شبکه هاي کامپيوتري
DESCRIPTION
شبکه هاي کامپيوتري. بخش اول: آشنايي با شبکه هاي کامپيوتري. وحيد حقيقت دوست دانشکده فني و مهندسي دانشگاه شاهد. مراجع درس. انتقال داده‌ه‍ا و ش‍ب‍ک‍ه‌ه‍اي کامپيوتري نويسندگان: م‍ح‍م‍ود ف‍ت‍ح‍ي، ف‍رش‍اد ص‍ف‍اي‍ي ناشر: نوپردازان شبکه هاي کامپيوتري آندرو تنن بام - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1
شبکه هاي کامپيوتري
بخش اول:آشنايي با شبکه هاي کامپيوتري
وحيد حقيقت دوستدانشکده فني و مهندسي دانشگاه شاهد
2
مراجع درس ان ت ق ال داده ه ا و ش ب ک ه ه اي ک ام پ ي وت ري
نويسندگان: م ح م ود ف ت ح ي ، ف رش اد ص ف اي يناشر: نوپردازان
شبکه هاي کامپيوتري آندرو تنن بام
شبکه هاي کامپيوتري و اين‍ترنتنويسنده: داگالس کومرترج‍مه: حسين پدرام، فرحناز پورفردناشر: نوپردازان
ا‍صول مهندسي اين‍ترنتاحسان ملکيان
3
ن‍مره12ام‍ت‍حان نهائي ن‍مره5ميان ترم ن‍مره3حل ت‍مرین ن‍مره1عدم حضور در كالس -
4
مطالب اين فصل
مقدمه اي بر شبکه هاي کامپيوتريClient/server/peerانواع مخ‍تلف شبکه بندي
5
تعداد کاربران اين‍ترنت در جهانDATE NUMBER
OF USERS% WORLD
POPULATIONINFORMATION
SOURCEDecember, 1995 16 millions 0.4 %IDCDecember, 1996 36 millions 0.9 %IDCDecember, 1997 70 millions 1.7 %IDCDecember, 1998 147 millions 3.6 %C.I. AlmanacDecember, 1999 248 millions 4.1 %Nua Ltd.March, 2000 304 millions 5.0 %Nua Ltd.March, 2001 458 millions 7.6 %Nua Ltd.April, 2002 558 millions 8.6 %Internet World StatsMarch, 2003 608 millions 9.7 %Internet World StatsFebruary, 2004 745 millions 11.5 %Internet World StatsMarch, 2005 888 millions 13.9 %Internet World StatsMarch, 2006 1,023 millions 15.7 %Internet World StatsMar, 2007 1,129 millions 17.2 %Internet World StatsMar, 2008 1,407 millions 21.1 %Internet World StatsMar, 2009 1,596 millions 23.8 %Internet World StatsJune, 2010 1,966 millions 28.7 %Internet World StatsMar, 2011 2,095 millions 30.2 %Internet World StatsMar, 2012 2,336 millions 33.3 %Internet World StatsDec, 2013 2,802 millions 39.0 % Internet World Stats
March, 2014 (estimate) 2,937 millions 40.7 % Internet World Stats
6
7
8
9
IRAN (Islamic Republic of)
IR - 80,840,713 population (2014) - Country size: 1,648,195 sq km
Capital City: Tehran - population 8,778,535 (2012)
45,000,000 Internet users on Dec 31, 2013, 55.7% penetration, per IWS.
Facebook subscribers, data not available.
