويس دهنده اي وجود دارد كليه امور مربوط به كنترل يا مديريت, كاربرد و استفاده و روش سرويس دهي در خود سرويس دهنده انجام مي شود. به طور مثال نحوه دستيابي يا سطح دستيابي (فقط خواندني يا خواندني نوشتني), محدوديت حجمي و يا زمان استفاده.

سيستمها و روشهاي پيكربندي سرويسها:
پيكربندي با اتصال مستقيم: در اين نوع پيكربندي, مدير سرويس دهنده با حضور در كنار كامپيوتر و به طور مستقيم آن را پيكربندي مي كند (يعني با استفاده مستقيم از كنسولهاي مانيتور و كيبورد و …)

پيكربندي از راه دور:
الف) اتصال مستقيم از راه دور (معمولاً به وسيله مودم): در اين حالت اتصال مستقيمي از راه دور بين مدير سيستم و سرور برقرار مي شود (RAS)
ب) اتصال در محيط اينترنت: در اين حالت اتصال از طريق پروتكلهاي اينترنتي و بدون اتصال مستقيم انجام مي شود. اين حالت بيشترين مورد استفاده را براي مديريت از راه دور دارد. از جمله اين پروتكلها, Tel Net, SSH و HTTP مي باشد.

سرويس فايل

مفهوم سرويس فايل:
در اين سرويس, كامپيوترهاي روي شبكه به اطلاعات موجود بر روي كامپيوتر سرور به طور اشتراكي دسترسي پيدا مي كنند كه بر حسب نوع استفاده, پيكربندي متفاوتي از اين نوع سيستم وجود دارد. در اين سرويس قسمتي از حافظه جانبي سرور به صورت فضاي مشترك كه به وسيله هر كامپيوتر سرويس گيرنده در شبكه قابل استفاده مي باشد قرار مي گيرد.

سطح دستيابي:
سطح دستيابي, قسمتي از سيستم مديريت سرور مي باشد كه عمل كنترل و مديريت دستيابي به فايلها را انجام مي دهد به اين شكل كه هر سرويس گيرنده با توجه به مشخصه خود مانند (IP – Work Group – User Name.Password – …) قابليت دسترسي در سطح خاص خود را دارد. سطح مختلف مربوط به نحوه دستيابي به فايل به صورتهاي نوشتني خواندني, فقط خواندني, فقط نوشتني, محدود مي باشد.

مديريت زمان دستيابي:
محدوده زمان دستيابي, كاربر را با توجه به مشخصه آن كنترل مي كند.
مديريت امنيت و تداخل اطلاعات:
اين نوع مديريت مربوط به سرويسهاي بانكهاي اطلاعاتي در سطح شبكه مي باشد كه وظيفه كنترل دستيابي به فايلها را براي جلوگيري از تداخل دسترسي همزمان به فايلها را بر عهده دارد.

سرويس چاپ

مفهوم سرويس چاپ:
اين سرويس, چاپگر متصل به كامپيوتر سرور را براي استفاده كليه سيستمهاي متصل به شبكه در اختيار قرار مي دهد.
اين سرويس نيز براي خود روش ها و انواع لايه هاي مديريت را داراست.

توپولوژي (طرح شبكه)

۱-۱ شبكه هاي نظير به نظير
در اين نوع شبكه ها معمولاً از هيچ نوع سخت افزار خاص به جز كارت و كابل شبكه استفاده نمي شود, حداكثر سرعت انتقال ۱۰ MB/S و از لحاظ استفاده عملاً از دور خارج شده و فقط به عنوان نوعي كه قبلاً وجود داشته از آن صبحت مي شود.

مزايا
الف) ارزاني و راحتي ايجاد شبكه
ب) برد قطعي بين دو نقطه ۱۸۰ متر موثر
ج) حساسيت كم نسبت به اختلالات مغناطيسي
د) سادگي راه اندازي نرم افزاري و كنترل شبكه

معايب
الف) كندي شبكه
ب) مناسب براي حداكثر ۱۰ كاربر فعال در يك زمان (چون در اثر افزايش كاربران عملاً شبكه دچار فشار مجازي اطلاعات شده و از كار مي افتد)
ج) پايداري پايين (چون در صورت خاموش بودن يا از كار افتادگي يكي از سيستمها, همه شبكه, مختل مي شود)
د) در اين نوع شبكه قادر به استفاده از سرويسهاي ديواره آتش (Fire Wall) و مسيريابي (Rotting)

