شبکه های رایانه ای امروزه بستر و پایه مبادله اطلاعات حجیم در دنیای کار و کسب و آموزش و صنعت است. وجود شبکه های رایانه ای سبب سرعت مبادلات داده ها و اشتراک منابع اطلاعاتی و سخت افزاری میشود که تأثیر زیادی در کاهش هزینه ها و مدیریت زمان دارد. رقابت در خدمات کار و کسب های مبتنی بر فناوری، ارتباط مستقیم با تجهیزات و نحوه پیاده سازی، ویژگی ها و نوع خدمات شبکه های رایانه ای دارد.

تجهیزات شبکه کامپیوتری

انتخاب معماری مناسب شبکه و دستگاه های مورد نیاز راه اندازی شبکه مانند کابل، رک، سوییچ و مودم براساس نیازسنجی محیط کار و کسب و طراحی مناسب براساس نقشه استاندارد و پشتیبانی شبکه و تجهیزات آن براساس قراردادهای کاری برای جلب رضایت مشتریان از دیگر عوامل مهم توسعه شبکه است. در این مقاله مفاهیم اساسی شبکه و ضمن آشنایی با کار با تجهیزات شبکه مانند انواع کابل و رک و سوییچ و مودم را قادر به فهمیدن خواهیم بود.

تجهیزات اکتیو (Active) چیست؟

در شبکه رایانه ای به قطعاتی که به برق متصل میشوند و در هدایت داده ها یا تولید و تقویت سیگنال ها نقش دارند، تجهیزات فعال یا Active میگویند.

انواع تجهیزات سخت افزاری شبکه

کارت شبکه (NIC):

یکی دیگر از سخت افزار های شبکه، کارت شبکه نام دارد که رابط فیزیکی بین رایانه و محیط انتقال است و دارای اسامی دیگر مانند LAN Card و Network Adapter است.

کارت های شبکه دارای سرعت دریافت و ارسال 10/100/1000 Mbpو دو چراغ سبز و زرد هستند. ممکن است در کارت های شبکه مختلف رنگ چراغ ها متفاوت باشد. با اتصال رایانه به شبکه، این 2 چراغ روشن میشود. چراغ سبز به صورت ثابت و چراغ زرد به صورت چشمک زن است. روشن شدن چراغ ثابت به معنی اتصال درست و روشن شدن چراغ چشمک زن به معنی دریافت و ارسال داده در شبکه است.

سوئیچ (Switch):

این سخت‌افزار، دسترسی فیزیکی به یک رسانه شبکه را تامین می‌کند و با استفاده از آدرس‌های MAC سیستمی سطح پایین جهت آدرس‌دهی فراهم می‌کند. این شرایط به کاربران اجازه می‌دهد تا به به یکدیگر متصل شود. کارت شبکه به دو نوع سیمی و بی سیم تقسیم می‌شود که قیمت بیسیم آن کمی از قیمت سیمی بیشتر است. در واقع شما با خرید یک دانگل بی سیم می‌تواند به صورت محدوده ای به شبکه های اطراف متصل شوید و استفاده کنید اما در صورت خرید شبکه ای بازی می توانید با استفاده از Lan Cable به شبکه متصل شوید.

اگر از نظر فنی سوئیچ را مقایسه کنیم، سوئیچ در لایه پیوند داده از مدل OSI استفاده می‌کند، ولی بعضی انواع سوئیچ ها قادرند تا در لایه های بالاتر نیز به بررسی محتویات بسته بپردازند و از اطلاعات به دست آمده برای تعیین مسیر مناسب ارسال بسته استفاده کنند که به این سوئیچ ها به اصطلاح سوئیچ های چندلایه یا MultiLayer می‌گویند.

سوئیچ های امروزی به دو دسته تقسیم می شوند:

سوئیچ های شبکه مدیریت نشده (Unmanaged Network Switchs):

این نوع سوئیچ ها بیشتر در شبکه های شرکت های کوچک،کارگاه ها، مدارس، گیمنت ها و شبکۀ کار و کسب های کوچک کاربرد دارند.این سوئیچ ها برای اتصال دستگاه ها در یک شبکه مانند رایانه ها به یکدیگر، چاپگر به رایانه و مودم به رایانه استفاده میشود و دارای تنظیمات پیشفرض بوده و قابل تغییر نیستند، بنابراین نیازی به پیکربندی خاص ندارند و راه اندازی آنها بسیار ساده است. کافی است با اتصالات کابلی، رایانه ها را به آن متصل کرده، سوییچ را به برق وصل کنید.