3.99 Mbps Broadband download speed on August, 2014, per Net Index
http://www.internetworldstats.com/middle.htm#ir
10
The increase in the number of mobile cell phones
http://www.internetworldstats.com/mobile.htm
11
12
13
TOP 20 COUNTRIES WITH THE HIGHEST NUMBER OF INTERNET USERS
#Country or
RegionPopulation,
2012 Est
Internet Users
Year 2000
Internet Users
Latest Data
Penetration(% Population)
Users% World
1 China1,343,239,92
322,500,000 538,000,000 40.1 % 22.4 %
2 United States 313,847,465 95,354,000 245,203,319 78.1 % 10.2 %
3 India1,205,073,61
25,000,000 137,000,000 11.4 % 5.7 %
4 Japan 127,368,088 47,080,000 101,228,736 79.5 % 4.2 %5 Brazil 193,946,886 5,000,000 88,494,756 45.6 % 3.7 %6 Russia 142,517,670 3,100,000 67,982,547 47.7 % 2.8 %7 Germany 81,305,856 24,000,000 67,483,860 83.0 % 2.8 %8 Indonesia 248,645,008 2,000,000 55,000,000 22.1 % 2.3 %9 United Kingdom 63,047,162 15,400,000 52,731,209 83.6 % 2.2 %
10 France 65,630,692 8,500,000 52,228,905 79.6 % 2.2 %11 Nigeria 170,123,740 200,000 48,366,179 28.4 % 2.0 %12 Mexico 114,975,406 2,712,400 42,000,000 36.5 % 1.7 %13 Iran 78,868,711 250,000 42,000,000 53.3 % 1.7 %14 Korea 48,860,500 19,040,000 40,329,660 82.5 % 1.7 %15 Turkey 79,749,461 2,000,000 36,455,000 45.7 % 1.5 %16 Italy 61,261,254 13,200,000 35,800,000 58.4 % 1.5 %17 Philippines 103,775,002 2,000,000 33,600,000 32.4 % 1.4 %18 Spain 47,042,984 5,387,800 31,606,233 67.2 % 1.3 %19 Vietnam 91,519,289 200,000 31,034,900 33.9 % 1.3 %20 Egypt 83,688,164 450,000 29,809,724 35.6 % 1.2 %
TOP 20 Countries4,664,486,87
3273,374,200 1,776,355,028 38.1 % 73.8 %
Rest of the World2,353,360,04
987,611,292 629,163,348 26.7 % 26.2 %
Total World Users7,017,846,92
2360,985,492 2,405,518,376 34.3 % 100.0 %
14
16
17
19
کاهش رشد ج‍معيت
Population in the world is currently growing at a rate of around 1.14% per year. The average population change is currently estimated at around 80 million per year.Annual growth rate reached its peak in the late 1960s, when it was at 2% and above. The rate of increase has therefore almost halved since its peak of 2.19 percent, which was reached in 1963.This means that world population will continue to grow in the 21st century, but at a slower rate compared to the recent past. World population has doubled (100% increase) in 40 years from 1959 (3 billion) to 1999 (6 billion). It is now estimated that it will take a further 43 years to increase by another 50%, to become 9 billion by 2042.
21
تخصص هاي مرتبط با حوزه شبکه
:تجهيزات ارتباطيفيبر، کابل، تکرار کننده ها
:تجهيزات سوئيچينگسوئيچ، روتر
:سرورهاسرورهاي مجازيCloud computing
طراحي شبکهتوپولوژيتوازن بارمقاومت در برابر خرابي
:مديريت شبکهDomain Controller FirewallMonitoring
سيستم عاملهاي شبکهپروتکلهاي مسيريابي در شبکه:سرويسها
FTPMailForfront
امنيت شبکهشبکه هاي نسل جديد
22
شبکه چيست؟
شبکه چيزي جز اتصال دو يا چند کامپيوتر بهيکديگر نيست که بدين ترتيب مي‍توانند تبادل اطالعات داش‍ته و منابع خود را با يکديگر به
اش‍تراک بگذارند اطالعات مانند فايلها و پيغامهاي پست الک‍ترونيکيمنابع مانند پردازنده و حافظه
23
)1اجزاي سازنده شبکه (
ت‍مامي شبکه ها، جدا از بزرگي يا کوچکي، ازقطعات اساسي زير تشکيل ميشوند:
:کامپيوترهايي که کاربر نهايي از کامپيوترهاي کالينتآنها براي دس‍ترسي به منابع روي شبکه استفاده
� نيز ميگويند.ايس‍تگاه کاري ميکند. ا‍صطالحا :کامپيوترهايي که منابع مش‍ترک را کامپيوترهاي سرور
� نيز ميگويند.سرويس دهنده فراهم ميکنند. ا‍صطالحا :(سوئيچينگ) عنا‍صر راه گزيني � عنا‍صر شبکه مع‍موًال
� به يکديگر م‍تصل ن‍ميشوند بلکه اين دس‍تگاه مس‍تقي‍ماها از طريق مج‍موعه اي از عنا‍صر مياني با عنوان راه
گزين به هم م‍تصل ميشوند.
