شبکه محلی (LAN) و بررسی کاربردهای آن

همه ما اشنایی تقریبی با شبکه های کامپیوتری داریم و انواع آن را میشناسیم. هم چنین میدانیم که شبکه محلی lan رایج ترین نوع در شبکه های کامپیوتری است.این نوع شبکه کاربردهای گسترده فراوانی دارد. ما قصد داریم در این نوشتار به برررسی کاربردهای شبکه محلی بپردازیم. lan در اصل مخفف local area network است.ابن شبکه از اتصال چندین کامپیوتر و دستگاه های متصل به یک دیگر تشکیل شده است.بیشترین کاربرد این شبکه برای منطقه فیزیکی محدود کوچک است.مانند کارخانه ها دفاتر اداری و کارگاه ها.

شبکه های محلی به طور معمول در یک منطقه کوچک قراردارند که معمولا یک ساختمان است، اما لزومی هم نیست. این منطقه ممکن است خانه یا کسب و کار کوچک شما باشد و تنها چند دستگاه باشد. همچنین ممکن است یک منطقه بسیار بزرگتر مانند یک ساختمان اداری کامل باشد که حاوی صدها یا هزاران دستگاه باشد.

در ادامه با پارمونت بیشتر میخوانیم.

Lan چیست؟

تمامی کامپیوترها و دستگاه های اداری موجود در شرکت ها و سازمان ها به وسیله شبکه lan به یک دیگر متصل می شوند.در این شبکه سرعت انتقال اطلاعات بین 100 تا 1000 مگابیت بر ثانیه و بیشتر متغیر است.ناگفته نماند که کمینه یا بیشینه سرعت به عواملی هم چون کارت شبکه، سوییچ، نوع کابل های استفاده شده ،پچ پنل و سوکت وابسته است.

اگربخواهیم ساده تر کلمه lan را بررسی کنیم می توانیم بگوییم.lan  صرفا به سخت افزار  و نرم افزاری مربوط است که کاربر بتواند به کمک آن دو تمامی دستگاه ها را به یک دیگر متصل کند.از این رو میتوانیم بگوییم local talkو اترنت از اشکالات شبکه lan  هستتد. تجهیزات مورد استفاده شبکه محلی نسبت به استانداردهای  سیم کشی به دو دسته سخت افزار و پروتکل ها تقسیم کرد.

از جمله پروتکل های شبکه lan می توان به موارد زیر اشاره کرد.

Ethernet, Token Ring: TCP/IP, 5MB, NetBIOS and NetBeui, IPX/SPX, Fiber Distributed Data Interchange (FDDI) and Asynchronous Transfer Mode 

بررسی شاخصه های شبکه محلی

رایج ترین نوع شبکه های محلی اترنت است.ما شبکه های محلی را بر اساس مشخصه های زیر تقسیم بندی میکنیم.

پروتکل های کاربردی:

پروتکل ها راهبرد و دستوراتی هستند که اطلاعات و دیتاها به کمک آن می توانند تراکم دیتا و نوع خطا را مشخص کنند.

توپولوژی شبکه:

شکل چیدمان هندسی عناصر موجود در یک شبکه را توپولوژی آن شبکه مینامیم. برای درک بهتر میتوان گفت چیدمان خطی، گذرگاهی یا حلقه ای از انواع توپولوژی های معروف هستند.

کابل واسطه:

کابل هایی که در شبکه های محلی دستگاه ها و سیستم ها را به یک دیگر متصل میکننو به صورت کواکسیال یا فیبرنوری هستند.شبکه محلی علاوه بر اتصال کابلی میتوانند به صورت وایر لس نیز کاربری شوند. نام شبکه های بر بستر وایرلس wlanاست.

خوب است بدانید که در شبکهwlanاز تجهیزات ارتباطی بدون سیم مانند رادیو ها و اکسس پوینت ها به عنوان رابط ارتباطی استفاده می شود.

بررسی تفاوت ها درwan & lan

شبکه های گسترده شبکه (WANs) و شبکه های متروپولیتن (MAN) در واقع بسیار شبیه هستند. شما حتی می توانید دوره اصطلاح Campus Area Networks (CANs) را گاهی اوقات ببینید. همه آنها تا حدی با هم تداخل دارند، و هیچکس واقعا به تمایزی جدی برخورد نمیکند . اساسا، آنها شبکه هایی هستند که شبکه های چندگانه را متصل می کنند.

برای افرادی که این تمایز را انجام می دهند، شبکه ای است که از شبکه های مختلف متصل شده است که با هم از طریق شبکه های با سرعت بالا متصل می شوند و همه در داخل یک شهر یا منطقه شهری قرار دارند. یک شبکه WAN نیز از چندین شبکه ساخته شده است، اما بیش از یک شهر اختصاصی دارد و ممکن است با انواع مختلف فناوری، از جمله اینترنت متصل شود. البته، شبکه ای است که از چندین شبکه LAN تشکیل شده است که در یک محوطه مدرسه ای یا دانشگاهی قرار دارد..

