آموزش الکترونیکی (E-Learning)

آموزش الکترونیکی (E-Learning)

مقدمه ای بر  آموزش الکترونیک

  با توجه به گسترش فناوری اطلاعات و نفوذ وسایل ارتباط از راه دور ، ابزارها و روش های آموزشی نیز دچار تغییر و تحول گردیده است.:

  آموزش الکترونیکی و آموزش مجازی در سطح وسیعی از جامعه گسترده گردیده،کلاس های آموزشی به صورت غیر حضوری و به نحوه  آموزش الکترونیکی برگزار می گردد. امروزه بدلیل پیشرفت و گسترش اینترنت علاوه بر آموزش بیشتر امور روزمره نیز بصورت الکترونیکی در آمده که در  اینجا  لازم است و نقش ارزشمند آموزش الکترونیکی در رشد و شکوفایی جامعه بپردازیم.

ویژگی بارز زمان کنونی انفجار اطلاعات در مکان و زمان است که در اثر رشد شتبابناک فن آوری موجود آمده است سرعت حیرت انگیز رشد فن آوری اطلاعات فضایی را ایجاد کرده است که باید سازمانها با تمام توان آمادگی لازم را داشته باشند تا از مسیر رشد و توسعه از این حرکت پویا باز نمانند این موقعیت الزاماتی را  می طلبد که ناگزیر باید به آن مجهز شد و اطلاعاتی را در اوّلین فرصت حاصل کرد و بکار برد و سپس تولید اطلاعات نمود تا سازمانی پویا و زنده در عرصه جهانی و هم حرفی برای گفتن داشته باشیم , و قابلیت هایی که خداوند ارزانی داشته است را به شایستگی بکار ببریم .

امروزه اکثر سازمانها بر این باورند که گذر از مرحله برگزاری و اجرای برنامه های آموزشی کارکنان در کلیه سطوح از شیوه سنتی آن به صورت آموزش الکترونیکی (  E - Learning  ) بر اساس تحقیقات به عمل آمده در شرکتها و مؤسساتی که تاکنون از اینگونه تجهیزات و امکانات آموزشی بهره گرفته اند ، نشان می دهد که اجرای این مهم در سه حوزه اصلی:

·         بهبود عملکرد

·          افزایش کارآیی و اثربخشی

·          کاهش هزینه های آموزش

 تأثیربه سزایی داشته است , به طوری که آمارها نشان می دهد حدود 40 درصد کاهش هزینه در اینگونه شرکتها و مؤسسات بدون کاهش اثربخشی از طریق جایگزینی و بکارگیری آموزشهای الکترونیکی گزارش شده است . در بُعد افزایش کارآیی و اثربخشی مشخص شده است که آموزشهای الکترونیکی زمان یادگیری فراگیران را به طور متوسط بین 25 تا 50 درصد کاهش داده و نشان داده است که زمان فعال حفظ اطلاعات نیز به نسبت قابل ملاحظه ای افزایش یافته است . و در خصوص بهبود عملکرد نیز عنوان گردید که با آموزش الکترونیکی می توان محیط کاری با نیروی انسانی آموزش دیده در حداقل زمان ممکن ایجاد نمود که نتیجه آن بهره وری بیشتر در سازمان خواهد بود  .

سازمانها می توانند با بهبود شرایط و اجرای برنامه های آموزش آشنا سازی کارکنان با نحوه بهره گیری از آموزش الکترونیکی , صرفه جوئیهای بسیاری را در پرداخت هزینه های حقوق و بکارگیری کارکنان بویژه در حوزه تخصصی و کارشناسی بعمل آورند .

با اجرای برنامه های آموزشی به شیوه الکترونیکی نه تنها از کیفیت نظارت و اجرای آموزش کاسته نمی شود بلکه با توجه به قابلیتهای بسیار وسیع اجرایی این گونه سیستمها ، می توان از مرحله نیازسنجی آموزشی و برنامه ریزی تا مرحله اجرا و نظارت و ارزیابی و نتیجتا" صدور گواهینامه های مربوطه به نحوی بسیار مطلوب و همه جانبه اقدام نمود که این مهم خود باعث صرفه جویی سالیانه نسبت به هزینه های آموزشی به شیوه سنتی می شود . 

 پنج اشتباه در استفاده از آموزش الکترونیکى

بخش مقاله آى تى ایران - داگرچه آموزش الکترونیکى فنآورى مورد بحث روز مى‌باشد، اما شرکتهایى که اقدام به پیاده‌سازى این فنآورى مى‌نمایند اگر از برخى موارد مشکل‌زا حذر ننمایند، با دشواریهاى فراوانى مواجه خواهند شد.

1-عدم حمایت مدیریت ارشد سازمان در مراحل خرید و اجراى مداوم

استقرار فنآورى تنها یک بخش از اجراى آموزش الکترونیکى مى‌باشد. براى کسب موفقیت در درازمدت، مباحث سازمانى از مهمترین چالشها مى‌باشند. مباحثى چون: پیوند آموزش و راهبرد تجارى سازمان، تأمین حمایت مالى، اولویت بندى نیازهاى مربوط به فنآورى و متقاعد کردن کاربران به استفاده از این روش آموزشى بجاى روشهاى پیشین.

بهترین شیوه: تشکیل کمیته پیاده سازى آموزش الکترونیکى که در آن یکى از مدیران بلند پایه شرکت در رده معاونین یا اعضاى هیأت مدیره، به همراه اعضایى به نمایندگى از تمامى حوزه‌ها (از جمله دفتر فنآورى اطلاعات) براى راهبرى توسعه، استقرار و رشد مداوم آموزش الکترونیکى، شرکت دارند

2-محتواى آموزشى خسته کننده و ضعیف

محتواى ضعیف عامل شکست آموزش الکترونیکى بوده و دانشجویان را به سرعت پراکنده مى‌نماید. محتوایى که تنها خواندنى باشد توجه دانشجو را جلب نمى‌کند. محتوایى که نیازهاى آنان را برآورده ننماید نیز، بدون استفاده خواهد ماند.

بهترین شیوه: حصول اطمینان از اینکه محتواى آموزشى از نظر فنآورى داراى طراحى مناسب مى‌باشد و دانشجویان را مجذوب خود مى‌نماید. انتخاب دقیق محصولات آماده و یا سفارشى که منطبق با نیاز کارمندان و ضامن رشد حرفه‌اى آنان باشد، بهتر از خرید کتابخانه‌هاى حاوى صدها عنوان مطلب مى‌باشد.

3- فنآورى که کاربرد آن سخت بوده و غیرمطمئن باشد

وقتى که استفاده از فنآورى، خود یک چالش براى دانشجو باشد، آموزش رخ نخواهد داد. حتى در صورت اجرا نیز، بکارانداختن فنآورى مسئله اصلى مى‌شود و آموزش در مرتبه دوم قرار مى‌گیرد.

