Y@SiN
08-24-2012, 10:02 PM
http://pnu-club.com/imported/2010/11/396.jpg (http://www.jamejamonline.ir/Media/images/1389/08/15/100890354740.jpg)
وضعيت انتقال داده در شبکه‌هاي رايانه‌اي و اينترنت که موضوعي مهم در دنياي فناوري اطلاعات به‌شمار مي‌رود، بايد اطلاعاتي عمومي و نسبي از زيرساخت‌ها و تعاريف لايه دسترسي داشته باشيم.
همان‌طور که در شماره 303 كليك آورديم در لايه دسترسي، براي انتقال داده‌ها از رسانه استفاده مي‌شود و اتصالات فيزيکي يکي از اصلي‌ترين عوامل رشد فناوري‌هاي اطلاعاتي و ارتباطي است. در اين ميان نوع و کيفيت ارتباط در کنار عاملي به نام پهناي باند، مي‌تواند نقش اصلي و مهمي در رشد ابزار و فناوري‌هاي ديگر ايفا كند.
تاريخچه ارتباطات الکترومغناتيسي به تلگراف مي‌رسد که در آن خود سيگنال‌ها با ضرب‌آهنگ خاصي ارسال مي‌شد. البته بايد بدانيد امروزه نيز تقريبا با همين اصل، داده‌ها روي کابل‌ها ارسال مي‌شوند و نوع سيگنال ارسالي است كه شکل آن را در مقصد مشخص مي‌کند.
در بخش پيشين برخي تعاريف را آغاز کرديم که در اين بخش آنها را ادامه خواهيم داد تا به مسائل اصلي در مورد پهناي باند و اينترنت برسيم:
پاكت يا بسته اطلاعاتي: واحد نظم يافته اطلاعاتي که در يک شبکه منتقل مي‌شود. پکت (Packet) در استانداردهاي مختلف داراي شکل‌هاي متفاوتي است. در استاندارد اينترنت اطلاعات بر اساس IP بسته‌بندي مي‌شوند. اينترنت بر اساس انتقال پکت کار مي‌کند. اين بسته‌ها مي‌توانند دسته‌اي يا رشته‌اي ارسال و دريافت شوند. در استاندارد اينترنت داراي سرآيند (header) و پي‌آيند (trailer) است و علاوه بر آنها بخش‌هاي بسيار ديگري براي تکميل فرآيند ارسال و نظم‌بخشي بسته‌ها در مسير به آنها اضافه مي‌شود.
ريزش بسته: در مسير انتقال بسته‌ها عوامل متعددي مانند نويز، تصادم و تمام شدن عمر مي‌تواند بسته‌هاي اطلاعاتي را از بين ببرد.
اين موضوع باعث کم شدن، از دست رفتن يا به‌اصطلاح گم‌شدن بسته (Packet loss) و بخشي از اطلاعات مي‌شود. در فناوري‌هاي جديد کاربر متوجه اين اشکالات نمي‌شود و سيستم‌ها خودشان با استفاده از استانداردهاي شبکه اين موارد را رفع مي‌کنند.
پهناي باند يا عرض باند: حداکثر ظرفيت انتقال داده در يک سيستم ديجيتال است که بر مبناي بيت بر ثانيه اندازه‌گيري مي‌شود. اين واژه از متداول‌ترين واژه‌هاي اين عرصه است. ساير واحدهاي سنجش آن نيز كيلو (هزار) بيت بر ثانيه (Kbps) و مگا (ميليون) بيت بر ثانيه (Mbps) است. اين واژه معمولا با توان انجام کار يا Throughput اشتباه گرفته مي‌شود.
توان انجام کار: Throughput ميزان توان انتقال داده در شبکه و واحد آن بيت بر ثانيه است. تفاوتش با پهناي باند در اين است که اين تعريف به فرستنده و توان ارسال آن اطلاق مي‌شود ولي پهناي باند به رسانه (يعني ميان فرستنده و گيرنده) مربوط است. البته در تعاريف سيستم‌هاي رايانه‌اي به نرخ پردازش داده‌ها در يك سيستم كامپيوتري هم گفته مي‌شود.
