نحوه کار شبکه‌های کامپیوتری (راهنمای جامع)، از تقویت ارتباطات تا امکانات جدید

امروزه شبکه‌های کامپیوتری، موازنه‌ی فراگیر و جذابی را بین دنیای واقعیه ما و دنیای مجازی ایجاد کرده‌اند، جایی که دستگاه‌ها و افراد به یکدیگر متصل می‌شوند تا اطلاعات، ایده‌ها و تجربیات را با هم به اشتراک بگذارند. شبکه‌های کامپیوتری، چه از طریق کابل‌های رنگارنگ و پیچیده و چه از طریق ارتباطات بی‌سیم یا همان وایرلس، امکان ارسال و دریافت اطلاعات را به طیف وسیعی از کاربران ارائه می‌دهند، از ارسال یک پیام متنی ساده و کوتاه تا انتقال داده‌های بزرگ و پیچیده. در واقع شبکه‌های کامپیوتری پایه‌های تکنولوژی مدرن محسوب می‌شوند که تاثیرات عمیق و گسترده‌ای بر زندگی روزمره‌ی ما می‌گذارند. این شبکه‌ها به ما اجازه می‌دهند تا از ارتباطات پرسرعت و گسترده‌ی جهانی مانند اینترنت استفاده کنیم. فایل‌های مورد نظرمان را به اشتراک گذاشته و حتی به صورت مجازی با دیگران همکاری و تعامل داشته باشیم. از طریق شبکه‌های کامپیوتری، ما به دنیایی وسیعی از امکانات و خدمات درسترسی خواهیم داشت که تا قبل از این فناوری، تقریبا غیر ممکن به نظر می‌رسید. این شبکه‌ها در توسعه کسب‌وکارها، پیشرفت فناوری، افزایش ارتباطات اجتماعی و ایجاد تحولات بزرگ و موثر در زندگی روزمره‌ی ما نقش تعیین کننده‌ای داشته اند. ما در این مقاله به نحوه کار شبکه‌های کامپیوتری به صورت جامع و کامل خواهیم پرداخت. 

شبکه چیست؟

اگر بخواهیم به زبان ساده بگوییم، شبکه‌های کامپیوتری در واقع مجموعه‌ای کامپیوتر‌ها هستند که با یکدیگر برای به اشتراک گذاشتن منابع، اطلاعات و سرویس‌های خاص ارتباط برقرار می‌کنند. این کامپیوتر‌ها می‌توانند متناسب با تکنولوژی و یا سخت افزار‌هایی که در دسترس شان قرار دارد از طریق اتصالات سیمی یا بی‌سیم، مانند کابل‌های اینترنت یا وای‌فای، به هم متصل ‌شوند. هدف اصلی ایجاد و استفاده از شبکه‌های کامپیوتری، به اشتراک گذاشتن منابع (مانند پرینتر، فایل‌ها و دسترسی به اینترنت)، ارتباط بین کاربران، افزایش کارایی و امنیت اطلاعات است.

تاریخچه پیدایش و نحوه کار شبکه‌های کامپیوتری

در واقع شبکه‌های کامپیوتری، در طی چند دهه‌ی گذشته و با آغاز انقلاب دیجیتال و ظهور کامپیوترها به وجود آمدند. تاریخچه شبکه های کامپیوتری به دهه ۱۹۵۰ میلادی باز می گردد. در آن زمان، کامپیوترها دستگاه های بزرگ و گران قیمتی بودند که فقط در دسترس مراکز تحقیقاتی و دولتی قرار داشتند. برای اینکه این کامپیوترها بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، لازم بود یک روش ارتباطی جدید شکل بگیرد. در دهه ۱۹۶۰، ایده اولیه شبکه‌های کامپیوتری زاده شد و در دهه‌های بعد، با پیشرفت فناوری، این شبکه‌ها تکامل یافتند. یکی از نخستین تلاش‌ها برای ایجاد ارتباط بین دو کامپیوتر در دهه ۱۹۶۰ صورت گرفت که در ایجاد و ارتقای آن محققان مطرحی همچون لیکلاید و لئونارد کلین نقش موثری ایفا می‌کردند. آنها با ایجاد اتصالات فیزیکی بین دو دستگاه کامپیوتر، اولین شبکه را بوجود آوردند. در دهه‌های بعد، با پیشرفت فناوری و رشد نیازهای ارتباطی، استانداردها و تکنولوژی‌های مختلفی برای ایجاد شبکه‌های کامپیوتری توسعه یافتند. ظهور اینترنت، به عنوان یکی از انقلابی‌ترین اتفاقات در تاریخ شبکه‌های کامپیوتری، دسترسی به ارتباطات جهانی را به کاربران عادی فراهم کرد. از آن زمان تا به امروز، شبکه‌های کامپیوتری به دنیایی پیچیده از ارتباطات و امکانات تبدیل شده‌اند. از شبکه‌های کوچک محلی گرفته تا شبکه‌های بزرگ جهانی، این فناوری‌ها به ما اجازه می‌دهند تا به سرعت و به صورت گسترده با دیگران در سراسر جهان ارتباط برقرار کرده و از خدمات مختلفی استفاده کنیم.