سخت افزار شبكه
كارت شبكه (NIC): كارت شبكه با پورت كوواكسيال (BNC) (اين پورت شباهت بسياري به پورت سيم آنتن و كابلهاي انتقال تصاوير ويديويي دارد)
كابل شبكه (۱۰ Base 2): اين نوع نامگذاري را مي توان به صورت زير تفسير كرد:
عدد ۱۰ به معناي نرخ انتقال بر اساس واحد MB/S مي باشد, عدد ۲ نشان از حداكثر توان طول يكپارچه كابل مي باشد كه در اين مثال ۲۰۰ متر محاسباتي است.
مقاومتهاي بست دهنده: در هر شبكه نظير به نظير پس از اتصال كابلها به كارتهاي شبكه, دو انتهاي باقيمانده كابل به وسيله دو مقاومت ۵۰ اهمي بسته مي شود تا شبكه فعال شود.

هدف از ايجاد اينگونه شبكه
اين گونه شبكه معمولاً در زماني استفاده مي شود كه كليه كامپيوترهاي روي شبكه حالت Client/Server دارند يعني همگي هم به يكديگر سرويس داده و هم از يكديگر سرويس مي گيرند و بار شبكه بسيار پايين مي باشد.

۲-۱ شبكه هاي اترنت
در اين نوع شبكه از طرح يا توپولوژي هاي پيچيده تري استفاده مي شود كه در كل امكان ايجاد شبكه هاي با ابعاد بسيار بزرگ مثل شبكه جهاني اينترنت را فراهم مي آورد.

سخت افزار شبكه
كارت شبكه (NIC): اين كارتها با سرعتهاي ۱۰ و ۱۰۰ MB/S (گاهي فيبرهاي نوري با سرعت هاي چند گيگا بايت بر ثانيه) موجود مي باشند.
كابل شبكه: كابلهاي مورد استفاده در اين نوع شبكه, زوج به هم تابيده با انواع جانبي روپوش دار و بي روپوش مي باشد. حداكثر طول كابل در اين حالت ۱۰۰ متر موثر است و براي طولاني تر كردن مسير بيشتر از دو هاب يا سوئيچ نمي توان در امتداد هم استفاده كرد.

هاب: معمولاً به عنوان مركز اتصال در شبكه شناخته مي شود. عملكرد هاب اتصال چندين NIC از طريق كابل اتصال مي باشد به اين صورت كه هاب عمل تكرار يا به عبارت ديگر عمل كپي برداري از بسته هاي اطلاعاتي شبكه ارسال شده از هر كامپيوتر متصل و ارسال مجدد آن به تمامي كامپيوترهاي متصل به خود را انجام مي دهد به صورتيكه اگر بسته اطلاعاتي از طريق يك كامپيوتر متصل به هاب به طرف شبكه فرستاده شده باشد هاب كپي از آن بسته را براي تمامي كامپيوترهاي متصل به شبكه ارسال مي كند (حتي براي خود كامپيوتر ارسال كننده بسته).
هاب سوئيچ: همان عمل هاب را انجام مي دهد با اين تفاوت كه عمل مسير گرداني (ارسال بسته هاي اطلاعاتي به مقصد بدون تكرار براي همه كامپيوترهاي متصل به هاب سوئيچ) را در سطح پايين و فقط براي بسته هاي اطلاعاتي با ارسال پيوسته انجام مي دهد.

سوئيچ: همان عمل هاب سوئيچ را انجام مي دهد با اين تفاوت كه سطح كار را كامل كرده و تمامي بسته هاي اطلاعاتي را پس از مسيريابي به كامپيوتر مورد نظر مي فرستد.
پل (Bridge): در حقيقت نقطه ايجاد پيوند دو سگمنت مي باشد به اين صورت كه بسته هاي ارسالي به آن بررسي مي شوند كه آيا مقصد آنها سگمنت فرستنده بسته مي باشد يا ديگر سگمنت مقابل و در صورتي كه مبدا و مقصد بسته اطلاعاتي يك سگمنت باشد, بسته اطلاعاتي به سگمنت ديگر ارسال نخواهد شد.