برخورد: Congestion يا Collision در اصل يک اتفاق منطقي در شبکه است و در شبکه‌هايي که با توپولوژي BUS اداره مي‌شوند، فرآيند ساده‌تري دارد. زماني تصادف اتفاق مي‌افتد که 2 بسته اطلاعاتي در يک زمان روي يک رسانه ارسال مي‌شوند و نتيجه اين برخورد 2 سيگنال با هم خواهد بود که باعث از بين‌‌رفتن درستي اطلاعات هر دو مي‌شود.
از بين رفتن بسته‌ها و افزايش تاخير در شبکه مي‌تواند از عوارض اين رويداد باشد که به مديريت رسانه بستگي دارد. از طرفي اين اصطلاح براي حالتي از شبکه گفته مي‌شود که در حال رسيدن به نقطه حداکثر ظرفيت خود است. در هر شبکه هزاران بار اين اتفاق روي مي‌دهد اما کاربر از اين موضوع آگاهي ندارد و اصولا اين کار بر عهده ابزار مديريت شبکه است.
رزرو پهناي باند: در رايانه يا شبکه هميشه مواردي هست که نياز به اولويت‌بندي دارد. براي رفع نياز منابع مختلف شبکه يا سيستم، مقداري از پهناي باند را ذخيره مي‌کنند تا به برنامه‌هاي خاص يا پروتکل‌هاي خاص اختصاص دهند. براي نمونه در سيستم‌عامل ويندوز، 80 درصد پهناي باند اينترنت براي کاربر و 20 درصد براي سيستم در نظر گرفته شده است. اين کار براي بهينه‌سازي استفاده از رسانه و پهناي باند موجود است.
در برخي منابع به آن تخصيص (allocation) پهناي باند يا صف‌بندي (queuing) درخواستي پهناي باند نيز گفته مي‌شود.
اينترانت: اين کلمه متشکل از دو بخش intra + net به‌معناي شبکه داخلي است. شبکه داخلي يک ساختمان يا يک شهرک يا شهر يا حتي کشور که صرفا براي ارتباط داخلي استفاده شود، اينترانت ناميده مي‌شود. اين شبکه مي‌تواند محلي و گسترده باشد، حتي ممکن است در اين شبکه مسير ورودي و خروجي براي شبکه جهاني هم ايجاد شده باشد، اما همچنين اينترانت خواهد بود.
اين شبکه نيز از استانداردهايي مانند TCP/IP استفاده مي‌كند. اين شبکه مي‌تواند به‌صورت ترمينال (مدل سرور محور) يا کلاينت سرور (کاربر محور) استفاده شود. دستگاه کارت‌خوان داخل ادارات، تلويزيون‌هاي شهري، شبکه تابلوهاي خبري شهري، دوربين‌هاي راهنمايي و رانندگي و خطوط انتقال داده شهري و بين شهري را مي‌توان اينترانت ناميد.
اينترنت: اين کلمه متشکل از دو کلمه inter + net است، به‌معناي شبکه بين شبکه‌ها. با اين‌که به هر شبکه بين شبکه‌اي مي‌توان اينترنت گفت، اما امروزه اين شبکه يک اسم خاص است و تنها براي شبکه ارتباطي جهاني به‌کار مي‌رود.
امروزه اين شبکه مجموعه شبكه‌هاي داخلي (اينترانت‌ها) و تجهيزات ارتباطي، درگاه‌هاي ارتباطي (gateway) در سراسر جهان است كه براي برقراري ارتباط با پروتكل‌هاي TCP/IP به كار مي‌روند. بر اين بستر سرويس‌هاي زيادي ارائه مي‌شود مانند وب، انتقال فايل، پست الكترونيكي و انتقال غيرمتوازن.
نکته1: اينترنت وب نيست. وب يک سرويس مبتني بر اينترنت است كه به‌دليل پركاربرد بودنش از ديگر سرويس‌ها عمومي‌تر شده است.
