دستيابی به اطلاعات با روش های مطمئن و با سرعت بالا يکی از رموز موفقيت هر سازمان و موسسه است. طی ساليان اخير هزاران پرونده و کاغذ که حاوی اطلاعات با ارزش برای يک سازمان بوده ، در کامپيوتر ذخيره شده اند. با تغذيه دريائی از اطلاعات به کامپيوتر ، امکان مديريت الکترونيکی اطلاعات فراهم شده است. کاربران متفاوت در اقصی نقاط جهان قادر به اشتراک اطلاعات بوده و تصويری زيبا از همياری و همکاری اطلاعاتی را به نمايش می گذارند. شبکه های کامپيوتری در اين راستا و جهت نيل به اهداف فوق نقش بسيار مهمی را ايفاء می نمايند.

اينترنت که عالی ترين تبلور يک شبکه کامپيوتری در سطح جهان است، امروزه در مقياس بسيار گسترده ای استفاده شده و ارائه دهندگان اطلاعات ،اطلاعات و يا فرآورده های اطلاعاتی خود را در قالب محصولات توليدی و يا خدمات در اختيار استفاده کنندگان قرار می دهند. وب که عالی ترين سرويس خدماتی اينترنت می باشد کاربران را قادر می سازد که در اقصی نقاط دنيا اقدام به خريد، آموزش ، مطالعه و ... نمايند. با استفاده از شبکه، يک کامپيوتر قادر به ارسال و دريافت اطلاعات از کامپيوتر ديگر است. اينترنت نمونه ای عينی از يک شبکه کامپيوتری است. در اين شبکه ميليون ها کامپيوتر در اقصی نقاط جهان به يکديگر متصل شده اند.اينترنت شبکه ای است مشتمل بر زنجيره ای از شبکه های کوچکتراست . نقش شبکه های کوچک برای ايجاد تصويری با نام اينترنت بسيار حائز اهميت است . تصويری که هر کاربر با نگاه کردن به آن گمشده خود را در آن پيدا خواهد کرد. در اين بخش به بررسی شبکه های کامپيوتری و جايگاه مهم آنان در زمينه تکنولوژی اطلاعات و مديريت الکترونيکی اطلاعات خواهيم داشت . شبکه های محلی و شبکه های گسترده تاکنون شبکه های کامپيوتری بر اساس مولفه های متفاوتی تقسيم بندی شده اند.

نمونه ای ساده از یک شبکه محلی اترنت

يکی از اين مولفه ها " حوزه جغرافيائی " يک شبکه است .
بر همين اساس شبکه ها به دو گروه عمده Local Area Network (LAN) و Wide Area Network (WAN) تقسيم می گردند. در شبکه های LAN مجموعه ای از دستگاه های موجود در يک حوزه جغرافيائی محدود، نظير يک ساختمان به يکديگر متصل می گردند . در شبکه های WAN تعدادی دستگاه که از يکديگر کيلومترها فاصله دارند به يکديگر متصل خواهند شد. مثلا" اگر دو کتابخانه که هر يک در يک ناحيه از شهر بزرگی مستقر می باشند، قصد اشتراک اطلاعات را داشته باشند، می بايست شبکه ای WAN ايجاد و کتابخانه ها را به يکديگر متصل نمود. برای اتصال دو کتابخانه فوق می توان از امکانات مخابراتی متفاوتی نظير خطوط اختصاصی (Leased) استفاده نمود. شبکه های LAN نسبت به شبکه های WAN دارای سرعت بيشتری می باشند. با رشد و توسعه دستگاههای متفاوت مخابراتی ميزان سرعت شبکه های WAN ، تغيير و بهبود پيدا کرده است . امروزه با بکارگيری و استفاده از فيبر نوری در شبکه های LAN امکان ارتباط دستگاههای متعدد که در مسافت های طولانی نسبت بيکديگر قرار دارند، فراهم شده است . در سال 1973 پژوهشگری با نام " Metcalfe" در مرکز تحقيقات شرکت زيراکس، اولين شبکه اترنت را بوجود آورد. هدف وی ارتباط کامپيوتر به يک چاپگر بود. وی روشی فيزيکی بمنظور کابل کشی بين دستگاههای متصل بهم در اترنت ارائه نمود. اترنت در مدت زمان کوتاهی بعنوان يکی از تکنولوژی های رايج برای برپاسازی شبکه در سطح دنيا مطرح گرديد. همزمان با پيشرفت های مهم در زمينه شبکه های کامپيوتری ، تجهيزات و دستگاه های مربوطه، شبکه های اترنت نيز همگام با تحولات فوق شده و قابليت های متفاوتی را در بطن خود ايجاد نمود. با توجه به تغييرات و اصلاحات انجام شده در شبکه های اترنت ،عملکرد و نحوه کار آنان نسبت به شبکه های اوليه تفاوت چندانی نکرده است .

