شبکه کامپیوتری Computer network، یک سیستم از دستگاه‌های متصل به‌هم است که با یکدیگر اطلاعات، داده‌ها و منابع مختلف را به اشتراک می‌گذارند. دستگاه‌های شبکه می‌توانند به سادگی کامپیوترها یا تلفن‌های همراه باشند که به یک شبکه متصل می‌شوند. شبکه‌های گسترده‌تر برای ایجاد زیرساخت انواع شبکه از دستگاههایی مانند روترها و سوئیچ‌ها استفاده میکنند. اگرچه تمام شبکه‌ها یکسان نیستند، اما تعداد زیادی شبکه وجود دارد و هرکدام برای پشتیبانی از دستگاه‌ها، اندازه و موقعیت سیستم به وجود آمده‌اند. شبکه‌ها سطوح مختلف دسترسی و نحوه اتصال مختلفی دارند.
علت نیاز متخصصان شبکه
متخصصان کاربلد وجاه طلب شبکه جهت نظارت، مدیریت و نگهداری پیکربندی انتخابی یک شرکت باید انواع شبکه ها را بشناسند. دانستن ویژگی‌هایی مانند اندازه، مقیاس و گستردگی و هدف استفاده از آن، تعیین کننده نحوه چینش و ساختاربندی آن است.
در زیر به انواع شبکه ، به‌همراه مزیت‌ها، کاربردها و اطلاعات مهم آن‌ها اشاره شده است.
شبکه شخصی یا PAN (مخفف Personal Area Network)
شبکه شخصی یا PAN ساده‌ترین و و کوچکترین میان انواع شبکه است. در این شبکه، دستگاه‌ها در محدوده بسیار نزدیک به‌هم متصل هستند و مقیاسی بیشتر از 10 متر را پوشش نمی‌دهد. بنابراین هر دستگاهی دوتر از این محدوده، از این شبکه خارج است. به این علت، معمولا اجزای این شبکه بدون سیم به‌هم متصل و از فناوری فرابنفش برای برقراری ارتباط سریع با برد کم استفاده میکنند.
برای مثال، یک نمونه شبکه شخصی بی‌سیم زمانی استفاده می‌شود که افراد دستگاه‌های بلوتوثی مانند هدفون‌های بی‌سیم را به لپتاپ یا تلفن همراه خود متصل میکنند. گرچه اکثر این سیستم‌ها بی‌سیم هستند، شبکه شخصی سیمی Wired PAN آن نیز مانند usb وجود دارد.
مزیت‌های شبکه شخصی PAN
قابل حمل: اکثر دستگاههایی که در این شیکه هستند از اندازه کوچکی برخوردارند و به‌راحتی جابجا می‌شوند.
صرفه پذیری اقتصادی: قابلیت ایجاد اتصال میان دو دستگاه در این شبکه بدون نیاز به سیم بسیار ارزانتر از یک شبکه سیمی است.
اطمینان: این شبکه اتصال پایداری را به شرطی که دستگاه‌ها در محدوده 10 متری باقی بمانند میان دستگاه‌های متصل به آن تضمین میکند.
امنیت: شبکه‌های شخصی (PANs) به‌طور مستقیم به شبکه‌های بزرگ‌تر، مانند اینترنت، متصل نمی‌شوند، اما می‌توانند به دستگاه‌های دیگر که به انواع شبکه بزرگ‌تر دسترسی دارند، متصل شوند. امنیت یک دستگاه در یک PAN بستگی به میزان امنیت دستگاه واسطه دارد، زیرا این دستگاه به‌عنوان یک Gateway بین PAN و شبکه گسترده‌تر عمل میکند.
کاربردهای PAN
شبکه‌های شخصی (PANs) به کاربران این امکان را می‌دهند که دستگاه‌های مختلف را در محدوده‌ای نزدیک به یکدیگر متصل کرده و یک شبکه کوچک و محلی ایجاد کنند. یک مثال عملی از این شبکه‌ها، شبکه بدن است، جایی که یک فرد چندین دستگاه قابل اتصال به‌هم مانند ردیاب‌های تناسب اندام یا ساعت‌های هوشمند را به بدن خود متصل کرده و این دستگاه‌ها با هم ارتباط برقرار میکنند.
