آموزش شبکه بندی کامپیوتر

در دنیای امروز، ارتباط میان دستگاه‌های کامپیوتری و اشتراک داده‌ها به یکی از ارکان اصلی کسب‌وکارها و حتی زندگی شخصی تبدیل شده است. از یک شبکه ساده خانگی گرفته تا طراحی اتاق سرور حرفه‌ای در سازمان‌ها، همه به اصول پایه‌ای یکسان متکی هستند. واحد تحقیق و توسعه‌ی کارنو قصد دارد که در محتوای پیش‌رو به توضیح و آموزش شبکه بندی کامپیوتر و معرفی ابزارهای مورد نیاز آن بپردازد. پس اگر می‌خواهید در این زمینه اطلاعات خود را گسترده‌تر نمائید، در این مقاله با ما همراه باشید. در این نوشتار، قدم به قدم با مفاهیمی مانند هاب، سوئیچ، روتر، نحوه اتصال کامپیوتر به شبکه داخلی و روش‌های بهینه‌سازی LAN آشنا خواهید شد. هدف ما این است که بدون استفاده از جملات پیچیده، شما را برای راه‌اندازی و مدیریت یک شبکه پایه آماده کنیم.

نحوه شبکه بندی کامپیوتر به زبان ساده

ایجاد یک شبکه محلی خانگی یا اداری (LAN) به شما این امکان را می‌دهد تا به چاپگرها، برنامه‌ها و اطلاعات مشترک دسترسی یابید، از یک ارائه دهنده‌ی خدمات اینترنتی استفاده کنید و حتی با دیگران در شبکه‌ی خود بازی‌های ویدیویی LAN را انجام دهید. درواقع می‌توان گفت که یکی از رایج‌ترین راه حل‌ها برای شبکه سازی چندین کامپیوتر با یکدیگر، به کارگیری اترنت می‌باشد.
در زمان شبکه بندی چندین کامپیوتر با یکدیگر در ابتدا باید اطمینان حاصل نمائید که هر رایانه و دستگاه شبکه از یک کارت رابط شبکه (NIC) برخوردار است. NIC به یک مودم داخلی شباهت دارد. بسیاری از کامپیوترها و چاپگرهای قدیمی ممکن است این‌ها را به عنوان یک ویژگی استاندارد نصب نکرده باشند.
بنابراین، طرح فیزیکی شبکه‌ی خود را تنظیم کنید. یک مکان مرکزی برای هاب اترنت، روتر و مودم انتخاب نمائید. اگر رایانه‌ها در مکان‌های مختلفی هستند، برنامه ریزی کرده و برای اجرای کابل شبکه، سوراخ‌هایی را در کف یا دیوار ایجاد نمائید. جهت انتقال کابل‌ها به روش زمینی می‌توانید از کف کاذب کارنو نیز استفاده کنید.
سپس، یک هاب اترنت را انتخاب نمائید. هاب باید از پورت‌های اترنت کافی برای پشتیبانی از تعداد رایانه‌ها، چاپگرها و سایر دستگاه‌های موجود در شبکه‌ی شما برخوردار باشد. هر رایانه و دستگاه شبکه با استفاده از کابل‌های اترنت به هاب متصل می‌شود. پس از تهیه‌ی کابل اترنت RJ-45 باید فاصله‌ی هر دستگاه تا هاب را اندازه گرفته و کابل‌هایی را انتخاب نمائید که از طول مناسب برخوردار باشد.
در مرحله‌ی بعدی یک روتر را انتخاب نمائید. روتر به رایانه‌های تحت شبکه‌ی شما اجازه می‌دهد تا اتصال اینترنت، اشتراک گذاری شود. می‌توانید هاب، رایانه و مودم را به روتر متصل نمائید. پیشنهاد می‌شود که از فناوری شبکه‌ی بی‌سیم برای دستگاه‌های تلفن همراه: مانند لپ تاپ استفاده کنید.

نحوه اتصال یک کامپیوتر به شبکه داخلی

ابتدا بادی به قسمت System Properties رفته که برای این کار می توان روی ایکون This PC کلیک راست کرده و گزینه Change Settings را انتخاب کنید و یا برنامه RUN را باز کرده و دستور sysdm.cpl را اجرا کنید. در پنجره باز شده روی گزینه Computer name را بزنید و سپس گزینه Change را انتخاب کنید. در پایین پنجره قسمت Member of باید گزینه Domain را انتخاب گنید و سپس نام دامنه محلی را وارد کنید و در آخر گزینه ok را بفشارید. کار به اتمام رسید و حال سیستم ریستارت می شود و شما باید با user , password دامنه وارد شوید.

