شبكه
توسط : naserrezaee
بسمه‌تعالي
 
شبكه
TCP/IP
 
TCP/IP پروتكل استاندارد در اكثر شبكه‌هاي بزرگ است. با اينكه پروتكل فوق كند و مستلزم استفاده از منابع زيادي است، ولي بدليل مزياي بالاي آن نظير: قابليت روتينگ، حمايت در اغلب پلات و فروم‌ها و همچنين در زمينه استفاده از پروتكل‌ها حرف اول را مي‌زند. با استفاده از پروتكل فوق كاربران با در اختيار داشتن و يندوز و پس از اتصال به شبكه اينترنت، براحتي قادر به ارتباط با كاربران ديگر خواهند بود كه از مكينتاش استفاده مي‌كند.
امروزه كمتر محيطي را مي‌توان يافت كه نياز به دانش كافي در رابطه با TCP/IP نباشد. حتي سيستم عامل شبكه‌اي ناول كه ساليان متمادي از پروتكل IPX/SPX براي ارتباطات استفاده مي‌كرد، در نسخه شماره پنج خود به ضرورت استفاده از پروتكل فوق واقف و نسخه اختصاصي خود را در اين زمينه ارائه نمود.
پروتكل TCP/IP در ابتدا براي استفاده در شبكه ARP Anet (نسخه قبلي اينترنت) طراحي گرديد. وزارت دفاع آمريكا با همكاري برخي از دانشگاهها اقدام به طراحي يك سيستم جهاني نمود كه داراي قابليتها و ظرفيتهاي متعدد حتي در صورت بروز جنگ هسته‌اي باشد. پروتكل ارتباطي براي شبكه فوق، TCP/IP در نظر گرفته شد.
 
اجزاي پروتكل TCP/IP
پروتكل TCP/IP از مجموعه پروتكلهاي ديگر تشكيل شده كه هر يك در لايه مربوطه، وظايف خود را انجام مي‌دهند. پروتكلهاي موجود در لايه‌هاي Transport و Network داراي اهميت بسزايي بوده و در ادامه به بررسي آنها خواهيم پرداخت.
 
پروتكلهاي موجود در لايه Network پروتكل TCP/IP
-    پروتكل (TCP) Transmission Control Protocol، مهمترين وظيفه پروتكل فوق اطمينان از صحت ارسال اطلاعات است. پروتكل فوق اصطاحاً Connection-oriented ناميده مي‌شود. علت اين امر ايجاد يك ارتباط مجازي بين كامپيوترهاي فرستنده و گيرنده بعد از ارسال اطلاعات است. پروتكل‌هائي از اين نوع، امكانات بيشتري را به منظور كنترل خطاهاي احتمالي در ارسال اطلاعات فراهم نموده ولي بدليل افزايش بار عملياتي سيستم كارائي آنان كاهش خواهد يافت. از پروتكل TCP به عنوان يك پروتكا قابل اطمينان نيز ياد مي‌شود. علت اين امر ارسال اطلاهات و كسب آگاهي لازم از گيرنده اطلاعات بمنظور اطمينان از صحت ارسال توسط فرستنده است. در صورتيكه بسته‌هاي اطلاعاتي بدرستي در اختيار فرستنده مجدداً اقدام به ارسال اطلاعات مي‌نمايد.
-    پروتكل (UDP) User Datagram Protocol. پروتكل فوق نظير پروتكل TCP در لايه «حمل» فعاليت مي‌نمايد. برخلاف پروتكل TCP «بدون اتصال» است. بديهي است كه سرعت پروتكل فوق نسبت به TCP سريعتر بوده ولي از بعد كنترل خطاء تظمينات لازم را ارائه نخواهد داد. بهترين جايگاه استفاده از پروتكل فوق در مواردي است كه براي ارسال و دريافت اطلاعات به يحك سطح لالا از اطمينان، نياز نداشته باشيم.
-    پروتكل (IP) Internet Protocol: پروتكل فوق در لايه شبكه ايفاي وظيفه كرده و مهمترين مسئوليت آن دريافت و ارسال بسته‌هاي اطلاعاتي به مقاصد درست است. پروتكل فوق با استفاه از آدرس‌هاي نسبت داده شده منطقي، عمليات روتينگ را انجام خواهد داد.
 
