شبکه های کامپیوتری

1

شبکه های کامپیوتری

بخش اول:آشنایی با شبکه های کامپیوتری

وحید حقیقت دوستدانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شاهد

2

مراجع درس ان ت ق ال داده ه ا و ش ب ک ه ه ای ک ام پ ی وت ری

نویسندگان: م ح م ود ف ت ح ی ، ف رش اد ص ف ای یناشر: نوپردازان

شبکه های کامپیوتری آندرو تنن بام

شبکه های کامپیوتری و اینترنتنویسنده: داگالس ک8ومرترجمه: حسین پدرام، فرحناز پورفردناشر: نوپردازان

اصول مهندسی اینترنتاحسان ملکیان

3

نمره١5امتحان نهائي نمره5ميان ترم نمره1عدم حضور در كالس -

4

مطالب این فصلمقدمه ای بر شبکه های کامپیوتریClient/server/peerانواع مختلف شبکه بندی

5

تعداد کاربران اینترنت در جهانDATE NUMBER

OF USERS% WORLD

POPULATIONINFORMATION

SOURCE

December, 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 StatsMarch, 2013 2,749 millions 38.8 %I.T.U.

http://www.idc.com/

http://www.c-i-a.com/index.htm

http://www.itu.int/

6

7

8

9

TOP 20 COUNTRIES WITH THE HIGHEST NUMBER OF INTERNET USERS

# Country or Region

Population,2012 Est

Internet Users

Year 2000

Internet Users

Latest DataPenetration

(% Population)Users

% World

1 China 1,343,239,923 22,500,000 538,000,000 40.1 % 22.4 %

2 United States 313,847,465 95,354,000 245,203,319 78.1 % 10.2 %3 India 1,205,073,61

2 5,000,000 137,000,000 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 Countries 4,664,486,873 273,374,200 1,776,355,028 38.1 % 73.8 %

Rest of the World 2,353,360,049 87,611,292 629,163,348 26.7 % 26.2 %

Total World Users 7,017,846,922 360,985,492 2,405,518,376 34.3 % 100.0 %

http://www.internetworldstats.com/asia.htm

http://www.internetworldstats.com/america.htm



http://www.internetworldstats.com/south.htm

http://www.internetworldstats.com/europa2.htm

http://www.internetworldstats.com/europa.htm




http://www.internetworldstats.com/africa.htm

http://www.internetworldstats.com/central.htm

http://www.internetworldstats.com/middle.htm


http://www.internetworldstats.com/europa2.htm





http://www.internetworldstats.com/africa.htm

http://www.internetworldstats.com/stats.htm

10

11

In its 2012 IT Salary Survey, leading IT job board Dice.com asked:Which IT certification(s) helped you to get hired?

Over 18,000 employed IT professionals responded, here are the top 8 IT certifications that helped them land the job .

A new report from Dice indicates the best IT certifications to help you

get a job in 2012.

Sources: Dice.com 2012 IT Salary Survey • Robert Half Technology 2012 IT Salary Report • ITCareerFinder

12

Project Management Professional (PMP)

PMP certification is the preeminent credential for business and IT project managers. IT projects such as software systems upgrades need skilled PMs to ensure goals are met on time, under budget and to specs. PMP is the most sought-after certification on Dice with over 2,000 requests in job postings on any given day, and a 9% year over year uptick in demand. PMP certification has strict prerequisites including 3+ years experience plus 35 hours of PMI-approved training, but for those who qualify the rewards are substantial – PMP certified pros earn an average salary of $120,000.


http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/pmi-certifications/pmp-certification.html

http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/pmi-certifications/pmp-certification.html

13

A+ Certification

A+ certification validates the skills of an entry-level computer technician. A+ introduces the core IT domains of PC hardware, troubleshooting & repair, software and operating systems, networking, security and IT operations, plus effective communication skills. A+ certified technicians can pursue entry-level positions such as help desk technician and tech support specialist, typical starting points for a range of IT career paths, and a great place to start gaining practical experience. A+ is often the first IT certification earned by new IT professionals because of its wide skills coverage and lack of prerequisites.