» بمنظور شناخت مناسب قوانين موجود لازم است که با برخی از اصطلاحات مربوطه در اين زمينه بيشتر آشنا شويم :
Medium (محيط انتقال ): دستگاههای اترنت از طريق يک محيط انتقال به يکديگر متصل می گردند.
Segment (سگمنت ): به يک محيط انتقال به اشتراک گذاشته شده منفرد، " سگمنت " می گويند.
Node ( گره ): دستگاههای متصل شده به يک Segment را گره و يا " ايستگاه " می گويند.
Frame (فريم) : به يک بلاک اطلاعات که گره ها از طريق ارسال آنها با يکديگر مرتبط می گردند، اطلاق می گردد. فريم ها مشابه جملات در زبانهای طبيعی ( فارسی، انگليسی ... ) می باشند. در هر زبان طبيعی برای ايجاد جملات، مجموعه قوانينی وجود دارد مثلا" يک جمله می بايست دارای موضوع و مفهوم باشد. پروتکل های اترنت مجموعه قوانين لازم برای ايجاد فريم ها را مشخص خواهند کرد .اندازه يک فريم محدود بوده ( دارای يک حداقل و يک حداکثر ) و مجموعه ای از اطلاعات ضروری و مورد نيار می بايست در فريم وجود داشته باشد. مثلا" يک فريم می بايست دارای آدرس های مبداء و مقصد باشد. آدرس های فوق هويت فرستنده و دريافت کننده پيام را مشخص خواهد کرد. آدرس بصورت کاملا" اختصاصی يک گره را مشخص می نمايد.( نظير نام يک شخص که بيانگر يک شخص خاص است ) . دو دستگاه متفاوت اترنت نمی توانند دارای آدرس های يکسانی باشند. يک سيگنال اترنت بر روی محيط انتقال به هر يک از گره های متصل شده در محيط انتقال خواهد رسيد. بنابراين مشخص شدن آدرس مقصد، بمنظوردريافت پيام نقشی حياتی دارد. مثلا" در صورتيکه کامپيوتر B ( شکل بالا) اطلاعاتی را برای چاپگر C ارسال می دارد کامپيوترهای A و D نيز فريم را دريافت و آن را بررسی خواهند کرد. هر ايستگاه زمانيکه فريم را دريافت می دارد، آدرس آن را بررسی تا مطمئن گردد که پيام برای وی ارسال شده است يا خير؟ در صورتيکه پيام برای ايستگاه مورد نظر ارسال نشده باشد، ايستگاه فريم را بدون بررسی محتويات آن کنار خواهد گذاشت ( عدم استفاده ). يکی از نکات قابل توجه در رابطه با آدرس دهی اترنت، پياده سازی يک آدرس Broadcast است . زمانيکه آدرس مقصد يک فريم از نوع Broadcast باشد، تمام گره های موجود در شبکه آن را دريافت و پردازش خواهند کرد. CSMA/CD تکنولوژی CSMA/CD)carrier-sense multiple access with collision detection ) مسئوليت تشريح و تنظيم نحوه ارتباط گره ها با يکديگررا برعهده دارد. با اينکه واژه فوق پيچيده بنظر می آيد ولی با تقسيم نمودن واژه فوق به بخش های کوچکتر، می توان با نقش هر يک از آنها سريعتر آشنا گرديد.بمنظور شناخت تکنولوژی فوق مثال زير را در نظر بگيريد : فرض کنيد سگمنت اترنت، مشابه يک ميز ناهارخوری باشد. چندين نفر ( نظير گره ) دور تا دور ميز نشسته و به گفتگو مشغول می باشند. واژه Multiple Access (دستيابی چندگانه) بدين مفهوم است که : زمانيکه يک ايستگاه اترنت اطلاعاتی را ارسال می دارد تمام ايستگاههای ديگر موجود (متصل) در محيط انتقال ، نيز از انتقال اطلاعات آگاه خواهند شد.(.نظير صحبت کردن يک نفر در ميز ناهار خوری و گوش دادن سايرين).
