مقدمه

در سال ۱۹۵۷ نخستین ماهواره، یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد. در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابرقدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به سرمی برد. وزارت دفاع امریکا در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا (ARPA) را تاسیس کرد. یکی ازپروژه های مهم این آژانس تامین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود. در همین سال ها در مراکز تحقیقاتی غیر نظامی که بر دوش دانشگاه ها استوار بودند، تلاش برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر را در دستور کار خود داشتند. در آن زمان کامپیوتر های Mainframe از طریق ترمینال ها به کاربران سرویس می دادند. در اثر اهمیت یافتن این موضوع آژانس آرپا منابع مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر از راه دور به یکدیگر را در دانشگاه MIT بر عهده گرفت. در اواخر سال ۱۹۶۰ اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو تای آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه اندازی شد. این شبکه آرپانت (ARPA NET) نامگذاری شد. در سال ۱۹۶۵ نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز برقرار گردید.

در سال ۱۹۷۰ شرکت معتبر زیراکس یک مرکز تحقیقاتی در پالوآلتو تاسیس کرد. این مرکز در طول سال ها مهمترین فناوری های مرتبط با کامپیوتر را معرفی کرده است و از این نظریه به یک مرکز تحقیقاتی افسانه ای بدل گشته است. این مرکز تحقیقاتی که پارک (PARC) نیز نامیده می شود، به تحقیقات در زمینه شبکه های کامپیوتری پیوست. تا این سال ها شبکه آرپانت به امور نظامی اختصاص داشت، اما در سال ۱۹۷۷ به عموم معرفی شد. در این سال شبکه آرپانت مراکز کامپیوتری بسیاری از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی را به هم متصل کرده بود. در سال ۱۹۷۷ نخستین نامه الکترونیکی از طریق شبکه منتقل گردید. در حقیقت پیوند کامپیوتر و مخابرات اتفاقی بود که هر دو صنعت را دچار تحول عظیم کرد . اکنون دیگر مفهوم اتاقی با یک کامپیوتر بزرگ بنام “مرکزکامپیوتر” که افراد کارهایشان را به آنجا می آورند،بکلی منسوخ شده است. مدل قدیمی کامپیوتر بزرگی که تمام کارهای محاسباتی سازمان را انجام می دهد ، اکنون جای خود را به تعداد زیادی کامپیوتر متصل بهم داده است. به این سیستم ها شبکه های کامپیوتری گفته می شود.

شبکه کامپیوتری چیست ؟

اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر و ابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها و مانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار و نرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری موجود در شبکه منبع (Source) میگویند. در واقع دو کامپیوتر وقتی بهم متصلند که بتوانند با یکدیگرتبادل اطلاعات کنند. این اتصال از طریق سیمهای مسی، فیبرهای نوری، امواج ماکرویو و مادون قرمز و ماهواره های مخابراتی رد و بدل می شود. شبکه ها می توانند بسیار متفاوت باشند. باید همین جا متذکر شد که اینترنت یا وب هیچ کدام شبکه نیستند بلکه اینترنت شبکه ای از شبکه ها و وب نیز یک سیستم توزیع شده است که بر پایه اینترنت کار میکند.

یک سیستم توزیع شده مجموعه ای است از چندین کامپیوتر مستقل که کاربر آنرا به شکل یک سیستم واحد و متجانس می بیند. در این سیستم ها معمولا یک لایه نرم افزاری (روی سیستم عامل) بنام میان افزار است، که مدل مورد نظر را پیاده سازی می نماید. وب نمونه ای از یک سیستم توزیع شده است، که در آن همه چیز از دیدگاه کاربر یک سند بنظر میرسد. در شبکه کامپیوتری این تجانس، مدل و نرم افزار وجود ندارد. کاربران به طور مستقیم با کامپیوترها در تماسند، و هیچ کوششی برای ایجاد تجانس بین آنها صورت نمی گیرد کاربر بروشنی تفاوتهای نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر ها را می بیند و اگر بخواهد یک برنامه ای را روی یکی از کامپیوترها اجرا کند باید ابتدا وارد آن شود. در حقیقت یک سیستم توزیع شده نرم افزاری است که روی شبکه کار می کند، تجانس و شفافیت آن توسط این نرم افزار تأمین می شود.شباهت موجود بین شبکه ها و سیستم های توزیع شده این است که هردو به انتقال فایل نیاز دارند و تفاوت در این است که چه کسی این کار را انجام می دهد.