بهترین شیوه: حصول اطمینان از اینکه زیرساختهاى موجود نیازهاى اولیه آموزش الکترونیکى را برآورده مى‌سازند و فنآورى بکارگرفته شده براى دانشجویان قابل درک و روشن مى‌باشد. همکارى نزدیک با دفتر فنآورى اطلاعات در هر مرحله از ایجاد و استقرار آموزش الکترونیکی. ارتقاء اجزا بر اساس رشد نیازمندیها در عوض خرید فنآورى که داراى امکاناتى اضافى مى‌باشد که بکار نمى‌آیند.

4- فرهنگى که پذیراى آموزش الکترونیکى نباشد و یا هیچ اطلاعى از آن نداشته باشد.

فنآورى عالى و محتواى آموزشى ممتاز مورد قبول دانشجویان واقع نمى‌شود، مگر اینکه آنان از قبل آمادگى تجربه آموزش الکترونیکى را داشته باشند. آموزش الکترونیکى با آموزش کلاسى بسیار متفاوت است و اغلب اتفاق مى‌افتد که کاربران بعنوان یک خط‌مشى آموزشى با چشم تردید به آن مى نگرند.

بهترین شیوه: ساماندهى یک تیم از بخشهاى مختلف سازمان که شامل بازرگانى، آموزش و مدیریت مى‌شود، بمنظور تهیه مداوم اطلاعات، تجربیات و پشتیبانى مورد نیاز دانشجویان.

5-ینیت نیافتن آموزش الکترونیکى همراه با نتایج قابل اندازه‌گیرى

قراردادن دوره‌هاى آموزشى در یک فهرست بلندبالا، استفاده از آنها را تضمین نمى‌کند. حتى تعداد دسترسى‌ها به این دوره‌ها هم بیانگر تعداد کاربرانى که مطلب را یاد گرفته‌اند نمى‌باشد. جلب حمایت مداوم مدیریت بستگى به نتایج قابل سنجشى دارد که تأثیر مستقیم در تجارت شرکت دارد.

بهترین شیوه: تعیین خط مبناى اندازه‌گیرى مهارتهاى کاربران و قراردادن مقاصدى براى رشد دانشجویان با استفاده از آموزش الکترونیکی. تدوین برنامه آموزش الکترونیکى براى هر کارمند همراه با تجربیاتى که باعث ایجاد دگرگونى در کارایى شغلى وى مى‌شود و ترتیب دادن سیستمى براى اندازه‌گیرى این نتایج.

● تاریخچه آموزش الکترونیکی در جهان

آموزش غیرحضوری، باآموزش مکاتبه ای در دهه اول سال ۱۷۰۰ میلادی آغاز شده است. هنوز هم در نقاط مختلف دنیا از جمله در ایران از این شیوه آموزشی برای تحصیل و یادگیری، استفاده می شود.۲ آموزش مکاتبه ای که با نامه نگاری توسط مدرسه یا مؤسسه های واجد شریط اداره می شد و بین دانشجویان و استادان از طریق نامه نگاری ارتباط برقرار می گردید، مورد توجه دانشجویان و دانش آموزان بود. همزمان با ایالت متحده آمریکا که در زمینه آموزش از راه دور فعالیت داشت، کشورهای اروپایی دوره های آموزشی را قبل از سال ۱۸۴۰ به صورت جزوه های خلاصه شده آغاز کرده بودند. اولین دوره آموزشی از راه دور دانشگاهی که در سال ۱۸۹۲ تأسیس شد، متکی بر اداره پست اداره می شد. روشهای بهره گیری از آموزش غیرحضوری مبتنی بر فناوری به اوایل دهه ۱۹۰۰ میلادی باز می گردد. در اواسط قرن بیستم برنامه های آموزشی متنوعی نیز وجود داشت و مجوزاولین رادیوی آموزشی دانشگاهی در سال ۱۹۲۱ صادر شد، که اولین پایه شکل گیری آموزش الکترونیکی محسوب می گردد. در سال ۱۹۶۰با تکامل و پیشرفت رسانه ها، تکنولوژی آموزش از راه دور نیز دچار تغییرشد و به جای تکیه بر سیستم پستی ، دانشگاه ها با استفاده ترکیبی از ابزار چند رسانه ای مالتی مدیا، جهت پشتیبانی آموزشی از دانشجویان ثبت نام می نمودند به نحوی که علاوه بر انگلستان و آمریکا در سایر کشور های اروپایی و آسیایی مؤسسات آموزش الکترونیکی توسعه یافت. امروزه آموزش (یادگیری) الکترونیکی مبتنی بر استفاده ازتکنولوژیهای جدید، ابزاری است برای انتقال دانش روز که می تواند انواع تخصص و مهارت در رشته های متفاوت را در اختیار دانش پژوهان قرار دهد. ‌در واقع" آموزش‌ الکترونیکی‌ ثابت‌ کرده‌ است‌ که‌ ۲۰ تا ۲۵ درصد یادگیری‌ را نسبت‌ به‌ کلاسهای‌ درس‌ سنتی‌ افزایش‌ می‌دهد.

● تاریخچه آموزش الکترونیکی در ایران 

تاریخچه آموزش الکترونیکی در ایران به زمان بهره گیری از ابزارهای کمک آموزشی سمعی - بصری شامل نمایش اسلاید و فیلم های آموزشی در کلاس درس باز می گردد. پس از آن تلویزیون به عنوان یک رسانه آموزشی مورد توجه قرار گرفته است و تلویزیون آموزشی ملی ایران رسماً به امر آموزش همگانی از طریق این رسانه در سراسر کشور پرداخت. 

آموزش از راه دور در کشورمان به جز تجربه کوتاه دانشگاه آزاد قبل از انقلاب و دانشگاه پیام نور مبتنی بر استفاده از شیوه ارتباط از راه دور، دارای سابقه طولانی ای نیست. در پایان دهه هفتاد آموزش مجازی در دستور کار دانشگاه تهران قرار گرفت و پروژه های تحت این عنوان آغاز شد. در سال ۱۳۸۰ سایت آموزش مجازی دانشگاه تهران با ارائه نه درس برای دانشجویان روزانه دانشگاه راه اندازی شد و از نیم سال اول تحصیلی همان سال، آن بهره برداری شد. در همان سال وزارت علوم، تحقیقات و فناوری از تأسیس دانشگاه اینترنتی خبر داد که تحت نظر آن وزارت، ولی به صورت مؤسسه غیر انتفاعی نوع اول در سراسر کشور خدمات آموزشی ارائه خواهد داد به دنبال آن تعدادی از دانشگاه ها اعلام کردند که راه اندازی آموزش الکترونیکی را جزو برنامه های خود قرار داده اند و در حال حاضر تعدادی از آنها دروسی را به صورت تک درس برای دانشجویان حضوری خود ارائه کرده اند. اندکی بعد از اقدام دانشگاه ها در استفاده از روش آموزش الکترونیکی ، آموزش وپرورش که بزرگترین بخش آموزشی کشور است، فعالیت هایی را در این زمینه شروع کرد و در حال حاضر تعدادی مؤسسه خصوصی نیز از روش آموزش الکترونیکی بهره مند هستند

