شبکه های رایانه ای: معرفی اجزای مختلف شبکه و اجزای تست آن
آنچه در این مقاله می‌خوانید
شبکه های رایانه ای: معرفی اجزای مختلف شبکه و اجزای تست آن
مقاله قبل به معرفی اجزای مختلف رایانه های رومیزی پرداختیم. در این مقاله به معرفی شبکه های رایانه ای مختلف می پردازیم.
برخی اوقات لازم است به منظور تبادل اطلاعات و استفاده مشترک از منابع سخت افزاری و نرم افزاری دو یا چند رایانه را به هم متصل کنیم که به این ترتیب یک شبکه رایانه ای ایجاد می شود.
تعریف شبکه: ارتباط دو یا چند رایانه با یکدیگر به شکلی که قادر به اشتراک منابع با یکدیگر باشند
کاربرد شبکه:
- اشتراک منابع نرم افزاری و سخت افزاری
- صرفه جویی در زمان و هزینه ها
- ارتباط برخط
مدیریت و پشتیبانی متمرکز
چیدمان و اتصال اجزای شبکه مطابق یک نقشه مشخص به یکدیگر را همبندی شبکه topology می گویند.
که برخی از انواع آن عبارت است از: خطی، حلقوی، ستارهای و ترکیبی
در همبندی ستاره ای Star تمام رایانه های داخل شبکه با استفاده از یک کابل مستقل به یک قطعه مرکزی به نام سوییچ Switch متصل هستند.
مزایای همبندی ستاره ای
درصورتیکه یکی از کابل ها قطع شود، هیچ تأثیری در کل شبکه ندارد و فقط رایانه مورد نظر از شبکه خارج می شود.
امکان تبادل همزمان و دوبه دو برای رایانه ها وجود دارد.
هزینه نگهداری آن کمتر و رفع عیب آن بسیار ساده تر از همبندی های دیگر است.
معایب همبندی ستارهای
اگر به هر دلیلی قطعه مرکزی از کار بیفتد کل شبکه از کار خواهد افتاد.
برای پیاده سازی سخت افزاری شبکه به تجهیزات پسیو Passive و تجهیزات اکتیو Active نیاز داریم.
تجهیزات Passive
به قطعاتی که به برق متصل نمی شوند و در تولید، هدایت و یا تقویت سیگنال ها نقشی ندارند، پسیو گفته میشود.
انواع تجهیزات Passive
کابل: برای ارتباط بین رایانه ها استفاده می شود.
کابلها انواع مختلفی از جمله کواکسیال، فیبر نوری و Tp دارند و پرکاربردترین آنها در شبکه های LAN کابل
TP است.
کابل TP یا Pair Twistedزوج به هم تابیده:
به زوج سیم مسی به هم تابیده شده کابلTP گفته می شود. معموالا کابل TP که در شبکه های رایانه ای استفاده می شود از 4 زوج تشکیل شده است.
به لایه ای که برای محافظت از داده های داخل کابل و جلوگیری از نویز روی سیم ها قرار می گیرد، شیلد shield می گویند. در برخی از انواع کابل TP روی هر زوج سیم نیز یک لایه محافظ به نام فویل Foil قرار می گیرد.
انواع کابل TP
Unshielded TP :UTP
Shielded TP :STP
Foil TP :FTP
Shielded Foil TP :SFTP
Shielded STP :SSTP
سوکت Rj45 :برای ارتباط کابل TP با تجهیزات شبکه استفاده می شود .
keystone :کیستون نوعی کانکتور است که برای برقراری ارتباط بین کابل مسی شبکه با سایر تجهیزات
شبکه مانند رایانه استفاده می شود کیستون باید با نوع کابل از نظر رده بندی CAT5 ، CAT5e ،
CAT6a، CAT6 و… سازگار باشد.
پریز شبکه Box : در انواع روکار و توکار وجود دارد و جهت نگهداری کیستون استفاده می شود .