کاربرد شبکه های کامپیوتری

بهتر است قبل از پرداختن به جزئیات اصلی کمی درباره اینکه چرا مردم به شبکه های کامپیوتری اهمیت می دهند و چرا از آنها استفاده می کنند صحبت کنیم (چرا که اگر کسی به شبکه اهمیت نمی داد اصلا شبکه ای ساخته نمی شد) دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد :
۱ – استفاده مشترک از منابع :
استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند.
۲ – کاهش هزینه :
متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها وپرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف واستفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت .
۳ – قابلیت اطمینان :
این ویژگی در شبکه ها بوجود سرویس دهنده های پشتیبان در شبکه اشاره می کند ، یعنی به این معنا که می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی وسیستم ها در شبکه نسخه های دوم وپشتیبان تهیه کرد ودر صورت عدم دسترسی به یک از منابع اطلاعاتی در شبکه ” بعلت از کارافتادن سیستم ” از نسخه های پشتیبان استفاده کرد. پشتیبان از سرویس دهنده ها در شبکه کارآیی، فعالیت وآمادگی دائمی سیستم را افزایش می دهد.

۴ – کاهش زمان :
یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد.
۵ – قابلیت توسعه :
یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد وتبدیل به یک شبکه بزرگتر شود. در اینجا هزینه توسعه سیستم هزینه امکانات وتجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مد نظر است.
۶ – ارتباطات:
کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی و یا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند؛ فایل هایشان را به اشتراک بگذارند، ارتباطات تلفنی ارزان ایجاد کنند و …
حال برای روشن تر شدن موضوع به کاربردهای شبکه می پردازیم:
کاربرد های تجاری
اشتراک منابع مانند چاپگر و اشتراک اطلاعات مهمترین بحث در این نوع کاربرد می باشد، کاربران می توانند از طرق زیر به اطلاعات موجود دسترسی داشته باشند:
۱ – شبکه نظیر به نظیر ” Peer- to- Peer ”
۲ – شبکه مبتنی بر سرویس دهنده ” Server- Based ”
۳ – شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده ” Client Server”

  • مدل شبکه نظیر به نظیر
    در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی و سیستم عامل شبکه وجود ندارد. هر ایستگاه می تواند به منابع سایر ایستگاه ها در شبکه دسترسی پیدا کند. هر ایستگاه خاص می تواند هم بعنوان سرویس دهنده و هم بعنوان سرویس گیرنده عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت و ارتقاء دادن نرم افزارهای ایستگاه خود را بعهده دارد. از آنجایی که یک ایستگاه مرکزی برای مدیریت عملیات شبکه وجود ندارد، این مدل برای شبکه ای با کمتر از ۱۰ ایستگاه بکار می رود.
  • مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده
    در این مدل شبکه، یک کامپیوتر بعنوان سرویس دهنده کلیه فایل ها و نرم افزارهای اشتراکی نظیر واژه پرداز ها، کامپایلرها، بانک های اطلاعاتی و سیستم عامل شبکه را در خود نگهداری می کند. یک کاربر می تواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کرده و فایل های اشتراکی را از روی آن به ایستگاه خود منتقل کند.
  • مدل سرویس دهنده / سرویس گیرنده
    در این مدل یک ایستگاه در خواست انجام کارش را به سرویس دهنده ارائه می دهد و سرویس دهنده پس از اجرای وظیفه محوله، نتایج حاصل را به ایستگاه در خواست کننده عودت می دهد. در این مدل حجم اطلاعات مبادله شده شبکه، در مقایسه با مدل مبتنی بر سرویس دهنده کمتر است واین مدل دارای کارایی بالاتری می باشد.

کاربرد های خانگی
امروزه اکثر مردم دنیا در خانه خود یک کامپیوتر دارند مهمترین دلایل آن می تواند دسترسی به اطلاعات پراکنده سراسر دنیا، ارتباطات دو جانبه، سرگرمیهای تعاملی و تجارت الکترونیک که این اعمال از طریق اتصال به اینترنت امکان پذیر می باشد.
در این نوع کاربرد نیز از امکان ارتباطی موجود در اینترنت، ارتباط همتا – به – همتا استفاده می شود ( دراین سیستم پایگاه داده مرکزی حذف و اطلاعات در کامپیوترهای تک تک افراد ذخیره می شود که هر کدام لیستی از افراد مجاور خود را در اختیار دارند، مانند ایمیل).
آموزش از راه دور، پخش فیلم بر حسب تقاضا و گسترده تر از همه خرید از خانه از دیگر کاربردهای اینترنت در خانه می باشد.
کاربران سیار
کامپیوتر های سیار و دستیاران دیجیتالی یکی از سریعترین رشدها را در صنعت کامپیوتر تجربه می کند. برای ارتباط این کامپیوترها به همدیگر یا کامپیوترهای خانگی و دفتری باید به فکر شبکه های بی سیم بود.
جالبترین کاربرد شبکه های بی سیم ایجاد دفترهای سیار است. شبکه های بی سیم در امور حمل و نقل نیز تحولی بزرگ را ایجاد کرده اند. این شبکه ها از نظر نظامی نیز دارای اهمیت هستند.
باید به این نکته توجه کرد که هر شبکه بی سیمی الزاما سیار نیست. می توان بعنوان مثال به تلفن های همراه (سیار) و تلفن های بی سیم اشاره کرد.