آشنایی با شبکه‌های LAN و سخت‌افزار آن‌ها

این مطلب بخشی از سری آموزش‌های نتورک پلاس است که پیشتر در سایت شبکه منتشر شده است.
برای مشاهده فهرست و خرید کتاب +Network راهنمای شبکه‌ها اینجا کلیک کنید. 

شبکه‌های LAN و سخت‌افزار آن‌ها

شکل نشان داده شده در بالا یک شبکه محلی (LAN) سرنام local are network است. در یک شبکه محلی هر گره می‌تواند به شکل مستقیم با سایر گره‌های روی شبکه در ارتباط باشد. در حالت کلی، شبکه‌های محلی به فضای کمی نیاز داشته و در یک اداره یا ساختمان به راحتی پیاده‌سازی می‌شوند. در شکل بالا 5 کامپیوتر و سایر تجهیزات به شکل سیمی به یک سوییچ (switch) متصل شده‌اند. یک سوییچ داده‌های ورودی را از طریق یکی از پورت‌های خود دریافت کرده و داده‌ها را به پورت یا پورت‌هایی که برای انتقال داده‌ها به مقصد استفاده می‌شوند، هدایت می‌کند. درست در همین نقطه است که تفاوت یک سوییچ با هاب مشخص می‌شود. هاب که یکی از دستگاه‌های قدیمی و شاید بتوانیم بگوییم نسبتا منسوخ شده شبکه است، بسته‌های ارسالی از یک دستگاه  را به همه پورت‌های خود ارسال می‌کند. در نتیجه همه دستگاه‌های شبکه منجمله دستگاه مقصد قادر هستند بسته‌ها را دریافت کنند. اما سوییچ عملکردی هوشمندانه داشته و ارتباطی مستقیم میان پورت دستگاه مبدا و پورت دستگاه مقصد برقرار می‌کند، در نتیجه بسته‌ها تنها برای مقصد ارسال می‌شوند.

شبکه‌ای که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید از توپولوژی ستاره‌ای (star topology) برای متصل کردن تجهیزات به یکدیگر استفاده کرده است، زیرا همه دستگاه‌ها به یک دستگاه مرکزی که سوییچ  نام دارد متصل شده‌اند. در دنیای شبکه انواع مختلفی از توپولوژی‌های فیزیکی وجود دارند، به‌طور مثال، در تصویر زیر از توپولوژی Mesh برای برقراری ارتباط میان دستگاه‌ها در شبکه‌ نظیر به نظیر استفاده شده است.

در شکل زیر چند مدل سوییچ مختلف را مشاهده می‌کنید که در کلاس سوییچ‌های صنعتی و مصرفی طبقه‌بندی می‌شوند.

کامپیوترها، چاپگرهای شبکه، سوییچ‌ها و سایر دستگاه‌های الکترونیکی در حالت پیش‌فرض به پورت‌ شبکه تجهیز شده‌اند. پورت شبکه، درگاهی است که شما کابل شبکه (به‌طور مثال کابل روتر) را به آن‌ متصل می‌کنید. پورت شبکه می‌تواند به شکل آن‌بورد روی مادربورد یا لپ‌تاپ شما شما نصب شده باشد. اگر دستگاه شما فاقد چنین پورتی است، شما می‌توانید از طریق یک کارت رابط شبکه (NIC) سرنام network interface card که به آن آداپتور شبکه گفته می‌شود این پورت را به دستگاه خود اضافه کنید. در شکل زیر یک پورت آن‌بورد و یک کارت شبکه را مشاهده می‌کنید. یک کارت شبکه باید درون یکی از اسلات‌های مادربورد قرار گیرد، البته امروزه کارت‌های شبکه به شکل دانگل یو‌اس‌بی نیز ارائه می‌شوند که شما از طریق اتصال آن به یو‌اس‌بی دستگاه خود به راحتی می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید.

یک شبکه محلی (LAN) می‌تواند چند سوییچ داشته باشد. به‌طور مثال، در تصویر زیر شبکه‌ای را مشاهده می‌کنید که از سه سوییچ متصل به یکدیگر استفاده می‌کند. خطوط زردرنگ نشان داده شده در تصویر نقش ستون فقرات (backbone) این شبکه را بازی می‌کنند. ستون فقرات مرکزی که بخش‌های مختلف شبکه را به یکدیگر متصل می‌کنند گاهی اوقات شبکه‌ای از شبکه‌ها (network as networks) نامیده می‌شوند. کابل‌هایی که نقش ستون فقرات یک چنین شبکه‌هایی را شکل می‌دهند ممکن است به لحاظ سرعت متفاوت از کابل‌هایی باشند که برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر از آن‌ها استفاده می‌کنید، زیرا این کابل‌ها وظیفه دارند تا ترافیک سنگین را مدیریت کرده و داده‌ها را به فواصل دورتر انتقال دهند. در آموزش‌های آتی به شما خواهیم گفت که اصطلاحاتی شبیه به کابل‌های Cat5، Cat6 و... چه هستند و هر یک برای چه مقاصدی استفاده می‌شوند.

در تصاویر بالا شما شاهد به‌کارگیری دو نوع توپولوژی هستید. سوییچ‌هایی که در یک خط و شبیه به دانه‌های زنجیر به یکدیگر متصل شده‌اند از توپولوژی اتوبوسی (bus topology) استفاده کرده‌اند، اما اگر به نحوه اتصال هر سوییچ به کامپیوترهای خاص خودش توجه کنید، شکلی شبیه به یک ستاره را مشاهده می‌کنید. به این نحوه آرایش و اتصال کامپیوترها به سوییچ توپولوژی ستاره‌ای (star topology) گفته می‌شود. بنابر این، توپولوژی نشان داده شده در شکل بالا یک توپولوژی استارباس (starbus) است. یک توپولوژی که ترکیبی از توپولوژی‌های دیگر را استفاده می‌کند به نام توپولوژی هیربدی/ترکیبی ( hybrid  topology) شناخته می‌شود.