شبکه های کامپیوتری (بررسی انواع و تاریخچه)

تاریخ زندگی بشر از رویداد های کوچک و بزرگ فراوانی تشکیل شده است. در اثر گذر زمان و شکوفایی و رشد در زمینه های مختلف، زندگی بشر در هر قرنی با یک فناوری شاخص عجین می شود. به عنوان مثال، تحول در صنعت سیستم های مکانیکی بزرگ، قرن هجدهم را با عنوان انقلاب صنعتی معروف کرد. از تحولات برجسته قرن نوزدهم می توان به نامگذاری این قرن به عنوان عصر بخار اشاره کرد. قرن آشنای بیستم، عصر پیشرو در حوزه تکنولوژی و جمع آوری، تبادل و توزیع اطلاعات و پردازش و انجام عملیات مختلف بر روی داده ها از طریق وسایل ارتباطی نوینی همچون تلویزیون، تلفن همراه، کامپیوتر، ماهواره و ... شناخته شده است. در واقع زیربنای اصلی شبکه های کامپیوتری در این قرن پایه ریزی شده است و انقلابی در صنعت سیم و کابل به وجود آورده است.

 اما امروز در ابتدای قرن 21، دانشمندان بر این باورند که تا انتهای این قرن، همه چیز در شبکه ای بزرگ به هم خواهند پیوست و این قرن با عنوان عصر شبکه شناخته خواهد شد. امروزه بیشتر افراد با واژه شبکه های کامپیوتری آشنا هستند. شبکه کامپیوتری در واقع شبکه ای متشکل از کامپیوتر های متعدد است که این مجموعه از طریق یک فناوری و توپولوژی خاص برای تبادل اطلاعات میان همدیگر به هم متصل شده اند. البته در این تعریف کامپیوتر تنها با شکل آشنای کامپیوتر های شخصی یا لپ تاپ حضور ندارد، بلکه این شبکه شامل کامپیوتر های غول پیکر و یا ریز کامپیوتر ها نیز می باشد.بررسی سیر تحول و تاریخچه هر تکنولوژی، کمک قابل توجهی برای آشنایی هرچه بهتر با ابعاد و جزئیات آن می کند. ازین رو ابتدا به بررسی اجمالی تاریخچه شبکه کامپیوتری می پردازیم.

تاریخچه شبکه های کامپیوتری

قبل از بررسی انواع کابل شبکه بهتر است تاریخچه شبکه های کامپیوتری را بررسی کنیم.جرقه اولیه شکل گیری شبکه های کامپیوتری به سال 1957 و بحبوحه جنگ جهانی دوم، زمانی که اتحاد جماهیر شوروی، ماهواره اسپوتنیک را به عنوان اولین ماهواره به فضا ارسال کرد، باز میگردد. در این برهه تاریخی، به دلیل رقابت تنگاتنگ دو ابر قدرت جهان یعنی آمریکا و شوروی، وزارت دفاع آمریکا مبادرت به راه اندازی آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته به نام آرپا (ARPA) کرد. یکی از برنامه های مهم این مرکز تحقیقاتی، فراهم سازی راه های ارتباطی در صورت وقوع جنگ های جهانی بود. در این زمان مراکز پژوهشی وابسته به دانشگاه ها نیز سعی در برقراری ارتباط بین کامپیوتر ها بودند. بنابراین با توجه به این نیاز، آژانس تحقیقاتی آرپا تامین مخارج مالی ارتباط دو کامپیوتر در دانشگاه MIT را عهده دار شد.

 پس از این پروژه، در انتهای سال 1960، اولین شبکه کامپیوتری با عنوان آرپانت (ARPAnet) شروع به کار کرد. این شبکه شامل چهار کامپیوتر بود، که دو عدد از کامپیوتر ها در دانشگاه MIT و دو  کامپیوتر دیگر در دانشگاه کالیفرنیا و مرکز تحقیقاتی استنفورد استقرار یافته بودند.

در سال 1970 یک پایگاه پژوهشی مرتبط با موضوع شبکه های کامپیوتری توسط شرکت زیراکس در شهر پالوآلتو کالیفرنیا راه اندازی شد. این مرکز با عنوان پارک (PARC) نامگذاری شد و فعالیت های مهمی در خصوص مطالعه و پژوهش در مورد تکنولوژی های کامپیوتری انجام می داد.

در طول تمام سالهایی که شبکه کامپیوتری آرپانت راه اندازی شده بود، این سیستم تنها در موارد نظامی کاربرد و فعالیت داشت. ولی در سال 1972، دانشگاه ها و پژوهشکده های بسیاری، توسط این شبکه به هم متصل شدند. همچنین در این سال اولین نامه الکترونیکی در بستر شبکه ارسال شد.

علاوه بر این، مهندسین دانشگاه های متعدد، با طراحی پروژه ای به نام MERIT سعی در برقراری ارتباط بین کامپیوتر ها و طراحی لوازم مورد نیاز برای ایجاد این ارتباط بودند. در نهایت، اولین اقدامات برای طراحی شبکه های کامپیوتری و تجهیزات مرتبط، توسط این گروه پژوهشی انجام شد. 