پروتكل‌هاي موجود در لايه Application پروتكل TCP/IP
پروتكل TCP/IP صرفاً به سه پروتكل TCP, UDP و IP محدود نشده و در سطح لايه Application داراي مجموعه گسترده‌اي از ساير پروتكلهاست. پروتكل‌هاي فوق بعنوان ابزارهائي براي مشاهده، اشكال زدائي و اخذ اطلاعات و ساير عمليات مورد استفاده قرار مي‌گيرند در اين بخش به معرفي برخي از اين پروتكل‌ها خواهيم پرداخت.
-    پروتكل (ETP) File Transfer Protocol. از پروتكل فوق براي تكثير فايل‌هاي موجود بر روي يك كامپيوتر و كامپيوتر ديگر استفاده مي‌گردد. ويندوز داراي يك برنامه خط دستوري بوده كه بعنوان سرويس گيرنده ايفاي وظيفه كرده و امكان ارسال و يا دريافت فايل‌ها را از يك سرويس دهنده ETP فراهم مي‌كند.
-    پروتكل (SNMP) Simple Network Management Protocol?. از پروتكل فوق بمنظور اخذ اطلاعت آماري استفاده مي‌گردد. يك سيستم مديريتي، درخواست خود را از يك آژانسSNMI مطرح و ماصحل اطلاعاتي بوده كه كار در يك (MIB) Management Information Base ذخيره مي‌گردد. MIB يك بانك اطلاعاتي بوده كه اطلاعات مربوط به كامپيوترهاي موجود در شبكه را در خود نگهداري مي‌نمايد. (مثلاً چه ميزان فضاي هارد ديسك وجود دارد)
-    پروتكل TelNet: با استفاده از پروتكل فوق كاربران قادر به log on ، اجراي برنامه‌ها و مشاهده فايل‌هاي موجود بر روي يك كامپيوتر از راه دور مي‌باشند. ويندوز داراي برنامه‌هاي سرويس دهنده و گيرنده جهت فعال نمودن و استفاده از پتانسيل فوق است.
-    پروتكل (SMTP) simple Mail Transfer Protocol. از پروتكل فوق براي ارسال پيام الكترونيكي استفاده مي‌گردد.
-    پروتكل (HTTP) Hyper Text Transfer Protocol پروتكل فوق مشهورترين پروتكل در اين گروه بوده و از آن براي رايج‌ترين سرويس اينترنت يعني وب استفاده مي‌گردد. با استفاده از پروتكل فوق كامپيوترها قادر به مبادله فايلها با فرمت‌هاي متفاوت (متن، تصاوير، گرافيكي، صدا، ويدئو و ) خواهند بود. براي مبادله اطلاعات با استناد به پروتكل فوق مي‌بايست، سرويس فوق از طريق نصب سرويس دهنده وب فعال و در ادامه كاربران و استفاده كنندگان با استفاده از يك مرورگر وب قادر به استفاده از سرويس فوق خواهند بود.
-    پروتكل (NNTP) Network News Transfer Protocol از پروتكل فوق براي مديريت پيامهاي ارسالي براي گروه‌هاي خبري خصوصي و عمومي استفاده مي‌گردد. براي عملياتي نمودن سرويس فوق مي‌بايست سرويس دهنده NNTP بمنظور مديريت محل ذخيره سازي پيامهاي ارسالي نصب و در ادامه كاربران و سرويس گيرندگان با استفاده از برنامه‌اي موسوم به NewsReadeer از اطلاعات ذخيره شده استفاده خواهند كرد.
 