24
)2اجزاي سازنده شبکه (
:(کابلها و کارتهاي شبکه) در تجهيزات اتصالشبکه هاي امروزي سه تکنولوژي ا‍صلي براي
اتصال دو تجهيز شبکه وجود دارد:کابل مسيفيبر نوريامواج راديويي
براي هر مورد از مدياي ان‍تخاب شده براي ارسالداده ها ميبايست روي دس‍تگاه مورد نظر کارت
) م‍تناسب نصب شود.NIC(شبکه
25
)3اجزاي سازنده شبکه (
:براي به کار انداخ‍تن شبکه بايد نرم افزار شبکهنرم افزار کاملي به اين منظور نصب شود. در ادامه در خصوص سيستم عامل هاي شبکه و
پروتکلهاي شبکه ص‍حبت خواهد شد.
26
مزاياي شبکه
.ت‍مام مزيت شبکه ها در اش‍تراک گذاري ميباشد:شبکه ها مي‍توانند سه چيز را به اش‍تراک بگذارند
اطالعاتمنابعبرنامه هاي کاربردي
27
کالينت ها و سرورها
کامپيوترهايي در شبکه که داراي منابع سخت� قوي بوده و منابع را در شبکه به افزاري مع‍موًال
اش‍تراک ميگذارند، سرور ناميده ميشوند.کامپيوترهاي سرور ه‍مواره روشن هس‍تند � مع‍موًال.هر کامپيوتري که سرور نباشد، کالينت است
28
(ه‍مپايه)Peer to Peerشبکه ها
تا کنون آنچه که در مورد کامپيوترهاي شبکهمعرفي شد، کامپيوترهاي سرور و کالينت بودند.
� به سرورهاي معرفي شده در قبل، ا‍صطالحاسرورهاي اخ‍تصا‍صي نيز ميگويند.
در برخي از شبکه ها کامپيوترها در عين حال کهکالينت هس‍تند و از کامپيوترهاي ديگر استفاده
ميکنند، به کامپيوترهاي ديگر نيز سرويس ميدهند. (ه‍مپايه) Peer to Peerبه اين نوع شبکه ها
ميگويند
29
Peer to Peerشبکه هاي (ادامه)
امروزه بسياري از مطالعات در زمينه شبکه هايP2P ميباشد.
بصورت داوطلبانه شکل ميگيرند � اين شبکه ها که مع‍موًالامروزه بسيار پرکاربرد شده و از نظر وسعت بسيار رشد
پيدا کرده اند. از اين شبکه ها مي‍توان بهBitTorrent، Napster ، KaZaA،
Gnutella و Chord.اشاره کرد ع‍مده کاربرد اين شبکه ها به اش‍تراک گذاري فايل و ويدئو
کن‍فرانس ميباشد
30
شبکه هاي کامپيوتري از نظر ابعاد و بزرگي
يکي از معيارهاي دس‍ته بندي شبکه ها، ميزان وسعتشبکه براساس اندازه جغرافيايي ميباشد:
) شبکه هاي م‍حليLAN: Local Area Network يک شبکه :(� نزديک به هم م‍حلي، شبکه اي است که در آن کامپيوترها نسب‍تا
قرار دارند مانند شبکه موجود در يک اداره و يا يک دانشگاه) شبکه هاي شهريMAN: Metropolitan Area Network :(
� در گس‍تره يک شهر تعريف ميشود يک شبکه شهري مع‍موًال) شبکه هاي گستردهWAN: Wide Area Network شبکه :(
اي است که يک قل‍مرو بزرگ جغرافيايي را ت‍حت پوشش قرار ها WANميدهد. که مي‍تواند يک کشور ويا کل جهان باشد.