تفاوت آموزش سنتی و مدرن در اینجا سه تفاوت بررسی شده

فرآیند آموزش

رویکرد سنتی: یک روش و محتوی آموزشی برای همه

رویکرد مدرن: روش و محتوی آموزشی سفارشی شده برای هر آموزش

زمان آموزش

رویکرد سنتی : یک بازه زمانی برای همه

رویکرد مدرن : بازه زمانی که توسط آموزش گیرنده تعیین می شود

محل آموزشی

رویکرد سنتی : یک مکان خاص برای همه

رویکرد مدرن : هر مکانی که آموزش گیرنده بتواند به مطالب آموزشی دسترسی پیدا کند

اما چند دلیل برای استفاده از آموزش الکترونیکی معرفی تکنولوژی های جدید به دانش آموزان و آموزش چگونگی دست یابی به تکنولوژی های جدید.

تشویق دانش آموزان برای بدست آوردن اطلاعات از طریق تکنولوژی های جدید.

حضور در اطاق های بحث و گفتگو برای تبادل نظر در مورد مطالب که منجر به تولید دانش می شود .

برقرای ارتباط با مدیر قسمت آموزشی در هر زمان.

کسانی که به علت داشتن کار یا معلولیت و عوامل دیگر قادر به حضور در کلاس درس فزیکی نمی باشند می توانند به راحتی و بدون مشکل از این روش استفاده کنند.

برای افرادی که امکان خروج از کشورشان را برای ادامه تحصیل ندارند.

دستیابی به جدید ترین اطلاعات روز دنیا در رشته مورد نظر.

دامنه آموزش الکترونیک

بعد از اینکه با مفاهیم مقدماتی آموزش الکترونیک آشنا شدید بهتر است دامنه یادگیری آن را نیز بدانید. یا به عبارت بهتر، آموزش الکترونیک در چه محیط هایی و با چه ابزاهایی ارائه می شود. آموزش الکترونیک دامنه گسترده ای دارد و بسته به نوع استفاده و امکانات به چند دسته تقسیم می شود.

1. آموزش بر پایه وب: در این روش آموزش از طریق اینترنت خواهد بود. در اکثر موارد آزمون ها و ارائه مدرک هم از طریق الکترونکی و وب است. کلاس های درس ، یادداشت های درس، جزوه ها، اتاق بحث، پست الکترونیکی و غیره جزء ویژگی های این روش هستند و همگی برروی وب ذخیره می شوند. البته به علت انعطاف پذیری فوق العاده آموزش الکترونیک می توانید نحوه آموزش را به طریق دلخواه، مناسب با فعالیت خودتان، شرایط موجود و امکانات طراحی و پیاده سازی کنید؛ از این رو بعضی از ویژگی های گفته شده می توانند در سیستم شما وجود نداشته باشند یا ویژگی های دیگری جایگزین آن ها باشند.

2. آموزش مبتنی بر کامپیوتر: در این روش احتیاجی به اتصال به اینترنت و حتی به شبکه نیز نیست. مگر در موارد خاص. در این روش اطلاعات بروی یک واسط الکترونیکی ذخیره می شود و کاربر با استفاده از یک کامپیوتر یا ابزار خواننده آن واسط الکترونیکی می تواند از آن استفاده کند. یک مثال متعارف آن استفاده ازCD آموزشی است که در کشور خودمان بسیار از آن استفاده می شود

3. آموزش از طریق وسایل و ابزار دیجیتال همراه: آموزشی است که از طریق و سایل و ابزارهای دیجیتالی همراه از جمله PDA و Tablet PC و ... ارائه می شود.

4. آموزش از طریق تلفن همراه: آموزشی است که کاملا جدید است و تقریبا می تواند در گروه بالا قرار گیرد اما به علت افزایش تعداد افراد دارنده تلفن همراه و تمرکز بروی این روش که به mlearning شهرت یافته دسته ای جدا برای آن در نظر گرفته می شود. به خوبی می توان این روش را پیاده سازی کرد. ولی لازمه آن ایجاد زیر ساخت های مخابراتی است. خیلی از مردم مخصوصا در جوامع شهری وقت زیادی از خود را در انتظار وسایل نقلیه، ترافیک و غیره از دست می دهند. تا همین چند سال پیش افراد برای استفاده از این وقت، کتاب هایی همراه خود جابه جا می کردند که مشکات خودش را داشت مثلا در را ه های ناهموار آسیب زیادی به چشم وارد می شد و ... . با ارائه ذخیره ساز های دیجیتالی صدا، مطالعه به سمت آموزش از طریق صدا حرکت کرد؛ ولی همچنان آموزش از طریق چشم بالاترین کارایی را دارد. بنابراین استفاده از ابزارهای دیجیتالی تصویری بهتر از همه است زیرا :

4.1 می توان به جای نوشته از تصاویر ثابت و متحرک و یا فیلم استفاده کرد

4.2 می توان اندازه نوشته ها را بسته به موقعیت و کاملا دلخواه بزرگ و کوچک کرد.

4.3 می توان از خوانندگان متن یا صدای ضبط شده همراه متن و حتی موسیقی در کنار آموزش استفاده کرد.

4.4 در صورت خستگی از مطالعه می توان از وسایل تفریحی داخل این وسایل استفاده کرد.

موفق باشید

دسته بندی نوع یادگیری ومزیت های آموزش الکترونیکی

کلا نوع یادگیری را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

1. یادگیری شخصی

2. یادگیری جمعی

3. کلاس های مجازی

1. یادگیری شخصی : در این دسته فرد رشته مورد علاقه خود را انتخاب می کند و در محیط اطراف خود مخصوصا اینترنت به دنبال اطلاعات مرتبط با آن می گردد و در آن زمینه تحقیق می کند سپس سوالات خود را از اساتید آن رشته به صورت offline می پرسد.

2. یادگیری جمعی : در این دسته شرایطی برای افراد مهیا می شود تا با یک دیگر و اساتید خود ارتباط بر قرار کنند. از جمله این ابزار Forum و chat و غیره است. در این روش معمولا زمان شروع و خاتمه دوره آموزشی و امتحانات برای همه آن گروه یکسان است.

3. کلاس های مجازی : در این دسته شرایط کاملا مانند کلاس درس است و حتی در بعضی از موارد در کلاس های فزیکی برگزار می شود. در این جا از ویدئو کنفرانس و به جای تخته سیاه از یک ویدئو پروژکتور استفاده می شود. گاهی از اوقات برای هر فرد یک کامپیوتر در نظر گرفته می شود و ارتباط ویدئویی از طریق صفحه نمایشگر و دوربین یا وب کم خواهد بود و هر کسی می تواند از طریق کامپیوتر با استاد ارتباط برقرار کند. این روش مخصوصا برای برگزاری کلاس هایی که استاد مربوط به آن درس به تعداد کافی موجود نیست و امکان جابه جایی اساتید هم وجود ندارد مفید می باشد به ویژه برا ی دانشگاه ها. شاخه ای از این دسته در پزشکی از راه دور نیز استفاده می شود.