مدل آدرس دهي IP
علاوه بر جايگاه پروتكلها، يكي ديگر از عناصر مهم در زيرساخت شبكه‌هاي مبتني بر TCP/IP مدل آدرس دهي IP است. مدل انتخابي مي‌بايست اين اطمينان را بوجود آورد كه اطلاعات ارسالي بدرستي به مقصد خواهند رسيد. نسخه شماره چهار IP (نسخه فعلي) از 32 براي آدرس دهي استفاده كرده كه به منظور تسهيل در امر نمايش بصورت چهار عدد صحيح (مباني 10) كه بين آنها نقطه استفاده شده است نمايش داده مي‌شند.
 
نحوه اختصاص IP
نحوه اختصاص IP به عناصر مورد نياز در شبكه‌هاي مبتني بر TCP/IP يكي از موارد بسيار مهم است. اختصاص IP ممكن است به صورت دستي و توسط مديريت شبكه انجام شده و يا انجام رسالت فوق برعهده عناصر سرويس دهنده نرم افزاري نظير DHCP و يا NAT گذاشته گردد
 
كالبد شكافي آدرسهاي IP
هر دستگاه در شبكه‌هاي مبتني بر TCP/IP داراي يك آدرس منحصر به فرد است. آدرس فوق IP ناميده مي‌شود.
216.27.61.137
بمنظور به خاطر سپردن آسان‌هاي IP، نحوه نمايش آنها بصورت دسيمال (مباني دهدهي) بوده چهار كه توسط نقطه از يكديگر جدا مي‌شوند هر يك از عداد فوق octet مي‌گويند. كامپيوترها باي ارتباط با يكديگر از مبناي دو (باينري) استفاده مي‌نمايند. فرمت باينري آدرس IP اشاره شد به صورت زير است:
11011000.00011011.00111101.10001001
همانگونه كه مشاهده مي گردد، هر IP از 32 بيت تشكيل مي گردد. بدين ترتيب مي توان حداكثر 4,294,967,296 آدرس منحصر به فرد را استفاده كرد (232). مثلاً آدرس 255,255,255,255 براي Broadcast (انتشار عام9 استفاده مي گردد. نمايش يك IP به صورت چهار عدد (Octet) به دو بخش مجزا تقسيم مي‌گردد: شبكه (Net) و ميزبان (Host). اولين octet نشاندهنده شبكه بوده و از آن براي مشخص نمودن شبكه‌اي كامپيوتر به آن تعلق دارد، استفاده مي گردد. سه بخش ديگر octet، نشاندهنده آدرس كامپيوتر موجود در شبكه است.
پنج كلاس متفاوت IP به همراه برخي آدرس‌هاي خاص، تعريف شده است:
Default Network. آدرس IP.0.0.0.0، براي شبكه پيش‌فرض در نظر گرفته شده است. آدرس فوق براي موارديكه كامپيوتر ميزبان از آدرس خود آگاهي ندارد استفاده شده تا به پروتكل‌هائي نظير DHCP اعلام نمايد براي وي آدرسي را تخصيص دهد.
-    كلاس A. كلاس فوق براي شبكه‌هاي بسيار بزرگ نظير يك شركت بين‌المللي در نظر گرفته مي‌شود. آدرس‌هائي كه اولين octet آنها 1 تا 126 باشد، كلاس A مي‌باشند. از سه ocetet ديگر به منظور مشخص نمودن هر يك از كامپيوترهاي ميزبان استفاده مي‌گردد. بدين ترتيب مجموع شبكه‌هاي كلاس A، معادل 126 و هر يك از شبكه‌هاي فوق مي‌توانند 16,777,214 كامپيوتر ميزبان داشته باشند. (عدد فوق از طريق حاصل 2-224 بدست آمده است) بنابراين تعداد تمام كامپيوترهاي ميزبان در شبكه‌هاي كلاس A معادل 2,147,483,648(213) است. در شبكه‌هاي كلاس A، بيت با ارزش بالا در اولين octet همواره مقدار صفر را دارد.
 
Host (Node)
NET
24.53.107
115.
 