فرض کنيد که شما نيز بر روی يکی از صندلی های ميز ناهار خوری نشسته و قصد حرف زدن را داشته باشيد، در همان زمان فرد ديگری در حال سخن گفتن است در اين حالت می بايست شما در انتظار اتمام سخنان گوينده باشيد. در پروتکل اترنت وضعيت فوق carrier sense ناميده می شود.قبل از اينکه ايستگاهی قادر به ارسال اطلاعات باشد می بايست گوش خود را بر روی محيط انتقال گذاشته و بررسی نمايد که آيا محيط انتقال آزاد است ؟ در صورتيکه صدائی از محيط انتقال به گوش ايستگاه متقاضی ارسال اطلاعات نرسد، ايستگاه مورد نظر قادر به استفاده از محيط انتقال و ارسال اطلاعات خواهد بود. Carrier-sense multiple access شروع يک گفتگو را قانونمند و تنظيم می نمايد ولی در اين رابطه يک نکته ديگر وجود دارد که می بايست برای آن نيز راهکاری اتخاذ شود.فرض کنيد در مثال ميز ناهار خوری در يک لحظه سکوتی حاکم شود و دو نفر نيز قصد حرف زدن را داشته باشند.در چنين حالتی در يک لحظه سکوت موجود توسط دو نفر تشخيص و بلافاصله هر دو تقريبا" در يک زمان يکسان شروع به حرف زدن می نمايند.چه اتفاقی خواهد افتاد ؟ در اترنت پديده فوق را تصادم (Collision) می گويند و زمانی اتفاق خواهد افتاد که دو ايستگاه قصد استفاده از محيط انتقال و ارسال اطلاعات را بصورت همزمان داشته باشند.