برای یک مثال کلاسیک از WAN، فکر کنید که یک شرکت دارای شعبه در سه مکان مختلف در سراسر کشور (یا جهان) است. هر مکان دارای شبکه محلی خود است. این شبکه ها با هم به عنوان بخشی از یک شبکه کلی مشترک متصل می شوند. شاید آنها از طریق ارتباط اختصاص داده شده خصوصی، و یا شاید آنها با هم به اینترنت متصل شده است. نکته این است که اتصال بین شبکه ها به عنوان اتصالات بین دستگاه های در همان شبکه به عنوان سریع، قابل اعتماد یا امن محسوب نمی شود.

در حقیقت، اینترنت خود تنها بزرگترین شبکه جهانی WAN است که هزاران شبکه محلی را در سراسر جهان متصل می کند.

تمایز شبکه های محلی با شبکه های wan و man در تو توپولوژی و کابل آن است.یک شبکه محلی می تواند از یک نوع کابل در ارسال داده ها استفاده کند.

به دو یا چندین دستگاه متصل که شبکه کوچکی را تشکیل دهد شبکه گسترده یا  wan  گفته می شود. تفاوت این دو شبکه در این است که wan  می تواند فاصله جغرافیایی گسترده تری نسبت به lan   را تحت پوشش قرار دهد.مانند فاصله شهرها استان ها و کشورها.

کاربرد و مزایای شبکه محلی چیست؟

به خوبی میدانیم که شبکه های محلی lan  صرفا بدای انتقال دیتا در فواصل کم به کار می آید. مانند دفاتر کاری، محیط دانشگاهی یا ساختمان های اداری

با استفاده از شبکه های lan می توان دسترسی خود به چندین کامپیوتر میزبان سرور با پرینتر ها و دستگاه های جانبی دیگر به اشتراک گذاشت.

هم چنین شبکه های محلی در زمینه تصویر برداری و ارتباطات رادیویی، صوتی و تصویری نیز کاربرد دارند. ناگفته نماند که در حال حاضر استفاده از این شبکه بسیار محدود است. شرورها میتوانند امکان به اشتراک گذاری منابع را ایجاد کنند.این منابع می توانند شامل اطلاعات، فایل های داده ای ، ایمیل، نرم افزار و… باشند.

شبکهlan میتواند تعداد زیای از ترمینال ها و کاربری ها را در یک انتقال پرسرعت پشتیبانی کند.ترمینال هایی که از طریق شبکه lan   به یک دیگر متصل می شوند می توانند به صورت نامتمرکز به پردازنده های متمرکز دسترسی پیدا کنند.

به نظر می رسد این کار به صورت سرور و قابلیت های ذخیره سازی داده انجام شود.ناگفته نماند که علاوه بر این کمک فناوری حال حاضر می توان شبکه lan   را از طریق سوییج و روتر به صورت شبکه ای یه بک دیگر متصل کرد.

معایب شبکه محلی یا lan

می توان گفت تنها ایراد شبکه lan  مربوط به امنیت فایل ها و حساب های کاربری است.

سه نوع توپولوژی رایج در شبکه های LAN استفاده می گردد :

·         BUS

·          STAR

·         RING

توپولوژی BUS

یکی از رایجترین توپولوژی ها برای پیاده سازی شبکه های LAN است. که در توپولوی از یک کابل بعنوان ستون  اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کامپیوترهای موجود در شبکه (سرویس دهنده ، سرویس گیرنده) به آن وصل می‎شوند.

مزایای توپولوژی BUS

کوتاهی طول کابل مادر :

به علت استفاده از یک خط انتقالبرای  اتصال همه کامپیوترها ، در این توپولوژی از کابل کمی استفاده می شود که باعث کاهش هزینه نصب و ایجاد تسهیلات لازم در پشتیبانی شبکه خواهد بود.

ساختار ساده :

توپولوژی BUS یک ساختار ساده دارد و صرفا” از یک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.

توسعه آسان :

یک کامپیوتر جدید را به آسانی میتوان درهر نقطه ای از شبکه افزود . در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت ، می توان از تقویت کننده هایی به نام Repeater استفاده کرد.

معایب توپولوژی BUS

مشکل بودن عیب یابی :

سادگی موجود در توپولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می دهد، اما در صورت بروز خطا کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هایی که از این توپولوژی بهره می‎برند، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطا لازم است نقاط زیادی برای تشخیص خطا بازدید و بررسی شوند.

ایزوله کردن خطاء مشکل است :

هنگامی که یک کامپیوتر دراین توپولوژی با مشکلی روبرو شود، باید کامپیوتر را در نقطه ای که به شبکه متصل است رفع اشکال کرد. در حالت های خاص می توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتی که اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت باید از شبکه خارج گردد.

ماهیت تکرارکننده ها :

در مواردی که برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده شود ، ممکن است در ساختار شبکه تغییراتی ایجاد شود. برای حل این مساله نیاز است به اقدام برای بکارگیری کابل بیشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه نمود .

توپولوژی STAR

در این توپولوژی همان گونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبیه “ستاره” استفاده می‎شود.