Loop Back. آدرس IP 127.0.1 براي LoopBack در نظر گرفته شده است. كامپيوتر ميزبان از آدرس فوق براي ارسال يك پيام براي خود استفاده مي‌كند. (فرستنده و گيرنده پيام يك كامپيوتر مي‌باشد) آدرس فوق اغلب براي تست و اشكال‌زدايي استفاده مي‌گردد.
-    كلاس B. كلاس فوق براي شبكه‌هاي متوسط در نظر گرفته مي‌شود. (مثلاً يك دامشگاه بزرگ) آدرس‌هائي كه كه اولين octet آنها 128 تا 191 باشد، كلاس B مي‌باشند. در كلاس فوق از دومين octet هم براي مشخص كردن شبكه استفاده مي‌گردد. از دو octet ديگر براي مشخص نمودن هر يك از كامپيوترهاي ميزبان در شبكه استفاده مي‌گردد بدين ترتيب 16,384(214) شبكه از نوع كلاس B وجود دارد. تعداد كامپيوترهاي ميزبان در اين نوع شبكه‌ها (هر شبكه) معادل 25,534(216-2) است. بنابراين تعداد كامپيوترهاي ميزبان در شبكه‌هاي كلاس B معادل 1,073,741,824(230) است در شبكه‌هاي كلاس B، اولين و دومين بيت در اولين octet به ترتيب مقدار يك و صفر را دارا مي‌باشند.
 
Host (Node)
NET
53.107
145.24.
 
-    كلاس C .كلاس فوق براي شبكه‌هاي كوچك تا متوسط در نظر گرفته مي‌شود. آدرس‌هائي كه اولين octet آنها 192 تا 223 باشد، كلاس C مي‌باشند. در كلاس فوق از دومين و سومين octet هم براي مشخص كردن شبكه استفاده مي‌گردد. از آخرين octet براي مشخص نمودن هر يك از كامپيوترهاي ميزبان در شبكه استفاده مي‌گردد. بدين ترتيب 2,097,152(221) شبكه كلاس C وجود دارد. تعداد كامپيوترهاي ميزبان در اين نوع شبكه‌ها (هر شبكه) معادل 254(28-2) است. بنابريان تعداد كامپيوترهاي ميزبان در شبكه‌هاي كلاس C معادل 536,870,912(229) است. در شبكه‌هاي كلاس C، اولين، دومين و سومين بيت در اولين octet به ترتيب مقدار يك، يك و صفر را دارا مي‌باشند.
 
Host (Node)
NET
107
195.24.53.
 
-    كلاس D. از كلاس فوق براي multicasts استفاده مي‌شود. در چنين حالتي يك گره (ميزبان) بست به اطلاعاتي خود را براي يك گروه خاص ارسال مي‌دارد. تمام دستگاههاي موجود در گروه، بسته اطلاعاتي ارسال شده را دريافت خواهند كرد. (مثلاً يك روتر سيسكو آخرين وضعيت بهنگام شده خود را براي ساير روترهاي سيسكو ارسال مي‌دارد) كلاس فوق نسبت به سه كلاس قبلي داراي ساختار كاملاً متفاوت است. اولين، دومين، سومين و چهارمين بيت به ترتيب داراي مقادير يك، يك، يك و صفر مي‌باشند. 28 بيت باقيمانده به منظور مشخص نمودن گروههائي از كامپيوتر بوده كه پيام Multcast براي آنان در نظر گرفته مي‌شود. كلاس فوق قادر به آدرسي دهي 268,435,456(226) كامپيوتر است.
 
Host (Node)
NET
24.53.107
224.
 
- كلاس E. از كلاس فوق براي موارد تجربي استفاده مي‌شود. كلاس فوق نسبت به سه كلاس اوليه داراي ساختاري متفاوت است. اولين، دومين، سومين و چهارمين بيت داراي مقادير يك، يك، يك و يك مي‌باشند. 28 بيت باقيمانده به منظور مشخص نمودن گروههائي از كامپيوتر بوده كه پيام Multicast براي آنان در نظر گرفته مي‌شود. كلاس فوق قادر به آدرس‌دهي 268,435,456(226) كامپيوتر است.
 
Host (Node)
NET
24.53.107
240.
 