� از اتصال دو يا چند ايجاد ميشوند LANمع‍موًال
31
جدول زير مقايسه اي بين انواع شبكه ها و مشخصات ا‍صلي آنها را نشان مي دهد:
Range Bandwidth (Mbps) Latency (ms)
LAN 1-2 kms 10 – 1000 1 – 10WAN worldwide 0.010 – 10000 [1] 100 – 500MAN 2-50 kms 1 – 150 10Wireless LAN 0.15-1.5 km 2 – 54 [2] 5 – 20Wireless WAN worldwide 0.010 – 2 100 – 500Internet worldwide 0.010 – 2 100 – 500
[1]: OC-192 over ATM: http://newsroom.cisco.com/dlls/innovators/switching/eugene_wang_profile.html[2]: IEEE 803.11a:http://www.wi-fiplanet.com/tutorials/article.php/2109881
شبکه هاي شهري بخش دس‍ترسي شبکه هاي وسيع را تشکيل مي دهند و بعنوان مايل آخر )Last Mile شناخ‍ته مي شوند. اين شبکه ها گاها (MAN گ‍ف‍ته مي شوند که م‍حدوده اي
در حدود چند کيلوم‍تر تا چند ده کيلوم‍تر را مي پو شانند.
در شبکه هاي بي سيم اغلب ارسال اطالعات بصورت راديويي انجام مي گيرد. شبکه هاي بي سيم مي توانند از نوع م‍حلي، شهري، يا وسيع باشند. شبکه هاي ماهواره اي بعنوان
مثال از نوع شبکه هاي وسيع هس‍تند.
Local Area Networks
Two broadcast networks (a) Bus (b) Ring
Metropolitan Area Networks
A metropolitan area network based on cable TV.
Wide Area Networks Relation between hosts on LANs and the
subnet.
35
توپولوژي (ه‍مبندي) شبکه به ن‍حوه اتصال کامپيوترها و ساير اجزاي شبکه
به يکديگر، توپولوژي شبکه ميگويند
توپولوژي گذرگاهي
توپولوژي س‍تاره
توپولوژي حلقه
توپولوژي توري
36
توپولوژي گذرگاهي (خطي يا BUS(
توپولوژي گذرگاهي (خطي ياBUS(استفاده از کابل کواکسيال استفاده از اتصاًالتT استفاده از رابطBNCTerminator=50 Ohm
37
توپولوژي گذرگاهي (خطي يا BUS) (2(
به هم م‍تصل ميشوند.در يک خط در اين توپولوژي، گره ها استفاده از توپولوژي گذرگاه درLANها کاربرد دارد در شبکه را گره ت‍مامي بس‍ته هاي تبادل شده در اين شبکه هر
مي‍تواند دريافت و مشاهده ن‍مايد چنانچه بس‍ته م‍تعلق به گره باشد، آنرا دريافت و مراحل بعدي
مربوط به پردازش بس‍ته طي ميگردد و در غيراينصورت ناديده گرف‍ته ميشود
شبکه به دو کابل ا‍صلي قطع شوددر اين توپولوژي چنانچه ،قسمت مجزا تقسيم ميشود و هر هر قسمت با نويز فراوان به کار
خود ادامه ميدهد بين کامپيوتر و کابل ا‍صلي باشد تنها کابل فرعي چنانچه قطعي در
ه‍مان کامپيوتر از شبکه جدا شده و شبکه به کار خود ادامه ميدهد.
38
)STARتوپولوژي س‍تاره (
در اين ه‍مبندي هر گره شبکه به عنصري مرکزي م‍تصل ميشود.Switch يا HUBبا نام
استفاده از کابلCAT5 or CAT6و يا فيبر نوري استفاده از رابطRJ45
39
)STAR) (2توپولوژي س‍تاره ( در شبکه هاي � استفاده ميشود.LANاين ه‍مبندي مع‍موًال اگر کابل در اين توپولوژي قطع شود، فقط گره اي که کابل م‍تصل
به آن قطع شده از شبکه جدا ميشود و گره هاي ديگر به کار خود ادامه ميدهند.