در محیط‌های خانگی، شبکه‌های شخصی معمولاً موجب اتصال کامپیوترها، چاپگرها، گوشی‌های هوشمند و سایر وسایل بی‌سیم می‌شوند. این اتصالات، شبکه کوچکی را برای مدیریت دستگاه‌ها، اشتراک‌گذاری راحت فایل‌ها و دسترسی اینترنت فراهم میکند.
در زمینه اینترنت اشیاء (IoT)، شبکه‌های شخصی PAN نقش بسیار مهمی ایفا میکنند و موجب افزایش بهره‌وری و نظارت بر سیستم‌های مبتنی بر اینترنت اشیا می‌شوند. به‌عنوان مثال، PANها می‌توانند دستگاه‌های پزشکی قابل حمل را که وضعیت سلامت فرد را نظارت میکنند، یا دستگاه‌های هوشمند خانگی مانند ترموستات‌ها، دوربین‌های امنیتی و چراغ‌ها که به کنترل روشنایی و امنیت کمک میکنند و راهی کارآمد برای مدیریت فناوری در خانه‌ها و دفاتر را فراهم میکنند. سپهر انفورماتیک درخشان با داشتن سال‌ها تجربه در این زمینه دستگاههایی برای پایش محیط‌های خانگی، اتاق سرور و دیتاسنتر ارائه می‌دهد برای مشاهده کلیک کنید.
شبکهٔ محلی یا شبکهٔ داخلی یا لَن LAN
این شبکه، کامپیوترها و سایز دستگاه‌ها را در یک محیط مانند خانه یا دفترکار به یکدیگر متصل میکند. برخلاف Pan که دستگاه‌ها را در محدوده کم به یکدیگر متصل میکند، لن قابلیت پوشش از فاصله 1 تا 100 متری را دارد. Topology شبکه (ساختار و چینش شبکه)، نحوه اتصال دستگاه‌ها در شبکه لن LAN مشخص میکند. به‌همین‌منظور انواع مختلفی شامل ring (توپولوژی حلقوی) و (توپولوژی مش) mesh داریم.
از ارتباطات سیمی یا بی‌سیم برای اتصال شبکه لن LAN استفاده می‌شود. نوع بی‌سیم اتصال شبکه لن به‌علت راحتی در اتصال از محبوبیت بیشتری برخوردار شده است، گرچه نوع سیمی آن امنیت بیشتری را برای افراد فراهم میکند. در نوع سیمی آن از کابل های فیزیکی مانند Ethernet و سوئیچ‌ها برای اتصال دستگاه‌ها استفاده می‌شود.
در اتصال بی‌سیم آن، از روتر‌های بی‌سیم و Access Points استفاده می‌شود که از طریق سیگنال‌های رادیویی برای اتصال دستگاه‌ها به‌هم متصل می‌شوند. در‌حالی‌که اتصال در این روش بسیار راحتتر است، اما می‌تواند امنیت کمتری نسبت به اتصال سیمی داشته باشد. اگرچه با راه‌اندازی پروتکل‌های امنیتی و رمزگذاری می‌توان آن‌را از لحاظ امنیتی تقویت کرد.
مزایا Local Area Network
اشتراک اطلاعات: یکی از اصلی‌ترین مزایای راه‌اندازی یک شبکه قابلیت اشتراک گذاری منابع و اطلاعات است. زمانی که دستگاه‌ها به یک شبکه متصل هستند می‌توانند به‌راحتی داده‌ها، فایل‌ها و برنامه‌های نرم‌افزاری را به اشتراک بگذارند. به‌دلیل اینکه کاربران زیادی می‌توانند بر روی منابع مشترک هم‌زمان کار کنند، این تشکیلات موجب افزایش همکاری و عملکرد آن‌ها می‌شوند.