-    Broad Cast. پيام‌هائي با آدرسي از اين نوع، براي تمامي كامپيوترهاي در شبكه ارسال خواند شد. اين نوع پيام‌ها همواره داراي آدرس‌هاي زير خواهند بود:
 
255.255.255.255
 
ـ آدرس‌هاي رزو شده. آدري‌هاي IP زير به منظور استفاده در شبكه‌هاي خصوصي (اينترنت) رزو شده‌اند:
 
10.x.x.x
172.16.x.x – 172.31.x.x
192.168.x.x
 
 
IP نسخه شش. نسخه فوق بر خلاف نسخه فعلي كه از 32 بيت به منظور آدرس‌دهي استفاده مي‌نمايند، از 128 بيت براي آدرس‌دهي استفاده مي‌كند. هر شانزده بيت بصورت مبناي شانزده نمايش داده مي‌شود:
 
2b63:1478:l ac5:37ef:4e8c:75df:14cd:93f2
 
 
خلاصه:
Class            lst Octet             2nd Octet          3rdOctet               4thOctet
 
                        Net ID                                         Host ID
A
                                         Net ID                                         Host ID
 
B
                                                      Net ID                                Host ID
C
 
Network Type        Address Range       Normal Netmask         Comments
 
 
Class A        001.x.x.x to 126.x.x.x          255.0.0.             For very large networks
 
Class B      128.1x.x.x to 191.254.x.x      255.255.0.0        For medium size networks
 
Class C      192.0.1.x. to 223.255.254.x      255.255.255.0.    For small networks
 
Class D      224.x.x.x to 239.255.255.255                       Used to support multicasting
 
Class A      240.x.x.x to 247.255.255.255
 
شبكه
هر شبكه مجموعه‌اي از كامپيوترها است كه مي‌توانند از طريق يك رسانه‌ انتقالي با يكديگر ارتباط برقرار كنند. در هر شبكه درخواستها و داده از يك كامپيوتر بوسيله‌ي رسانه‌ي انتقالي (كه ممكن است كابل شبكه و يا خط تلفن باشد) به سوي كامپيوتر ديگر عبور داده مي‌شوند. در شكل زير كامپيوتر A بايد بتواند پيغام يا درخواستي را به كامپيوتر B بفرستد. كامپيوتر B بايد قادر باشد كه پيغام A را درك كند و از طريق ارسال يك پيغام به آن پاسخ گويد.
شكل
 
 
 
وب و شبكه‌اي اينترنت:
در سال 1984 ايده‌آل توسط دانشمندان فيزيك مطرح شد كه مي خواستند روي يك موضوع مشترك تحقيق و بررسي كنند (مثلاً يكي در سوئيس در آلمان) و لازم بود مستنداتي كه تهيه مي‌كنند را خيلي سريع هر دو به اطلاع هم برسانند در واقع روشي پيدا كنند كه مستندات خود را هم به Link يا متصل كنند. پس ايده پروتكلي را مطرح كردند كه از طريق آن مي‌توانستند مستندات قابل Link شدن به يكديگر را در محيط اينترنت داشته باشد در حال حاضر اين مستندات Page (صفحه) مانيده مي‌شود و نرم‌افزاري كه قابليت نشان دادن اين Page ها را داشته باشد Browser (مرورگر) مي‌نامند. اين سيستم كه از طريق صفحات توزيع مي‌توانند Linkهايي داشته باشند، (World Wide Web) WWW (تار جهان گستر) مي‌گويند. اين تار از ديده كاربر پنهان است. نرم‌افزاري كه Pageها را نشان مي‌دهد و Link ها را انجام مي‌دهد را Browser گويند. دو نمونه از اين نرم‌افزارها Internet Explorer و Netscape مي باشند.
 