مسيرياب (Router): در شبكه هاي بزرگ اترنت عملاً به علت تعدد مسيرها بين دو نقطه كه بسته اطلاعاتي بين آنها ارسال و دريافت مي شود به سخت افزاري احتياج مي باشد كه بتواند عمل مسيريابي و انتخاب بهترين مسير را براي هر بسته اطلاعاتي انجام دهد. در چنين حالتي بسته هاي اطلاعاتي بين مسيريابهاي مختلف جابجا شده تا به مسيريابي برسد كه به سگمنتي كه كامپيوتر مورد نظر در آن مي باشد برسد. در ساختمان اصلي چنين مسيريابهايي معمولاً به علت فشار پردازشي بالا از PC Control استفاده مي شود به اين معني كه يك روتر را مي توان به يك كامپيوتر تشبيه كرد به اين صورت كه روتر يك كامپيوتر با حداقل دو كارت شبكه مي باشد كه با توجه به الگوريتمها و پروتكلهاي مختلف كار مسيريابي را انجام مي دهند.
سخت افزارهاي ديگري نيز در اين نوع شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند كه در اين پروژه مورد استفاده اي ندارد.

لينوكس چيست؟

اين روزها مخصوصاً از حدود يك سال پيش در كنار نام سيستم عاملهاي معروف و پركاربرد شركت مايكروسافت نام سيستمهاي مبتني بر GNU يا كد باز كه تحت ليسانس GPL فعاليت مي كنند به گوش مي رسد كه عموماً به عنوان قدرتهاي آينده شبكه هاي كامپيوتري نيز معرفي مي شوند.
GNU: اين اصطلاح نشانگر گروهي از برنامه نويسان مي باشد كه قوانين خاصي را جهت برنامه نويسي و حق كپي رايت ايجاد كرده اند به اين شكل كه هر برنامه در ابتدا مجاني بوده و كد برنامه نيز به همراه برنامه عرضه مي شود ولي كاربردهاي جانبي و مسائل پشتيباني مي توانند از حقوق كپي رايت و خدمات برخوردار باشند. اطلاعات بيشتر در اين زمينه در سايت www.gnu.org به دست مي آيد.
در گستره چنين نرم افزارهايي سيستم عامل هاي مختلفي نيز ايجاد شدند كه به علت سيستم كد باز و قابليت رشد و عيب يابي به وسيله هر شخص, سازمان و گروهي و قابليت تغيير به صورت دلخواه (سفارشي) رشد بسيار سريعي داشتند و از جمله آنها FreeDBS, Linux, Lindows, Licoris كه هر كدام در گروه بندي خود به عنوان يك خانواده بزرگ از سيستم عامل هاي مختلف داراي زير شاخه هاي بسيار متعددي مي باشند. به طور مثال لينوكس, خود داراي ۱۸ نوع فعال و پركاربرد بوده كه از جمله معروفترين آنها, Red Hat, Mandrake, Suso, Caldro مي باشند.

در ميان اين سيستمها, Red Hat به علت كارآيي و پرفورمنس بالاتر و قابليت ايجاد رابط هاي گرافيكي در سطح وسيع تر, پركاربردترين اين سيستمهاست.

ساختار اجرايي و كاري در لينوكس:
كرنل (هسته مركزي): بخش هسته و يا همان مغز فعال سيستم عامل مي باشد كه كنترل اصلي مديريت و بخش مركزي و اجرا كننده سيستم عامل بوده و به طور عمده در كليه سيستم هاي لينوكس كاملاً يكسان مي باشد (تفاوت تنها در ورژن مي باشد).
بسته هاي نرم افزاري اصلي (Main Package): اين بسته هاي نرم افزاري قابليت هاي اجرايي اصلي اين سيستم عامل را در بر مي گيرد مانند بسته هاي كنترل مديريت ورودي و خروجي كامپيوتر كه خود به اجزاي واسط خروجي نظير مانيتور, ورودي مانند كيبورد و كارت هاي شبكه و كليه ادوات ورودي و خروجي.

بسته هاي كاربردي (Pro Package): اين نوع بسته هاي نرم افزاري معمولاً قابليت هاي ويژه اي را به بسته هاي نرم افزاري اصلي مي افزايد به طور مثال بسته XFree86 قابليت ايجاد رابط گرافيكي هوشمندي را براي ايجاد محيط گرافيكي واسط كاربر و سيستم عامل به بسته نرم افزاري مديريت كنترل ورودي و خروجي مي افزايد.
بسته هاي نرم افزاري اضافي (Add Package): اين بسته هاي نرم افزاري به عنوان بسته هاي برنامه هاي كاربردي بر روي اين سيستم عامل نصب و اجرا مي شود.