مقایسه یادگیری از طریق آموزش الکترونیک و یادگیری در کلاس ها فزیکی معمولی

سعی شده است کلاس ها مجازی همانند کلاس های واقعی ایجاد شود اما برای اهداف آموزش الکترونیکی تغییر یافته و منعطف تر شده اند.نحوه ارائه درس باعث تعییر در نحوه یادگیری و مطالب آموزشی شده است. متون درسی، نحوه انتخاب آن ها و آموزش آن ها با آموزش سنتی متفاوت است.

مزیت های آموزش الکترونیک

1. نیازی به صرف وقت و حضور در کلاس نیست.

2. برخورداری از یک روش مطالعه انعطاف پذیر که مطابق نیاز دانشجو است.

3. سرعت مطالعه دست دانشجو است.

4. مانند کلاس های درسی برنامه آموزشی، راهنمایی درس ، دروس مرجع و ... وجود دارد.

5. در مطالعه به صورت online از مزایای کار گروهی بهره مند می شوید.

6. کنجکاوی و ابتکار بیشتر و دسترسی به تکنولوژی های جدید.

7. اطلاعات به روز است و از اطلاعات به روز می توانید استفاده کنید.

8. ارزیابی به صورت online است.

9. می توانید هر کجا که باشید مدرک خود را از طریق اینترنت به دیگران و رییس خود نشان دهید.

10. می توانید بیش از یک درس یا رشته را فرا گیرید.

11. آموزش الکترونیک را با استفاده از هر فراهم کننده خدمات اینترنتی و بدون محدودیت می توان به کار برد. اما ارائه دهنده دروس می تواند از یک اینترانت برای این کار استفاده کند که در این صورت محدوده آموزش محلی خواهد بود.

12. می توان از هر مرورگری برای آموزش الکترونیک استفاده کرد به شرطی اینکه برنامه های سایت با plug in های مرورگر مطابقت نماید. مثلا حمایت مرورگر از کدهای جاوا.

13. در هر زمان میتوان یاد گرفت.

14. در هر مکانی امکان یادگیری وجود دارد.

15. هزینه های یادگیری کاهش می یابد.

16. دانش و اطلاعات را عموم مردم می توانند بدست آورند.

17. نتیجه آموزش و یادگیری شما سریعتر مشخص می شود.

18. با استفاده از امکانات Multimedia مطالب بیشتر در ذهن می ماند.

19. تبعیض و پارتی بازی کمتر اتفاق می افتد.

چند نکته که در آموزش الکترونیکی باید مورد توجه قرار گیرد

1.زیر ساخت های مخابر اتی: زیر ساخت های مخابرتی در ایران هنوز مهیا نیست اما باعث نمی شود از آموزش الکترونیک صرف نظر شود.

2. مفاد آموزشی: مفاد آموزشی به صورت آموزش الکترونیک با روش های آموزش سنتی متفاوت است و باید هم فرق داشته باشد. در آموزش الکترونیک 40 تا 50 درصد متن آموزشی از طریق استاد و بقیه از همکاری و ارتباط دانشجویان تعیین می شود.

3. آموزش الکترونیک باید دوطرفه باشد تا کاربر خسته نشود، مثلا مانند CD ها آموزشی که فقط باید بیننده باشد نباشد. کاربر باید با آن ارتباط داشته باشد.

برنامه های شرکت ها و موسسات برای آموزش الکترونیکی

در چند سال گذشته موسسات زیادی مخصوصا در آمریکا اقدام به آموزش الکترونیک نموده اند از جمله مایکروسافت، سیسکو و ... که قصد دارد طی یک برنامه 10 ساله تمام دوره های آموزشی خود را به صورت online نیز ارائه کند و گواهینامه الکترونیکی برای ان ها صادر کند.

با ورود کامپیوتر به زندگی انسانها و به موازات آن گسترش شبکه اینترنت ، بسیاری از تعاریف و خدمات اجتماعی تغییر یافته و یا به سمت تحول بنیادی در حرکت است ، و هر روزه تاثیرات این دگرگونی ها در زندگی روزمره ما بیشتر نمایان می گردد. این جهان مجازی،که پدیده هزاره سوم تمدن بشری است ، در ابتدای راه خود دستاوردهای کم نظیری برای جوامع امروزی به ارمغان آورده است .

شبکه ای عظیم اطلاع رسانی ، فروشگاه و بنگاه های بزرگ اقتصادی ، موتور های قوی جستجوی اطلاعات ، موسسات و انجمن های مجازی و.... . به جرات می توان گفت یکی از بزرگترین دستاوردهای آن آموزش الکترونیکی (E-learning ) می باشد .

در این مقال سعی شده است با استفاده از آخرین مقالات و تحقیقات علمی ، مفهوم آموزش الکترونیکی و نقش آن در توسعه جوامع امروز برسی گردد.

● آموزش الکترونیک چیست ؟

منظور از E-Learning یا آموزش الکترونیکی، بطور کلی بهره گیری از سیستم های الکترونیکی، مثل کامپیوتر، اینترنت، CD های Multimedia ، نشریه های الکترونیکی و خبرنامه های مجازی نظایر این هاست که با هدف کاستن از رفت و آمدها و صرفه جویی در وقت و هزینه و ضمنا یادگیری بهتر و آسانتر.

البته سیستم هایی که E-learning به حساب میآیند و امکان یادگیری از راه دور را فراهم می کنند متنوع هستند. ولی در وهله اول آنچه که مهم است آگاهی علاقمندان از نوع این سیستم ها و انتخاب صحیح و نحوه استفاده درست از آنها است. این سیستم ها بعضا میتوانند جایگزین کلاس های حضوری هم باشند. درعین حال برای افراد سخت کوش و علاقمند میتواند مکمل کتاب و کلاس باشد. در یک جمله می توان گفت E-Learning آوردن یادگیری برای مردم است به جای آوردن مردم برای یادگیری .

در یادگیری الکترونیکی غیر از اینترنت، CD های آموزشی ، ویدیوهای آموزشی و همچنین ماهواره استفاده می شود .آماد نشان داده است که در سال ۱۹۹۹ بالاترین روش آموزش CD های آموزشی بوده است با ۵۳% ولی در سال ۲۰۰۴ پیش بینی می شود که E-Learning مقام اول آموزش را با ۶۳% کسب کند .

