شبکه‌سازی کامپیوتری (Computer Networking) چیست؟

شبکه‌سازی کامپیوتری چیست؟

شبکه‌سازی کامپیوتری به دستگاه‌های محاسباتی متصل به هم اشاره دارد که می‌توانند داده‌ها را مبادله کرده و منابع را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. این دستگاه‌های شبکه‌شده از یک سیستم قوانین به نام پروتکل‌های ارتباطی برای انتقال اطلاعات از طریق فناوری‌های فیزیکی یا بی‌سیم استفاده می‌کنند.

بیایید به برخی از پرسش‌های متداول در مورد شبکه‌سازی کامپیوتری پاسخ دهیم.

شبکه کامپیوتری چگونه کار می‌کند؟

گره‌ها و پیوندها، اجزای سازنده اصلی در شبکه‌سازی کامپیوتری هستند. یک گره شبکه ممکن است تجهیزات ارتباط داده (DCE) مانند مودم، هاب یا سوئیچ، یا تجهیزات پایانه داده (DTE) مانند دو یا چند کامپیوتر و چاپگر باشد. پیوند به رسانه انتقال متصل کننده دو گره اشاره دارد. پیوندها ممکن است فیزیکی مانند سیم‌های کابل یا فیبرهای نوری، یا فضای آزاد مورد استفاده شبکه‌های بی‌سیم باشند.در یک شبکه کامپیوتری فعال، گره‌ها از مجموعه‌ای از قوانین یا پروتکل‌ها پیروی می‌کنند که نحوه ارسال و دریافت داده‌های الکترونیکی^۱ از طریق پیوندها را تعریف می‌کنند. معماری شبکه کامپیوتری، طراحی این اجزای فیزیکی و منطقی را مشخص می‌کند. این معماری، مشخصات اجزای فیزیکی شبکه، سازماندهی عملکردی، پروتکل‌ها و رویه‌ها را ارائه می‌دهد.

شبکه‌های کامپیوتری چه کاری انجام می‌دهند؟

شبکه‌های کامپیوتری برای اولین بار در اواخر دهه ۱۹۵۰ برای استفاده در ارتش و دفاع ایجاد شدند. آنها در ابتدا برای انتقال داده‌ها از طریق خطوط تلفن استفاده می‌شدند و کاربردهای تجاری و علمی محدودی داشتند. با ظهور فناوری‌های اینترنت،^۲ شبکه کامپیوتری به یک امر ضروری برای شرکت‌ها تبدیل شده است.

راهکارهای شبکه امروزی چیزی فراتر از اتصال ارائه می‌دهند. آنها برای تحول دیجیتال و موفقیت کسب‌وکارها در حال حاضر حیاتی هستند. قابلیت‌های اساسی شبکه، برنامه‌پذیرتر، خودکارتر و امن‌تر شده‌اند.

شبکه‌های کامپیوتری مدرن می‌توانند:

• به صورت مجازی عمل کنند: زیرساخت شبکه فیزیکی اساسی را می‌توان به صورت منطقی پارتیشن‌بندی کرد تا چندین شبکه “روکش” ایجاد شود. در یک شبکه کامپیوتری روکش، گره‌ها به صورت مجازی به هم متصل می‌شوند و داده‌ها می‌توانند از طریق چندین مسیر فیزیکی بین آنها منتقل شوند. به عنوان مثال، بسیاری از شبکه‌های سازمانی بر روی اینترنت قرار دارند.
• در مقیاس بزرگ ادغام شوند: خدمات شبکه‌سازی مدرن، شبکه‌های کامپیوتری توزیع‌شده از نظر فیزیکی را به هم متصل می‌کنند. این خدمات می‌توانند عملکردهای شبکه را از طریق اتوماسیون و نظارت بهینه کرده و یک شبکه بزرگ‌مقیاس و با کارایی بالا ایجاد کنند. خدمات شبکه را می‌توان بر اساس تقاضا افزایش یا کاهش داد.
• به سرعت به شرایط متغیر پاسخ دهند: بسیاری از شبکه‌های کامپیوتری مبتنی بر نرم‌افزار هستند. ترافیک را می‌توان به صورت متمرکز با استفاده از یک رابط دیجیتال مسیریابی و کنترل کرد. این شبکه‌های کامپیوتری از مدیریت ترافیک مجازی پشتیبانی می‌کنند.
• امنیت داده را فراهم کنند: تمام راهکارهای شبکه‌سازی دارای ویژگی‌های امنیتی داخلی مانند رمزگذاری و کنترل دسترسی هستند. راهکارهای شخص ثالث مانند نرم‌افزار آنتی‌ویروس، فایروال‌ها و نرم‌افزارهای ضد بدافزار را می‌توان برای ایمن‌تر کردن شبکه ادغام کرد.

