با اين که هر شبکه محلي داراي ويژگي ها و خصايص منحصربفرد مختص به خود مي باشد که به نوعي آن را از ساير شبکه ها متمايز مي نمايد ، ولي در زمان پياده سازي و اجراي يک شبکه محلي ، اکثر آنان از استانداردها و عناصر شبکه اي مشابه اي استفاده مي نمايند . شبکه هاي WAN نيز داراي وضعيتي مشابه شبکه هاي محلي بوده و امروزه در اين نوع شبکه ها از مجموعه اي گسترده از اتصالات (از Dial-up تا broadband ) استفاده مي گردد که بر پهناي باند ، قيمت و تجهيزات مورد نياز به منظور برپاسازي اين نوع شبکه ها تاثير مي گذارد .
در ادامه به برخي از مهمترين ويژگي ها و عناصر شبکه اي استفاده شده در شبکه هاي محلي اشاره مي گردد :
• رسانه هاي انتقال داده در شبکه هاي کامپيوتري ، ستون فقرات يک شبکه را تشکيل مي دهند . هر شبکه کامپيوتري مي تواند با استفاده از رسانه هاي انتقال داده متفاوتي ايجاد گردد . وظيفه رسانه هاي انتقال داده ، حمل اطلاعات در يک شبکه محلي مي باشد . شبکه هاي محلي بدون کابل از اتمسفر به عنوان رسانه انتقال داده استفاده مي نمايند . رسانه هاي انتقال داده عناصر لايه يک و يا فيزيکي شبکه هاي محلي مي باشند .
• هر رسانه انتقال داده داراي مزايا و محدوديت هاي مختص به خود مي باشد . طول کابل ، قيمت و نحوه نصب از مهمترين ويژگي هاي رسانه هاي انتقال داده مي باشند .
• اترنت ، متداولترين تکنولوژي استفاده شده در شبکه هاي محلي مي باشد که اولين مرتبه با همکاري سه شرکت ديجيتال ، اينتل و زيراکس و با نام DIX ارائه گرديد . در ادامه و در سال 1983 موسسه IEEE با استفاده از DIX ، استاندارد IEEE 802.3 را مطرح نمود . در ادامه استانداردهاي متعددي توسط کميته هاي تخصصي IEEE ارائه گرديد .
• قبل از انتخاب يک مدل خاص اترنت براي پياده سازي شبکه ، مي بايست کانکتورهاي مورد نياز براي هر نمونه پياده سازي را بررسي نمود . در اين رابطه لازم است سطح کارآئي مورد نياز در شبکه نيز بررسي گردد .
• مشخصه هاي کابل و کانکتورهاي مورد نياز براي پياده سازي هر يک از نمونه هاي اترنت ، متاثر از استانداردهاي ارائه شده توسط انجمن هاي صنايع الکترونيک و مخابرات ( EIA/TIA ) مي باشد .
• با توجه به لايه فيزيکي مربوطه ، از اتصالات متفاوتي در شبکه هاي اترنت استفاده مي گردد . کانکتور RJ-45 ( برگرفته از registered jack ) متداولترين نمونه در اين زمينه است .
• براي اتصال دستگاه هاي شبکه اي از کابل ها ي متفاوتي استفاده مي گردد . مثلا" براي اتصال سوئيچ به روتر ، سوئيچ به کامپيوتر ، هاب به کامپيوتر از کابل هاي straight-through و براي اتصال سوئيچ به سوئيچ ، سوئيچ به هاب ، هاب به هاب ، روتر به روتر ، کامپيوتر به کامپيوتر و روتر به کامپيوتر از کابل هاي crossover استفاده مي گردد .
• Repeater ، يک سيگنال را دريافت و با توليد مجدد آن ، امکان ارسال آن را در مسافت هاي طولاني تر قبل از تضعيف سيگنال فراهم مي نمايد . در زمان توسعه سگمنت هاي يک شبکه محلي، مي بايست از استانداردهاي موجود در اين زمينه استفاده نمود . مثلا" نمي توان بيش از چهار repeater را بين کامپيوترهاي ميزبان در يک شبکه استفاده نمود .