در این مدل ،تمام کامپیوترهای موجود در شبکه به یک دستگاه خاص با نام ” هاب ”وصل میشوند .

مزایای توپولوژی STAR

سادگی سرویس شبکه :

توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در یک نقطه مرکزی است . ویژگی فوق تغییر در ساختار و سرویس شبکه را آسان می نماید.

اشکال در هر اتصال یک دستگاه :

نقاط اتصالی در شبکه مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR اشکال در یک اتصال ، باعث خروج آن خط از شبکه و سرویس و اشکال زدایی خط است . این کار تاثیری در عملکرد سایر کامپیوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .

کنترل مرکزی و عیب یابی :

با توجه به این که نقطه مرکزی کاملا مستقیم  به هر ایستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ایرادات در شبکه بسادگی تشخیص و مهار خواهند شد.

روش های ساده دستیابی :

هر اتصال در شبکه شامل یک نقطه مرکزی و یک گره جانبی است . در این حالت دسترسی به محیط انتقال برای  ارسال و دریافت اطلاعات الگوریتمی ساده خواهد داشت .

بیشتربخوانید:اعبارسنجی ارتباطات شبکه 

معایب توپولوژی STAR

بلندی طول کابل :

بدلیل اتصال مستقیم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زیادی کابل استفاده می شود. با توجه به اینکه هزینه کابل در مقایسه با تمام شبکه ، کم است ؛تراکم در کانال کشی ها و نصب و پشتیبانی آنها هزینه ها به شدت  افزایش خواهند داشت.

سختی توسعه :

افزودن یک گره جدید به شبکه نیازمند یک اتصال از نقطه مرکزی به گره جدید است . با اینکه در زمان کابل کشی پیش بینی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظیر زمانی که طول زیادی از کابل مورد نیاز بوده و یا اتصال مجموعه ای از گره های غیر قابل پیش بینی اولیه ، توسعه شبکه را با مشکل روبرو خواهد کرد.

وابستگی به نقطه مرکزی :

در صورتیکه نقطه مرکزی (هاب) در شبکه دچار مشکل شود، تمام شبکه ازکارخواهد افتاد .

توپولوژی RING

در این توپولوژی تمام کامپیوترها بصورت یک حلقه به یکدیگرمتصل میشوند.

همه کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده، سرویس گیرنده ) به یک کابل که بصورت یک دایره بسته شده است، ارتباط دارند.

در این مدل هر گره  فقط به دو همسایه مجاور خود وصل است.

داده ها از گره مجاور دریافت و به گره بعدی فرستاده می شوند.

بنابراین اطلاعات فقط در یک جهت حرکت کرده و از ایستگاهی به ایستگاه دیگر منتقل می‎شوند.

مزایای توپولوژی RING

کوتاهی طول کابل :

طول کابلی که در این مدل بکار گرفته می شود ، به نسبت  توپولوژی BUS بسیار کوتاه تر بوده و طول کمی را در بردارد که سبب کاهش تعداد اتصالات ( کانکتور) در شبکه شده و ضریب اعتماد به شبکه راخواهد افزود .

عدم نیاز به فضا برای کابل کشی :

برای استفاده از یک کابل جهت اتصال هر گره به گره مجاور، به اختصاص نقطه ای خاص جهت کابل کشی نیاز نیست .

مناسب جهت فیبر نوری:

 استفاده از فیبر نوری باعث افزایش سرعت انتقال داده ها در شبکه است. چون در این توپولوژی ترافیک داده ها در یک جهت است ، می توان از فیبر نوری برای انتقال بهره برد .در صورت تمایل می توان در هر بخش ازشبکه از یک نوع کابل به عنوان محیط انتقال استفاده نمود. به طور مثال در محیط های ادرای از مدل های مسی و در محیط کارخانه از فیبر نوری استفاده کرد.

معایب توپولوژی RING

اشکال در یک گره باعث اشکال در تمام شبکه می شود :

در صورت ایجاد اشکالی در یک گره ، تمام شبکه با اشکال روبرو خواهند بود  و تابرطرف نشدن مشکل درگره معیوب یا  خروج از شبکه ، هیچگونه ترافیک اطلاعاتی در شبکه نخواهد بود.

اشکال زدایی سخت است :

بروز اشکال در یک گره می تواند روی تمام گره های دیگر موثر باشد. برای عیب یابی باید چندین گره بررسی شوند  تا گره مورد نظر یافته شود.

تغییر در ساختار شبکه سخت است:

در زمان گسترش و یا اصلاح حوزه جغرافیائی تحت پوشش شبکه ، بدلیل ماهیت حلقوی شبکه مشکلاتی جدید ایجاد خواهد شد .

توپولوژی بر روی نوع دستیابی تاثیر می گذارد:

هر گره در شبکه دارای مسئولیت عبور دادن اطلاعاتی است که از گره مجاور دریافتکرده است . قبل از اینکه یک گره بتواند داده خود را ارسال کند، باید به این اطمینان برسد که محیط انتقال برای استفاده قابل دستیابی است.