 

اصول کار و نحوه کار شبکه‌های کامپیوتری

همانطور که قبلا اشاره کردیم شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از دستگاه‌ها، یا همان کامپیوترها هستند که با هدف به اشتراک گذاشتن منابع و اطلاعات با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. برای اینکه دستگاه های کامپیوتری در یک شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، باید از یک راه ارتباطی فیزیکی یا بی سیم استفاده کنند. راه ارتباطی فیزیکی می تواند کابل، فیبر نوری یا هوا باشد. راه ارتباطی بی سیم هم می‌تواند Wi-Fi یا Bluetooth باشد. زمانی که کامپیوتری به یک راه ارتباطی متصل می شود، یک آدرس IP دریافت می کند. آدرس IP یک شماره منحصر به فرد است که به ما این امکان را می‌دهد دستگاه را در شبکه شناسایی کنیم. برای ارسال داده ها از یک دستگاه کامپیوتر به دستگاه دیگر، داده ها به قطعات کوچکی به نام بسته‌های داده‌ای (Data Packets)  تقسیم می‌شوند هر بسته حاوی آدرس IP مقصد، آدرس IP منبع و داده های واقعی است. این بسته‌های داده‌ای شامل اطلاعات مختلفی مانند متن، تصاویر، صدا یا ویدئو هستند که به صورت دیجیتال تبدیل و انتقال می‌یابند. زمانی که یک کامپیوتر مبدا می‌خواهد اطلاعاتی را ارسال کند، این اطلاعات به صورت بسته‌های داده‌ای بسته‌بندی و به کامپیوتر مقصد ارسال می‌شوند. هر بسته دارای اطلاعاتی مانند آدرس مبدأ و مقصد، اطلاعات اصلی و اطلاعات کنترلی برای تبادل در شبکه است. بسته ها از طریق شبکه ارسال می شوند و توسط دستگاه مقصد دریافت می شوند. دستگاه مقصد بسته ها را دوباره در هم می‌آمیزد و داده های واقعی را استخراج می‌کند.

شبکه‌ها از پروتکل‌های مختلف مانند TCP/IP یا Ethernet برای مدیریت و کنترل انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند. این پروتکل‌ها در کامپیوتر‌های مبدا و مقصد، قوانین و روش‌هایی را اعمال می‌کنند تا انتقال داده‌ها به صورت صحیح و قابل اعتماد صورت گیرد. به این ترتیب، اطلاعات در یک شبکه کامپیوتری به صورت بسته‌های داده‌ای، با استفاده از اتصالات فیزیکی و با رعایت پروتکل‌های مشخص، از دستگاه مبدأ به دستگاه مقصد منتقل می‌شوند.

انواع شبکه های کامپیوتری

شبکه های کامپیوتری می توانند به روش های مختلفی طبقه بندی شوند، از جمله:

1. دامنه جغرافیایی: شبکه های کامپیوتری می توانند محلی، منطقه ای، ملی یا جهانی باشند.
2. هدف: شبکه های کامپیوتری می توانند شخصی، تجاری یا دولتی باشند.
3. معماری: شبکه های کامپیوتری می توانند بر اساس معماری کلاینت-سرور یا peer-to-peer ساخته شوند.