• هاب در واقع repeater هاي چند پورته مي باشند . در اغلب موارد تفاوت بين دو دستگاه فوق ، تعداد پورت هاي ارائه شده توسط هر يک از آنان است . با اين که يک repeater معمولا" داراي صرفا" دو پورت مي باشد ، يک هاب مي تواند داراي چهار تا بيست و چهار پورت باشد . در شبکه هاي Ethernet 10BAST-T و يا Ethernet 100BASE-T استفاده از هاب بسيار متداول است . با استفاده از هاب ، توپولوژي شبکه از bus خطي که در آن هر دستگاه مستقيما" به ستون فقرات شبکه متصل مي گردد ، به يک مدل ستاره و يا star تبديل مي شود . داده دريافتي بر روي يک پورت هاب براي ساير پورت هاي متصل شده به يک سگمنت شبکه اي مشابه نيز ارسال مي گردد . ( بجزء پورتي که داده را ارسال نموده است ) . به موازات افزايش دستگاه هاي متصل شده به يک هاب ، احتمال بروز تصادم و يا Collision افزايش مي يابد . يک تصادم زماني بروز مي نمايد که دو و يا بيش از دو ايستگاه در يک لحظه اقدام به ارسال داده در شبکه نمايند . در صورت بروز يک تصادم ، تمامي داده ها از بين خواهد رفت . هر دستگاه متصل شده به يک سگمنت مشابه شبکه ، عضوي از يک collision domain مي باشند .
• در برخي موارد لازم است که يک شبکه بزرگ محلي به سگمنت هاي کوچکتر و قابل مديريتي تقسيم گردد. هدف از انجام اين کار کاهش ترافيک و افزايش حوزه جغرافيائي يک شبکه است . از دستگاه هاي شبکه اي متفاوتي به منظور اتصال سگمنت هاي متفاوت يک شبکه به يکديگر استفاده مي گردد . Bridge ، سوئيچ ، روتر و gateway نمونه هائي در اين زمينه مي باشند . سوئيچ و Bridge در لايه Data Link مدل مرجع OSI کار مي کنند . وظيفه Bridge ، اتخاذ تصميم هوشمندانه در خصوص ارسال يک سيگنال به سگمنت بعدي شبکه است . پس از دريافت يک فريم توسط Bridge ، آدرس MAC مقصد فريم در جدول Bridge بررسي تا مشخص گردد که آيا ضرورتي به فيلترينگ فريم وجود دارد و يا مي بايست فريم به سمت يک سگمنت ديگر هدايت گردد .
فرآيند تصميم گيري با توجه به مجموعه قوانين زير انجام مي شود :
? در صورتي که دستگاه مقصد بر روي سگمنت مشابه باشد ، Bridge فريم دريافتي را بلاک و آن را براي ساير سگمنت ها ارسال نمي نمايد . به فرآيند فوق، فيلترينگ مي گويند .
? در صورتي که دستگاه مقصد بر روي يک سگمنت ديگر باشد ، Bridge آن را به سگمنت مورد نظر فوروارد مي نمايد .
? در صورتي که آدرس مقصد براي Bridge ناشناخته باشد ، Bridge فريم را براي تمامي سگمنت هاي موجود در شبکه بجزء سگمنتي که فريم را از آن دريافت نموده است ، فوروارد مي نمايد . به فرآيند فوق flooding مي گويند. استفاده مناسب از Bridge ، افزايش کارآئي يک شبکه را به دنبال خواهد داشت .
• از سوئيچ در برخي موارد به عنوان يک bridge چند پورته نام برده مي شود . با اين که يک Bridge معمولي ممکن است داراي صرفا" دو پورت باشد که دو سگمنت شبکه را به يکديگر متصل مي نمايد ، سوئيچ مي تواند داراي چندين پورت باشد. همانند bridge ، سوئيچ ها داراي دانش و آگاهي لازم در خصوص بسته هاي اطلاعاتي دريافتي از دستگاه هاي متفاوت موجود در شبکه مي باشند و دانش خود را نيز متناسب با شرايط موجود ارتقاء مي دهند(يادگيري) . سوئيچ ها از اطلاعات فوق به منظور ايجاد جداول موسوم به جداول فورواردينگ استفاده نموده تا در ادامه قادر به تعيين مقصد داده ارسالي توسط يک کامپيوتر براي کامپيوتر ديگر موجود بر روي شبکه باشند .
• با اين که سوئيچ و Bridge داراي شباهت هائي با يکديگر مي باشند ، ولي سوئيچ ها دستگاه هائي بمراتب پيشرفته تر و حرفه اي تر نسبت به Bridge مي باشند . همانگونه که اشاره گرديد ، معيار اتخاذ تصميم Bridge براي فورواردينگ يک فريم ، آدرس MAC يک فريم است . سوئيچ داراي چندين پورت است که سگمنت هاي متفاوت شبکه به آنان متصل مي گردند . سوئيچ ها با توجه به تاثير محسوس آنان در افزايش کارآئي شبکه از طريق بهبود سرعت و پهناي باند ، به يکي از متداولترين دستگاه هاي ارتباطي شبکه تبديل شده اند .