ذخیره داده امن: شبکه‌ها باعث ذخیره‌سازی متمرکز داده‌ها می‌شوند. به‌طوری که اطلاعات در یک مکان امن که به تمام دستگاه‌های متصل دسترسی دارد نگه داشته می‌شود. این متمرکزسازی، مدیریت داده و پشتیبانی از داده‌ها را ساده‌تر میکند. دسترسی به انواع شبکه کنترل می‌شود و دستگاه‌ها باید قبل از بازیابی داده از سیستم اجازه بگیرند. این اقدام امنیتی موجب حفاظت از اطلاعات حساس در برابر مهاجمان می‌شود.
ارتباط سریع: کابل‌های Ethernet موجب تسریع و افزایش اعتماد انتقال داده می‌شوند. این نوع اتصال موجب افزایش ارتباط بین دستگاه‌ها و انتقال سریع و راحت داده‌ها می‌شود.
ارتباط راحت: هر دستگاهی که اجازه دسترسی به شبکه را پیدا کرد می‌تواند با دستگاه‌های دیگر داخل شبکه ارتباط برقرار کند.
کاربرد LAN
اتصال در شرکت یا دفتر خانگی: کاربرانی که به‌صورت مجزا و در خانه از راه دور کار میکنند؛ می‌توانند دستگاه‌های خود را به این شبکه متصل کنند و بین دستگاه‌ها اطلاعاتی را انتقال دهند.
اشتراک داده: کارمندان یک شرکت به‌راحتی می‌توانند به انواع شبکه LAN متصل شوند و به داده‌ها و خدمات ارائه شده توسط شرکت دسترسی یابند.
دسترسی به WIFI: WIFI یکی از رایج‌ترین کاربردهای WLAN است. یک شبکه بی‌سیم می‌تواند از سیگنال‌های رادیویی WIFI برای اتصال چند دستگاه در یک مکان استفاده کند.
درحالی که دو مفهوم WLAN و WIFI دو فناوری یکسان به‌نظر می‌رسند؛ اما یکی نیستند. WIFI یک نوع WLAN است اما تمام Wlanها از WIFI استفاده نمی‌کنند
Virtual LAN : این اتصال یک نوع پیکربندی لن است که به‌صورت مجازی اجزای شبکه را به قسمت‌هایی تقسیم و دسته‌بندی میکند. فرد متخصص در زمینه شبکه، WLAN را برای مدیریت این قسمت‌ها به‌عنوان سیستم‌های مجزا ایجاد میکنند. WLAN با جداسازی جریان داده در LAN برای هر قسمت، از شلوغی شبکه جلوگیری میکند. این اقدام موجب افزایش و بهبود مدیریت، امنیت و عملکرد شبکه می‌شود.
شبکهٔ شهری یا شبکه کلانشهری MAN
شبکهٔ شهری یا شبکه کلانشهری یا MAN یک ارتباط داخلی میان LANها در سراسر یک شهر است. همچون LAN ، MAN از دو نوع اتصال سیمی و غیر‌سیمی مانند WIFI ، سلولی ، ETHERNET ، فیبر‌نوری FIBER OPTICS استفاده میکنند.
مزایای MAN
پوشش‌دهی شهری. یک MAN توانایی پوشش ارتباطی به اندازه یک شهر را دارد که اتصال را برای محدوده بسیاری و تا کیلومترها برقرار میکند.
اتصال سریع: کابل‌های فیبر‌نوری به‌علت برقراری یک ارتباط و انتقال داده سریع و امن، به یکی از محبوب‌ترین انواع MAN تبدیل شده
کاربرد Metropolitan Area Network
گسترش محدوده اتصال: کاربران با استفاده از MAN می‌توانند از نقاط مختلف شهر و در موقعیت‌های جغرافیایی مختلفی به شبکه متصل شوند. برخلاف LAN که افراد تنها از یک مکان توانایی اتصال به شبکه را دارند، با استفاده از MAN به‌خصوص شرکت‌ها می‌توانند LANهای مختلفی را در ساختمان‌ها یا دفتر‌های مختلف متصل کنند و برد شبکه خود را افزایش دهند.
دسترسی شبکه جمعی: نهادهای دولتی ممکن است یک MAN برای اتصال شبکه‌ای همگانی فراهم کنند. برای مثال دولت از طریق این فناوری بی‌سیم می‌تواند WIFI رایگان و همگانی را به شهرنشینان ارائه کند.