http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/comptia-certifications/a-plus-certification.html

http://www.itcareerfinder.com/it-careers.html

http://www.itcareerfinder.com/it-careers.html

14

Cisco Certified Network Associate (CCNA)

CCNA certification demonstrates skills and competence in computer networking. The CCNA certification exam covers a wide range of technical competencies and expertise, from understanding how a network functions and the day-to-day management of routed & switched networks, to identifying and preventing complex network security threats. 64% of IT hiring managers polled in Robert Half Technology's 2012 IT Salary Guide listed network administration as the most in-demand skill this year, while on Dice.com the demand for CCNA certified professionals increased 21% since last year.


http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/cisco-certifications/ccna-certification.html

http://www.itcareerfinder.com/it-careers/network-administrator.html

15

Security+ Certification

A recent survey by renowned security trade group (ISC)2 indicates 62% of organizations will hire IT security specialists in 2012. Of those hiring, 81% said an understanding of information security concepts will be important in their hiring decisions - this conceptual knowledge they seek is the key component of CompTIA’s Security+ certification. Security+ is also a requirement or elective for a range of advanced security credentials, military and government IT positions. Smart IT hiring managers recognize the value of employees who are properly skilled and certified in the concepts of Confidentiality, Integrity and Availability (the CIA Triad) – and the tenants of CompTIA’s Security+ certificate.


http://www.itcareerfinder.com/it-careers/it-security-specialist.html

http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/comptia-certifications/security-plus-certification.html



16

Network+ certification validates the skills and qualifications of a beginner network professional. Network+ certified pros can install, configure, maintain, secure & troubleshoot basic computer networks. Leverage the Network+ certificate to land an entry-level job as a network administrator, network technician or network installer. Gain hands-on experience then advance your career with a vendor-specific networking credential, such as the Cisco CCNA or Red Hat Certified Engineer (RHCE).

Network+ Certification


http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/comptia-certifications/network-plus-certification.html

17

CISSP Certification

CISSP certification is the preeminent credential for experienced IT security and information assurance professionals. CISSPs are the managers and policy-makers in today's top computer security domains, including security management practices, mobile device security, apps development security, security architecture models, operations security, risk management & the fast-growing field of cloud computing security. CISSP certified pros enjoy stable employment, high salaries and a wide range of opportunities for advancement in both the public and private sector. CISSP certification is recognized by the DoD, opening the door to IT jobs that require security clearance in government agencies and the military .


http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/isc2-certifications/cissp-certification.html

18

IT Infrastructure Library (ITIL) Expert

ITIL is the most sought-after and widely-used approach to IT Service Management, providing a practical framework for identifying, planning, delivering and supporting IT services. Businesses worldwide are implementing the ITIL framework to improve services, reduce overhead, increase productivity and improve customer satisfaction through a more professional approach to IT process management. Hiring experienced IT service managers with ITIL certifications is a top objective for Fortune enterprises and forward-thinking small to medium-sized businesses in 2012. Service deliverability is essential and as such ITIL certified pros command and average salary of $110,000 – in addition to increased employment options.


http://www.itcareerfinder.com/component/glossary/IT-Glossary-Computer-Terms-Definitions-1/I/IT-Service-Management-72/

http://www.itcareerfinder.com/component/glossary/IT-Glossary-Computer-Terms-Definitions-1/I/IT-Service-Management-72/

19

Microsoft Certified IT Professional (MCITP)

MCITP certifications validate the skills and experience needed to effectively perform in a specific IT career path, e.g., PC support technician or database administrator. As more and more organizations migrate from Windows Server 2000/2003 (and the old MCSE certificates) to Windows Server 2008, the demand for MCITP certification holders will continue to grow. Almost half of the CIO's surveyed in Robert Half Technology's 2012 IT salary report - 42% - identified Windows Server Administration as an in-demand skill for 2012 and beyond.