• سوئيچينگ ، يک فن آوري است که کاهش ترافيک و افزايش پهناي باند در شبکه هاي محلي اترنت را به دنبال خواهد داشت . سوئيچ ها را بسادگي مي توان جايگزين هاب نمود ، چراکه آنان از زيرساخت سيستم کابل موجود مي توانند استفاده نمايند .
• سوئيچ ها داراي سرعتي بمراتب بيشتر از Bridge بوده و قادر به حمايت از پتانسيل هاي جديدي نظير شبکه هاي VLAN مي باشند .
• يک سوئيچ اترنت داراي مزاياي متعددي است ، مثلا" به کاربران متعددي اجازه داده مي شود که به صورت موازي از طريق مدارات مجازي و سگمنت هاي اختصاصي شبکه در يک محيط عاري از تصادم ، با يکديگر ارتباط برقرار نمايند . بدين ترتيب از پهناي باند موجود به صورت بهينه استفاده مي گردد .
• روتر مسئوليت روتينگ بسته هاي اطلاعاتي از مبداء به مقصد را در شبکه هاي محلي برعهده دارد و امکان ارتباطي را براي شبکه هاي WAN فراهم مي نمايد . در شبکه هاي محلي روتر شامل broadcast بوده و سرويس هاي ترجمه آدرس محلي نظير ARP و RARP را ارائه مي نمايد و مي تواند با استفاده از يک ساختار Subnetwork ، شبکه را سگمنت نمايد . به منظور ارائه سرويس هاي فوق ، روتر مي بايست به LAN و WAN متصل باشد .
• وظيفه کارت شبکه ( NIC ) ، اتصال يک دستگاه ميزبان به محيط انتقال شبکه است . کارت شبکه يک برد مدار چاپي است که درون يکي از اسلات هاي موجود بر روي برداصلي کامپيوتر و يا دستگاه جانبي يک کامپيوتر نصب مي گردد . اندازه کارت شبکه بر روي کامپيوترهاي Laptop و يا notebook به اندازه يک کارت اعتباري است .
• کارت هاي شبکه به منزله دستگاه هاي لايه دوم مدل مرجع OSI مي باشند ، چراکه هر کارت شبکه به همراه خود يک کد منحصربفرد را که به آن آدرس MAC مي گويند ، ارائه مي نمايد . از آدرس فوق به منظور کنترل مبادله اطلاعات در شبکه استفاده مي گردد .
• هر کارت شبکه داراي کانکتورهائي است که امکان اتصال آن را به محيط انتقال فراهم مي نمايد . در برخي موارد ممکن است نوع کانکتور موجود بر روي يک کارت شبکه با نوع رسانه انتقال داده مطابقت ننمايد . مثلا" در روترهاي سيسکو مدل 2500 از يک کانکتور AUI استفاده شده است و براي اتصال به يک کابل اترنت UTP cat 5 مي بايست از يک transmitter/receiver که به آنان transceiver گفته مي شود ، استفاده گردد . transceiver ، مسئوليت تبديل يک نوع سيگنال و يا کانکتور به نوع ديگري را برعهده دارد . به عنوان نمونه ، يک transceiver مي تواند يک اينترفيس AUI پانزده پين را به يک RJ-45 jack متصل نمايد . transceiver ، به عنوان يک دستگاه لايه يک شبکه ايفاي وظيفه مي نمايد چراکه صرفا" با بيت ها کار مي نمايد و داراي اطلاعات آدرس دهي خاصي و يا پروتکل هاي لايه بالاتر نمي باشد .
• در شبکه هاي LAN و يا WAN ، تعدادي کامپيوتر با يکديگر متصل شده تا سرويس هاي متفاوتي را در اختيار کاربران قرار دهند . براي انجام اين کار ، کامپيوترهاي موجود در شبکه داراي وظايف و يا مسئوليت هاي مختص به خود مي باشند . در شبکه هاي نظير به نظير ( peer-to-peer ) ، کامپيوترهاي موجود در شبکه داراي وظايف و مسئوليت هاي معادل و مشابه مي باشد( هم تراز ) . هر کامپيوتر مي تواند هم به عنوان يک سرويس گيرنده و هم به عنوان يک سرويس دهنده در شبکه ايفاي وظيفه نمايد . مثلا" کامپيوتر A مي تواند درخواست يک فايل را از کامپيوتر B نمايد . در اين وضعيت ، کامپيوتر A به عنوان يک سرويس گيرنده ايفاي وظيفه نموده و کامپيوتر B به عنوان يک سرويس دهنده رفتار مي نمايد . در ادامه ، کامپيوترهاي A و B مي توانند داراي وظايف معکوسي نسبت به وضعيت قبل باشند .