کابل Cord Patch :کابل شبکه که دو سر آن دارای سوکت RJ45 است. این کابلها دارای اندازه های استاندارد 0.5 و 1 و 1.5 و 2 و3 متری است و به صورت آماده در بازار موجود است.
داکت: محفظه ای است معموالا از جنس پالستیک که برای قرار دادن کابل شبکه درون آن استفاده می شود. اندازه داکت، حجم کابل هایی را که درون آن قرار داده می شود، تعیین میکند.
در بسیاری از موارد نیاز است که کابل ها از روی زمین عبور کنند. در این حالت برای مدیریت و محافظت کابل ها از داکت کفخواب یا زمینی استفاده می شود که دارای پارتیشن های داخلی است.
ترانک Trunk: در ترانک ها علاوه بر وجود فضایی مناسب برای عبور کابل ها میتوان پریزهای شبکه و برق را نیز با استفاده از ماژول های خاص روی آنها نصب کرد و در صورت نیاز محل و یا تعداد آنها را عوض کرد. داخل محفظه ترانک برای جلوگیری از زنگ زدگی و پوسیدگی و دوام بیشتر کابل ها، عایق مناسب وجود دارد. ترانک ها قابلیت پارتیشن بندی دارند.
اجزای ترانک عبارت اند از:
پارتیشن: قطعه پالستیکی است که داخل شیار درون ترانک نصب می شود و آن را به دو یا سه قسمت مجزا تقسیم می کند به این وسیله کابل شبکه و برق و تلفن و… از یکدیگر جدا شده، از ایجاد نویز جلوگیری می شود.
مسدود کننده: برای انسداد ابتدا و انتهاي ترانک استفاده می شود تا هم نماي ظاهري آن زیباتر شود و هم از نظر ایمنی نیز ترانک سربسته باشد.
درزگیر: هنگام قرارگیري ترانک ها در امتداد هم، براي پوشاندن محل قرارگیري و همچنین اتصال آنها به کار می رود. درزگیر شامل سه قطعه است که قطعه اصلی روي ترانک و دو قطعه دیگر در لبه هاي ترانک قرار گرفته و ترانک را زیباتر می کند.
انواع زاویه اتصال ترانک و سه راهی:
داخلی: برای اتصال ترانک ها در گوشه 90 درجه داخلی دیوار به کار می رود.
خارجی: برای اتصال ترانک ها در گوشه 90 درجه بیرونی دیوار به کار می رود.
تخت: برای اتصال ترانک ها به صورت قائم در یک سطح صاف به کار می رود.
سه راهی: برای اتصال ترانک ها در یک مسیر منتهی به سه جهت به کار می رود.
ترانک ها نسبت به داکت فضای بزرگتری برای کابل ها دارند و مقاومتر و بادوام تر هستند. ترانک ها در اندازه های 2 تا 20 سانتیمتر موجود هستند.
قاب تکی یا قاب چند ماژول: این قاب ها برای نصب پریز شبکه، برق یا تلفن استفاده می شود. محل نصب این قطعات به صورت ٤٥×٤٥ میلیمتر است.
قاب های موجود در انواع دو، چهار، شش و هشت ماژول وجود دارند
.
آچار شبکه Crimper :-برای پرس کردن سوکت تلفن و شبکه استفاده می شود و دو تیغه در سمت راست و چپ، یکی برای قطع کردن کابل و دیگری برای برداشتن روکش کابل دارد .
سیم لخت کنStripper Cable : برای برداشتن روکش پلاستیکی کابل و آماده سازی برای سوکت زدن مورد استفاده قرار می گیرد.
آزمایشگر یا تستر : دستگاه تست کننده اتصال شبکه برای اطمینان از صحت عملیات سوکت زنی و کابل شبکه استفاده می شود و دارای انواع آنالوگ و دیجیتال است.
تست کننده شبکه دارای دو قطعه جدا به صورت Master و Remote است و 8 چراغ کوچک برای نمایش درستی کارکرد کابل شبکه، یک چراغ برایpower و یک چراغ برای بررسی اتصال به زمین دارد.