سوئیچ های شبکه مدیریت شده (Managed Network Switchs):

این سوئیچ ها قابل برنامه ریزی هستند و مدیر شبکه میتواند علاوه بر تنظیمات پیش فرضی که روی آنها وجود دارد، تنظیمات دلخواه خود را براساس نیاز شبکه، مدیریت ترافیک داده ها و مانیتورینگ شبکه انجام دهد.

تکرارگرها (Repeater):

تکرار گرها، سخت‌افزار کوچکی هستند که سیگنال را دریافت کرده و آن را به سطح دامنه بالاتر با انرژی بیشتر و یا به سمت‌های دیگر یک مانع ارسال می‌کنند. به این ترتیب می توان سیگنال را بدون کاستی به فواصل دورتر فرستاد. از آنجا که تکرار گرها با سیگنال های فیزیکی واقعی سر و کار دارند و در جهت تفسیر داده که انتقال می‌دهند تلاشی نمی‌کنند،  این تجهیزات در لایه فیزیکی یعنی اولین لایه از مدل ‏OSI استفاده می‌کند.

هاب (Hub):

قطعه سخت افزاری است که امکان اتصال قسمت های یک شبکه را با هدایت ترافیک در سراسر شبکه فراهم می‌کند هاب ها در لایه فیزیکی از مدل OSI استفاده می کنند. عملکرد هاب بسیار ساده است. به این ترتیب داده ارسال شده یک گره را برای تمامی گره های شبکه کپی می کند تا مانند تکرارگرها عملیات تقویت سیگنال را نیز انجام می‌دهند. هاب معمولا برای متصل کردن بخش های یک شبکه محلی به کار می رود. هاب دارای چندین درگاه (Port) است. زمانی که بسته‌هایی از یک درگاه می‌رسد به دیگر درگاه‌ها کپی می‌شود. بنابراین همه قسمت‌های شبکه محلی می توانند بسته ها را ببینند.

پل (Bridge):

یک پل، دو زیر شبکه (Segment) را در لایه پیوند داده از مدل OSI به هم متصل می‌کند، پل ها شبیه به تکرارگر ها و هاب های شبکه اند، که برای اتصال قسمت های شبکه در لایه فیزیکی عمل می‌کنند. با این حال با استفاده از مفهوم پل زدن کار می‌کند. یعنی به جای آنکه ترافیک هر شبکه که بدون نظارت به دیگر درگاه‌ها کپی شود، آن را مدیریت می کند. بسته هایی که از یک طرف پل وارد می‌شوند، تنها در صورتی به طرف دیگر انتشار می‌یابند که آدرس مقصد آنها مربوط به سیستم هایی باشد که در طرف دیگر پل قرار دارند. پل مانع انتشار پیغام های همگانی گرفته های کابل وصل شده به آن نمی شود. به عبارت دیگر وظیفه پل اتصال سگمنت های مختلف شبکه می باشد. منظور از سگمنت می تواند شبکه‌های با معماری مختلف یا شبکه‌های با آدرس مختلف باشد.

البته گاهی هم از پل به عنوان دروازه (Gateway) یاد می‌کنند. دروازه (Gateway) کامپیوتری است که بسته های خارج شده از هر کامپیوتر ابتدا به سمت آن می‌رود؛ البته پل برای اتصال شبکه‌های ناهمگن نیز به کار می‌رود. پل را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

پل محلی:

مستقیم به شبکه های محلی وصل می شود.

پل دوردست:

با استفاده از پل‌های دوردست می‌توانیم، برای ساختن شبکه های گسترده جهت ایجاد ارتباط بین شبکه های محلی استفاده کنیم. پل های دوردست، در شرایطی که سرعت اتصال از شبکه های انتهایی کمتر باشد با مسیریاب ها جایگزین می‌شوند. در ادامه مقاله درباره مسیریاب حتماً خواهیم پرداخت.

پل بیسیم:

برای اتصال شبکه‌های محلی به شبکه‌های محلی بی‌سیم یا شبکه محلی بی‌سیم به هم ایستگاه های دوردست استفاده می‌شوند.

مسیریاب (Router):

مسیریاب ها تجهیزات شبکه‌ای هستند که بسته‌های داده را با استفاده از فرآیندها و جدول ارسال تعیین مسیر کرده و آن را ارسال می‌کنند مسیریاب ها در لایه شبکه از مدل OSI عمل می کنند همچنین مسیریاب و اتصال بین بسته‌های فیزیکی متفاوت را امکان پذیر می کنند این کار با چک کردن سرایند یک بسته داده انجام می‌شود مسیریاب قادر به انتقال داده به صورت Broadcast نیستند.