نکته2: شبکه‌هاي متصل به اينترنت لزوما از پروتكل TCP /IP استفاده نمي‌کنند، اما درگاه ارتباطي آنها بايد بر اين مبنا فعاليت کرده و ارتباط بين دو شبکه را ايجاد کند. شبکه ماشين‌هاي صنعتي نمونه شبکه‌هاي غيرمنطبق با پروتکل اينترنت هستند.
ستون فقرات اينترنت
بزودي درباره زيرساخت‌هاي اينترنت صحبت مي‌کنيم، اما فعلا همين‌قدر بدانيم كه بار اصلي اينترنت بر دوش خطوط اصلي اين شبکه است که داده‌ها را در اقيانوس‌ها، درياها، سطح قاره‌ها و فضا منتقل مي‌کنند. ستون فقرات (backbone) اينترنت متشکل از خطوط ارتباطي بسيار سريع مابين نقاط اتصال اصلي است كه از هزاران سيستم تجاري، دولتي، آموزشي، نظامي و تحقيقاتي تشكيل شده است كه داده‌ها و پيام‌ها را مديريت و منتقل مي‌کند. مديريت و انتقال در اين شبکه داراي زير‌مجموعه‌هاي بسياري است که نمونه‌هايي از آن را نام مي‌بريم.
سوئيچ و مديريت شبكه
ارتباطات داراي گونه‌هاي مختلف و متفاوتي است که نيازمند مديريت است. اين بخش از فناوري زيرساخت ارتباطي شامل اجزاي زير است:
1ـ. ساختار سلسله‌مراتبي پلزيوكرون
2ـ پروتکل انتقال در حالت غيرهماهنگ (نامتوازن)
3ـ سلسله مراتب انتقال هماهنگ ديجيتال
4ـ انتقال هماهنگ در شبکه‌هاي فيبرنوري
5ـ پروتکل آدرس‌دهي اينترنتي (IP) در پروتکل TCP.
6ـ شبکه ارتباطات بي‌سيم (WLL). معمولا در مناطقي که امکان ايجاد خطوط معمولي مخابراتي نباشد از اين شبکه‌ها استفاده مي‌شود.
7ـ شبکه‌هاي دسترسي چندگانه با تقسيم زماني و دسترسي چندگانه با تشخيص برخورد.
8ـ شبکه خدمات انتقال داده مجتمع. اين شبکه پايه شبکه تلفن ديجيتال است و امکان تبادل سريع داده‌ها را فراهم کرده است. اين نوع شبکه داراي 2 زيرمجموعه اصلي يعني N-ISDN و B-ISDN است كه از فناوري‌هايATM و PRI استفاده مي‌کنند. خطوطE1 زيرمجموعه PRI است و امکان ارتباط 30 کانال را روي يک خط فراهم مي‌کند. سرويس‌هايي مانند HOLD ،TRANSFER CONFERENCE ،CALLER ID و صدها خدمت ديگر از مزاياي اين فناوري به‌شمار مي‌روند.
9ـ Frame Relay: يکي از پروتکل‌هاي شبکه‌هاي وسيع با کارآيي بالاست که در لايه فيزيکي و لايه پيوند داده از مدل مرجع اتصال داخلي سيستم‌هاي باز عمل مي‌کند. اين فناوري براي انتقال داده روي ISDN به‌وجود آمد اما با گسترش آن، روي ديگر شبکه‌ها هم پياده‌سازي شد. فريم ريلي يک نمونه از فناوري packet-switched است که توانايي به اشتراک گذاشتن پهناي باند را به ايستگاه‌هاي کاري در شبکه مي‌دهد. اين فناوري براي انتقال اطلاعات در سطوح کشوري رقيب TCP/IP بوده و مزايا و معايبي نسبت به آن دارد.
10ـ Packet switching: اين فناوري پايه سيستم انتقال داده در اينترنت و شبکه‌هاي امروزي است. در اين مرحله داده‌ها در بسته‌هاي استاندارد با حجم‌هاي مختلف و از پيش تعيين شده بر حسب رسانه مورد استفاده، تفکيك و ارسال مي‌شوند.