در گفتگوی انسان ها ، مشکل فوق را می توان بصورت کاملا" دوستانه حل نمود. ما سکوت خواهيم کرد تا اين شانس به سايرين برای حرف زدن داده شود.همانگونه که در زمان حرف زدن من، ديگران اين فرصت را برای من ايجاد کرده بودند! ايستگاههای اترنت زمانيکه قصد ارسال اطلاعات را داشته باشند، به محيط انتقال گوش فرا داده تا به اين اطمينان برسند که تنها ايستگاه موجود برای ارسال اطلاعات می باشند. در صورتيکه ايستگاههای ارسال کننده اطلاعات متوجه نقص در ارسال اطلاعات خود گردند ،از بروز يک تصادم در محيط انتقال آگاه خواهند گرديد. در زمان بروز تصادم ، هر يک از ايستگاههای مربوطه به مدت زمانی کاملا" تصادفی در حالت انتظار قرار گرفته و پس از اتمام زمان انتظار می بايست برای ارسال اطلاعات شرط آزاد بودن محيط انتقال را بررسی نمايند! توقف تصادفی و تلاش مجدد يکی از مهمترين بخش های پروتکل است . محدوديت های اترنت يک شبکه اترنت دارای محدوديت های متفاوت از ابعاد گوناگون (بکارگيری تجهيزات ) است .طول کابلی که تمام ايستگاهها بصورت اشتراکی از آن بعنوان محيط انتقال استفاده می نمايند يکی از شاخص ترين موارد در اين زمنيه است . سيگنال های الکتريکی در طول کابل بسرعت منتشر می گردند. همزمان با طی مسافتی، سيگنال ها ضعيف می گردند. وچود ميدان های الکتريکی که توسط دستگاههای مجاور کابل نظيرلامپ های فلورسنت ايجاد می گردد ، باعث تلف شدن سيگنال می گردد. طول کابل شبکه می بايست کوتاه بوده تا امکان دريافت سيگنال توسط دستگاه های موجود در دو نقطه ابتدائی و انتهائی کابل بصورت شفاف و با حداقل تاخير زمانی فراهم گردد. همين امر باعث بروز محدوديت در طول کابل استفاده شده، می گردد پروتکل CSMA/CD امکان ارسال اطلاعات برای صرفا" يک دستگاه را در هر لحظه فراهم می نمايد، بنابراين محدوديت هائی از لحاظ تعداد دستگاههائی که می توانند بر روی يک شبکه مجزا وجود داشته باشند، نيز بوجود خواهد آمد. با اتصال دستگاه های متعدد (فراوان) بر روی يک سگمنت مشترک، شانس استفاده از محيط انتقال برای هر يک از دستگاه های موجود بر روی سگمنت کاهش پيدا خواهد کرد.
در اين حالت هر دستگاه بمنظور ارسال اطلاعات می بايست مدت زمان زيادی را در انتظار سپری نمايد . توليد کنندگان تجهيزات شبکه دستگاه های متفاوتی را بمنظور غلبه بر مشکلات و محدوديت گفته شده ، طراحی و عرضه نموده اند. اغلب دستگاههای فوق مختص شبکه های اترنت نبوده ولی در ساير تکنولوژی های مرتبط با شبکه نقش مهمی را ايفاء می نمايند.

عملکرد Bridge از بعد افزايش قطر شبکه نظير تکرارکننده است ، با اين نفاوت که Bridge قادر به ايجاد نظم در ترافيک شبکه نيز خواهد بود. Bridge نظير ساير دستگاههای موجود در شبکه قادر به ارسال و دريافت اطلاعات بوده ولی عملکرد آنها دقيقا" مشابه يک ايستگاه نمی باشد. Bridge قادر به ايجاد ترافيکی که خود سرچشمه آن خواهد بود، نيست ( نظير تکرارکننده ) .Bridge صرفا" چيزی را که از ساير ايستگاهها می شنود ، منعکس می نمايد. ( Bridge قادر به ايجا د يک نوع فريم خاص اترنت بمنظور ايجاد ارنباط با ساير Bridge ها می باشند ) همانگونه که قبلا" اشاره گرديد هر ايستگاه موجود در شبکه تمام فريم های ارسال شده بر روی محيط انتقال را دريافت می نمايد.