در Synchronous این امکان وجود دارد در آموزش الکترونیکی استاد و شاگرد به صورت همزمان با هم گفتگو کنند و در اتاقهای Chat با هم مباحثه کنند ولی در Asynchronous شاگردان مباحث خود را می پرسند استاد در زمان دیگری که مشخص کرده است به پاسخ ها جواب می دهد

روبرت مرداک (RUPERT Murdoch ) که بر روی آخرین تکنولوژی ها کار میکند می گوید:

I think education is going to be a very big part of the Internet

یعتی آموزش بخش عظیمی از اینترنت را به خود اختصاص خواهد داد.

این شخص هم اکنون در حال سرمایه گذاری در جهت درست کردن بزرگترین دانشگاه مجازی دنیا می باشد.

E-Learning باعث رشد اقتصادری شرکت ها و مراکز تجاری در دنیا شده است:

مرکز IDC پیش بینی نموده است رشد اقتصاد در زمینه E-Learning در سال ۲۰۰۰ از ۳/۴ بیلیون دلار به ۲۳/۱ بیلیون دلار در سال ۲۰۰۴ برسد که یک رشد ۶۸% را در هر سال نشان می دهد .

● آموزش الکترونیکی و رابطه آن با آموزش سنتی :

آموزش الکترونیکی روشهای آموزشی کنونی را تکمیل می کند و در بعضی از موارد جایگزین آن می شود.یکی از رویکردهای اصلی آموزش الکترونیکی ، آموزش ترکیبی به معنی بکارگیری بیش از یک رسانه در امر آموزش است مانند ترکیب آموزش توسط معلم و ابزارهای بر پایه وب که البته با این روش ، آموزش الکترونیکی جایگزین آموزش کنونی نمی شود بلکه آن را تکمیل می کند هرچه که در موارد بسیاری آموزش الکترونیکی به تنهایی می تواند پاسخگوی نیازهای آموزشی باشد.

در قرن جدید تنها چیزی که شما را می تواند از بقیه رقبا جلوتر بیندازد یادگیری سریعتر می باشد. همزمان و همراه با تحولات و تغییرات وسیعی که در جهان بوجود آمده است رویکردها و دیدگاه های اندیشمندان نسبت به آموزش و یادگیری نیز تحولاتی داشته است. در گذشته جهت آموزش Training را به کار می بردند که به معنای آموزش دادن همراه است و اکنون واژه Learning را به کار می بریم که به معنی آموزش گرفتن می باشد. در آموزش سنتی چون مبنای کار در آموزش دادن همراه بوده است در نتیجه آموزش به صورت اجبار، تنبیه و با زور همراه بوده و نتیجتا افت تحصیلی چه در کلاس درس و چه در خارج کلاس را به همراه داشته است اما در Learning چون خود فرد خواسته است که یاد بگیرد همراه با بازدهی بالایی می باشد. در سال ۱۹۹۵ شرکت IBM در ژاپن بخش آموزش منابع انسانی خود را از نام Training به نام Education تبدیل کرد.

● آموزش الکترونیکی و اقتصاد :

افزایش ارزش سرمایه بشری در اقتصاد جدید، ضرورت شکلهای بیشتر و بهتر آموزش را ایجاد نموده است. آموزش الکترونیکی نیز راهی جدید برای ایجاد یک اقتصاد جدید می باشد. ضرورت صنعت آموزش الکترونیکی گسترده بعنوان ادغام خدمات آموزشی و تکنولوژی سبب پیشرفت و ترقی فراوان شرکتهای آموزشی با دانش الکترونیکی شده است. در این صنعت چهار بازار اصلی از قبیل محتویات یادگیری فاصله دار (distribuited learning content)، توانمند کننده آموزش از راه دور (distance education enablers)، محیطهایon line

(online communities) و شرکتهای ارائه دهنده خدمات (online education related services online) وجود دارد.

پیدایش چنین تکنولوژیهایی، شرکتها را قادر می سازد تا مطالب آموزشی زیادی را با هزینه های کمتر از آموزش به روش سنتی در سر تا سر جهان ارائه دهند. بازار "یادگیری فاصله دار" آموزشی است که از طریق روشهای دیگر از قبیل اینترنت،سی دی رام، تلویزیون، نوار ویدئوئی و غیره ارائه می گردد. از لحاظ تاریخی رایج ترین روش، استفاده از CD-ROM است که کاربران می توانند توسط آن به محتویات امتحانات پاسخ گویند. با این وجود بازارهای زیادی در رابطه با آموزش از راه دور که در اینترنت فراهم می گردد ظهور نموده است. آموزش اینترنتی خود به دو دسته تقسیم می گردد یکی بطور همزمان (که مدرس کلاسهای online را با استفاده از تصویر یا ویدئو و چت تشکیل می دهد) و دیگری بطور غیر همزمان.

(که محتویات درسی از قبل ضبط شده است و هیچ واکنش یا عکس العمل زنده ای بین مدرس و دانشجویان برقرار نمی گردد اما تسهیلاتی فراهم می شود که دانشجویان بتوانند در هر زمان از روز در کلاسها شرکت نمایند). محیط های online ظهور یافتند تا بازارهای خاص مختلفی را در صنعت آموزش سرویس دهند. آموزش، زمینه ها و فرصتهای زیادی را برای رشد فراهم می آورد. اقتصاد جدید انگیزه های اقتصادی زیادی را ایجاد می نماید و موانع اساسی را برای آموزش در جهت اقتصاد پویا را از میان بر می دارد

● آموزش الکترونیکی در ایران :

داستان گسترش آموزش های مجازی در فضای آموزش عالی ، از تاسیس دانشکده مهندسی فناوری اطلاعات دانشگاه امیرکبیر www.aku.ac.ir آغاز شد . در این دانشکده که فعالیت مجازی دارد ، برخی از دوره های فنی و مهندسی مرتبط با فناوری اطلاعات و ارتباطات به صورت از راه دور تدریس می شود .

موفقیت های این دانشکده و برنامه های کلان دولت در جهت فراگیر تر کردن سطح آموزش عالی در استان های مختلف و ارائه امکانات بیش تر و بهتر به مراکز آموزش عالی استان ها و مراکز محروم ، رویکرد توسعه و راه اندازی سیستم های آموزش الکترونیکی را در دانشگاه های کشور گسترش داد.

ما حصل برنامه های تقویت آموزش از راه دور در مراکز آموزش عالی کشور که با کمک طرح تکفا www.takfa.ir نیز ، دنبال گردید ، ایجاد دوره های مختلف کارشناسی و کارشناسی ارشد به صورت از راه دور در چند دانشگاه مشهور تهران و شهرستان گردید . در این دانشگاه ها ، دانشجو می تواند بدون شرکت در آزمون ورودی یا کنکور سراسری ، و تنها بر اساس نمونه ها دانشگاه علم و صنعت ایران ، یکی از نمونه های بارز برگزاری دوره های آموزش الکترونیکی تحصیلات عالی در کشور است که از سال گذشته در این باره فعالیت های ارزنده ای داشته است .