Fluke نمونه ای از تسترهای دیجیتال است. میزان اطلاعاتی که از این دستگاه به دست می آید بیشتر از سایر تسترها است.
استانداردهای اتصال سوکت RJ45 و کیستون به کابل
دونوع استاندارد T568A و T568B برای کابل کشی به وسیله سازمان TIA انجمن صنعتی مخابرات ارائه شده است که تفاوت آنها تنها در رنگ بندی اتصالات است.
برای اینکه یک رایانه بتواند به شبکه متصل شود، باید با استفاده از کابل آن را به کیستون متصل کنیم.
به کابلی که سوکت دو سر آن با یک استاندارد به کابل متصل شده است، کابل Straight می گویند.
به کابلی که سوکت یک سر آن با استاندارد A و سوکت سر دیگر آن با استاندارد B به کابل متصل شده باشد، Xover یا Crossover می گویند. از این کابل برای اتصال مستقیم دو رایانه به یکدیگر استفاده می شود.
درحال حاضر با توجه به هوشمند بودن تجهیزات شبکه فرقی ندارد که از کدام نوع کابل کراس یا استریت برای اتصال مستقیم دو رایانه و یا تجهیزات شبکه استفاده کنیم و بیشتر از کابل استریت استفاده می شود .
ابزار پانچ tool Patch : از این ابزار برای اتصال کابل TP به کیستون، بیرون کشیدن سیم پانچ شده و قطع کردن اضافه سیم استفاده می شود.
Rack :محفظه ای فلزی است که تجهیزات شبکه و سرورها در آن نصب می شود. ساختار رَک به گونه ای است که از تجهیزات نصب شده داخل آن در برابر صدمات فیزیکی مثل فشار و ضربه محافظت می کند و با تهویه مناسب سبب کارایی بهتر تجهیزات می شود. رَک ها دارای انواع دیواری و ایستاده هستند. Unit واحد اندازهگیری رَک است. هر Unit معادل 75/1 اینچ و 5/4 سانتیمتر است.
رَک های دیواری معموالاً دارای ارتفاع های 4 و 5 و 6 و 7 و 9 یونیت و عمق 45 و 60 سانتیمتر و رَک های ایستاده دارای ارتفاع 17یونیت به بالا هستند.
اجزای مهم رَک عبارت اند از:
خنک کننده FAN : برای خنک نگه داشتن اجزای داخلی رَک است که معموالًا در سقف آن نصب می شود.
ماژول برق Module Power : قطعه ای که تعدادی پریز برق روی آن به منظور تغذیه اجزای داخلی رَک به خصوص سوییچ و سرور نصب شده است .
سینی Shelf: برای جداسازی بخش های مختلف در رَک و قرار دادن تجهیزاتی مانند سوییچ، مسیریاب Router و یا صفحه نمایش سرور روی آنها استفاده می شود .
دماسنج Thermometer : این قطعه دمای رَک را اندازه گیری می کند و روی نشانگرهای دیجیتالی خود نمایش می دهد. این حرارت سنج ها دارای حافظه هستند و در صورت رسیدن دما به مقداری که مدیر شبکه تعیین می کند فن های رک را روشن میکنند.
Panel Patch :قطعه ای که تعداد مشخصی درگاه port مانند 24 یا 48 عدد دارد. هنگام کابل کشی در هر قسمت از یک ساختمان به تعداد درگاه های سوییچ، پریز شبکه قرار می دهند؛ هرچند ممکن است در حال حاضر هیچ رایانه ای از طریق آنها به شبکه متصل نشود؛ اما متخصصان شبکه این پیش بینی را انجام می دهند و کابل ها را در رَک جمع کرده، به پچ پنل متصل و شماره گذاری می کنند و با یک کابل پچ کورد درگاه مربوطه را به سوییچ متصل می کنند.
دو نوع پچ پنل وجود دارد :
Loaded :کیستون ها از قبل روی آن نصب شده است.
Unloaded :یک پنل با فریم های خالی است و بسته به نیاز میتوان انواع کیستون ها را روی آن نصب کرد.