شهر هوشمند: امکاناتی همچون سیستم حمل‌و‌نقل هوشمند، راه‌اندازی دستگاه‌های مبتنی بر اینترنت اشیا و دیگر سرویس‌های شهری با استفاده از MAN امکان پذیر است.
Campus Area Network
نام دیگر این سیستم CAMPUS AREA NETWORK است که یک شبکه پراکنده‌تر، به‌هم متصل و متشکل از LAN است. مانند MAN محدوده پوشش وسیعی دارد که می‌تواند چندین ساختمان نزدیک را پوشش دهد. درحالی که MAN شبکه لن را در یک محیط بزرگی مانند مترو متصل میکند (محدوده ای 50 کیلومتری)، کمپوس تنها توانایی اتصال شبکه‌های لن در نواهی نزدیک را دارد، مانند یک دانشگاه یا شرکت (محدوده 5 کیلومتری) را پوشش می‌داد.
مزایا
به صرفه: این شبکه به‌دلیل میزان پوشش کمتر نسبت به MAN به زیرساخت کم هزینه تری نیاز دارد.
پیکربندی راحت: نسبت به MAN، راه اندازی و مدیریت زیرساخت و دستگاه‌های این شبکه‌ها بسیار راحتتر است.
کاربرد CAN
متخصصان شبکه، معمولا برای ایجاد شبکه‌ای که بتواند یک دانشگاه یا مدرسه را پوشش دهد از این نوع شبکه استفاده میکند.
WAN
Wide Area Network (WAN) یک شبکه کامپیوتری وسیعی است که مانند MAN تعداد زیادی LAN را در فواصل زیاد و طولانی به‌هم متصل میکند که معمولاً شهرها، کشورها یا حتی قاره‌ها را پوشش می‌دهد. برخلاف شبکه‌های شهری (MAN)، که معمولاً به یک شهر یا منطقه محدود می‌شوند، WAN می‌تواند پوشش جهانی داشته باشد برای مثال یک شرکت ممکن است شعب مختلقی سراسر دنیا داشته باشد که می‌توانند از طریق WAN یکسان به یکدیگر متصل شوند.
مزایا Wide Area Network
پوشش محدوده بزرگ: توانایی اتصال انواع شبکه سراسر دنیا
بهبود عملکرد: استفاده از لینک‌هایی با پهنای باند اختصاصی جهت اتصال LANها به یکدیگر . این لینک‌ها موجب تسریع انتقال داده در شبکه نسبت به LAN می‌شود
امنیت: لینک‌های اختصاصی همچنین ریسک حملات سایبری را کاهش می‌دهند
شبکه گسترده جهانی (GAN)
شبکه گسترده جهانی (GAN) گسترده‌ترین نوع شبکه است که توانایی پوشش دهی محدوده‌ای به اندازه کره زمین را دارد. مشابه سایر شبکه‌های بزرگ مانند WAN (شبکه گسترده)، یک GAN شبکه‌های کوچکتر مختلفی مانند LAN (شبکه محلی) و WAN را به‌هم متصل میکند. در‌حالی‌که یک WAN شبکه‌ها را سراسر یک منطقه جغرافیایی وسیع متصل میکند، یک GAN برای اتصال شبکه‌ها در مقیاس جهانی طراحی شده است.
مزایای GAN
پوشش شبکه جهانی:GANها می‌توانند شبکه‌ها و دستگاه‌ها را بدون در نظر گرفتن موقعیت فیزیکی آن‌ها، در مقیاس جهانی به‌هم متصل کنند.
شبکه‌های به‌هم پیوسته: این شبکه‌ها باعث می‌شود تا سازمان‌ها کاربران و دفاتر خود را در نقاط مختلف جهان به‌هم متصل کنند.
-رتباطات یکپارچه: با انتقال سریع داده، GANها موجب برقراری ارتباطات کارامد و اشتراک گذاری راحت داده در سراسر دنیا می‌شوند
کاربرد Generative Adversarial Network
– دسترسی به اینترنت:مفهوم آشنای اینترنت اینترنت نمونه‌ای از یک GAN است که میلیاردها نفر را در سراسر جهان متصل میکند.