منابع
وضعيت انتقال داده در شبکه‌هاي رايانه‌اي و اينترنت که موضوعي مهم در دنياي فناوري اطلاعات به‌شمار مي‌رود، بايد اطلاعاتي عمومي و نسبي از زيرساخت‌ها و تعاريف لايه دسترسي داشته باشيم.
همان‌طور که در شماره 303 كليك آورديم در لايه دسترسي، براي انتقال داده‌ها از رسانه استفاده مي‌شود و اتصالات فيزيکي يکي از اصلي‌ترين عوامل رشد فناوري‌هاي اطلاعاتي و ارتباطي است. در اين ميان نوع و کيفيت ارتباط در کنار عاملي به نام پهناي باند، مي‌تواند نقش اصلي و مهمي در رشد ابزار و فناوري‌هاي ديگر ايفا كند.
تاريخچه ارتباطات الکترومغناتيسي به تلگراف مي‌رسد که در آن خود سيگنال‌ها با ضرب‌آهنگ خاصي ارسال مي‌شد. البته بايد بدانيد امروزه نيز تقريبا با همين اصل، داده‌ها روي کابل‌ها ارسال مي‌شوند و نوع سيگنال ارسالي است كه شکل آن را در مقصد مشخص مي‌کند.
در بخش پيشين برخي تعاريف را آغاز کرديم که در اين بخش آنها را ادامه خواهيم داد تا به مسائل اصلي در مورد پهناي باند و اينترنت برسيم:
پاكت يا بسته اطلاعاتي: واحد نظم يافته اطلاعاتي که در يک شبکه منتقل مي‌شود. پکت (Packet) در استانداردهاي مختلف داراي شکل‌هاي متفاوتي است. در استاندارد اينترنت اطلاعات بر اساس IP بسته‌بندي مي‌شوند. اينترنت بر اساس انتقال پکت کار مي‌کند. اين بسته‌ها مي‌توانند دسته‌اي يا رشته‌اي ارسال و دريافت شوند. در استاندارد اينترنت داراي سرآيند (header) و پي‌آيند (trailer) است و علاوه بر آنها بخش‌هاي بسيار ديگري براي تکميل فرآيند ارسال و نظم‌بخشي بسته‌ها در مسير به آنها اضافه مي‌شود.
ريزش بسته: در مسير انتقال بسته‌ها عوامل متعددي مانند نويز، تصادم و تمام شدن عمر مي‌تواند بسته‌هاي اطلاعاتي را از بين ببرد.
اين موضوع باعث کم شدن، از دست رفتن يا به‌اصطلاح گم‌شدن بسته (Packet loss) و بخشي از اطلاعات مي‌شود. در فناوري‌هاي جديد کاربر متوجه اين اشکالات نمي‌شود و سيستم‌ها خودشان با استفاده از استانداردهاي شبکه اين موارد را رفع مي‌کنند.
پهناي باند يا عرض باند: حداکثر ظرفيت انتقال داده در يک سيستم ديجيتال است که بر مبناي بيت بر ثانيه اندازه‌گيري مي‌شود. اين واژه از متداول‌ترين واژه‌هاي اين عرصه است. ساير واحدهاي سنجش آن نيز كيلو (هزار) بيت بر ثانيه (Kbps) و مگا (ميليون) بيت بر ثانيه (Mbps) است. اين واژه معمولا با توان انجام کار يا Throughput اشتباه گرفته مي‌شود.
توان انجام کار: Throughput ميزان توان انتقال داده در شبکه و واحد آن بيت بر ثانيه است. تفاوتش با پهناي باند در اين است که اين تعريف به فرستنده و توان ارسال آن اطلاق مي‌شود ولي پهناي باند به رسانه (يعني ميان فرستنده و گيرنده) مربوط است. البته در تعاريف سيستم‌هاي رايانه‌اي به نرخ پردازش داده‌ها در يك سيستم كامپيوتري هم گفته مي‌شود.