این سخت‌افزار از قراردادهای مسیریابی مانند OSPF استفاده می‌کنند تا با یکدیگر گفت‌وگو کرده و بهترین مسیر بین هر دو ایستگاه را پیکربندی کنند. هر مسیریاب دست کم به دو شبکه، معمولاً شبکه‌های محلی، شبکه‌های گسترده و یا یک شبکه محلی و یک سرویس دهنده اینترنت متصل است. بعضی از انواع مودم های DSL و کابلی جهت مصارف خانگی درون خود از وجود یک مسیریاب نیز بهره می‌برند.

منبع تغذیه (POE):

فناوری PoE (Power Over Ethernet)  به معنای تغذیه برق از طریق کابل شبکه است و تجهیزاتی که دارای قابلیت PoE هستند، میتوانند برق مورد نیاز خود برای روشن شدن دستگاه را از طریق کابل شبکه ای بگیرند که داده ها را از آن دریافت می کنند.

 استاندارد  PoEمیتواند برق مورد نیاز تجهیزات را بسته به نوع کابل روی 2 زوج سیم و یا تمام 4 زوج سیم انتقال دهد. درصورتی که شما دوربین مدار بسته تحت شبکه یا آنتن بیسیم داشته باشید، میتوانید برق این تجهیزات را از طریق سوییچ مجهز به فناوری POE تأمین کنید.در بعضی مواقع فقط یک دستگاه داریم که نیاز به استفاده از قابلیت  PoEدارد. در این حالت خرید یک سوییچ  PoE منطقی و مقرون به صرفه نیست و میتوان از منبع تغذیه  PoEدر شبکه استفاده کرده، دستگاه موردنظر را به آن متصل کرد.

PoE Splitter:

دستگاه کوچکی که برق و سیگنال داده را از کابل شبکه ای که دارای قابلیت PoEاست، جدا میکند. با استفاده از این دستگاه میتوان قابلیت تغذیه به صورت PoE را به تجهیزاتی اضافه کرد که فاقد این قابلیت هستند. برای مثال در محل نصب دوربین تحت شبکه به کابل شبکه که از درگاه  PoEمی آید، یک  PoE Splitterمتصل کرده، با جدا کردن داده و برق آنها را به درگاه  LANو سوکت برق دوربین متصل میکنیم.

AP (Access Point):

اکسس پوینت دستگاهی است که شبکه محلی بی‌سیم را ایجاد می‌کند و به عنوان دستگاه بی‌سیم در شبکه می‌تواند دستگاه‌ها را به Lan متصل کند و وایرلس را در قسمت های بیشتری را گسترش دهد که در نتیجه می‌توانیم شاهد افزایش کاربران متصل به شبکه باشیم.

نصب اکسس پوینت در دفاتر کار، کارمندان می‌توانند به راحتی از اتاقی به اتاق دیگر حرکت کرده و بدون اینکه وقفه ای در اتصال به شبکه ایجاد شود از آن استفاده کنند و حرکت کاربران در یک ساختمان دستگاه آنها از یک اکسس پوینت به اکسس پوینت دیگر سوئیچ می‌کند و این بار هم اتصال قطع نمی‌شود. حتی کاربران متوجه این سوئیچ کردن بین دو اکسس پوینت نمی شوند. برای اینکه بهترین مکان را برای نصب اکسس پوینت انتخاب کنیم به طراحی دقیق و کامل نیاز داریم تا فرکانس ها حذف شده و اثرات نویز به کمترین حالت خود برسند.

مودم ADSL:

یکی از مهم ترین و اصلی ترین وظیفه مودم، تبدیل کردن سیگنال های دیجیتال رایانه به سیگنال های آنالوگ در خطوط تلفن و بالعکس است که دارای دو نوع سیمی و بی سیم است. به طور کلی مودم ها دارای دو نوع هستند.

مودم داخلی:

به مودم هایی که پردازنده آنها یک تراشه جداگانه به صورت یکپارچه در داخل دستگاه های مانند موبایل و کامپیوتر قرار دارند، گفته می شود. به عنوان مثال موبایل هر فردی دارای یک مودم داخلی است که اتصال به اینترنت را از طریق اپراتور های موبایل مانند (رایتل و ایرانسل) فراهم می نماید. در واقع این نوع اتصال مودم به مودم صورت گرفته است.

مودم خارجی:

به سخت افزاری گفته می شود که باعث برقراری اتصال دستگاه ها به اینترنت می شوند.

حرف آخر

در این قسمت از آموزش مفاهیم شبکه های کامپیوتری و اینترنت برای شما درباره سخت افزارهای شبکه صحبت کردم که امیدوارم از این مقاله استفاده کرده باشید. در قسمت پنجم این موضوع در رابطه با برخی دیگر از قسمت‌های شبکه با هم به گفتگو می پردازیم و جزئیات بیشتری را برای شما توضیح می دهیم. بدرود