پروژه ایجاد و مدیریت شبکه های اطلاعاتی مبتنی بر تجهیزات سخت افزاری سیسکو

فصل اول

LAN

اگر کامپیوترهایی را که در فواصل جغرافیایی کوچک مثل یک طبقه یا یک ساختمان قرار دارند به هم وصل کنیم، به این نوع شبکه‌ها، LAN گفته می‌شود. در شبکه‌های LAN انواع مختلف دستگاه‌ها، مثلRouter , Switch , Hub , Firewall , Pc , File Server , Voice Gateways , … را می‌توان مشاهده نمود. انواع Mediaهای مختلف برای وصل کردن دستگاه‌ها به همدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثل Ethernet, Fast Ethernet (FE), Gigabit Ethernet (GE), Token Ring, FDDI که امروزه کاربرد Ethernet و FE در شبکه‌های موجود زیاد شده است.

WAN

اگر تعداد زیادی LAN که در فواصل جغرافیایی زیاد نسبت به هم قرار دارند را به هم وصل کنیم، این نوع از شبکه را به نام WAN می نامیم. چهار نوع مختلف WAN وجود دارد:

1. Circuit-Switched

2. Packet-Switched

3. Cell-Switched

4. Dedicated Connections

شبکه‌های نوع Circuit-Switched

این نوع از اتصالات WAN، یک ارتباط موقتی را بین دو قسمت ایجاد می‌کند که این ارتباط از طریق خطوط تلفن انجام می‌پذیرد. مثل اتصالات Dial-up و همچنین ISDN. از این نوع می‌توان هم به عنوان اتصالات اصلی و هم به عنوان اتصالات پشتیبان استفاده نمود.

شبکه‌های نوع Cell-Switched

این نوع از شبکه‌ها از یک ارتباط همیشگی استفاده می‌کنند. یعنی دسترسی به شبکه و یا اینترنت بی‌وقفه بوده و همچنین پهنای باند مورد نیاز را برای ما گارانتی می‌کند. امتیاز استفاده از این نوع در آن است که یک دستگاه به صورت همزمان می‌تواند به چندین دستگاه از روی یک Interface وصل شود. همچنین بسته‌های ارسالی توسط این نوع ارتباط دارای اندازه‌های ثابت بوده و بنابراین QoS (Quality of Service) یا کیفیت اتصال بهتری را ارائه می‌دهد. نقطه منفی استفاده از ارتباطات نوع Cell-Switched این است که از لوازم گران‌قیمت‌تری استفاده کرده و همچنین ایجاد و عیب‌یابی آن نیز مشکلتر از بقیه می‌باشد. از همین رو است که بهترین راه انتقال صوت و تصویر، استفاده از همین نوع است. تکنولوژی‌های ATM و SMDS مثال‌هایی برای Cell-Switched می‌باشند.

Packet-Switched

برخلاف نوع قبلی که از بسته‌هایی با طول ثابت برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کرد، ارتباطات نوع Packet-Switched می‌تواند بسته‌هایی با طول مختلف را عبور دهد. تکنولوژی‌هایی مانند Frame Relay, X.25, DSL مثالهایی بارز از این نوع ارتباطات می‌باشند.

دو نوع جدید از ارتباطات Packet-Switched که در آمریکا به کار برده می شود، DSL و Cable می باشد. DSL نسبت به بقیه تکنولوژیهای WAN، از قیمت کمتری برخوردار بوده و از پهنای باندی تا حداکثر 2 Mbps استفاده می‌کند. همچنین DSL به مقدار فاصله ارتباط مستقیمی دارد. به این صورت که هر چقدر فاصله ما از منبع ارائه دهنده اشتراک DSL بیشتر باشد، سرعت و کیفیت دسترسی کمتر خواهد بود. Cable از کابلهای Coaxial که در ارتباطات تلویزیونی هم مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده می‌نماید. اما ارتباطات Cable به صورت دسترسی اشتراکی است؛ به این صورت که هر چقدر کاربران بیشتری از آن استفاده کنند، سرعت دسترسی پائین خواهد آمد. هر دوی این تکنولوژیها بعد از ایجاد، به صورت همیشگی در حالت فعال قرار خواهند داشت و نیازی به شماره‌گیری با ISP وجود ندارد.

MAN

همانطوریکه WAN بین LANهای مختلف ارتباط برقرار می‌کند، MAN نیز همین کار را در محیط‌های جغرافیایی کوچک انجام می‌دهد. مثلاً در داخل یک شهر. به عبارت دیگر MAN یک ارتباط دوگانه بین LAN و WAN است. ولی برخلاف WAN که از سرعتهای کمتر تا متوسط بهره می‌برد، MAN از سرعتهای بالایی برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. مثل خطوط T1 (1.544 Mbps) و Optical Services. دستگاه‌هایی که در MAN مورد استفاده قرار میگیرند، عبارتند از High-end, Routers, ATM Switches, Optical Switches.

Intranet, Extranet, Internet

بعد از مباحثی که در مورد انواع شبکه مطرح شد، اطلاحالات دیگری هم وجود دارند که باید در مورد آنها اطلاعاتی داشته باشیم.

Intranet: به شبکه‌های داخلی یک شرکت گفته می‌شود که منابع مورد نیاز برای کاربران در داخل همین شبکه قرار داشته و کاربران نیاز ندارند که برای یافتن منابع مورد نیاز خود به محیط عمومی اینترنت دسترسی داشته باشند. یک Intranet می‌تواند شامل LANs, Private WANs, MAN, VPN, SAN باشد.