Update: Explore the New Microsoft Certification Program featuring Cloud-Built Certs


http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/microsoft-certifications/mcitp-certifications.html

http://www.itcareerfinder.com/it-careers/database-administrator.html

http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/microsoft-certifications.html

http://www.itcareerfinder.com/it-certifications/microsoft-certifications.html

20

تخصص های مرتبط با حوزه شبکه

:تجهیزات ارتباطیفیبر، کابل، تکرار کننده ها

:تجهیزات سوئیچینگسوئیچ، روتر

:سرورهاسرورهای مجازیCloud computing

طراحی شبکهتوپولوژیتوازن بارمقاومت در برابر خرابی

:مدیریت شبکهDomain Controller FirewallMonitoring

سیستم عاملهای شبکهپروتکلهای مسیریابی در شبکه:سرویسها

FTPMailForfront

امنیت شبکهشبکه های نسل جدید

21

شبکه چیست؟ شبکه چیزی جز اتصال دو یا چند کامپیوتر به

یکدیگر نیست که بدین ترتیب میتوانند تبادل اطالعات داشته و منابع خود را با یکدیگر به

اشتراک بگذارند اطالعات مانند فایلها و پیغامهای پست الکترونیکیمنابع مانند پردازنده و حافظه

22

)1اجزای سازنده شبکه ( تمامی شبکه ها، جدا از بزرگی یا کوچکی، از

قطعات اساسی زیر تشکیل میشوند: :کامپیوترهایی که کاربر نهایی از کامپیوترهای کالینت

آنها برای دسترسی به منابع روی شبکه استفاده نیز میگویند.ایستگاه کاری میکند. اصطالحا

:کامپیوترهایی که منابع مشترک را کامپیوترهای سرورنیز میگویند.سرویس دهنده فراهم میکنند. اصطالحا

:(سوئیچینگ) عناصر شبکه معموال عناصر راه گزینیمستقیما به یکدیگر متصل نمیشوند بلکه این دستگاه

ها از طریق مجموعه ای از عناصر میانی با عنوان راه گزین به هم متصل میشوند.

23

)2اجزای سازنده شبکه ( :(کابلها و کارتهای شبکه) در تجهیزات اتصال

شبکه های امروزی سه تکنولوژی اصلی برای اتصال دو تجهیز شبکه وجود دارد:

کابل مسیفیبر نوریامواج رادیویی

برای هر مورد از مدیای انتخاب شده برای ارسالداده ها میبایست روی دستگاه مورد نظر کارت

) متناسب نصب شود.NIC(شبکه

24

)3اجزای سازنده شبکه ( :برای به کار انداختن شبکه باید نرم افزار شبکه

نرم افزار کاملی به این منظور نصب شود. در ادامه در خصوص سیستم عامل های شبکه و

پروتکلهای شبکه صحبت خواهد شد.

25

مزایای شبکه.تمام مزیت شبکه ها در اشتراک گذاری میباشد:شبکه ها میتوانند سه چیز را به اشتراک بگذارند

اطالعاتمنابعبرنامه های کاربردی

26

کالینت ها و سرورها کامپیوترهایی در شبکه که دارای منابع سخت

افزاری معموال قوی بوده و منابع را در شبکه به اشتراک میگذارند، سرور نامیده میشوند.

معموال کامپیوترهای سرور همواره روشن هستند.هر کامپیوتری که سرور نباشد، کالینت است

27

(همپایه)Peer to Peerشبکه ها تا کنون آنچه که در مورد کامپیوترهای شبکه

معرفی شد، کامپیوترهای سرور و کالینت بودند. به سرورهای معرفی شده در قبل، اصطالحا

سرورهای اختصاصی نیز میگویند. در برخی از شبکه ها کامپیوترها در عین حال که

کالینت هستند و از کامپیوترهای دیگر استفاده میکنند، به کامپیوترهای دیگر نیز سرویس میدهند.

