فهرست مطالب

شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت

شبکه‌های کامپیوتری (Computer Networks)

به مجموعه‌ایی از کامپیوترهای مستقل از هم که از طریق یک زیرساخت ارتباطی به یکدیگر متصل بوده و امکان تبادل داده بین آن‌ها وجود داشته باشد، شبکه‌ی کامپیوتری گفته می‌شود. کامپیوترها می‌توانند با استفاده از شبکه، منابع نرم‌افزاری و سخت‌افزاری و همچنین اطلاعات خود را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. شبکه‌های کامپیوتری در اندازه، شکل و ساختارهای بسیار متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مستقل بودن کامپیوتر در یک شبکه‌ی کامپیوتری یعنی کامپیوتر به تنهایی و بدون اتصال به شبکه می‌تواند به درستی کار کند و از شبکه فقط برای تبادل داده و اطلاعات استفاده می‌نماید.

زیرساخت ارتباطی

زیرساخت ارتباطی به مجموع عناصری گفته می‌شود که بین کامپیوترها ارتباط برقرار کرده و امکان تبادل داده را بین کامپیوترها به وجود می‌آورد و عبارتند از:

  1. کانال ارتباطی مانند کابل مسی، فیبرنوری، امواج و ....
  2. تجهیزات و دستگاه‌های ارتباط‌دهنده‌ی بین کامپیوترها و منتقل‌کننده‌ی داده‌ بین آن‌ها مانند سوئیچ‌ها، روترها، مودم‌ها و ....
  3. پروتکل‌های نقل و انتقال داده‌ها در یک شبکه‌ی کامپیوتری.

پروتکل (Protocol)

پروتکل‌ها قوانین و استانداردهای توافق شده بین دوطرف برقرارکننده‌ی ارتباط می‌باشند که دو طرف برقرار کنند ارتباط، می‌توانند براساس آن با یکدیگر به یک زبان مشترک صحبت کرده و ارتباط برقرار کنند مانند: TCP – IP – SMTP - POP3 – http – https - SSL

تصویر شماره 1: نمونه‌ای از یک شبکه‌ی کامپیوتری کابلی
نمونه‌ای از یک شبکه‌ی کامپیوتری کابلی
تصویر شماره 2: نمونه‌ای از یک شبکه‌ی کامپیوتری بی‌سیم
نمونه‌ای از یک شبکه‌ی کامپیوتری بی‌سیم

مزایای استفاده از شبکه‌های کامپیوتری

برخی از مزایای استفاده از شبکه‌های کامپیوتری عبارتند از:

  • به اشتراک‌گذاری اطلاعات و منابع نرم‌افزاری و سخت‌افزاری.
  • حذف محدودیت‌های جغرافیایی به طوری که در مدت زمان بسیار کم می‌توان به منابع اطلاعاتی در فاصله‌های بسیار دور دسترسی داشت.
  • کاهش هزینه‌ها به دلیل استفاده اشتراکی از منابع نرم‌افزاری و سخت‌افزاری.
  • مدیریت متمرکز اطلاعات به منظور جلوگیری از افزونگی و به روز بودن اطلاعات.

نکته‌ایی که باید به آن توجه نمود این است که نرم‌افزار یا سرویسی که قصد برقراری ارتباط و رد و بدل کردن اطلاعات با کامپیوتر دیگری در یک شبکه را داشته باشد، بدون آنکه از نحوه‌ی عملکرد زیرساخت ارتباطی اطلاعی داشته باشد از آن استفاده می‌کند و داده‌های خود را برای رساندن به کامپیوتر مقصد، به زیرساخت ارتباطی تحویل داده و یا داده‌های ارسالی از کامپیوتر مبداء را، از زیرساخت ارتباطی تحویل می‌گیرد. به عبارت دیگر رد و بدل کردن داده یا همان تبادل داده بین کامپیوترها، بستگی به نوع زیرساخت ارتباطی ندارد یعنی فرقی نمی‌کند که کامپیوترها از طریق چه نوع زیرساخت ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند. به طور مثال در تصویر شماره 3 کامپیوترها می‌توانند فارغ از اینکه نوع زیرساخت ارتباطی کابلی یا بی‌سیم است با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و سرویس‌های لازم را دریافت کند.

تصویر شماره 3: ارتباط بین کامپیوترها فارغ از نوع زیرساخت ارتباطی
ارتباط بین کامپیوترها فارغ از نوع زیرساخت ارتباطی

اینترنت (Internet)

همانطور که در تصویر شماره 4 که مشخص است، اینترنت از تعداد بسیار زیادی شبکه‌های کامپیوتری کوچک و بزرگ و مستقل از هم تشکیل شده است که با استفاده از زیرساخت‌های ارتباطی بین شبکه‌ایی، به هم مرتبط می‌باشند. در اینترنت میلیون‌ها کامپیوتر در سرتاسر دنیا به یکدیگر متصل بوده و با یکدیگر تبادل داده می‌کنند و انواع سرویس‌ها، خدمات و اطلاعات را در اختیار یکدیگر قرار می‌دهند. اینترنت بدون یک متولی خاص و به صورت خود به خود رشد یافته است.