سایت این دانشکده که درنشانی : www.elearning-iust.ir قراردارد، در خصوص ۳ رشته مقطع لیسانس و ۲ رشته مقطع فوق لیسانس از راه دور این دانشگاه ، اطلاعات جامعی را ارائه کرده است .

هفته گذشته نیز ، برای نخستین بار ، فرم ها و جزئیات ثبت نام مقاطع فوق لیسانس این دانشگاه اعلام شد که متوسط هزینه های ۲ سال یک دانشجو برای تحصیل در مقطع فوق لیسانس این دانشگاه ، ۶ میلیون تومان محاسبه شده که به عقیده شمار زیادی از علاقمندان به این نوع تحصیلات عالیه ، رقم بالایی به شمار می آید .

این دانشگاه حتی سرویس خط اینترنت پر سرعت را نیز برای دانشجویان فراهم نکرده و معلوم نیست ، این هزینه بالا ، بر اساس چه صورت هزینه هایی از دانشجو در هر ترم دریافت می شود. آن هم در وضعیتی الکترونیکی که استاد و مکان آموزشی و کتاب و امکانات دیگر مانند روش سنتی ، قرار نیست در اختیار دانشجو قرار بگیرد و قطعا ، هزینه راه اندازی الکترونیکی دروس مقطع فوق لیسانس ، این قدر هزینه ندارد که برای هر دانشجو ، ترمی ۱.۵ میلیون تومان هزینه داشته باشد !

دکتر غلامی ، رئیس دانشکده مجازی دانشگاه علم و صنعت در مورد گسترش شبکه های اطلاع رسانی در عصر جدید معتقد است :

گسترش شبکه های رایانه ای در سراسر دنیا تا به امروز و تأثیرات شگرفی که فنآوری جدید اطلاع رسانی بر توسعه و تحولات علمی، فنی، اقتصادی، فرهنگی، آموزشی و اجتماعی داشته ، موجب سرعت بخشیدن به ارتباطات و تبادل اطلاعات بین میلیون ها انسان و هزاران سازمان ملّی و بین المللی گردیده است .

اس توان علمی و مالی دانشجو ، به انتخاب واحد در رشته مورد علاقه معرفی شده توسط دانشگاه مجازی ، پرداخته و پس از طی دوره دانش پذیری ، در صورت کسب حداقل های لازم ، به مرحله دانشجوی رسمی وارد شود و ادامه تحصیل دهد .

تحصیل در این دوره ها در هر مقطعی ، به صورت سایت اینترنتی و آموزش های الکترونیاما گویا ، شبکه های اطلاع رسانی به جای ان که سرعت و دقت و کیفیت را با هزینه به مراتب کم تر و بهتری نسبت به روش های سنتی در اختیار کاربران قرار بدهند ، در افزایش هزینه های سنتی (غیر الکترونیکی) افزوده اند. اکنون هزینه تحصیل در دانشگاه آزاد ، پیام نور و حتی شبانه دولتی ، کم تر از رقمی است که این دانشکده اعلام کرده است .

این در حالی است که وضعیت تحصیلی برای مقاطع لیسانس که طول دوره بیش تری دارند نیز ، زیاد تصور می شود . دانشگاه شیراز نیز که یک ماه پیش ، ثبت نام از متقاضیان تحصیل در دوره کارشناسی ارشد تجارت الکترونیک را آغاز کرده بود ، رقم حداقل ۵ میلیون تومان را برای تحصیل از راه دور دانشجویان متقاضی در این رشته اعلام کرد .

این رقم نیز ، مورد اعتراض جمع کثیری از علاقمندان به تحصیل در رشته جدید e-commerce قرار گرفت ، به گونه ای که با وجود درج خبر ثبت نام در خبرگزاری ها و برخی رسانه های خصوصی ، استقبال خیلی گسترده ای از سایت http://www.reisu-fars.com نشد و این مسئله موجب نشد تا خیلی از جماعت کنکوری هایی که در اعلام اسامی اخیر ، جز پذیرفته شدگان قرار نگرفتند ، به دوره های کارشناسی از راه دور فنی و مهندسی این دانشگاه مراجعه کنند. در حالی که قبل از برپایی این دوره ها ، رقم پیش بینی استقبال عمومی از این دوره ها ، بسیار بیش تر انتظار می رفت .

کی میسر شده است و امکان تعاملات الکترونیکی متنی و صوتی گسترده و فراگیری بین دانشجو و استاد برقرار شده است که نمونه های موفق آن را می توان در دانشگاه های مختلف مرتبط مشاهده کرد.

● بقیه ماجرا

مشخص است که کاهش استرس و فشار وارده بر دانش آموزان علاقمند به حضور در دانشگاه ها و مراکز آموزش عالی ، جز با ایجاد دانشگاه های نوین با روش های مبتنی بر ICT و فراگیر کردن این برنامه ها در سطح کشور ، امکان پذیر نیست و توجیه اقتصادی ندارد .پر واضح است دانشجویی که نمی تواند به ازای هر ۶ ماه تحصیل ، ۵/۱ میلیون تومان هزینه حضور در کلاس های فوق لیسانس از راه دور را پرداخت کند ، قطعا باید به صف چندهزار نفری متقاضیان کنکور معمولی رفته و شاید سال های انتظار بکشد .

در این فاصله ، اگر وی فرد مستعد و علاقمندی برای رشته خاص باشد ، به دلیل گذشت چند ماه یا چند سال از عدم پذیرش وی به خاطر کمبود ظرفیت و مسائل این چنینی ، زمینه برای منصرف شدن وی فراهم می شود .

  ● مزایای کلی آموزش الکترونیکی به شرح زیر می باشد : 

۲- آموزش در هر زمان، در هر کجا و در هر مقوله‌ای 

۳- آموزش بدون پیش نیازهای یکسان 

۴- آموزش فردی در کنار یادگیری مشارکتی 

۵- انتخاب سرعت و روال آموزش با توجه به نیازهای فردی 

۶- کاهش ۵۰% صرفه‌جویی در زمان 

۷- کاهش ۶۰% صرفه‌جویی در هزینه 

۸- آموزش برای عموم مردم 

۹- با Interactive به صورت دو طرفه می باشد 

۱۰- نتیجه آموزش و یادگیری شما سریعتر مشخص می شود. 

۱۱- با استفاده از امکانات Multimedia مطالب بیشتر در ذهن می ماند. 

۱۲- تبعیضات رایج کمتر اتفاق می افتد 

۱۳- موجب حفظ منابع طبیعی و کاهش آلودگی های محیطی و صوتی می گردد و ....

● کلام آخر : 

در پایان باید توجه داشت آموزش الکترونیکی و تعامل آن با آموزش سنتی ، مقوله ایست که می بایست بیش از پیش به آن توجه نمود. هر روزه در کلان شهر هایی مانند تهران هزینه های هنگفتی بابت رفت و آمد شهری دانش جویان و دانش آموزان، آلودگی محیطی و صوتی ، مخارج تحصیل و ... پرداخت می گردد . همچنین اثرات مخرب مهاجرت بین شهری و بین المللی را نباید از ذهن دور داشت . 