– اتصال سازمان‌های چندملیتی: شرکت‌های بزرگ برای ارتباط دفاتر بین‌المللی و مراکز داده خود از GANها استفاده میکنند.
–زیرساخت شبکه جهانی:GANها برای راه‌اندازی مختلف شبکه‌های جهانی مانند خدمات ابری، ارتباطات ماهواره‌ای و شبکه‌های مخابرات بین‌المللی بسیار مهم هستند.
شبکه ابری CLOUD NETWORK
شبکه ابری یک زیرساخت مجازی است که از سرورها، ماشین‌های مجازی (VM)، ذخیره‌سازی، برنامه‌ها و منابع دیگر که به‌هم متصل هستند، تشکیل شده است. این زیرساخت توسط عرضه‌کننده خدمات ابری (CSP) مدیریت می‌شود که نرم‌افزارهای مدیریت شبکه و سخت‌افزارهای مجازی را در مراکز داده ابری در سراسر جهان اداره میکند. در همین حال، مدیران شبکه زیرساخت شبکه داخلی سازمان خود را با با ابر مدیریت میکنند. شبکه‌های سنتی مانند LAN و WAN از طریق اینترنت به شبکه ابری متصل می‌شوند. برخلاف رایانش ابری که خدمات محاسباتی ارائه می‌دهد، شبکه‌سازی ابری زیرساخت لازم برای این خدمات را فراهم میکند.
مزایای شبکه ابری
- مقیاس‌پذیری: CSPها می‌توانند منابع را هر زمانی که نیاز داشتند استفاده کند و عملکرد بهینه‌ای با توجه به نیازهای محاسباتی و پهنای باند داشته باشند.
- صرفه‌جویی در هزینه: با تنظیم منابع بر اساس میزان مصرف، CSPها به جلوگیری از هزینه‌های اضافی کمک میکنند. زیرساخت‌های مجازی نیز هزینه راه‌اندازی و نگهداری ارزانتری دارند، که باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود.
- قابلیت اطمینان: شبکه‌های ابری دارای سیستم پشتیبانی است تا از قابلیت دسترسی به آن و تحمل خطا اطمینان حاصل کنند.
شبکه تحویل محتوا (CDN)
شبکه ارسال محتوا (CDN) شبکه‌ای از سرورها است که در سراسر جهان توزیع شده‌اند و برای ارائه سریع محتوای چندرسانه‌ای، مانند ویدئوها یا تبلیغات، به افرادی که از اینترنت دسترسی دارند استفاده می‌شود. این سرورها فایل‌های بزرگ را ذخیره (یا کش) میکنند که موجب تسریع فرایند ارسال آن‌ها می‌شود. عرضه کنندگان CDN این سرورهای دیجیتالی را در مکان‌های که به‌عنوان “ادج” شناخته می‌شوند، راه‌اندازی میکنند تا یک محتوا همیشه از نزدیکترین سرور به کاربر تحویل داده شود.
وقتی کاربری درخواست داده‌ای میکند، یک سرور ویژه به نام سرور پروکسی درخواست را به نزدیکترین سرور CDN هدایت میکند. این سرور داده‌ها را به اندازه کوچکتری فشرده میکند تا انتقال آن‌ها از طریق شبکه آسان‌تر شود. سپس داده‌ها را به سرور اصلی ارسال میکند که در نهایت محتوا را به کاربر انتقال می‌دهد.
مزایای CDN
- تحویل سریع محتوا: CDNهدف اصلی این شبکه بارگذاری سریع محتوای چندرسانه‌ای است. این کار تأخیر بین درخواست کاربر و تحویل محتوا را کاهش می‌دهند.
- افزایش امنیت: هنگامی که داده‌ها از طریق سرور CDN عبور میکنند، می‌توانند تهدیدات احتمالی مانند ویروس‌ها را فیلتر کنند و نسبت به امن بودن داده‌های ارسالی به کاربر اطمینان حاصل کنند
- بهبود عملکرد وب‌سایت: وب‌سایت‌هایی که از CDN استفاده میکنند، با مشکلات کمتری در تأخیر و محدودیت پهنای باند مواجه می‌شوند و به‌دلیل افزایش ناگهانی ترافیک کمتر از کار می‌افتند.