تصویر شماره 4: نمایی بسیار ساده از اینترنت
نمایی بسیار ساده از اینترنت

در اینترنت انواع سرویس‌ها و خدمات ارائه می‌گردد مانند: سرویس ایمیل، سرویس انتقال فایل، انواع بازی‌های آنلاین، سرویس وب و بسیاری دیگر. این سرویس‌ها از اینترنت به عنوان زیرساخت ارتباطی استفاده می‌کنند.

سرور (Server) و کلاینت (Client)

سرور یا سرویس‌دهنده (Server)

به کامپیوتر یا نرم‌افزاری گفته می‌شود که منابع اطلاعاتی یا سرویس خاصی را در یک شبکه در اختیار دیگران قرار می‌دهد. نام هر سرور براساس سرویسی که ارائه می‌دهد، مشخص می‌شود، مانند: Email Server (ارائه دهنده‌ی سرویس ایمیل)، DNS Server (ارائه دهنده‌ی سرویس DNS)، Web Server (ارائه دهنده‌ی سرویس وب)

کلاینت یا سرویس‌گیرنده (Client)

به کامپیوتر یا نرم‌افزاری گفته می‌شود که از منابع اطلاعاتی و یا از سرویس‌های ارائه شده توسط سرور در یک شبکه استفاده می‌کند.

معماری شبکه سرور/کلاینت (Server/Client)

در معماری شبکه سرور/کلاینت (Server/Client)، تعدادی سرور وجود داشته که منابع اطلاعاتی و یا سرویس‌هایی را ارائه می‌دهند و تعدادی نیز کلاینت وجود دارد که از این منابع اطلاعاتی و سرویس‌ها استفاده می‌کنند.

تصویر شماره 5: معماری شبکه سرور/کلاینت
معماری شبکه سرور/کلاینت

نحوه‌ی عملکرد در این نوع معماری شبکه به این صورت است که به هنگام نیاز یک کلاینت به یک منبع اطلاعاتی و یا یک سرویس، درخواستی را به سرور ارائه‌دهنده ارسال می‌کند. سرور درخواست را دریافت نموده و بعد از انجام پردازش‌های لازم پاسخ را به کلاینت برمی‌گرداند.

درخواست (Request)

زمانی که یک کلاینت به سرویسی نیاز دارد، تقاضای خود را به سرور ارسال می‌کند که به آن درخواست (Request) گفته می‌شود.

پاسخ (Response)

زمانی که یک سرور درخواستی (Request) را از یک کلاینت دریافت می‌کند، آن را پردازش نموده و پاسخ (Response) را به کلاینت بازمی‌گرداند.

تصویر شماره 6: درخواست کلاینت و پاسخ سرور
درخواست کلاینت و پاسخ سرور

توضیحات تصویر شماره 6:
مرحله اول کلاینت 2 درخواستی برای رساندن به سرور به زیرساخت ارتباطی تحویل می‌دهد.
مرحله دوم زیرساخت ارتباطی درخواست کلاینت را به سرور تحویل می‌دهد.
مرحله سوم سرور پس از انجام پردازش‌های لازم پاسخ را به زیرساخت ارتباطی تحویل می‌دهد.
مرحله چهارم زیرساخت ارتباطی پاسخ سرور را به کلاینت 2 باز می‌گرداند.

آدرس IP (Internet Protocol ) و پورت (Port)

آدرس IP (Internet Protocol )

برای آن که کامپیوترها و دستگاه‌های موجود در یک شبکه‌ی کامپیوتری قادر به برقراری ارتباط و رد و بدل کردن داده با یکدیگر باشند، باید بتوانند یکدیگر را شناسایی کنند و برای این کار هر کامپیوتر باید یک آدرس مشخص و منحصر به فرد داشته باشد. در یک شبکه برای هر کدام از کامپیوترها و دستگاه‌های موجود جهت شناسایی یکدیگر و برقراری ارتباط، یک آدرس منحصر به فرد و یکتای عددی به نام آدرس IP در نظر گرفته می‌شود.

آدرس IP در دو نسخه ارائه شده است:

1. IPv4 (IP نسخه 4): یک آدرس 4 بایتی (32 بیتی) است و جهت سهولت استفاده به صورت چهار عدد بین 0 تا 255 نوشته می‌شود که با نقطه (.) از یکدیگر جدا می‌شوند. در این نسخه امکان آدرس‌دهی به 232 کامپیوتر و دستگاه وجود دارد.

تصویر شماره 7: آدرس IP نسخه 4
آدرس IP نسخه 4

2. IPv6 (IP نسخه 6): یک آدرس 128 بیتی است و جهت سهولت استفاده به صورت 32 عدد هگزادسیمال نوشته می‌شود که در 8 بخش 4 تایی با دونقطه (:) از یکدیگر جدا می‌شوند. در این نسخه امکان آدرس‌دهی به 2128 کامپیوتر و دستگاه وجود دارد.

