انتقال داده ها، شبکه های کامپیوتری و سیستم های توزیع شده

انتقال داده ها;شبکه های کامپیوتری ;سیستم های توزیع شده;پروژه;پژوهش;جزوه;مقاله;تحقیق;دانلود پروژه;دانلود پژوهش;دانلود جزوه;دانلود مقاله;دانلود تحقیق

انتقال داده ها، شبکه های کامپیوتری و سیستم های توزیع شده

در دنیای امروز که می­توان آن را عصر اطلاعات نامید، انتقال داده­ها (Data Commonication) و شبکه­های کامپیوتری (Computer Networks) که حاصل پیوند دو صنعت کامپیوتر و مخابرات است، از اهمیت ویژه­ای برخوردار می­باشد. هدف از پیدایش شبکه­های کامپیوتری، اتصال کامپیوترهای مستقل از طریق یک فناوری واحد و قوانین مشخص به منظور انتقال داده­ها و اشتراک منابع است. منظور از انتقال داد­ه­ها، ارسال و دریافت داده­ها به صورت پیوسته آنالوگ یا گسسته دیجیتال بر روی رسانه­های مختلف انتقال مانند زوج سیم به هم تابیده، فیبر نوری، هوا و غیره می­باشد.

توجه کنید که اینترنت و وب، هیچکدام یک شبکه کامپیوتری نمی­باشند. اینترنت (Internet)، شبکه شبکه­ها است و از به هم پیوستن هزاران شبکه نامتجانس و گوناگون که هر کدام از آنها فناوری و قوانین مخصوص به خودش را دارد به وجود آمده است. اما وب گسترده جهانی (WWW. World Winde Web) نمونه­ای از یک سیستم توزیع شده است. یک سیستم توزیع شده، مجموعه­ای از چندین کامپیوتر مستقل است که از دید کاربر به صورت یک سیستم نامرئی (Transparent)، متمرکز (Centeralized) و متجانس به نظر می­رسد و کاربر به جای نگرانی در مورد به خاطر سپردن آدرس­ها (مثلا آدرس اینترنتی IP)، هر چیز را از طریق نام آن فراخوانی می­نماید (مثلا در وب همه چیز به صورت سند یا صفحه وب است و از طریق نام URL قابل دستیابی است و این نام­ها به صورت خودکار توسط خدمت­گزارهای نام حوزه به آدرس IP تبدیل می­شوند.) همچنین دقت کنید که وب، میان افزار (Middleware) است و یک لایه نرم­افزاری می­باشد که در یک محیط ناهمگن بر روی سیستم عامل­های متنوع مستقل قرار دارد، اما ایده سیستم­های عامل توزیع شده، وظیفه ایجاد یک تصویر متمرکز از کامپیوترهای مستقل را بر عهده سیستم عامل واحد توزیع شده می­سپارد.

کاربردهای شبکه

امروزه با گسترش اینترنت و جهانی شدن وب، کاربردهای شبکه­های کامپیوتری از تنوع زیادی برخوردار است که برای نمونه، چند مورد از آنها عبارتند از: جستجو و تحقیق و دسترسی به اطلاعات به روز پراکنده در دنیا، تجارت الکترونیکی، خرید، فروش و حراج کالا، آموزش از راه دور و دانشگاه مجازی، دولت الکترونیکی، درمان از راه دور، کنفرانس صوتی و تصویری از راه دور، کنترل، مدیریت و نظارت بر سیستم­های صنعتی از راه دور، پست الکترونیکی، پیام­رسانی فوری، گروه­های خبری، گفتگو و گپ زدن، بازی و سرگرمی تعاملی، پخش فیلم­های درخواستی، کمک به ایجاد واقعیت مجازی و ده­ها کاربرد دیگر.

اجزای شبکه

شبکه­های انتقال داده از سه بخش عمده تشکیل می­شوند:

کامپیوترهای میزبان (Host) که هدف اصلی ایجاد شبکه، اتصال کامپیوترهای میزبان به یکدیگر است.

پردازنده­های واسط مانند هاب­ها (Hub)، تکرار کننده­ها (Repeater)، پل­ها (Bridge)، سوئیچ­ها (Switch) و مسیر­یاب­های (Router) میانی که وظیفه مدیریت شبکه و هدایت ارسال داده­ها از مبدأ و مقصد را بر عهده دارند. مدل ریاضی شبکه­های کامپیوتری یک گراف است که در آن، گره­ها (Nodes) همان پردازنده­های واسط هستند.