در سال 1973 پروتکلی دیگر به نام اترنت جهت سهولت در برقراری ارتباط بین کامپیوتر ها، توسط آقای متکالف در مرکز تحقیقاتی پارک، شکل گیری و مورد سنجش قرار گرفت. با ظهور اترنت، تعداد شبکه های کامپیوتری افزایش یافت و این روش اتصال کامپیوتر ها به طور گسترده تر مورد استفاده قرار گرفت.  در آن زمان کامپیوتر ها از طریق یک نرم افزار خاص که بر روی کامپیوتر مرکزی نصب بود، به یکدیگر متصل می شدند. اما به مرور زمان و پیشرفت دانشمندان در این زمینه، راه های ارتباط کامپیوتر ها اصلاح، و روش ها و پروتکل های جدید متعددی مانند روش سوئیچینگ بسته‌ای یا Packet Switching ابداع شدند.

معرفی شبکه های کامپیوتری و انواع آن

با توجه به اینکه تا حدودی با تاریخچه شکل گیری و ابداع شبکه های کامپیوتری آشنا شدید، به موضوع اصلی معرفی شبکه های کامپیوتری و کاربرد انواع مختلف آن می پردازیم. همانطور که گفتیم، شبکه  کامپیوتری در واقع شبکه ای متشکل از دو یا چندین کامپیوتر متصل به هم می باشد که این کامپیوتر ها از نرم افزار ها و یا تجهیزات سخت افزاری مشترک، برای تبادل داده ها و انجام عملیات مختلف استفاده می کنند. 

در شبکه های کامپیوتری هر کامپیوتر یک گره یا node نامیده می شود. ارتباط بین کامپیوتر ها، هم از طریق روش های سیمی و هم با روش های بی سیم مانند امواج رادیویی قابل انجام است. شبکه های کامپیوتری بر اساس معیار های مختلفی مانند پهنای باند، اندازه و ابعاد شبکه و یا نوع پروتکل و روش ارتباطی، دسته بندی میشوند. یکی از مهمترین دسته بندی های شبکه، بر اساس گستردگی و ابعاد و تعداد کامپیوتر های موجود در آن می باشد. انواع شبکه های کامپیوتری بر اساس این معیار عبارتند از:

• PAN : شبکه شخصی (Private Area Network)
• LAN  : شبکه محلی (Local Area Network)
• MAN : شبکه شهری (Metropolitan Area Network)
• WAN : شبکه گسترده (Wide Area Network)

در این دسته بندی، شبکه PAN کوچکترین نوع شبکه است، که تنها در ساختمان ها و ادارات کوچک کاربرد دارد و توسط یک فرد یا سازمان مدیریت می شود و در واقع مختص یک کاربر می باشد.

شبکه محلی LAN جزو پرکاربردترین و ساده ترین شبکه های کامپیوتری است. اترنت و Wi-Fi دو تکنولوژی پرکاربرد این شبکه محسوب میشوند. این شبکه محدوده کوچکتری را تحت پوشش خود قرار می دهد.

انواع شبکه های کامپیوتری از نظر گستردگی

شبکه گسترده WAN نوع دیگری از شبکه های کامپیوتری است، که طیف گسترده ای از کامپیوتر ها را در سراسر جهان در نقاط مختلف به هم متصل می کند. 

شبکه محیط شهری MAN  نیز قابلیت برقراری ارتباط بین کامپیوتر های یک ناحیه شهری را دارد. در واقع حد واسط بین شبکه های WAN و LAN  می باشد.

شبکه های کامپیوتری چه مزایایی دارند؟

امروزه شبکه های کامپیوتری جزو کارآمدترین فناوری های مبادله و به اشتراک گذاری داده ها و اطلاعات هستند. این فناوری، امتیازات و قابلیت های بسیاری را برای افراد و موسسات مختلف فراهم می کند. موارد زیر چند مزیت مهم این تکنولوژی می باشند: 

• کاهش هزینه ها هنگام استفاده از این سیستم و صرفه جویی در زمان
• افزایش ارتباطات و دسترسی سریع و راحت به اطلاعات
• انعطاف پذیری بالا و قابلیت توسعه و تغییر
• قابلیت اطمینان و مجهز به پشتیبان شبکه
• افزایش ظرفیت ذخیره سازی داده ها

آیا این شبکه معایبی نیز دارد؟

بله. این شبکه نیز مانند سایر تکنولوژی ها، دارای ضعف ها و معایبی می باشد که عبارتند از:

• ضعف امنیتی و دسترسی غیر مجاز سارقین اطلاعاتی به اطلاعات کامپیوتر های متصل به شبکه
• فاقد استقلال و استحکام در صورت خرابی سرور اصلی شبکه
• امکان حضور ویروس ها و بدافزارها
• نیاز به کنترل کننده کارآمد 
• هزینه راه اندازی اولیه بالا