تصویر شماره 8: آدرس IP نسخه 6
آدرس IP نسخه 6

پورت (Port)

پس از برقراری ارتباط با یک کامپیوتر با استفاده از آدرسIP، باید مشخص شود که این ارتباط با چه نرم‌افزار و یا سرویسی می‌خواهد برقرار شود. برای پاسخ به این سئوال در شبکه از مفهومی به نام پورت نرم‌افزاری استفاده می‌شود. پورت در لغت به معنای درگاه است و برای هر نرم‌افزار یا سرویس استفاده‌کننده از شبکه، یک پورت در نظر گرفته می‌شود که هر پورت با عددی مشخص می‌شود. شماره‌ی پورت عددی بین 0 تا 65535 می‌باشد. زیرساخت شبکه که وظیفه‌ی انتقال داده را به عهده دارد، از طریق این پورت با نرم‌افزار یا سرویس مربوطه ارتباط برقرار می‌کند و داده‌ها را از طریق این پورت تحویل داده یا تحویل می‌گیرد. بعضی از پورت‌ها برای سرویس‌های معروف رزرو شده‌اند مانند پورت شماره 80 برای سرویس وب با پروتکل http، پورت شماره 443 برای سرویس وب با پروتکل https و غیره. عدد پورت دقیقاً بعد از آدرسIP که با دو نقطه (:) از آن جدا می‌شود قرار می‌گیرد. به طور مثال وقتی داده‌ای به آدرس 89.199.138.250:443 ارسال می‌گردد یعنی داده به کامپیوتر یا دستگاهی با آدرس 89.199.138.250 و به نرم‌افزار یا سرویسی که روی پورت 443 تنظیم شده است، تحویل داده شود.

سیستم نام دامنه - DNS (Domain Name System)

به دلیل این که آدرسIP یک آدرس عددی است، برای کاربر نهایی اینترنت، نامفهوم است و بنابراین سیستمی به نام سیستم نام دامنه یا DNS برای نام‌گذاری معنادار کامپیوترها ایجاد گردید که در این سیستم، معادل هر آدرس IP یک نام معنادار منحصر به فرد در نظر گرفته می‌شود که به آن دامنه (Domain) گفته می‌شود یعنی هر نام دامنه به یک آدرسIP اشاره می‌کند.

هر دامنه دارای دو بخش اصلی به نام‌های نام دامنه و نام حوزه می‌باشد که با یک نقطه از یکدیگر مجزا می‌شوند. مانند nahitee.com که nahitee نام دامنه و com نام حوزه می‌باشد. همچنین هر دامنه می‌تواند دارای زیردامنه و زیرحوزه‌ نیز باشد.

به طور مثال در دامنه mail.naitee.co.ir
     نام دامنه nahitee
     نام زیر دامنه mail
     نام حوزه ir
     نام زیر حوزه co می‌باشد.

نام‌های حوزه‌ به دو حوزه‌ی کلی تقسیم می‌شوند که با مشاهده‌ی نام حوزه‌ی یک دامنه، می‌توان ماهیت آن دامنه را حدس زد.

  1. حوزه‌های عمومی یا بین‌المللی: به حوزه‌های بین‌المللی TLD گفته می‌شود و معمولاً سه حرفی هستند و بعضی از معروف‌ترین آن‌ها عبارتند از:
    com (commercial)
    org (organization)
    net (network)
    edu (educational)
    gov (government)
  2. حوزه‌های کشوری: حوزه‌های کشوری معمولاً دو حرفی و مخفف نام کشور مربوطه هستند و نشان‌ می‌دهد کامپیوتر در کدام کشور قرار دارد مانند: ir ایران - jp ژاپن - us آمریکا

ثبت دامنه

برای در اختیار داشتن یک دامنه در اینترنت، باید دامنه‌ی مورد نظر را برای یک دوره‌ی زمانی مشخص از متولی حوزه‌ی مورد نظر خریداری نمود. متولی حوزه ir در ایران مرکز ایرنیک می‌باشد که دامنه‌های این حوزه باید از این مرکز تهیه شوند ولی دامنه‌های حوزه‌های بین‌المللی توسط شرکت‌های خصوصی در کل دنیا ارائه می‌گردند که نماینده‌های آن‌ها در ایران نیز فعال هستند و می‌توان دامنه‌ی مورد نظر خود را از آن‌ها تهیه نمود.

ISP (Internet Service Provider)

ISP به ارائه‌دهنده سرویس اینترنت گفته می‌شود. در واقع ISPها شرکت‌هایی هستند که دسترسی به اینترنت را با استفاده از زیرساخت‌ها و تکنولوژی‌های مختلف برای مشترکان خود فراهم می‌نمایند. از جمله این زیرساخت‌ها و تکنولوژی‌ها می‌توان به ADSL ،Dial-up، فیبرنوری، TD-LTE، WiMAX، تکنولوژی‌های موبایل مانند 4G و 5G و غیره اشاره نمود.

پرسش و یا نظر خود را ثبت کنید