موارد مورد نیاز برای شبکه بندی کامپیوتر

در نهایت، مواردی که برای این امر نیاز خواهید داشت شامل: هاب اترنت، کابل‌های اترنت، روتر، کامپیوترها و سایر دستگاه‌های شبکه است. همان‌طورکه دانستید، برای اتصال فیزیکی سه یا چند کامپیوتر، باید از کابل اترنت متقاطع استفاده شود. شما باید کابل‌های اترنت را به دستگاهی وصل کنید که سیگنال‌ها را به یکدیگر منتقل نماید. بر اساس آنچه نوشته شد، چندین دستگاه وجود دارد که به شما امکان انجام این کار را می‌دهد. از جمله: هاب، سوئیچ یا روتر. اکنون در ادامه به شرح این دستگاه‌ها می‌پردازیم.
⚠ نکته مهم: قبل از خرید هرگونه تجهیزات، بهتر است نیازهای شبکه خود را دقیقاً مشخص کنید. در مقیاس‌های بزرگ‌تر مانند سازمان‌ها، طراحی دیتاسنتر و انتخاب نوع معماری شبکه (ستاره‌ای، درختی یا مش) تأثیر مستقیمی بر عملکرد و امنیت خواهد داشت. همچنین بهترین روش شبکه کردن کامپیوتر در محیط‌های حرفه‌ای، ترکیب سوئیچ‌های مدیریت‌شده با روترهای قدرتمند و کابل‌کشی ساختاریافته (مطابق استانداردهای روز) است. اگر قصد دارید شبکه‌ای پایدار و قابل ارتقا داشته باشید، پیش از هر اقدامی، نوع توپولوژی و ظرفیت پهنای باند مورد نیاز خود را محاسبه کنید.

هاب چیست؟

هاب وسیله‌ای است که سیگنال‌های دریافتی خود را تکرار می‌کند. «نمی‌داند» چه رایانه‌هایی به آن متصل هستند و هیچ پردازش شبکه‌ای را بر اساس رایانه‌ی مبدأ یا مقصد انجام نمی‌دهد. هاب‌ها در درجه‌ی اول به عنوان دستگاه‌های ارزان قیمتی استفاده می‌شوند که به شما امکان می دهند تا رایانه‌های بیشتری را به شبکه‌ی خود اضافه کنید. با این حال، افزایش تعداد رایانه‌ها، ترافیک غیر ضروری شبکه را نیز افزایش می‌دهد. استفاده از هاب برای اتصال به شبکه چندان ایمن نیست، زیرا هر کامپیوتری در یک کلاستر می‌تواند برای “گوش دادن” به پیام‌های در حال پخش پیکربندی شود. از همین جهت، بهتر است اتصال شبکه به جای هاب با سوئیچ صورت گیرد. در شبکه‌های حرفه‌ای و مقیاس بزرگ، تجهیزاتی مانند سوئیچ‌های مدیریت‌شده نقش کلیدی در مانیتورینگ دیتاسنتر و کاهش ترافیک اضافی ایفا می‌کنند.

سوئیچ چیست؟

سوئیچ به هاب شباهت دارد، با این تفاوت که سوئیچ، آدرس‌های IP رایانه‌های متصل را ثبت می‌کند. زمانی که پیامی از طرف سوئیچ دریافت می‌شود، پیام فقط برای گیرنده‌ی مورد نظر ارسال خواهد شد. سوئیچ‌ها پخش ترافیک غیر ضروری را کاهش می‌دهند و به شما این امکان را می‌دهند تا یک شبکه‌ی مقرون به صرفه با کارایی بالاتری را داشته باشید. بنابراین، برای اتصال کامپیوترها در یک شبکه از سوئیچ‌ها استفاده می‌شود. دقت نمائید که آن‌ها دسترسی به اینترنت را ایجاد نمی‌کنند. شما باید اتصال اینترنت خود را از طریق یکی از رایانه‌های موجود در شبکه‌ی خود به اشتراک بگذارید. هنگامی که یک کامپیوتر باید اتصال اینترنت را مدیریت کند، عملکرد شبکه کند می‌شود. اگر رایانه‌ی اصلی از کار بیفتد، تمامی رایانه‌های دیگر نیز اتصال اینترنت خود را از دست خواهند داد. (همچنین ممکن است بتوانید سوئیچ خود را به مودم پهنای باند خود وصل کنید، اما فقط در صورتی که چندین آدرس IP از ارائه دهنده‌ی خود دریافت کنید که این معمولاً هزینه‌ی بیشتری را شامل می‌شود.) در نتیجه، برای افزایش کارایی و عملکرد، به یک روتر نیاز خواهد بود.