• در شبکه هاي نظير به نظير ، هر يک از کاربران کنترل منابع خود را برعهده داشته و مي توانند به منظور به اشتراک گذاشتن فايل هائي خاص با ساير کاربران ، خود راسا" تصميم گيري نمايند . کاربران همچنين ممکن است ، به منظور دستيابي به منابع اشتراک گذاشته شده ، ساير کاربران را ملزم به درج رمز عبور نمايند . با توجه به اين که تمامي تصميمات فوق توسط هر يک از کاربران و به صورت جداگانه اتخاذ مي گردد ، عملا" يک نقطه مرکزي براي کنترل و يا مديريت شبکه وجود نخواهد داشت . در اين نوع شبکه ها هر يک از کاربران مسئوليت گرفتن Backup از داده هاي موجود بر روي سيستم خود را برعهده داشته تا در صورت بروز مشکل بتوانند از آنان به منظور بازيافت اطلاعات استفاده نمايند . زماني که يک کامپيوتر به عنوان يک سرويس دهنده در شبکه ايفاي وظيفه مي نمايد ، سرعت و کارآئي آن متناسب با حجم درخواست هاي دريافتي کاهش خواهد يافت .
• نصب و عملکرد شبکه هاي Peer-to-Peer ساده بوده و در اين رابطه به تجهيزات اضافه اي به جزء نصب يک سيستم عامل مناسب بر روي هر يک از کامپيوترها، نياز نخواهد بود . با توجه به اين که کاربران مسئوليت کنترل منابع خود را برعهده دارند ، به مديريت متمرکز و اختصاصي نياز نمي باشد .
• به موازات رشد شبکه هاي Peer-To-Peer ، تعريف ارتباط بين کامپيوترهاي موجود در شبکه و ايجاد يک هماهنگي منسجم بين آنان ، به يک مشکل اساسي در شبکه تبديل مي شود . اين نوع شبکه ها تا زماني که تعداد کامپيوترهاي موجود در شبکه کمتر از ده عدد باشد ، به خوبي کار مي کنند و همزمان با افزايش تعداد کامپيوترهاي موجود در شبکه ، کارآئي شبکه به شدت کاهش پيدا خواهد کرد . با توجه به اين که کاربران مسئوليت کنترل دستيابي به منابع موجود بر روي کامپيوترهاي خود را برعهده دارند ، امنيت در اين نوع شبکه ها داراي چالش هاي جدي مختص به خود مي باشد .
• در شبکه هاي سرويس گيرنده - سرويس دهنده ، سرويس هاي شبکه بر روي يک کامپيوتر اختصاصي با نام سرويس دهنده قرار گرفته و سرويس دهنده مسئول پاسخگوئي به درخواست سرويس گيرندگان مي باشد . سرويس دهنده يک کامپيوتر مرکزي است که به صورت مستمر به منظور پاسخگوئي به درخواست سرويس گيرندگان براي فايل ، چاپ ، برنامه ها و ساير سرويس ها در دسترس مي باشد .
• سرويس دهندگان در شبکه هاي سرويس گيرنده - سرويس دهنده بگونه اي طراحي شده اند که بتوانند بطور همزمان به درخواست هاي سرويس گيرندگان متعددي پاسخ دهند . قبل از اين که يک سرويس گيرنده قادر به دستيابي منابع موجود بر روي سرويس دهنده باشد ، مي بايست سرويس گيرنده شناسائي و به منظور استفاده از منبع درخواستي تائيد گردد . بدين منظور به هر يک از سرويس گيرندگان يک account name و رمز عبور نسبت داده مي شود . بدين ترتيب بر خلاف شبکه هاي Peer-To-Peer ، امنيت و کنترل دستيابي متمرکز و توسط مديران شبکه پياده سازي و مديريت مي گردد . هزينه برپاسازي و مديريت شبکه هاي سرويس گيرنده - سرويس دهنده نسبت به شبکه هاي Peer-to-Peer بمراتب بيشتر است و تمرکز سرويس ها در يک نقطه مي تواند آسيب پذيري سيستم را افزايش داده و ارائه سرويس هاي online را دچار مشکل نمايد . بدين منظور لازم است از راهکارهائي منطقي به منظور برخورد با مسائل غيرقابل پيش بيني و استمرار ارائه خدمات توسط سرويس دهنده استفاده گردد .