Management Cable :برای مرتب سازی کابل های داخل َرک استفاده می شود .
مرتب بودن کابل ها و چیدمان درست آنها یکی از نکات مهم در برپایی شبکه است. این کار سبب میشود عیب یابی و توسعه شبکه به راحتی انجام شود. در سمت راست، مرتب سازی کابل ها با استفاده از Management Cable به خوبی انجام شده است.
تجهیزات Active
در شبکه رایانه ای به قطعاتی که به برق متصل می شوند و در هدایت داده ها یا تولید و تقویت سیگنال ها نقش دارند، تجهیزات فعال یا Active می گویند.
تجهیزات اکتیو شبکه عبارت است از:
کارت شبکه Card Interface Network : رابط فیزیکی بین رایانه و محیط انتقال است و دارای اسامی دیگری چون card LAN و Adapter Network است.
کارت های شبکه دارای سرعت دریافت و ارسال Mbp 1000/100/10 و 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 می شود. 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 هر کارت شبکه دارای یک شناسه عددی یکتا و منحصر به فرد است که به وسیله کارخانه سازنده به آن اختصاص داده می شود و به آن آدرس فیزیکی Address MAC می گویند.
به دلیل تعداد زیاد کارت های شبکه مک آدرس باید محدوده وسیعی از آدرس ها را شامل شود؛ بنابراین از 6 زوج رقم مبنای شانزده ساخته می شود که با علامت ـ یا : از هم جدا می شوند مانند ؛ oo:od:83:b1:eo:5d
کارت های شبکه دو نوع سیمی و بیسیم Wirelessهستند.
Splitter PoE :دستگاه کوچکی که برق و سیگنال داده را از کابل شبکه ای که دارای قابلیت PoE است، جدا می کند. 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 PoE می آید، یک Splitter PoE متصل کرده، با جدا کردن داده و برق آنها را به درگاه LAN و سوکت برق دوربین متصل می کنیم.
سوییچ Switch : سوییچ دستگاه مرکزی در شبکه ستاره ای است که تمام گره ها node را از طریق کابل شبکه به هم متصل می کند و به وسیله این دستگاه گره ها قادر به ارسال و دریافت اطلاعات به یکدیگر خواهند بود.سوییچ های مختلف با تعداد 4 ،8 ،16 ،24 ،48 درگاه وجود دارد و سرعت انتقال داده ها در این درگاه ها میتواند 100Mbps/10 ،1Gbps و 10Gbps باشد. برخی از درگاه های سوییچ میتوانند قابلیت PoEداشته باشند.
انواع سوییچ عبارت اند از:
سوییچ های شبکه مدیریت نشده Switches Network Unmanaged: این نوع سوییچ ها بیشتر در شبکه های شرکت های کوچک،کارگاههای مدارس،گیم نت ها و شبکۀ کار و کسب های کوچک کاربرد دارند.این سوییچ ها برای اتصال دستگاه ها در یک شبکه مانند رایانه ها به یکدیگر، چاپگر به رایانه و مودم به رایانه استفاده می شود 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.
سوییچ های شبکه مدیریت شده Switches Network Managed: این سوییچ ها قابل برنامه ریزی هستند و مدیر شبکه میتواند علاوه برتنظیمات پیش فرضی که روی آنها وجود دارد، تنظیمات دلخواه خود را براساس نیاز شبکه، مدیریت ترافیک داده ها و مانیتورینگ
شبکه انجام دهد.سوییچ ها از نظر نصب دارای دو مدل Rackmount و desktopهستند.
Router : کار اصلی مسیریاب پیدا کردن مسیر مناسب برای ارسال بستههای اطالعات در شبکه و ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است. مسیریاب ها با استفاده از الگوریتم های خاص، کوتاه ترین و بهترین مسیر را برای دسترسی به یک سرور پیدا میکنند.همچنین میتوانند اینترنت را بین رایانه ها به اشتراک بگذارند و مؤلفه های مدیریتی مانند موارد امنیتی را روی شبکه اعمال کنند.