انواع شبکه‌های کامپیوتری بر اساس دامنه جغرافیایی

• شبکه‌های LAN (Local Area Network):

این نوع از شبکه‌ها برای محدوده‌های کوچک مانند دفتر، سازمان یا ساختمان استفاده می‌شود. این شبکه‌ها ارتباط دستگاه‌های محلی را فراهم می‌کنند و به اشتراک گذاری منابع نظیر پرینترها و فایل‌ها را در سازمان ها و یا مجموعه‌های کوچک ممکن می‌سازند.

• شبکه‌های WAN (Wide Area Network):

این نوع از شبکه‌ها نسبت به شبکه های LAN  محدوده‌ی گسترده‌تری را پوشش می‌دهند، مانند ارتباط از طریق اینترنت یا شبکه‌های مخابراتی. آن‌ها به دستگاه‌ها اجازه می‌دهند تا در محدوده‌های جغرافیایی وسیع‌تری ارتباط برقرار کنند.

• شبکه‌های WLAN (Wireless Local Area Network):

این نوع از شبکه‌ها مشابه LAN هستند، اما از ارتباطات بی‌سیم مانند وای‌فای برای اتصال دستگاه‌ها استفاده می‌کنند.

• شبکه‌های MAN (Metropolitan Area Network):

این شبکه‌ها محدوده‌ای بین LAN و WAN دارند و برای پوشش منطقه‌های شهری یا مناطق محلی گسترده‌تر به کار می‌روند.

• شبکه‌های PAN (Personal Area Network):

این نوع شبکه‌ها برای ارتباط بین دستگاه‌های شخصی مانند تلفن همراه، لپ‌تاپ و دستگاه‌های دیگر در یک محیط کوچک استفاده می‌شوند.

• شبکه‌های VPN (Virtual Private Network):

این شبکه‌ها بر اساس اینترنت ساخته می‌شوند و به کمک رمزنگاری، امنیت بالایی برای ارتباطات را فراهم می‌کنند. آنها به دستگاه‌ها اجازه می‌دهند تا به صورت ایمن به منابع شبکه دسترسی پیدا کنند.

هر نوع از این شبکه‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند که بسته به نیازها و اهداف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع شبکه‌های کامپیوتری بر اساس هدف

شبکه‌های کامپیوتری می‌توانند بر اساس اهدافشان به چند دسته‌بندی مختلف دیگر نیز تقسیم شوند:

1. شبکه‌های عمومی (Public Networks):

این نوع از شبکه‌ها برای ارتباطات عمومی و دسترسی عمومی به اینترنت و منابع شبکه استفاده می‌شوند. این شبکه‌ها برای اتصالات گسترده به تعداد زیادی از دستگاه‌ها و افراد به کار می‌روند.

• شبکه‌های خصوصی (Private Networks):

این نوع شبکه‌ها برای استفاده داخلی سازمان‌ها، شرکت‌ها یا افراد استفاده می‌شوند. آنها ممکن است برای به اشتراک گذاری منابع داخلی، ارتباطات داخلی یا امور خصوصی و اتوماسیون اداری استفاده شوند.

• شبکه‌های ابری (Cloud Networks):

این شبکه‌ها برای ارتباط با سرویس‌های ابری و استفاده از ذخیره‌سازی ابری و منابع محاسباتی ارائه شده توسط سرویس‌دهندگان ابری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• شبکه‌های تلفن همراه (Mobile Networks):

این نوع شبکه‌ها برای ارتباطات تلفن همراه و دسترسی به اینترنت از طریق تلفن‌های همراه و دستگاه‌های متحرک استفاده می‌شوند.

• شبکه‌های مخابراتی (Telecommunication Networks):

این شبکه‌ها برای ارتباطات صوتی و تصویری مانند تلفن، تلویزیون و ارتباطات مخابراتی دیگر به کار می‌روند.

• شبکه‌های صنعتی (Industrial Networks):

این نوع شبکه‌ها برای کنترل و مدیریت دستگاه‌ها و سیستم‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند شبکه‌های کنترل صنعتی یا اینترنت اشیاء

هر یک از این دسته‌بندی‌ها بر اساس نیازها و اهداف مختلف طراحی و استفاده می‌شوند تا امکانات و خدمات شبکه‌ها به بهترین شکل برآورده شود.