3- شركتهاي مرتبط با اينترنت:
ايده مطرح شده توسط دانشمندان در محيط Text بود. اما بعد دانشجويي ايده‌ي گرافيكي ميدن اين محيط را مطرح كرد (تا قبل از سال 1993 اينترنت گرافيكي نبود) اين دانشجو سپس بنيانگذار شركت Netscape شد و يك Browser در سال 1993 به نام Mosaic بوجود آورد. از آن به بعد هر چه Browser ايجاد شد اسم آن را Netspace Navigator يا CommunicationNetspace گذاشت و هم‌اكنون بيش از 30 ميليون كاربر از اين برنامه‌ها استفاده مي‌كنند. Micro Soft براي رقابت با اين شركت Intrnet Explorer را عرضه كرد.
 
4- پروتكل:
پروتكل اينترنت يعني زبان مشتركي كه همه‌ي كامپيوترها متصل به اينترنت براي اتصال به آن رعايت مي‌كنند. در مركزيت تمام پروتكل‌ها TCP/IP قرار دارد كه همه‌ي پروتكل‌ها روي لايه‌هاي آن تعريف شده است. پروتكل‌هاي اينترنت پروتكلهايي هستند كه براي انتقال فايل، ارسال Mail، جستجو در اينترنت، استفاده از Web و به كار مي آيند.
 
5- ساختار اينترنت:
صنعت شبكه داراي يك مدل 7 لايه‌اي استاندارد براي معماري شبكه مي باشد كه مدل اتصال مياني سيستم‌هاي باز (OSI) نام دارد. مدل OSI نمايانگر تلاش سازمان استانداردهاي بين‌المللي براي استاندارد كردن طراحي سيستم‌هاي پروتكلي شبكه بخ منظور دستيابي به قابليت اتصال دسترسي آزاد و باز، به استانداردهاي پروتكلي براي توليد كنندگان نرم‌افزار است. در واقع مدل (OSI) اغلب به عنوان يك چارچوب كاري عمومي براي درك سيستم‌هاي پروتكلي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مدل پروتكلي TCP/IP بر طبق مدلهاي OSI تعريف مي‌شوند. در شكل لايه‌هاي تعريف شده در هر يك ملاحظه مي‌گردد.
 
Application
لايه كاربرد
Presention
لايه نمايش
Session
لايه اجلاس
Transport
لايه حمل
Network
لايه شبكه
Data link
لايه پيوند داده
Physical
لايه فيزيكي
 (OSI)
 
Application
لايه كاربرد
Transport
لايه‌ي حمل
Internet
لايه‌ اينترنت
Network
لايه دسترسي به شبكه
(TCP/IP)
 
6- پروتكل‌هاي اينترنت:
پروتكلهاي اينترنت (…, HTTP, Gopher, FTP) روي لايه چهارم مدل TCP/IP فعلي لايه‌ي كاربرد يا Application قرار دارند.
 
پروتكل FTP:
FTP پپروتكل انتقال فايل است و يكي از قديمي‌ترين پروتكلهاي انتقال اينترنت مي‌باشد خصوصيت FTP اينست كه مي توان توسط آن به سيستم‌هائيكه داراي رمز عبور هستند با كمترين سطح دسترسي وارد شد.
 
پروتكل Gopher:
كار جستجو را انجام مي‌دهد. (براي جستجو روي اينترنت از اين پروتكل استفاده مي‌شود.) خصويت Gopher اينست كه اجازه مي‌دهد بدون Down Load كردن فايل روي HDD به آن دسترسي پيدا كرد و آنرا ديد.
 
پروتكل HTTP:
پايه و اساس وب روي HTTP مي‌باشد به آن Stateless (غير وايسته به حالت) مي‌گويند. يعني در اين پروتكل هيچگونه آدرس و اطلاعاتي از سندي كه انتقال پيدا كرده ايت نگهداري نمي‌شود. Browser از طريق آن مي‌تواند درخواستهاي خود را ارسال كرده و صفحه‌هاي مورد نظر را ببيند.
 
7- Host يا ميزان:
ميزبان كار سرويس‌دهي را انجام مي‌دهد كه به ميزبان خاص، ISP يعني سرويس‌دهنده‌ي اينترنت گويند. ارتباط با Host اغلب به صورت Dial-Up (ارتباط از طريق خط تلفن و مودم) انجام مي‌شود. با اتصال به ميزبان مي‌