کاربردهای شبکه توزیع محتوا (CDN)
- تحویل رسانه‌های فاخر: شبکه‌های توزیع محتوا (CDN) به تحویل محتوای پویا و فاخر مانند ویدئوها و تصاویر کمک میکنند. این ویژگی برای وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌هایی که شامل پست‌های شبکه‌های اجتماعی یا پخش‌کننده‌های ویدئویی هستند، بسیار مهم است. CDNها مدیریت توزیع این داده‌های پیچیده را برعهده دارند وبا وجود دسترسی میلیون‌ها نفر به ان. نسبت به ارسال سریع داده به دست کاربران می‌رسد.
- تحلیل‌های لحظه‌ای: وقتی CDNها محتوا را از سرور گرفته و ذخیره میکنند، داده‌هایی در مورد نحوه دسترسی و تحویل آن محتوا جمع‌آوری میکنند. این داده‌ها می‌توانند به‌صورت لحظه‌ای تحلیل شوند تا شرکت‌ها بتوانند عملکرد انواع شبکه CDN را بهبود بخشند و تحویل محتوا را بهینه کنند.
- توزیع نرم‌افزار: CDNها فرایند توزیع نرم‌افزار جهت دانلود و استفاده از آن را برای کاربران در سراسر جهان آسان‌تر و سریع‌تر میکنند. به جای دانلود نرم‌افزار از یک سرور مرکزی که ممکن است فاصله زیادی داشته باشد، کاربران می‌توانند آن را از یک سرور نزدیک‌تر دانلود کنند.
شبکه خصوصی مجازی (VPN)
شبکه خصوصی مجازی (VPN) یک ارتباط خصوصی و امن را بر یک شبکه عمومی مانند اینترنت ایجاد میکند. VPNها از پروتکل‌های تونل کردن برای رمزگذاری داده‌های منتقل شده بین دستگاه کاربر و سرور VPN استفاده میکنند و نسبت به پنهان ماندن ادرسIP کاربر از هکرها اطمینان حاصل میکند.
مزایای Virtual private network
- حفظ حریم خصوصی و عدم شناسایی: VPNها با جلوگیری از نظارت ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) و دیگر اشخاص ثالث بر فعالیت‌های آنلاین کاربران می‌توانند یک ارتباط امن را ایجاد کنند.
- افزایش امنیت: با ضرورت داشتن مجوز برای دسترسی به VPN، سازمان‌ها می‌توانند از دسترسی غیرمجاز به داده‌ها و اطلاعات حساس جلوگیری کنند.
- دور زدن محدودیت‌های جغرافیایی: VPNها موجب می‌شوند تا موقعیت مکانی کاربران پنهان بماند و طوری آن‌ها را نمایش دهد که انگار در موقعیت سرور در مکانی دیگر حضور دارند، . این امر برای دسترسی به محتوایی که به‌دلیل محدودیت‌های جغرافیایی قابل دسترسی نیست مفید و کارامد باشد.
بهترین از میان انوع شبکه
انواع شبکه ،
از جمله توپولوژی‌ها و روش‌های اتصال و حتی بیشتر از آنچه فکر می‌کنید و در این مقاله گفته شد وجود دارد. با این همه گزینه، برای متخصصان شبکه ممکن است سوالی پیش بیاید که کدام طراحی برای سازمانشان مناسب‌تر است. پاسخ ساده این است: هیچ کدام. انتخاب تا حد زیادی به نیازهای کسب‌وکار، برنامه‌های پشتیبانی شده و هدف سیستم بستگی دارد.
قبل از اینکه متخصصان شبکه تصمیم بگیرند کدام نوع شبکه را پیکربندی کنند، ابتدا باید موارد زیر را تعیین کنند:
- کاربرد شبکه برای آن‌ها
- انواع کاربران و دستگاههایی که شبکه به آن‌ها خدمات ارائه می‌دهد.
- مکان شبکه
پس از اینکه به این سوالات پاسخ دادند، سپس می‌توانند نوع شبکه و روش اتصال مورد نظر را انتخاب کنند.