انواع شبکه‌های کامپیوتری بر اساس معماری

شبکه‌های کامپیوتری معمولاً بر اساس معماری طراحی و ساختارشان به چند دسته‌بندی تقسیم می‌شوند:

1. معماری مرکزی (Centralized Architecture):

در این نوع معماری، یک مرکز کنترلی یا سرور اصلی وجود دارد که به عنوان نقطه مرکزی برای مدیریت و کنترل ترافیک و ارتباطات در شبکه عمل می‌کند. این سرور اصلی مسئول ارسال و دریافت اطلاعات است و دستگاه‌های دیگر به آن متصل می‌شوند.

• معماری توزیع‌شده (Distributed Architecture):

در این نوع معماری، هر دستگاه در شبکه می‌تواند اطلاعات را ذخیره و پردازش کند و امکانات مختلفی را ارائه دهد. هیچ مرکز کنترلی مشخصی وجود ندارد و هر دستگاه قادر به ارتباط مستقیم با سایر دستگاه‌ها است.

• معماری هیبریدی (Hybrid Architecture):

این نوع معماری شامل ترکیبی از معماری‌های مرکزی و توزیع‌شده است. برخی عناصر و منابع به صورت مرکزی مدیریت می‌شوند و برخی دیگر به صورت توزیع‌شده در شبکه قرار دارند.

• معماری متمرکز شده (Decentralized Architecture):

در این نوع معماری، هر قسمت از شبکه دارای مدیریت و کنترل خودش است و تصمیم‌گیری‌ها به صورت محلی انجام می‌شود، اما برخی از عناصر ممکن است دارای مرکزیت در مدیریت باشند.

این دسته‌بندی‌ها بر اساس نحوه سازمان بندی و تنظیمات شبکه‌ها صورت می‌گیرد و هر کدام از این معماری‌ها ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند که بسته به نیازها و شرایط مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

کاربرد های شبکه

شبکه‌های کامپیوتری در کاربردهای گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند:

1. اطلاعات و ارتباطات: این ابزارها برای ارسال و دریافت اطلاعات، ارتباطات صوتی و تصویری، ارسال ایمیل و چت استفاده می‌شوند، سهولت ارتباطات بین افراد و سازمان‌ها را فراهم می‌کنند.
2. اشتراک گذاری منابع: شبکه‌های کامپیوتری به اشتراک گذاری منابع مانند پرینتر، فایل‌ها، دستگاه‌های ذخیره‌سازی، و اطلاعات بین دستگاه‌ها کمک می‌کنند.
3. تبادل اطلاعات و داده‌ها: این شبکه‌ها به کاربران اجازه می‌دهند تا داده‌ها را به طور سریع و موثر بین دستگاه‌ها و کامپیوترها منتقل کنند.
4. مدیریت و کنترل: برای مدیریت دستگاه‌ها، نظارت بر ارتباطات، کنترل دسترسی و مدیریت امنیت اطلاعات از شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
5. صنعت و تولید: در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع نفت و گاز، الکترونیک و سایر صنایع برای کنترل و مدیریت فرآیندهای تولیدی از شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
6. آموزش و تحصیلات: در محیط‌های آموزشی و دانشگاهی برای ارائه خدمات آموزشی، دسترسی به اطلاعات، و ارتباطات دانشجویی از شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
7. بانکداری و مالی: برای انجام تراکنش‌های مالی، مدیریت حساب‌های بانکی، و ارتباط با بانک‌ها و مؤسسات مالی از شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
8. بهداشت و درمان: در صنایع پزشکی و بهداشت برای ثبت پرونده‌های پزشکی، ارتباطات پزشکی، و مدیریت اطلاعات بیماران از شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
9. بازی‌های آنلاین و سرگرمی: برای ارتباطات و اتصالات آنلاین در بازی‌های رایانه‌ای و سرگرمی‌های دیجیتالی از شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.

این کاربردهای متنوع نشان از اهمیت وسیع شبکه‌های کامپیوتری در زندگی روزمره، صنایع مختلف و ارتباطات اجتماعی دارند.