(صرفنظر ازاينکه مقصد فريم همان ايستگاه باشد و يا نباشد.) Bridge با تاکيد بر ويژگی فوق سعی بر تنظيم ترافيک بين سگمنت ها دارد. همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد Bridge دو سگمنت را به يکديگر متصل نموده است . در صورتيکه ايستگاه A و يا B قصد ارسال اطلاعات را داشته باشند Bridge نيز فريم های اطلاعاتی را دريافت خواهد کرد. نحوه برخورد Bridge با فريم های اطلاعاتی دريافت شده به چه صورت است؟ آيا قادر به ارسال اتوماتيک فريم ها برای سگمنت دوم می باشد؟ يکی ازاهداف استفاده از Bridge کاهش ترافيک های غيرضروری در هر سگمنت است . در اين راستا، آدرس مقصد فريم ، قبل از هر گونه عمليات بر روی آن، بررسی خواهد شد. در صورتيکه آدرس مقصد، ايستگاههای A و يا B باشد نيازی به ارسال فريم برای سگمنت شماره دو وجود نخواهد داشت . در اين حالت Bridge عمليات خاصی را انجام نخواهد داد. نحوه برخورد Bridge با فريم فوق مشابه فيلتر نمودن است . درصورتيکه آدرس مقصد فريم يکی از ايستگاههای C و يا D باشد و يا فريم مورد نظر دارای يک آدرس از نوع Broadcast باشد ، Bridge فريم فوق را برای سگمنت شماره دو ارسال خواهد کرد. با ارسال و هدايت فريم اطلاعاتی توسط Bridge امکان ارتباط چهار دستگاه موجود در شبکه فراهم می گردد. با توجه به مکانيزم فيلتر نمودن فريم ها توسط Bridge ، اين امکان بوجود خواهد آمد که ايستگاه A اطلاعاتی را برای ايستگاه B ارسال و در همان لحظه نيز ايستگاه C اطلاعاتی را برای ايستگاه D ارسال نمايد.بدين ترتيب امکان برقراری دو ارتباط بصورت همزمان بوجود آمده است . روترها : سگمنت های منطقی با استفاده از Bridge امکان ارتباط همزمان بين ايستگاههای موجود در چندين سگمنت فراهم می گردد. Bridge در رابطه با ترافيک موجود در يک سگمنت عمليات خاصی را انجام نمی دهد.
يکی از ويژگی های مهم Bridge ارسالی فريم های اطلاعاتی از نوع Broadcast برای تمام سگمنت های متصل شده به يکديگر است. همزمان با رشد شبکه و گسترش سگمنت ها، ويژگی فوق می تواند سبب بروز مسائلی در شبکه گردد. زمانيکه تعداد زيادی از ايستگاه های موجود در شبکه های مبتنی بر Bridge ، فريم های Broadcast را ارسال می نمايند، تراکم اطلاعاتی بوجود آمده بمراتب بيشتر از زمانی خواهد بود که تمامی دستگاهها در يک سگمنت قرار گرفته باشند. روتر يکی از دستگاههای پيشرفته در شبکه بوده که قادر به تقسيم يک شبکه به چندين شبکه منطقی مجزا است . روتر ها يک محدوده منطقی برای هر شبکه ايجاد می نمايند. روترها بر اساس پروتکل هائی که مستقل از تکنولوژی خاص در يک شبکه است، فعاليت می نمايند. ويژگی فوق اين امکان را برای روتر فراهم خواهد کرد که چندين شبکه با تکنولوژی های متفاوت را به يکديگر مرتبط نمايد. استفاده از روتر در شبکه های محلی و گسترده امکان پذيراست . وضعيت فعلی اترنت از زمان مطرح شدن شبکه های اترنت تاکنون تغييرات فراوانی از بعد تنوع دستگاه های مربوطه ايجاد شده است . در ابتدا از کابل کواکسيال در اين نوع شبکه ها استفاده می گرديد.امروزه شبکه های مدرن اترنت از کابل های بهم تابيده و يا فيبر نوری برای اتصال ايستگاه ها به يکديگر استفاده می نمايند. در شبکه های اوليه اترنت سرعت انتقال اطلاعات ده مگابيت در ثانيه بود ولی امروزه اين سرعت به مرز 100و حتی 1000 مگابيت در ثانيه رسيده است .