برخورد: Congestion يا Collision در اصل يک اتفاق منطقي در شبکه است و در شبکه‌هايي که با توپولوژي BUS اداره مي‌شوند، فرآيند ساده‌تري دارد. زماني تصادف اتفاق مي‌افتد که 2 بسته اطلاعاتي در يک زمان روي يک رسانه ارسال مي‌شوند و نتيجه اين برخورد 2 سيگنال با هم خواهد بود که باعث از بين‌‌رفتن درستي اطلاعات هر دو مي‌شود.
از بين رفتن بسته‌ها و افزايش تاخير در شبکه مي‌تواند از عوارض اين رويداد باشد که به مديريت رسانه بستگي دارد. از طرفي اين اصطلاح براي حالتي از شبکه گفته مي‌شود که در حال رسيدن به نقطه حداکثر ظرفيت خود است. در هر شبکه هزاران بار اين اتفاق روي مي‌دهد اما کاربر از اين موضوع آگاهي ندارد و اصولا اين کار بر عهده ابزار مديريت شبکه است.
رزرو پهناي باند: در رايانه يا شبکه هميشه مواردي هست که نياز به اولويت‌بندي دارد. براي رفع نياز منابع مختلف شبکه يا سيستم، مقداري از پهناي باند را ذخيره مي‌کنند تا به برنامه‌هاي خاص يا پروتکل‌هاي خاص اختصاص دهند. براي نمونه در سيستم‌عامل ويندوز، 80 درصد پهناي باند اينترنت براي کاربر و 20 درصد براي سيستم در نظر گرفته شده است. اين کار براي بهينه‌سازي استفاده از رسانه و پهناي باند موجود است.
در برخي منابع به آن تخصيص (allocation) پهناي باند يا صف‌بندي (queuing) درخواستي پهناي باند نيز گفته مي‌شود.
اينترانت: اين کلمه متشکل از دو بخش intra + net به‌معناي شبکه داخلي است. شبکه داخلي يک ساختمان يا يک شهرک يا شهر يا حتي کشور که صرفا براي ارتباط داخلي استفاده شود، اينترانت ناميده مي‌شود. اين شبکه مي‌تواند محلي و گسترده باشد، حتي ممکن است در اين شبکه مسير ورودي و خروجي براي شبکه جهاني هم ايجاد شده باشد، اما همچنين اينترانت خواهد بود.
اين شبکه نيز از استانداردهايي مانند TCP/IP استفاده مي‌كند. اين شبکه مي‌تواند به‌صورت ترمينال (مدل سرور محور) يا کلاينت سرور (کاربر محور) استفاده شود. دستگاه کارت‌خوان داخل ادارات، تلويزيون‌هاي شهري، شبکه تابلوهاي خبري شهري، دوربين‌هاي راهنمايي و رانندگي و خطوط انتقال داده شهري و بين شهري را مي‌توان اينترانت ناميد.
اينترنت: اين کلمه متشکل از دو کلمه inter + net است، به‌معناي شبکه بين شبکه‌ها. با اين‌که به هر شبکه بين شبکه‌اي مي‌توان اينترنت گفت، اما امروزه اين شبکه يک اسم خاص است و تنها براي شبکه ارتباطي جهاني به‌کار مي‌رود.
امروزه اين شبکه مجموعه شبكه‌هاي داخلي (اينترانت‌ها) و تجهيزات ارتباطي، درگاه‌هاي ارتباطي (gateway) در سراسر جهان است كه براي برقراري ارتباط با پروتكل‌هاي TCP/IP به كار مي‌روند. بر اين بستر سرويس‌هاي زيادي ارائه مي‌شود مانند وب، انتقال فايل، پست الكترونيكي و انتقال غيرمتوازن.
نکته1: اينترنت وب نيست. وب يک سرويس مبتني بر اينترنت است كه به‌دليل پركاربرد بودنش از ديگر سرويس‌ها عمومي‌تر شده است.
