آشنایی با شبکه محلی LAN

در مقاله قبل انواع شبکه‌های کامپیوتری را از نظر وسعت و گستردگی مورد بررسی قرار دادیم و کاربردهای آن‌ها را برای شما بیان کردیم. شبکه‌های محلی LAN از رایج ترین انواع شبکه های کامپیوتری هستند که به صورت گسترده کاربردهای مختلفی دارند. در این مقاله به برخی از کاربردهای شبکه محلی LAN اشاره شده است.شبکه محلی LAN مخفف Local Area Network است، این شبکه‌ از چندین رایانه و دستگاه‌های متصل به هم تشکیل شده است. به صورتی که آن‌ها بتوانند به تبادل اطلاعات بپردازند. شبکه‌ی محلی به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند در ناحیه‌های فیزیکی کوچک مانند دفتر کار، کارخانه یا مجموعه‌ای از ساختمان‌ها فعالیت کند.

تعریف شبکه محلی LAN

رایانه‌های شخصی و ایستگاه‌های کاری موجود در دفاتر کار از طریق LAN به یکدیگر متصل می‌شوند تا بتوانند منابع خود را به اشتراک بگذارند. این منابع می‌توانند نرم‌افزار، سخت‌افزار و یا داده باشند. LAN شکلی از شبکه‌های دارای بسته‌های مشترک (shared packet) و محلی (با فاصله‌ی محدود) است. که این شبکه ها به منظور برقراری ارتباط میان رایانه‌ها طراحی شده است.

در شبکه LAN تمامی دستگاه‌ها هر کدام با یک کابل مجزا به شبکه متصل می شوند. سرعت انتقال اطلاعات در شبکه های محلی LAN می‌تواند تا سرعت‌های 100 ، 1000 مگابیت بر ثانیه و یا بالاتر برسد. بیشینه سرعت به عوامل متعددی از جمله : کارت شبکه دستگاه‌ها (NIC) ، سوییچ شبکه ، نوع و جنس کابل ، پچ پنل، سوکت و … بستگی دارد.

واژه‌ی LAN می‌تواند صرفاً به سخت‌افزار و نرم‌افزاری اشاره داشته باشد که فرد بتواند به کمک این دو تمامی دستگاه‌ها را به یکدیگر متصل کند. در همین راستا، Local Talk و اترنت را می‌توان از جمله اشکال شبکه‌های محلی در نظر گرفت.

اجزای مورد استفاده‌ی شبکه‌های محلی را می‌توان به استانداردهای سیم کشی، سخت‌افزار و پروتکل‌ها تقسیم کرد. از جمله پروتکل‌های مختلف LAN می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Ethernet, Token Ring: TCP/IP
• 5MB
• NetBIOS and NetBeui
• IPX/SPX
• Fiber Distributed Data Interchange (FDDI)
• Asynchronous Transfer Mode (ATM)

ویژگی شبکه های محلی

اترنت (Ethernet) رایج‌ترین نوع شبکه‌های محلی است. شبکه‌های محلی مختلف را می‌توان بر اساس مشخصه‌های زیر تقسیم‌بندی کرد:

توپولوژی:

توپولوژی به چیدمان هندسی عناصر یک شبکه گفته می‌شود. برای مثال دستگاه‌های شبکه را می‌توان به صورت چیدمان حلقه‌ای، گذرگاهی یا خطی به یکدیگر متصل کرد.

پروتکل:

پروتکل‌ها راهبردهایی هستند که داده‌ها می‌توانند به کمک آن‌ها بین دو دستگاه مختلف مبادله شوند. همچنین پروتکل‌ها نوع خطا و تراکم داده را مشخص می‌کنند.

واسطه:

کابل‌های استفاده شده در شبکه های محلی LAN که دستگاه‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند، به صورت سیم‌های جفت به هم تابیده، هم‌محور (Coaxial) یا فیبر نوری هستند. شبکه‌های LAN علاوه بر بستر کابلی به صورت وایرلس نیز راه اندازی می‌شوند که به آن WLAN گفته می‌شود. در ارتباطات وایرلس از تجهیزات ارتباطی بدون سیم مانند اکسس پوینت ها ، رادیوها و … به عنوان رابط ارتباطی استفاده می‌شود.

مقایسه‌ی WAN با LAN

نقطه‌ی تمایز شبکه های محلی با شبکه های MAN و WAN در واسطه‌ی ارسال و توپولوژی آن‌ها نهفته است. درکل یک شبکه‌ی محلی مشخص تنها می‌تواند از یک نوع واسطه‌ی ارسال داده استفاده کند. از پرکاربردترین توپولوژی‌ها می‌توان به توپولوژی گذرگاهی، حلقه‌ای و ستاره‌ای اشاره کرد.

به دو یا چند دستگاه به هم متصل که شبکه‌ی کوچکی را شکل می‌دهند، شبکه‌ی گسترده یا WAN گفته می‌شود. تفاوت LAN با WAN این است که WAN می‌تواند فاصله‌ی جغرافیایی گسترده‌تری را نسبت به LAN پوشش دهد؛ مانند میان شهرها، استان‌ها و یا حتی کشورها.

نمونه‌ای از توپولوژی شبکه های LAN

برای شبکه های LAN توپولوژی‌های مختلفی را می‌توان در نظر گرفت. مانند توپولوژی خطی یا حلقه‌ای.