انواع معماری شبکه کامپیوتری کدامند؟

طراحی شبکه کامپیوتری به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:

1. معماری کلاینت-سرور: در این نوع شبکه کامپیوتری، گره‌ها ممکن است سرور یا کلاینت باشند. گره‌های سرور منابعی مانند حافظه، قدرت پردازش یا داده‌ها را در اختیار گره‌های کلاینت قرار می‌دهند. گره‌های سرور همچنین ممکن است رفتار گره‌های کلاینت را مدیریت کنند. کلاینت‌ها ممکن است با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، اما منابع را به اشتراک نمی‌گذارند. به عنوان مثال، برخی از دستگاه‌های کامپیوتری در شبکه‌های سازمانی، داده‌ها و تنظیمات پیکربندی را ذخیره می‌کنند. این دستگاه‌ها سرورهای شبکه هستند. کلاینت‌ها ممکن است با درخواست به دستگاه سرور به این داده‌ها دسترسی پیدا کنند.
2. معماری همتا به همتا: در معماری همتا به همتا (P2P)، کامپیوترهای متصل دارای قدرت و امتیازات یکسان هستند. هیچ سرور مرکزی برای هماهنگی وجود ندارد. هر دستگاه در شبکه کامپیوتری می‌تواند به عنوان کلاینت یا سرور عمل کند. هر همتا ممکن است برخی از منابع خود مانند حافظه و^۳ قدرت پردازش را با کل شبکه کامپیوتری به اشتراک بگذارد. به عنوان مثال، برخی از شرکت‌ها از معماری P2P برای میزبانی برنامه‌های^۴ کاربردی پرمصرف حافظه مانند رندر گرافیک سه‌بعدی در چندین دستگاه دیجیتال استفاده می‌کنند.

توپولوژی شبکه چیست؟

آرایش گره‌ها و پیوندها توپولوژی شبکه نامیده می‌شود. آنها را می‌توان به روش‌های مختلفی پیکربندی کرد تا نتایج متفاوتی به دست آید. برخی از انواع توپولوژی‌های شبکه عبارتند از:

• توپولوژی خطی: هر گره فقط به یک گره دیگر متصل است. انتقال داده از طریق اتصالات شبکه در یک جهت انجام می‌شود.
• توپولوژی حلقوی: هر گره به دو گره دیگر متصل است و یک حلقه تشکیل می‌دهد. داده‌ها می‌توانند به صورت دو طرفه جریان یابند. با این حال، خرابی یک گره می‌تواند کل شبکه را از کار بیندازد.
• توپولوژی ستاره‌ای: یک گره سرور مرکزی به چندین دستگاه شبکه کلاینت متصل است. این توپولوژی عملکرد بهتری دارد زیرا داده‌ها مجبور نیستند از هر گره عبور کنند. همچنین قابل اطمینان‌تر است.
• توپولوژی مش: هر گره به بسیاری از گره‌های دیگر متصل است. در یک توپولوژی مش کامل، هر گره به هر گره دیگری در شبکه متصل است.

انواع شبکه‌های کامپیوتری سازمانی کدامند؟

بسته به اندازه و نیازهای سازمان، سه نوع رایج از شبکه‌های خصوصی سازمانی وجود دارد:

• شبکه محلی (LAN): یک LAN یک سیستم متصل به هم است که از نظر اندازه و جغرافیا محدود است. معمولاً رایانه‌ها و دستگاه‌ها را در یک دفتر یا ساختمان واحد متصل می‌کند. توسط شرکت‌های کوچک یا به عنوان یک شبکه آزمایشی برای نمونه‌سازی در مقیاس کوچک استفاده می‌شود.
• شبکه‌های گسترده (WAN): یک شبکه سازمانی که ساختمان‌ها، شهرها و حتی کشورها را در بر می‌گیرد، شبکه گسترده (WAN) نامیده می‌شود. در حالی که شبکه‌های محلی برای انتقال داده‌ها با سرعت بالاتر در مجاورت نزدیک استفاده می‌شوند، WANها برای ارتباطات راه دور ایمن و قابل اعتماد تنظیم می‌شوند.
  • SD-WAN یا WAN مبتنی بر نرم‌افزار، یک معماری WAN مجازی است که توسط فناوری‌های نرم‌افزاری کنترل می‌شود. یک SD-WAN خدمات اتصال انعطاف‌پذیرتر و قابل اطمینان‌تری را ارائه می‌دهد که می‌توان آن را در سطح برنامه بدون کاهش امنیت و کیفیت خدمات کنترل کرد.
• شبکه‌های ارائه‌دهنده خدمات: شبکه‌های ارائه‌دهنده خدمات به مشتریان اجازه می‌دهند ظرفیت و عملکرد شبکه را از ارائه‌دهنده اجاره کنند. ارائه‌دهندگان خدمات شبکه ممکن است شامل شرکت‌های مخابراتی، حامل‌های داده، ارائه‌دهندگان ارتباطات بی‌سیم، ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت و اپراتورهای تلویزیون کابلی باشند که دسترسی به اینترنت پرسرعت را ارائه می‌دهند.^۵
• شبکه‌های ابری: از نظر مفهومی، یک شبکه ابری را می‌توان به عنوان یک WAN در نظر گرفت که زیرساخت آن توسط یک سرویس مبتنی بر ابر ارائه می‌شود. برخی یا تمام قابلیت‌ها و منابع شبکه یک سازمان در یک پلتفرم ابری عمومی یا خصوصی میزبانی شده و بر اساس تقاضا در دسترس قرار می‌گیرند. این منابع شبکه می‌توانند شامل روترهای مجازی، فایروال‌ها، پهنای باند و نرم‌افزار مدیریت شبکه باشند و سایر ابزارها و عملکردهای مورد نیاز نیز در دسترس باشند.

امروزه کسب‌وکارها از شبکه‌های ابری برای تسریع زمان ورود به بازار، افزایش مقیاس و مدیریت مؤثر هزینه‌ها استفاده می‌کنند. مدل شبکه ابری به رویکرد استاندارد برای ساخت و ارائه برنامه‌های کاربردی برای شرکت‌های مدرن تبدیل شده است.