(همپایه) Peer to Peerبه این نوع شبکه ها میگویند

28

Peer to Peerشبکه های (ادامه)

امروزه بسیاری از مطالعات در زمینه شبکه هایP2P میباشد.

این شبکه ها که معموال بصورت داوطلبانه شکل میگیرندامروزه بسیار پرکاربرد شده و از نظر وسعت بسیار رشد

پیدا کرده اند. از این شبکه ها میتوان بهBitTorrent، Napster ، KaZaA،

Gnutella و Chord.اشاره کرد عمده کاربرد این شبکه ها به اشتراک گذاری فایل و ویدئو

کنفرانس میباشد

29

شبکه های کامپیوتری از نظر ابعاد و بزرگی

یکی از معیارهای دسته بندی شبکه ها، میزان وسعتشبکه براساس اندازه جغرافیایی میباشد:

) شبکه های محلیLAN: Local Area Network یک شبکه :(محلی،8 شبکه ای است که در آن کامپیوترها نسبتا نزدیک به هم

قرار دارند مانند شبکه موجود در یک اداره و یا یک دانشگاه) شبکه های شهریMAN: Metropolitan Area Network :(

یک شبکه شهری معموال در گستره یک شهر تعریف میشود) شبکه های گستردهWAN: Wide Area Network شبکه :(

ای است که یک قلمرو بزرگ جغرافیایی را تحت پوشش قرار ها WANمیدهد. که میتواند یک کشور ویا کل جهان باشد.

ایجاد میشوند LANمعموال از اتصال دو یا چند

30

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 های شهری بخش دسترسی شبکه های وسیع را تشکیل می دهند و بعنوان مایل آخر )Last Mile شناخته می شوند. این شبکه ها گاها (MAN گفته می شوند که محدوده ای

در حدود چند کیلومتر تا چند ده کیلومتر را می پو شانند.در شبکه های بی سیم اغلب ارسال اطالعات بصورت رادیویی انجام می گیرد. شبکه های

بی سیم می توانند از نوع محلی، شهری، یا وسیع باشند. شبکه های ماهواره ای بعنوان مثال از نوع شبکه های وسیع هستند.

http://newsroom.cisco.com/dlls/innovators/switching/eugene_wang_profile.html

http://www.wi-fiplanet.com/tutorials/article.php/2109881

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.

34

توپولوژی (همبندی) شبکه به نحوه اتصال کامپیوترها و سایر اجزای شبکه

به یکدیگر، توپولوژی شبکه میگویند

توپولوژی گذرگاهی

توپولوژی ستاره

توپولوژی حلقه

توپولوژی توری

35

توپولوژی گذرگاهی (خطی یا BUS(

توپولوژی گذرگاهی (خطی یاBUS(استفاده از کابل کواکسیال استفاده از اتصاالتT استفاده از رابطBNCTerminator=50 Ohm

36

توپولوژی گذرگاهی (خطی یا BUS) (2(

به هم متصل میشوند.در یک خط در این توپولوژی، گره ها استفاده از توپولوژی گذرگاه درLANها کاربرد دارد در شبکه را گره تمامی بسته های تبادل شده در این شبکه هر

میتواند دریافت و مشاهده نماید چنانچه بسته متعلق به گره باشد، آنرا دریافت و مراحل بعدی

مربوط به پردازش بسته طی میگردد و در غیراینصورت نادیده گرفته میشود

شبکه به دو کابل اصلی قطع شوددر این توپولوژی چنانچه ،قسمت مجزا تقسیم میشود و هر هر قسمت با نویز فراوان به کار

خود ادامه میدهد بین کامپیوتر و کابل اصلی باشد تنها کابل فرعی چنانچه قطعی در

همان کامپیوتر از شبکه جدا شده و شبکه به کار خود ادامه میدهد.