 

سوالات متداول

چگونه امنیت شبکه خود را بهبود ببخشم؟

برای بهبود امنیت شبکه خود، توصیه می‌کنیم اقدامات زیر را انجام دهید:

• از رمزهای عبور قوی استفاده کنید. رمزهای عبور قوی باید حداقل ۱۲ کاراکتر داشته باشند و ترکیبی از حروف بزرگ و کوچک، اعداد و نمادها باشند.
• از احراز هویت دو مرحله ای (۲FA) استفاده کنید. ۲FA یک لایه امنیتی اضافی را اضافه می کند که به کاربران نیاز دارد تا علاوه بر رمز عبور خود، یک کد تأیید یکبار مصرف (OTP) را نیز وارد کنند.
• نرم افزارهای امنیتی را به روز نگه دارید. نرم افزارهای امنیتی مانند آنتی ویروس و فایروال به طور مداوم به روز می شوند تا از آخرین تهدیدات امنیتی محافظت کنند.
• پشتیبان گیری از داده های خود را انجام دهید. در صورت حمله امنیتی، داشتن پشتیبان گیری از داده های خود به شما کمک می کند تا اطلاعات خود را بازیابی کنید.

چند نکته برای بهبود امنیت شبکه خانگی:

• نام کاربری و رمز عبور پیش فرض را تغییر دهید. بسیاری از دستگاه های شبکه خانگی با نام کاربری و رمز عبور پیش فرض عرضه می شوند. تغییر این نام کاربری و رمز عبور به شما کمک می کند تا امنیت شبکه خود را بهبود ببخشید.
• دسترسی به شبکه خود را محدود کنید. تنها به افرادی اجازه دسترسی به شبکه خود را بدهید که به آن نیاز دارند.
• از یک فایروال استفاده کنید. فایروال به شما کمک می کند تا از دسترسی غیرمجاز به شبکه خود جلوگیری کنید.

چگونه یک شبکه خانگی را پیکربندی کنم؟

برای پیکربندی یک شبکه خانگی، به موارد زیر نیاز دارید:

• دستگاه های شبکه خانگی، مانند کامپیوتر، روتر، پرینتر و غیره.
• کابل های شبکه برای اتصال دستگاه ها به روتر.
• یک روتر برای اتصال دستگاه ها به اینترنت.

مراحل اولیه پیکربندی یک شبکه خانگی:

1. دستگاه های شبکه خانگی خود را به روتر وصل کنید.
2. روتر خود را روشن کنید.
3. دستورالعمل های ارائه شده توسط سازنده روتر را دنبال کنید تا تنظیمات شبکه خود را پیکربندی کنید.

پس از پیکربندی اولیه، می توانید شروع به اتصال دستگاه های خود به شبکه کنید.

چگونه یک شبکه بی سیم را راه اندازی کنم؟

برای راه اندازی یک شبکه بی سیم، به موارد زیر نیاز دارید:

• روتر با پشتیبانی از Wi-Fi
• دستگاه های بی سیم، مانند تلفن هوشمند، لپ تاپ و غیره.

مراحل اولیه راه اندازی یک شبکه بی سیم :

1. روتر خود را روشن کنید.
2. دستورالعمل های ارائه شده توسط سازنده روتر را دنبال کنید تا تنظیمات Wi-Fi خود را پیکربندی کنید.

پس از پیکربندی اولیه، می توانید شروع به اتصال دستگاه های خود به شبکه بی سیم کنید.

چگونه یک شبکه را عیب یابی کنم؟

اگر با شبکه خود مشکل دارید، می توانید مراحل زیر را برای عیب یابی انجام دهید:

1. مطمئن شوید که دستگاه های شما به درستی به شبکه متصل شده اند.
2. مطمئن شوید که دستگاه های شما دارای آخرین نرم افزارهای لازم هستند.
3. مطمئن شوید که تنظیمات شبکه شما صحیح هستند.

اگر با انجام این مراحل مشکل خود را حل نکردید، می توانید از طریق راه‌های ارتباطی با کارشناسان و متخصصان شبکه پویان، تماس بگیرید. تیم عملیات شبکه پویان، در اسرع وقت مشکلات شبکه‌ی شما را شناسایی و مرتفع خواهند کرد.