نصب سيستم عامل لينوكس (Red Hat 8.0):
نصب اين سيستم عامل به وسيله سه عدد CD انجام مي شود كه CD اول, Bootable مي باشد (قابليت راه اندازي سيستم از روي CD).
در مراحل نصب, مراحل زير را از نظر ايجاد شبكه بايد در نظر بگيريم:
در هنگام انتخاب بسته هاي نرم افزاري مورد نظر بايد بسته هاي نرم افزاري SMB Server و SMB Client و SWAT كه زيرشاخه اي از Windows File System Service مي باشد حتماً انتخاب شوند (اين بسته هاي نرم افزاري را مي توان بعد از نصب سيستم عامل نيز افزود).

در مرحله آخر پيكر بندي لينوكس كه در مورد كارت شبكه متصل به سيستم پارامترهاي لازم درخواست مي شود, دو حالت وجود دارد:
الف) مي توان پارامترهاي مورد نظر را همان ابتدا و در هنگام نصب در سيستم وارد كرد.
ب) راه ديگر تنظيم اين پارامترها پس از نصب كامل سيستم مي باشد (كه البته مورد نظر در اين پروژه بعد از نصب مي باشد).

سرويسهاي اجرا شونده:
در هر سيستم عامل لينوكس كه در حال اجرا مي باشد, سرويسهاي خاصي مي توانند اجرا شوند كه كنترل قسمتهاي مختلفي را به دست گيرند و يا سرويس سرور را فعال كنند (اجرا و يا توقف اين نوع سرويسها اختلالي در كاركرد خود سرور ايجاد نمي كند و تنها مربوط به سرويسهاي خارجي مي باشد “شبكه”).
سرويسهاي لازم براي ايجاد ابزار لازم جهت سرويس فايل و چاپ به وسيله لينوكس كه سرويس گيرنده هاي ويندوز را پشتيباني كند, سرويس SMB يا سامبا سرور مي باشد. البته سرويسهاي ديگري نيز در كنار اين سرويس بايد فعال باشند كه به عنوان نوعي پيش نياز براي اين سرويس مطرح مي شوند مانند Network, IPTable, SWAT و … كه معمولاً به صورت پيش فرض سيستم عامل Red Hat همگي فعال مي باشند.

كار با واسط هاي گرافيكي و محيط متني:
واسط متني (Shell): در محيط لينوكس, دو نوع واسط كاربري براي اپراتور وجود دارد كه اولين آن محيط متني يا نوشتاري مي باشد. اين محيط شباهت بسياري به محيط MS Dos ميكروسافت داشته با اين تفاوت كه دستورات مختلف يا متفاوتي را مي پذيرد. اين واسط متني خود انواع مختلفي دارد كه مي توان هر نوع را با نصب بسته نرم افزاري مربوطه, اضافه كرد (هر نوع مي تواند تفاوتي در ساختار دستورات داشته باشد). معروفترين آنها واسط متني Bash مي باشد كه قديمي ترين و پركاربردترين آنها نيز هست (پيش فرض خود سيستم عامل). دستورات اين واسط هاي متني شباهت زيادي به دستورات واسط متني در يونيكس دارد كه به عنوان پيشكسوت لينوكس محسوب مي شود.

واسط گرافيكي: واسط هاي گرافيكي در لينوكس به صورت يك بسته نرم افزاري اجرا مي شوند و محيط رابط گرافيكي را ايجاد مي كنند و به طور كلي متفاوت از واسط گرافيكي محيط ويندوز مي باشند كه به عنوان بخشي تفكيك ناپذير از هسته سيستم عامل مي باشد. اين تفاوت, تواناييهاي ويژه اي را براي لينوكس به همراه داشته كه رشد محيط GUI را در آن سريعتر و راحت تر كرده است. به همين علت است كه ما در لينوكس با چندين واسط گرافيكي كه كاملاً متفاوت مي باشند, برخورد مي كنيم كه دو نوع اصلي و پركاربرد آنها را Gnome و Kde مي باشد و در سطح بعدي شايد Windows Maker. اين واسط ها محيط گرافيكي را پايه گذاري مي كنند كه اين اجازه را مي دهد كه برنامه هايي با محيط GUI به واسطه اين كنسولها اجرا شوند.