37

)STARتوپولوژی ستاره ( در این همبندی هر گره شبکه به عنصری مرکزی

متصل میشود.Switch یا HUBبا نام استفاده از کابلCAT5 or CAT6و یا فیبر نوری استفاده از رابطRJ45

38

)STAR) (2توپولوژی ستاره ( این همبندی معموال در شبکه هایLAN.استفاده میشود اگر کابل در این توپولوژی قطع شود، فقط گره ای که کابل متصل

به آن قطع شده از شبکه جدا میشود و گره های دیگر به کار خود ادامه میدهند.

چنانچه عنصر مرکزی سوئیچ باشد، بسته تنها روی پورتی که بهکامپیوتر مقصد متصل است ارسال میشود و روی دیگر پورتها

قرار نمیگیرد.در خصوص تفاوت هاب و سوئیچ در ادامه بحث خواهد شد معموال برای فاصله های دور از فیبر نوری بعنوان رسانه انتقال

استفاده میشود. از نظر متخصصین عنصر هاب کوچک شده لینک اصلی و قرار

دادن آن در یک باکس در توپولوژی گذرگاه است.

39

شبکه های ستاره گسترش یافته در گسترش شبکه های کامپیوتری

معموال چند هاب یا سوئیچ به یکدیگر متصل میشوند

معموال برای اتصال سوئیچها بهیکدیگر از فیبر نوری استفاده میشود

پورتی از سوئیچ که به سوئیچباالدستی متصل میشود را اصطالحا

uplink.میگویند امروزه اکثر شبکه هایLAN

سازمانی از این توپولوژی تبعیت میکنند.

40

)Ringتوپولوژی حلقوی ( در این توپولوژی هر کامپیوتر به دو کامپیوتر مجاور متصل

است و یک حلقه منطقی شکل میگیرد. بسته ها در حلقه به گردش در آمده و توسط هر کامپیوتر

در مسیر دریافت میشود. چنانچه بسته مربوط به گره باشد مراحل بعدی پردازش انجام میپذیرد و در غیر

اینصورت نادیده گرفته میشود. بهینه ترین توپولوژی برای اتصال کامپیوترها، توپولوژی

حلقه میباشد که با کمترین تعداد لینک، تمامی کامپیوترها به هم متصل میشوند.

41

)Meshتوپولوژی توری ( ،هستند و معموال بین روتر ها در این توپولوژی عناصر مسیریابی

هر دو عنصر مسیریاب بیش از یک مسیر وجود دارد. براساس الگوریتمهای مسیریابی (ایستا و یا پویا) بسته ورودی

مورد بررسی قرار گرفته و در نتیجه به مسیریاب بعدی تحویل داده میشود.

وجود مسیرهای متعدد بین مسیریابها برای تضمین اتصال میباشد تادر مواقع خرابی اتصال بین دو گره از مسیر جایگزین صورت پذیرد

هر انتقال بسته بین مسیریابها را اصطالحامینامند یا پرش hopیک

42

)2توپولوژی توری (

43

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 –

44

نیازمندی های طراحی یک شبکه1رسانه ارتباطی -

،مواردی که در انتخاب رسانه موثر هستند: سرعت، امنیت، نویز محیطهزینه و میزان در اختیار بودن

2 واسط ارتباطی -کارت شبکه، کارت ماهواره، مودم عادیمعموال باتوجه به نوع رسانه، نوع واسط تعیین میشود

3) زبان ارتباطی بین کامپیوترها -Network protocol( :کامپیوترها طبق کدام قوانین با هم صحبت ک8نندTSP/IP، IPX/SPX

4) سیستم عامل مدیر شبکه -Network OS( :چگونه کاربران و دسترسی آنها مدیریت شودLinux، Novel، Windows

Server یکی از توقعات از سیستم عامل، پایداری آن است8. هر چهuptime یک

سیستم عامل باالتر باشد، آن سیستم عامل بهتر است

شبکه های کامپیوتری

Documents