انواع گوناگون سوئیچ

اکنون شاید بد نباشد که به معرفی انواع گوناگون سوئیچ‌ها بپردازیم. سوئیچ‌ها به صورت مدیریت نشده، مدیریت شده یا با ترکیبی از ویژگی‌هایی که معمولاً به عنوان سوئیچ‌های هوشمند شناخته می شوند در دسترس هستند. انتخاب نوع مناسب سوئیچ، بسته به مقیاس شبکه و نیازهای شما متفاوت است. در محیط‌های حساس مانند دیتاسنترها، علاوه بر شبکه کردن کامپیوتر ها، موضوعاتی مانند کنترل دما و رطوبت اتاق سرور نیز اهمیت حیاتی پیدا می‌کند. اما در ادامه به تعریف هر یک از این انواع سوئیچ می‌پردازیم.

تعریفی از سوئیچ مدیریت نشده

سوئیچ مدیریت نشده، ابزار پیکربندی یا گزینه‌های قابل تغییری ندارد. این سوئیچ ها برای مصارف خانگی و اداری کوچک ایده آل می‌باشند. اگر تازه‌کار هستید و قصد دارید آموزش شبکه بندی کامپیوتر را عملی شروع کنید، سوئیچ‌های مدیریت نشده بهترین گزینه برای تمرین و راه‌اندازی سریع یک شبکه ساده خانگی هستند. فقط کافی است کابل‌ها را وصل کنید؛ بدون نیاز به تنظیمات پیچیده. علاوه بر این، این سوئیچ‌ها معمولاً بدون فن هستند (بی‌صدا)، مصرف برق کمی دارند و قیمت بسیار مناسبی نیز ارائه می‌دهند. اما به خاطر داشته باشید که در چنین شبکه‌ای، همه دستگاه‌ها در یک دامنه پخشی (Broadcast Domain) قرار می‌گیرند و اگر یکی از دستگاه‌ها دچار مشکل شود، می‌تواند کل شبکه را مختل کند. به همین دلیل، برای محیط‌های کاری حساس یا دیتاسنترها اصلاً توصیه نمی‌شوند.

تعریفی از سوئیچ مدیریت شده

سوئیچ مدیریت شده توانایی پیکربندی و مدیریت پورت‌های جداگانه و همچنین سرعت پیوند و تنظیمات دوطرفه را ارائه می‌دهد. دسترسی به پیکربندی ممکن است به روش‌های مختلفی ارائه شود. سوئیچ‌های مدیریت شده برای شبکه‌های متوسط تا بزرگ مناسب هستند. این سوئیچ‌ها از نظر قیمتی می‌توانند بسیار گران باشند. درنتیجه، بسیاری از مشاغل کوچک و متوسط ترجیح می‌دهند که از سوئیچ‌های هوشمند استفاده نمایند. با توجه به توضیحات گفته شده، اگر به دنبال بهترین روش شبکه کردن کامپیوتر در سازمان خود هستید، سوئیچ مدیریت شده با قابلیت‌هایی مانند VLAN، Quality of Service و مانیتورینگ پورت، کنترل کاملی روی ترافیک به شما می‌دهد. این گزینه برای دیتاسنترها و شرکت‌های بزرگ ضروری است.