دولت می بایست با فراهم کردن زیر ساخت های مناسبی چون : خطوط اینترنت پر سرعت ،ارائه خدمات سخت افزاری و نرم افزاری مناسب و ارزان ، حمایت از افرادی که موسسین این گونه پروژه های علمی هستند و تبلیغ آموزش الکترونیکی در بین مردم بستر مناسبی را برای رشد و ارتقاء سطح علمی کشور با استفاده از امکانات روزبه وجود آورد.

آشنایی با زیرساخت‌های Active Directory در Windows Server 2003

آشنایی با زیرساخت‌های Active Directory در Windows Server 2003

                                            
 1— مقدمه   
چکیده
یک دایرکتوری (Directory) مجموعهای ذخیره‌شده از اطلاعات درباره‌ی اشیایی است که به نوعی با یکدیگر مرتبطند. یک سرویس دایرکتوری (Directory Service) تمامی‌اطلاعاتی را که برای استفاده و مدیریت این اشیا لازم است، در یک محل متمرکز ذخیره نموده و بدین ترتیب نحوه‌ی یافتن و مدیریت این منابع را تسهیل می‌بخشد. یک Directory Service زمینه‌ای را فراهم می‌آورد تا دسترسی به منابع در سطح شبکه به بهترین نحو ممکن سازمان یابد . کاربران و مدیران ممکن است که نام دقیق یک شئ مورد نیاز را ندانند، اما با دانستن یک یا چند ویژگی از یک شئ و با استفاده از Directory Service می‌توانند لیستی از اشیا با ویژگی مورد نظر خود را جستجو کنند.
 در این بخش به معرفی سرویس Active Directory در Windows Server 2003 پرداخته و به صورت مقدماتی با خصوصیات، اشیا موجود و اجزای آن (فیزیکی و منطقی) آشنا می‌شویم.
کلمات کلیدی: Active Directory، Domain یا دامنه، Tree یا درخت، Forest یا جنگل، Organizational Units  یا واحدهای سازمانی، Domain Controller، و سایت.

آشنایی با سرویس دایرکتوری موجود در ویندوز سرور 2003   (Active Directory)

  Active Directory یک سرویس دایرکتوری بوده که در Windows Server 2003 قرار داده شده است. Active Directory شامل یک دایرکتوری بوده که اطلاعات مربوط به شبکه را ذخیره می‌کند، علاوه بر آن دارای تمامی سرویس‌هایی است که اطلاعات را قابل استفاده کرده و در دسترس قرار می‌دهد.
Active Directory ویژگی‌های زیر را ارائه می‌کند:

. ذخیره‌ی متمرکز داده (Centralized data store)
. مقیاس پذیری (Scalability)
. قابلیت توسعه (Extensibility)
. قابلیت مدیریت (Manageability)
. ستفاده و تمرکز بر سیستم نام‌گذاری دامنه (Integration with Domain Name System)
. مدیریت تنظیمات سرویس گیرنده  (Client configuration management)
. مدیریت بر مبنای سیاست (Policy-based administration)
. تکرار اطلاعات (Replication of information)
. شناسایی ایمن و انعطاف پذیر (Flexible, secure authentication and authorization)
. برنامه‌ها و زیرساختارهای مبتنی بر دایرکتوری
Directory-enable applications and infrastructures))

. تطبیق با سایر سرویس‌های دایرکتوری
(Interoperability with other directory services)

. ترافیک رمزگذاری شده و امضا شده LDAP (Signed and encrypted LDAP traffic)

    اشیای موجود در Active Directory

هر داده‌ای که در Active Directory ذخیره می‌شود، به صورت اشیایی (Objects) متفاوت سازمان می‌یابد. یک شئ مجموعه مجزایی از صفات است که منابع شبکه را مشخص می‌کند. صفات (Attributes)، خصوصیات اشیای موجود در یک دایرکتوری را شامل می‌شود. به عنوان نمونه صفات یک User account (حساب کاربر) می‌تواند  شامل نام، نام خانوادگی و نام Log on برای آن کاربر باشد. در حالی که صفات یک computer account ممکن است که شامل نام و مشخصات آن شئ باشد.
بعضی از اشیا ، که از آن‌ها به نام Container یاد می‌شود ، خود دربردارنده اشیایی دیگرند. به عنوان مثال یک domain، خود یکcontainer  است که می‌تواند شامل اشیایی مانند حساب کاربران و کامپیوترها باشد. در شکل 1 پوشه‌ی کاربران، یکcontainer  بوده که دارای اشیای مربوط به حساب کاربران است.
 

شکل 1 : اشیا و صفات در Active Directory

اجزای Active Directory

برای ایجاد یک ساختار دایرکتوری، اجزای زیادی مورد نیاز است. این اجزا به دو دسته‌ی منطقی و فیزیکی تقسیم می‌شوند.
 

اجزای منطقی عبارتند از :

•دامنه‌ها (Domains)
•واحدهای سازمانی (Organizational Units)
•درخت‌ها (Trees)
•جنگل‌ها (Forests)

اجزای فیزیکی که ساختار فیزیکی Active Directory را شکل می‌دهند عبارتند از :

•سایت‌ها (Physical Subnets)
•Domain Controller‌ها (DC)

ساختار منطقی

در Active Directory، می‌توان منابع را به صورت یک ساختار منطقی سازمان داد (ساختاری که منعکس کننده‌ی مدل‌های سازمانی باشد). گروه‌بندی منطقی منابع این

 امکان را فراهم می‌آورد تا یک منبع با استفاده از نامش به سادگی پیدا شود و این امر ما را از یادآوری محل فیزیکی منبع بی‌نیاز می‌سازد. در شکل 2 رابطه‌ی domainها، OU‌ها،  treeها و forest‌ها دیده می‌شود.
 

شکل2 : رابطه میان اجزای منطقی Active Directory

1. دامنه Domain
هسته‌ی اصلی ساختار منطقی در Active Directory، domain یا دامنه بوده که قادر به ذخیره‌ی میلیون‌ها شئ است. تمامی‌domainها در دو ویژگی زیر مشترکند.

•تمام اشیای شبکه در یک Domain قرار دارند و هر Domain اطلاعات مربوط به همان Domain را داراست.