Extranet: در واقع شبکه‌های Intranet گسترده را Extranet می‌گویند. این شبکه شامل افراد شناخته شده در خارج از شبکه Intranet می‌باشد  که نیاز به دسترسی به منابع داخلی دارند. مثلاً کاربران و یا شرکای تجاری شرکت که به وسیله ارتباطات نوع VPN و یا Dial-up اقدام به استفاده از منابع شبکه داخلی می نمایند.

Internet: برخلاف Extranet که برخی از منابع شبکه در محلهای شناخته شده بیرون از Intranet قرار دارد، در اینترنت، منابع در محلهای ناشناخته و پراکنده متعدد ممکن است وجود داشته باشد. در واقع همه افراد ناشناخته موجود در اینترنت قادر به دسترسی به همه منابع می‌باشند.

VPN

یک نوع مخصوص از شبکه است که ارتباطات برقرار شده در آن به صورت کاملاً امن صورت می‌گیرد. هنگامی که بخواهیم در محیط‌های عمومی اینترنت دسترسی به منابع را به صورت کاملاً امن انجام دهیم از این نوع شبکه استفاده می‌کنیم. مثلاً در Extranet، کاربران شناخته شده به وسیله استفاده از VPN به منابع داخلی یک شبکه دسترسی پیدا می‌کنند. در هنگام برقراری ارتباط از طریق VPN خصوصیات Confidentiality, Integrity Authentication, نیز مطرح می‌شوند. Authentication یعنی شناسایی هویت کاربران و صدور اجازه دسترسی به کاربران مجاز. Confidentiality یعنی اینکه اطلاعات انتقالی به وسیله خصوصیت Encryption یا پنهان‌سازی به صورتی حمل می‌شوند که قابل خواندن توسط افراد غیرمجاز نیستند. Integrity یعنی هیچکس قادر به تغییر اطلاعات ارسالی در بین راه نمی‌باشد.

فصل دوم

OSI Reference Model

سازمان بین‌المللی (ISO) استانداری برای چگونگی انتقال اطلاعات بین کامپیوتها و دستگاه‌های مختلف ارائه داده است که شامل تمام مراحل  از مرحله ورود اطلاعات توسط کاربر تا مرحله تبدیل اطلاعات به سیگنالهای نوری و قرار گرفتن آنها در داخل سیم و یا به صورت بی‌سیم می‌شود. لازم به ذکر است که مدل OSI ایده‌های مطرح در زمینه انتقال اطلاعات را به صورت کلی بیان می‌کند و پروتکلهایی مثل IP و IPX کاملاً با استاندارد مزبور همخوانی ندارند. درک مدل 7 لایه‌ای OSI شما را در مدیریت آسان و عیب‌یابی مشکلات یاری خواهد داد.

مزایای مدل OSI

سازمان ISO مدل OSI خود را در 7 لایه ارائه داده است. منظور از این استاندارد، قادر ساختن سازندگان تجهیزات سخت‌افزاری تولید کنندگان نرم‌افزار و مدیران شبکه برای مدیریت شبکه برای مدیریت بهتر و ایجاد تکنولوژیهای پیشرفته جدید و منطبق ساختن آنها با قالبهای استاندارد امروزی است. 7 لایه مورد بحث در این استاندارد هر کدام مرحله‌ای از ارتباط بین دستگاه‌های مختلف را شرح می‌دهد.

یک کامپیوتر شخصی بهترین مدل برای تفهیم مدل OSI است. همانطور که می‌دانیم یک کامپیوتر از اجزای مختلفی تشکیل شده است؛ مثل صفحه نمایش، صفحه کلید، ماوس، CD ROM، RAM، و ... که مجزا بودن هر یک از قطعات باعث می‌شود که در مواقع بروز مشکل، ایرادیابی آن آسانتر باشد. مثلاً اگر CD RAM دارای مشکلی بود به راحتی می‌توان آن را تعویض نمود. مدل OSI نیز همین ایده را بازگو می‌کند.

خصوصیات مدل OSI

مدل OSI دارای 7 لایه به شرح زیر است:

لایه 7 :  Application Layer

لایه 6 : Presentation Layer

لایه 5 : Session Layer

لایه 4 : Transport Layer

لایه 3 : Network Layer

 لایه 2 : Data Layer

لایه 1 : Physical Layer

سه لایه بالایی در ارتباط با نرم‌افزارهایی هستند که کاربر از آنها استفاده می‌کند. 4 لایه پائینی نیز نقش انتقال اطلاعات را بین نرم‌افزارهای موجود در کامپیوترهای مختلف که کاربران از آنها استفاده می‌کنند بر عهده دارند. هر لایه نقش مجزایی را در این بین انجام می‌دهد. البته بیان این 7 لایه فقط به منظور درک بهتر مراحل انجام کار است و در حقیقت کل مراحل به صورت پیوسته انجام می‌شوند. همانطور که گفته شد پروتکل‌های مختلف کاملاً با استاندارد حاضر سازگاری ندارند. به طور مثال پروتکل IP دارای 4 لایه است که لایه‌های Application، Presentation و Session با هم یکی شده و یک لایه به اسم Application را تشکیل می‌دهند.