تعریفی از سوئیچ هوشمند

سوئیچ‌های هوشمند دارای قابلیت‌هایی هستند که بین سوئیچ‌های مدیریت‌نشده و مدیریت‌شده قرار دارند و معمولاً تنظیمات اولیه را ارائه می‌دهند. برای آموزش شبکه کردن چند کامپیوتر در یک دفتر کار متوسط، سوئیچ هوشمند انتخاب هوشمندانه‌ای است. شما می‌توانید بدون پیچیدگی‌های سوئیچ مدیریت شده، تنظیمات پایه‌ای مثل اولویت‌بندی ترافیک یا ایجاد شبکه‌های مجازی ساده را انجام دهید – در حالی که قیمت آن بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر است. از دیگر مزایای سوئیچ‌های هوشمند می‌توان به قابلیت تشخیص حلقه (Loop Detection)، آمارگیری از پورت‌ها و پشتیبانی از شبکه‌های مجازی با تعداد محدود (مثلاً ۴ تا ۸ VLAN) اشاره کرد. این ویژگی‌ها برای کسب‌وکارهایی که قصد توسعه تدریجی شبکه خود را دارند، ایده‌آل است. همچنین برخلاف سوئیچ‌های مدیریت شده، راه‌اندازی آنها معمولاً از طریق وب‌سایت ساده (Web-based) و بدون نیاز به دانش خط فرمان (CLI) امکانپذیر است.

روتر چیست؟

روتر نیز به سوئیچ شباهت دارد و تعدادی از عملکرد مفید شبکه را ارائه می‌دهد.
🔻 روتر به شما امکان می‌دهد تا یک شبکه‌ی خانگی (مانند یک سوئیچ) را ایجاد نمائید. درواقع، یک روتر شبکه‌ها را جدا می‌کند و به شما امکان می‌دهد تا دسترسی به اینترنت خود را بدون وابستگی به اتصال یک رایانه (برخلاف یک سوئیچ) به اشتراک بگذارید.
🔻 می‌توانید چاپگر را مستقیماً به برخی از روترها وصل کنید تا به چاپگر اجازه دسترسی به هر رایانه‌ای در شبکه را بدهید.
🔻 روتر، قابلیت‌های فایروال داخلی را هم فراهم می‌کند و عملکرد شبکه را با مانع روبه‌رو نمی‌کند.
🔻 می‌توانید بدون خرید آدرس‎‌های IP اضافی، اتصال پهنای باند خود را به اشتراک بگذارید. (بررسی نمائید که آیا ارائه دهنده‌ی شما این اجازه را می‌دهد یا خیر.)
🔻 شما همچنین می‌توانید یک روتر بی‌سیم را تهیه نمائید. روتر بی‌سیم، بسیاری از عملکردهای مشابه را انجام می‌دهد، اما به شما امکان می‌دهد تا یک شبکه‌ی معمولی را با یک شبکه‌ی بی سیم ترکیب نمائید.

بهینه ‌سازی عملکرد شبکه‌ های LAN

برای دستیابی به شبکه ‌ای کارآمد و پایدار توجه به بهینه‌ سازی عملکرد شبکه محلی (LAN) ضروری است. یکی از جنبه‌ های مهم در این زمینه انتخاب پهنای باند مناسب برای انتقال داده‌ ها است. استاندارد اترنت IEEE 802.3 سرعت‌ های مختلفی مانند 100 مگابیت بر ثانیه یا 1 گیگابیت بر ثانیه ارائه می‌دهد. انتخاب سرعت مناسب به تعداد کاربران حجم داده‌ های منتقل ‌شده و نوع برنامه ‌های مورد استفاده بستگی دارد. برای مثال در محیط‌ های اداری با تعداد کاربران زیاد استفاده از اترنت گیگابیتی توصیه می‌شود تا تاخیر در انتقال داده‌ ها کاهش یابد. مدیریت ترافیک شبکه نیز نقش مهمی در بهینه‌ سازی دارد. استفاده از پروتکل‌ های مدیریت پهنای باند مانند QoS (کیفیت خدمات) می‌تواند اولویت ‌بندی ترافیک را امکان‌ پذیر کند. این پروتکل‌ ها به برنامه‌ های حیاتی مانند ویدئوکنفرانس یا انتقال فایل‌ های بزرگ اولویت می‌دهند و از ازدحام شبکه جلوگیری می‌کنند. تنظیمات QoS معمولاً در سوئیچ‌ ها یا روترهای پیشرفته قابل پیکربندی است و باید با توجه به نیاز های شبکه تنظیم شود.
یکی دیگر از عوامل کلیدی کاهش تداخل الکترومغناطیسی است. کابل‌ های اترنت باید از منابع تداخل مانند کابل‌ های برق یا دستگاه‌ های الکتریکی دور نگه داشته شوند. استفاده از کابل‌ های شیلددار (STP) به جای کابل‌ های بدون شیلد (UTP) در محیط‌ های صنعتی یا پرنویز می‌تواند کیفیت سیگنال را بهبود بخشد. نصب صحیح کابل ‌ها نیز اهمیت دارد. کابل ‌های اترنت باید بدون خمیدگی شدید یا کشش بیش ‌ازحد نصب شوند تا از افت سیگنال جلوگیری شود. استفاده از کانال‌ های کابل ‌کشی مانند کف کاذب می‌تواند به سازماندهی کابل‌ ها و کاهش آسیب‌ های فیزیکی کمک کند. در نهایت مانیتورینگ شبکه برای شناسایی گلوگاه‌ ها و مشکلات احتمالی ضروری است. ابزاره ایی مانند Wireshark یا SolarWinds می‌توانند ترافیک شبکه را تحلیل کرده و نقاط ضعف را شناسایی کنند. با بهینه ‌سازی این عوامل می‌توان شبکه ‌ای پایدار با عملکرد بالا ایجاد کرد، که نیاز های کاربران را به‌ خوبی برآورده کند.