همزمان با مطرح شدن سوئيچ های اترنت مسئله Full-duplex نيز مطرح گرديد. Full-dulex يک اصطلاح ارتباطی است که نشاندهنده قابليت ارسال و دريافت اطلاعات بصورت همزمان است . در شبکه های اترنت اوليه وضعيت ارسال و دريافت اطلاعات بصورت يکطرفه (half-duplex) بود.در شبکه های مبتنی بر سوئيچ، ايستگاهها صرفا" با سوئيچ ارتباط برقرار کرده و قادر به ارتباط مستقيم با يکديگر نمی باشند. در اين نوع شبکه ها از کابل های بهم تابيده و فيبر نوری استفاده و سوئيچ مربوطه دارای کانکنورهای لازم در اين خصوص می باشند.. شبکه های مبتنی بر سوئيچ عاری از تصادم بوده و همزمان با ارسال اطلاعات توسط يک ايستگاه به سوئيچ ، امکان ارسال اطلاعات توسط سوئيچ برای ايستگاه ديگر نيز فراهم خواهد شد. اترنت و استاندارد 802.3 شايد تاکنون اصطلاح 802.3 را در ارتباط با شبکه های اترنت شنيده باشيد .

موسسه IEEE برای تمايز هر يک از کميته های جانبی از روش نامگذاری : x802.x استفاده کرد. X يک عدد منحصر بفرد بوده که برای هر يک از کميته ها در نظر گرفته شده بود . گروه 802.3 مسئوليت استاندارد سازی عمليات در شبکه های CSMA/CD را برعهده داشتند. (شبکه فوق در ابتدا DIX Ethernet ناميده می شد.) اترنت و 802.3 از نظر فرمت داده ها در فريم های اطلاعاتی با يکديگر متفاوت می باشند. تکنولوژی های متفاوت شبکه متداولترين مدل موجود در شبکه های کامپيوتری (رويکرد ديگری از اترنت) توسط شرکت IBM و با نام Token ring عرضه گرديد. در شبکه های اترنت بمنظور دستيابی از محيط انتقال از فواصل خالی (Gap) تصادفی در زمان انتقال فريم ها استفاده می گردد. شبکه های Token ring از يک روش پيوسته در اين راستا استفاده می نمايند. در شبکه های فوق ، ايستگاه ها از طريق يک حلقه منطقی به يکديگر متصل می گردند. فريم ها صرفا" در يک جهت حرکت و پس از طی طول حلقه ، فريم کنار گذاشته خواهد شد. روش دستيابی به محيط انتقال برای ارسال اطلاعات تابع CSMA/CD نخواهد بود و از روش Token passing استفاده می گردد. در روش فوق در ابتدا يک Token ( نوع خاصی از يک فريم اطلاعاتی ) ايجاد می گردد . Token فوق در طول حلقه می چرخد . زمانيکه يک ايستگاه قصد ارسال اطلاعات را داشته باشد، می بايست Token را در اختيار گرفته و فريم اطلاعاتی خود را بر روی محيط انتقال ارسال دارد. زمانيکه فريم ارسال شده مجددا" به ايستگاه ارسال کننده برگشت داده شد ( طی نمودن مسير حلقه )، ايستگاه فريم خود را حذف و يک Token جديد را ايجاد وآن را بر روی حلقه قرار خواهد داد. در اختيار گرفتن Token شرط لازم برا ی ارسال اطلاعات است . سرعت ارسال اطلاعات در اين نوع شبکه ها چهار تا شانزده مگابيت در ثانيه است . اترنت با يک روند ثابت همچنان به رشد خود ادامه می دهد. پس از گذشت حدود سی سال ازعمر شبکه های فوق استانداردهای مربوطه ايجاد و برای عموم متخصصين شناخته شده هستند و همين امر نگهداری و پشتيبانی شبکه های اترنت را آسان نموده است . اترنت با صلابت بسمت افزايش سرعت و بهبود کارآئی و عملکرد گام بر می دارد.

منابع:
http://www.yourdictionary.com
http://wikipedia.org
--------------------------------------------------------------
تنظیم و اصلاحات : webkaran