نکته2: شبکه‌هاي متصل به اينترنت لزوما از پروتكل TCP /IP استفاده نمي‌کنند، اما درگاه ارتباطي آنها بايد بر اين مبنا فعاليت کرده و ارتباط بين دو شبکه را ايجاد کند. شبکه ماشين‌هاي صنعتي نمونه شبکه‌هاي غيرمنطبق با پروتکل اينترنت هستند.
ستون فقرات اينترنت
بزودي درباره زيرساخت‌هاي اينترنت صحبت مي‌کنيم، اما فعلا همين‌قدر بدانيم كه بار اصلي اينترنت بر دوش خطوط اصلي اين شبکه است که داده‌ها را در اقيانوس‌ها، درياها، سطح قاره‌ها و فضا منتقل مي‌کنند. ستون فقرات (backbone) اينترنت متشکل از خطوط ارتباطي بسيار سريع مابين نقاط اتصال اصلي است كه از هزاران سيستم تجاري، دولتي، آموزشي، نظامي و تحقيقاتي تشكيل شده است كه داده‌ها و پيام‌ها را مديريت و منتقل مي‌کند. مديريت و انتقال در اين شبکه داراي زير‌مجموعه‌هاي بسياري است که نمونه‌هايي از آن را نام مي‌بريم.
سوئيچ و مديريت شبكه
ارتباطات داراي گونه‌هاي مختلف و متفاوتي است که نيازمند مديريت است. اين بخش از فناوري زيرساخت ارتباطي شامل اجزاي زير است:
1ـ. ساختار سلسله‌مراتبي پلزيوكرون
2ـ پروتکل انتقال در حالت غيرهماهنگ (نامتوازن)
3ـ سلسله مراتب انتقال هماهنگ ديجيتال
4ـ انتقال هماهنگ در شبکه‌هاي فيبرنوري
5ـ پروتکل آدرس‌دهي اينترنتي (IP) در پروتکل TCP.
6ـ شبکه ارتباطات بي‌سيم (WLL). معمولا در مناطقي که امکان ايجاد خطوط معمولي مخابراتي نباشد از اين شبکه‌ها استفاده مي‌شود.
7ـ شبکه‌هاي دسترسي چندگانه با تقسيم زماني و دسترسي چندگانه با تشخيص برخورد.
8ـ شبکه خدمات انتقال داده مجتمع. اين شبکه پايه شبکه تلفن ديجيتال است و امکان تبادل سريع داده‌ها را فراهم کرده است. اين نوع شبکه داراي 2 زيرمجموعه اصلي يعني N-ISDN و B-ISDN است كه از فناوري‌هايATM و PRI استفاده مي‌کنند. خطوطE1 زيرمجموعه PRI است و امکان ارتباط 30 کانال را روي يک خط فراهم مي‌کند. سرويس‌هايي مانند HOLD ،TRANSFER CONFERENCE ،CALLER ID و صدها خدمت ديگر از مزاياي اين فناوري به‌شمار مي‌روند.
9ـ Frame Relay: يکي از پروتکل‌هاي شبکه‌هاي وسيع با کارآيي بالاست که در لايه فيزيکي و لايه پيوند داده از مدل مرجع اتصال داخلي سيستم‌هاي باز عمل مي‌کند. اين فناوري براي انتقال داده روي ISDN به‌وجود آمد اما با گسترش آن، روي ديگر شبکه‌ها هم پياده‌سازي شد. فريم ريلي يک نمونه از فناوري packet-switched است که توانايي به اشتراک گذاشتن پهناي باند را به ايستگاه‌هاي کاري در شبکه مي‌دهد. اين فناوري براي انتقال اطلاعات در سطوح کشوري رقيب TCP/IP بوده و مزايا و معايبي نسبت به آن دارد.
10ـ Packet switching: اين فناوري پايه سيستم انتقال داده در اينترنت و شبکه‌هاي امروزي است. در اين مرحله داده‌ها در بسته‌هاي استاندارد با حجم‌هاي مختلف و از پيش تعيين شده بر حسب رسانه مورد استفاده، تفکيك و ارسال مي‌شوند.
منابع