حرف آخر: حالا نوبت شماست که شبکه‌تان را بسازید

امید است که این مقاله‌ی خوانده شده از محتویات سودمندی برخوردار بوده باشد و توانسته باشیم توضیح خوبی از شبکه بندی کامپیوتری و معرفی ابزارهای مورد نیاز آن را به شما ارائه دهیم. ما در این نوشتار سعی کردیم با زبانی ساده، مفاهیمی مانند هاب، سوئیچ و روتر را توضیح دهیم و تفاوت سوئیچ‌های مدیریت‌نشده، مدیریت‌شده و هوشمند را برایتان روشن کنیم. هدف از آموزش شبکه بندی کامپیوتر در واحد تحقیق و توسعه کارنو، توانمندسازی شما برای تصمیم‌گیری آگاهانه هنگام خرید تجهیزات و راه‌اندازی شبکه است.
حالا دیگر نوبت شماست. برگردید به نیازهایتان، تعداد کامپیوترها را بشمارید، بودجه و سطح مهارت خود را بسنجید، سپس از میان هاب، سوئیچ و روتر، مناسب‌ترین گزینه را انتخاب کنید. اگر شبکه شما بزرگ‌تر از یک دفتر کوچک است، سراغ سوئیچ هوشمند یا مدیریت‌شده بروید. منتظر به‌روزرسانی‌های بعدی ما باشید. نظرات، انتقادات و سؤالات خود را در قسمت دیدگاه این محتوا با ما به اشتراک بگذارید. همچنین می‌توانید طراحی و اجرای شبکه های کامپیوتری خود را به گروه فنی و مهندسی کارنو بسپارید.

سوالات متداول درباره شبکه بندی کامپیوتر

1. آیا فراز شبکه کارنو خدمات طراحی و اجرای شبکه هم دارد؟
بله. گروه فنی و مهندسی کارنو آماده ارائه خدمات مشاوره، طراحی و اجرای شبکه‌های کامپیوتری از سطح کوچک تا دیتاسنتر است. برای استعلام با ما تماس بگیرید.

2. آیا روتر همان سوئیچ است؟
خیر. روتر وظیفه اتصال شبکه‌های مختلف (مثل LAN به اینترنت) را دارد، در حالی که سوئیچ دستگاه‌های داخل یک شبکه را به هم متصل می‌کند.

3. برای اتصال سه کامپیوتر به هم، به چه تجهیزاتی نیاز دارم؟
یک سوئیچ ساده (یا هاب در گذشته) و کابل‌های اترنت استاندارد. نیازی به کابل متقاطع نیست چون سوئیچ‌های مدرن از Auto-MDIX پشتیبانی می‌کنند.

4. آیا می‌توانم بدون سوئیچ دو کامپیوتر را مستقیماً به هم وصل کنم؟
بله، با یک کابل اترنت متقاطع (Crossover) یا با استفاده از کابل معمولی در کارت‌های شبکه جدید که Auto-MDIX دارند.