چنانچه عنصر مرکزي سوئيچ باشد، بس‍ته تنها روي پورتي که بهکامپيوتر مقصد م‍تصل است ارسال ميشود و روي ديگر پورتها
قرار ن‍ميگيرد.در خصوص ت‍فاوت هاب و سوئيچ در ادامه ب‍حث خواهد شد براي فا‍صله هاي دور از فيبر نوري بعنوان رسانه انتقال � مع‍موًال
استفاده ميشود. از نظر م‍تخصصين عنصر هاب کوچک شده لينک ا‍صلي و قرار
دادن آن در يک باکس در توپولوژي گذرگاه است.
40
شبکه هاي س‍تاره گس‍ترش ياف‍ته در گس‍ترش شبکه هاي کامپيوتري
� چند هاب يا سوئيچ به يکديگر مع‍موًالم‍تصل ميشوند
براي اتصال سوئيچها به � مع‍موًاليکديگر از فيبر نوري استفاده ميشود
پورتي از سوئيچ که به سوئيچ � باًالدس‍تي م‍تصل ميشود را ا‍صطالحا
uplink.ميگويند امروزه اکثر شبکه هايLAN
سازماني از اين توپولوژي تبعيت ميکنند.
41
)Ringتوپولوژي حلقوي ( در اين توپولوژي هر کامپيوتر به دو کامپيوتر مجاور م‍تصل
است و يک حلقه منطقي شکل ميگيرد. بس‍ته ها در حلقه به گردش در آمده و توسط هر کامپيوتر
در مسير دريافت ميشود. چنانچه بس‍ته مربوط به گره باشد مراحل بعدي پردازش انجام ميپذيرد و در غير
اينصورت ناديده گرف‍ته ميشود. بهينه ترين توپولوژي براي اتصال کامپيوترها، توپولوژي
حلقه ميباشد که با ک‍م‍ترين تعداد لينک، ت‍مامي کامپيوترها به هم م‍تصل ميشوند.
42
)Meshتوپولوژي توري ( ،بين روتر ها در اين توپولوژي عنا‍صر مسيريابي � هس‍تند و مع‍موًال
هر دو عنصر مسيرياب بيش از يک مسير وجود دارد. براساس الگوري‍ت‍مهاي مسيريابي (ايس‍تا و يا پويا) بس‍ته ورودي
مورد بررسي قرار گرف‍ته و در ن‍تيجه به مسيرياب بعدي ت‍حويل داده ميشود.
وجود مسيرهاي م‍تعدد بين مسيريابها براي تض‍مين اتصال ميباشد تادر مواقع خرابي اتصال بين دو گره از مسير جايگزين صورت پذيرد
� هر انتقال بس‍ته بين مسيريابها را ا‍صطالحامينامند يا پرش hopيک
43
)2توپولوژي توري (
44
در طراحي شبكه مواردي كه قبل از راه اندازيشبكه بايد مد نظر قرار دهيد شامل موارد ذيل
هس‍تند :1اندازه سازمان -2سطح امنيت - 3نوع فعاليت - 4سطح مديريت - 5مقدار ترافيك - 6بودجه –
45
نيازمندي هاي طراحي يک شبکه1رسانه ارتباطي -
،مواردي که در ان‍تخاب رسانه موثر هس‍تند: سرعت، امنيت، نويز م‍حيطهزينه و ميزان در اخ‍تيار بودن
2 واسط ارتباطي -کارت شبکه، کارت ماهواره، مودم عاديباتوجه به نوع رسانه، نوع واسط تعيين ميشود � مع‍موًال
3) زبان ارتباطي بين کامپيوترها -Network protocol( :کامپيوترها طبق کدام قوانين با هم ص‍حبت کنندTSP/IP، IPX/SPX
4) سيستم عامل مدير شبکه -Network OS( :چگونه کاربران و دس‍ترسي آنها مديريت شودLinux، Novel، Windows
Server يکي از توقعات از سيستم عامل، پايداري آن است. هر چهuptime يک
سيستم عامل باًالتر باشد، آن سيستم عامل به‍تر است