لینک­های ارتباطی (Link) که در واقع رسانه­های انتقال داده هستند و با اتصال گره­های شبکه به یکدیگر انتقال داده­ها را بر عهده دارند.

پردازنده­های واسط و لینک­های ارتباطی زیر شبکه انتقال داده (Communication Subnet) را تشکیل می­دهند.

1-1 طبقه­بندی شبکه­ها

شبکه­های کامپیوتری از نظر اندازه و گستردگی جغرافیایی به 5 دسته تقسیم می­شوند:

شبکه­های شخصی (PAN: Personal Area Networks) که بر روی میز کار یا فاصله چند متری یک شخص هستند. مانند ارتباط بی­سیم اجزای کامپیوتر با کامپیوتر شخصی (PC) و دستیار دیجیتالی (PDA) و یا حتی کامپیوتر پوشیدنی (Wearable Computer) شخص.

شبکه­های محلی (LAN: Local Area Networks) که دارای گستردگی در حد یک ساختمان یا یک کمپ کوچک می­باشند.

شبکه­های شهری (MAN: Metropolitan Area Networks) که دارای گستردگی در حد یک شهر می­باشند.

شبکه­های گسترده (WAN: Wide Area Networks) که دارای گستردگی بیش از حد یک شهر ( در حد استان، کشور یا قاره) می­باشند.

شبکه­های جهانی که همان شبکه شبکه­ها یا اینترنت است.

انواع فناوری انتقال

به طور کلی دو نوع فناوری انتقال داده وجود دارد:

نقطه به نقطه (Point to point) یا همتا به همتا (Peer to peer) یا تک پخشی (Unicast) که داده­های ارتباطی از طریق لینک­ها و گره­های میانی به طور مستقیم بین دو ماشین مبدأ و مقصد مبادله می­شود. (مانند شبکه­های تلفنی)

انتشاری (Broadcast) که به آن داده پراکن یا پخشی نیز می­گویند و در آن همه ماشین­ها به یک کانال مشترک متصل شده و داده­ها بر روی کانال انتقال داده منتشر می­شود و کلیه ماشین­ها به داده­ها روی کانال دسترسی دارند (مانند انتشار رادیویی). این ماشین­ها با توجه به آدرس مقصد بسته­ها آن­ها را برداشته یا دور می­اندازند.

البته در بعضی از شبکه­های انتشاری امکان ارسال داده­ها از مبدأ به گروهی از مقصدها وجود دارد که به آن پخش گروهی یا چند پخشی (Multicast) یا (Point to Mutltipoint) گویند.

همبندی(Topology)

منظور از همبندی یا توپولوژی نحوه اتصال گره­های تشکیل دهنده گراف شبکه از طریق لینک­های ارتباطی است. ساختار و توپولوژی شبکه­های کامپیوتری بر اساس ماهیت کانال­های (Channel) انتقال داده و فناوری انتقال به دو دسته اصلی (نقطه به نقطه و انتشاری) تقسیم می­شود.

انواع توپولوژیPointtopoint

چندین نوع توپولوژی در شبکه­های نقطه به نقطه مورد استفاده قرار می­گیرد، مانند:

انواع توپولوژیBroadceast

چندین نوع توپولوژی در شبکه­های انتشاری مورد استفاده قرار می­گیرد، مانند:

2-1 روند پیشرفت شبکه­های کامپیوتری

در ابتدا طراحی شبکه­های کامپیوتری به صورت موردی و خاص و با معماری­های گوناگون و ناسازگار با یکدیگر انجام می­شد و هر شرکت معماری و روش غیر استاندارد خودش را داشت. بنابراین قابلیت اتصال به کامپیوترهای شرکت­های دیگر وجود نداشت و به همین دلیل به آن­ها شبکه­های بسته (Closed Networks) گفته می­شد. برای مثال شکل 1 دو کامپیوتر را نشان می­دهد که به طور مستقیم به یکدیگر متصل شده­اند. این­گونه شبکه­ها از نوع شبکه­های خصوصی با وسعت یک شرکت (Enterprise Networks) بودند.

لینک دانلود و توضیحات فایل”انتقال داده ها، شبکه های کامپیوتری و سیستم های توزیع شده”