توپولوژی خطی BUS:

• این توپولوژی که در شکل نشان داده شده است. در هر لحظه تنها یک کامپیوتر به عنوان مَستر یا همان سرور عمل می‌کند و مجاز است که به انتشار داده بپردازد. کامپیوترهای دیگر صرفاً شنونده هستند.
• اگر دو یا چند دستگاه بخواهند به صورت هم‌زمان به ارسال داده بپردازند، در این صورت برای حل این تعارض باید از یک سازوکار داوری استفاده می‌شود.
•  داشتن یک سازوکار داوری توزیع‌شده یا متمرکز امکان‌پذیر است.

•  معروف‌ترین توپولوژی گذرگاهی، اترنت (IEEE 802.3) است. اترنت دارای کنترل نامتمرکز بوده و عملکرد آن از 10 تا 1000 مگابیت بر ثانیه را پوشش می‌دهد.
•  کامپیوترهای کاربردی در اترنت می‌توانند هر زمان که بخواهند به ارسال داده بپردازند. اگر بین بسته‌های داده برخوردی صورت گیرد، در این صورت آن‌ها به صورت تصادفی مدت‌زمانی را منتظر می‌مانند و مجدداً بسته‌های خود را ارسال می‌کنند.

توپولوژی حلقه‌ای Ring:

• این توپولوژی نوع دیگری از توپولوژی انتشاری است.
• در یک حلقه، هریک از بیت‌ها به خودی خود منتشر می‌شوند؛ بدون آن که برای بسته‌های دیگری که به آن‌ها تعلق دارد منتظر بمانند.
• با توجه به این که با یک سیستم انتشاری مواجه هستیم، برای دسترسی هم‌زمان به حلقه در نظر گرفتن برخی از قوانین جهت داوری در آن ضروری است.
• نمونه‌ای از شبکه‌ی محلی حلقه‌ای IEEE 802.5) IBM token ring) است که سرعت آن از 4 تا 16 مگابیت بر ثانیه را شامل می‌شود.

شبکه های انتشاری پویا و ایستا

 شبکه‌های انتشاری را می‌توان دوباره به دو نوع زیر تقسیم کرد:

1. شبکه های ایستا
2. شبکه های پویا

•  این دسته‌بندی بر اساس چگونگی تخصیص کانال انجام می‌شود.
• در نوع ایستا هر یک از دستگاه‌ها تنها می‌توانند در وقت معین خود به انتشار بپردازند.
• مسئله این است که تخصیص ایستا، زمانی که دستگاهی نخواهد در وقت معین خود به ارسال داده بپردازد، باعث اتلاف ظرفیت کانال می‌شود.
• به همین دلیل اغلب سیستم‌ها سعی می‌کنند تا از تخصیص پویای کانال یا همان تخصیص در صورت نیاز استفاده کنند.

کاربردها و مزایای شبکه های LAN

شبکه های LAN تقریباً منحصراً برای ارسال داده در فواصل کم کاربرد دارند؛ مانند دفاتر کار، ساختمان‌های اداری و یا محیط‌های دانشگاهی. ایستگاه‌های کاری با استفاده از شبکه‌های LAN می‌توانند دسترسی خود به چندین رایانه‌ی میزبان، ایستگاه‌های کاری دیگر، چاپگرها، دستگاه‌های جانبی دیگر و اتصال به شبکه‌های دیگر را به اشتراک بگذارند.

شبکه‌های محلی LAN در زمینه‌ی تصویربرداری و ارتباطات صوتی و تصویری نیز کاربرد دارند.، هرچند در حال حاضر به صورت بسیار محدود می‌توان از این شبکه‌ها استفاده کرد.کاربردهای شبکه‌های LAN شامل ارتباط میان ایستگاه کاری و رایانه‌های میزبان، ایستگاه‌های کاری دیگر و سرورها می‌شود. سرورها می‌توانند امکان به اشتراک‌گذاری منابع را فراهم کنند. این منابع می‌توانند اطلاعات، فایل‌های داده‌ای، ایمیل، پست صوتی، نرم‌افزار، سخت‌افزار (هارد دیسک، چاپگر، فکس و …) و شبکه‌های دیگر باشند.

تنها معایب شبکه های LAN مربوط به امنیت فایل‌ها و حساب‌های کاربری است. اما مزایای شبکه‌ محلی LAN این است که در پشتیبانی از تعداد زیادی از ترمینال‌ها و کاربردهای فعال می‌توان یک سیستم انتقالی پرسرعت را با کمک آن میان چندین دستگاه به شکل یک شبکه‌ی رایانه‌ای چندکاره و چندکاربره به اشتراک گذاشت. ایستگاه‌های کاری‌ای که از طریق شبکه‌های LAN به یکدیگر متصل شده‌اند، این مزیت را دارند تا به صورت نامتمرکز به پردازنده‌های متمرکز بسیار اساسی دسترسی پیدا کنند.

این کار احتمالاً به صورت کامپیوتر میزبان مرکزی و قابلیت‌های ذخیره‌سازی داده (مخزن اطلاعات) انجام می‌شود. علاوه بر این با کمک فناوری حال حاضر می‌توان شبکه‌های محلی LAN را از طریق سوییچ‌های LAN، روترها و … به صورت شبکه‌ای به یکدیگر متصل کرد.