AP (Access Point) :AP در شبکه بیسیم برای برقراری ارتباط بین تجهیزات بیسیم استفاده می شود. همچنین این دستگاه میتواند شبکه بیسیم را به شبکه سیمی متصل کند.
برای انتخاب یک AP ویژگی های زیر مورد توجه قرار می گیرد:
نوع کاربرد خانگی/تجاری
تعداد درگاه شبکه LAN
قدرت گيرندگي آنتن
نوع و تعداد آنتن
قابلیت PoE
باند فرکانسي
سرعت انتقال داده ها
سازگاری با سيستم عامل ها
استاندارد های بیسیم
مؤلفه های تعیین کننده مسیر و محل نصب تجهیزات
هنگام برپایی یک شبکه با توجه به مکان مورد نظر برای نصب تجهیزات اکتیو و پسیو باید مؤلفه های خاصی را رعایت کرد تا شبکه کارایی بهتری داشته باشد. این مؤلفه ها عبارت اند از:
عدم نویزپذیری: کابل داده از کنار کابل برق عبور نکند و در مجاورت میدان مغناطیسی نباشد. همچنین تجهیزات مختلف در معرض نویز نباشند.
به منظور حفظ سلامت افراد و تجهیزات در مقابل خطرات ناشی از اتصال کوتاه یا صاعقه، باید تمام تجهیزات و سازه های فلزی را به وسیله هادی های مناسب فلزی به شبکه اِرت متصل کرد تا هنگام بروز اتصال کوتاه و یاصاعقه، جریانات فوق از این طریق به زمین انتقال داده شده، خنثی شوند.
شبکه ارت شامل سیم های مسی،میله ارت، صفحه مسی، چاه ارت و … است.
مسافت: حداکثر مسافت یک رایانه تا سوییچ در همبندی ستارهای نباید بیشتر از 90 متر باشد.اگر مسیر به صورتی باشد که به ناچار فاصله رایانه تا سوییچ بیشتر از حد مجاز شود باعث افت سیگنال شده،داده از دست خواهد رفت.
در این مورد از دستگاهی به نام Repeater استفاده می کنیم.سیگنال در داخل کابل و امواج رادیویی به دلیل مختلف از جمله مقاومت داخلی سیم، محیط انتقال و قدرت
سیگنال تولید شده به وسیله تجهیزات اکتیو تا مسافت مشخصی میتواند حرکت کند و پس از طی این مسافت، ضعیف شده و توان الزم را از دست می دهد. همچنین در برخی از موارد ممکن است سیگنال داده در معرض نویز قرار گرفته، سبب از بین رفتن داده شود.
در این حالت سیگنال باید به شکل اصلی و پرتوان خود بازگردد. برای این منظور از دستگاه Repeater تکرارکننده یا تقویت کننده سیگنال استفاده می شود.
آرایش و چیدمان: فرض کنید بخشی از شبکه از کارافتاده و باید با بررسی مجدد کابل ها فرایند عیب یابی رَک و مسیرها بسیار اهمیت دارد تا در صورت نیاز را طی کنیم.
در اجرای یک شبکه، آرایش کابل ها در داخل ر به عیب یابی و بررسی مجدد کابل ها مشکلی در تشخیص کابل ها نداشته باشیم.
نقشه معماری ساختمان: با توجه به نقشه معماری مکان اجرای پروژه، میتوان بهترین مسیر را برای کابل کشی و نصب تجهیزات در نظر گرفت تا کمترین مقدار کابل مصرف شود.
اصول ایمنی تجهیزات شبکه: در هنگام جانمایی و نصب تجهیزات باید دقت کرد که تجهیزات در دسترس افراد غیرمجاز نباشد.
پلان شبکه یک نمایش بصری از معماری و ساختار شبکه است که با استفاده از اشکال مختلف و اتصالات بین آنها به کاربر کمک میکند تا درک بهتری از نقشه شبکه، اتصالات و محل تجهیزات داشته باشد.
از جمله نرم افزارهای رسم پلان Visio Microsoft و Max Edraw است.