•Domain یک محدوده‌ی امنیتی است. دسترسی به اشیای Domain‌ها از طریق لیست‌های کنترل دسترسی یا ACL (Access Control List) میسر می‌شود. ACL‌ها شامل مجوزهایی هستند که مرتبط با اشیای مورد نظر است. این مجوزها بیان می‌دارند که کدام یک از کاربران می‌توانند به‌یک شی دسترسی داشته باشند و این دسترسی از چه نوع و در چه سطحی است. در خانواده‌ی Windows Server 2003، اشیا شامل فایل‌ها، پوشه‌ها، اشتراکات، چاپگرها و سایر اشیای Active Directory است. این نکته می‌بایست در نظر گرفته شود که هیچ یک از تنظیمات و سیاست‌های امنیتی مانند اختیارات مدیریتی، سیاست‌های امنیتی و ACL‌ها نمی‌توانند از یک Domain به Domain دیگر تغییر یابند. این امر بدان معنا است که‌یک مدیر در سطح یک Domain تنها دارای اختیاراتی است که وی را محدود به وضع سیاست‌ها در همان Domain می‌کند.
سطح عملیاتی دامنه (Domain Functional Level) که تحت عنوان حالت دامنه (Domain Mode) در Windows 2003 شناخته می‌شود، ویژگی‌های خاصی را در پهنه دامنه (Domain-Wide) و در محیط شبکه فراهم می‌آورد.

چهار سطح عملیاتی دامنه وجود دارد:
 

•Windows 2000 mixed
•Windows 2000 native
•Windows 2003 interim
•Windows Server 2003
 

سطح عملیاتی “Windows 2000 mixed” به‌یک DC با سیستم عامل Windows Server 2003 اجازه می‌دهد تا با سایر DCها در همان Domain که دارای سیستم عامل‌های Windows NT4 ، Windows 2000  و Windows server 2003 هستند ارتباط داشته باشند.

سطح عملیاتی “Windows 2000 native”، تنها امکان ارتباط DC‌های

2003 با Windows 2000   را فراهم می‌آورد.

سطح عملیاتی “Windows 2003 interim” ارتباط DC‌های Windows Server 2003 با DC‌های NT4 را ممکن می‌سازد.

سطح عملیاتی “Windows Server 2003” تنها DC‌های 2003 را با یکدیگر مرتبط می‌سازد.

تنها در زمانی می‌توان سطح عملیاتی یک Domain را بالا برد که تمامی‌Domain Controller‌ها در آن Domain نسخه‌های مناسبی از Windows را اجرا کنند. به عنوان نمونه اگر سطح عملیاتی Domain “Windows Server 2003” باشد، در این صورت می‌بایست که تمامی‌DCها در این Domain دارای سیستم عامل  windows server 2003 باشند.
 

2.  Organization Units)OUs)   واحدهای سازمانی
OU خود یک container بوده که اشیای یک دامنه (Domain) را در گروه‌های مدیریتی سازمان دهی می‌کند.  یک OU برای اعمال و اجرای وظایف مدیریتی (مانند مدیریت منابع و کاربران) به کار رفته و می‌تواند شامل اشیایی مانند حساب‌های کاربران، گروه‌ها، کامپیوترها، چاپگرها، برنامه‌ها، فایل‌های به اشتراک گذاشته شده و حتی سایر OU‌ها از همان domain باشد. ساختار سلسله مراتبی یک OU در یک domain مستقل از ساختار سلسله مراتبی OU در domain‌های دیگر است. می‌توان با اضافه کردن یک OU در داخل OU دیگر (nesting)، مدیریتی سلسله مراتبی را سازمان داد. در شکل 3، domain با نام microsoft.com منعکس کننده‌ی سازمانی بوده که دارای سه OU است : US،Orders  و Disp.

Orders و Disp در واحد سازمانی (OU) US آشیانه‌ای شده‌اند.به صورت پیش‌فرض تمامی‌اشیای فرزند (OUهای Disp وOrder) مجوزهای خود را از والدین به ارث می‌برند (US OU). ایجاد مجوز در سطوح بالاتر و استفاده از امکانات وراثت، Windows وظایف مدیریتی را کاهش می‌دهد.

شکل 3 : استفاده از OU برای به عهده گرفتن وظایف مدیریتی

3. درخت‌ها Trees
یک درخت(Tree)، سازمان دهی یا گروه‌بندی منطقی یک یا چند دامنه بوده که از طریق ایجاد یا اضافه کردن چند دامنه‌ی فرزند (Child Domain) به دامنه‌ی پدر (Parent Domain) فعلی به وجود می‌آید. دامنه‌ها در یک درخت، دارای یک فضای اسمی‌(Contiguous Namespace) یا ساختار نامی‌ سلسله مراتبی مشترک هستند. بر اساس استانداردهای DNS، نام یک دامنه‌ی فرزند، ترکیبی از نام خود دامنه‌ی فرزند به همراه نام دامنه‌ی پدر است. در شکل 4 Domain  با نام microsoft.com به عنوان دامنه‌ی والد، و Domain‌های us.microsoft.com و uk.microsoft.com دامنه‌های فرزند آن هستند. علاوه بر آن خود دامنه‌ی uk.microsoft.com دارای یک دامنه‌ی فرزند با نام sls.uk.microsoft.com است (به روند دنباله‌وار نام دامنه‌ها دقت کنید).

شکل 4 : A Domain Tree

4. جنگل‌ها Forests
یک جنگل (Forest) دسته‌بندی یا سازماندهی سلسله مراتبی از یک یا چند درخت (Domain Tree) کاملاً مستقل و مجزا از هم است. یک جنگل دارای ویژگی‌هایی است:

       درخت‌ها در یک جنگل با توجه به دامنه‌هایشان، دارای ساختار نامی‌متفاوت هستند.

       دامنه‌ها در یک جنگل به صورتی کاملاً مستقل از هم عمل می‌کنند، ولی یک جنگل امکان ارتباط در تمامی‌سازمان را برقرار می‌سازد.

در شکل 5 دو درخت microsoft.com و msn.com از یک جنگل دیده می‌شوند. می‌توان مشاهده کرد که فضای نامی‌در هر درخت دنباله‌وار است.

شکل5:  A forest of Trees

 سطح عملیاتی جنگل (Forest Functional Level)، ویژگی‌های خاصی را در سطح جنگل و در محیط شبکه فراهم می‌آورد(Forest-wide Active Directory Features) .
سه سطح دسترسی جنگل وجود دارد:
 

•Windows 2000  ( پیش فرض )
•Windows 2003 interim
•Windows Server 2003
 

سطح عملیاتی “Windows 2000” به یک DC با سیستم عامل Windows Server 2003 اجازه می‌دهد تا با سایر DCها در شبکه که دارای سیستم عامل‌های Windows NT4 ،Windows 2000  وWindows Server 2003 هستند ارتباط داشته باشد.

سطح عملیاتی “Windows 2003 interim” ارتباط DC‌های Windows Server 2003 با DC‌های ویندوز NT4   و ویندوز سرور 2003 را ممکن می‌سازد.

سطح عملیاتی “Windows Server 2003” تنها DCهای 2003 را با یکدیگر مرتبط می‌سازد.

تنها در زمانی می‌توان سطح عملیاتی یک Forest را بالا برد که تمامی‌Domain Controller‌ها در آن جنگل نسخه‌های مناسبی از Windows را اجرا کنند. به عنوان نمونه اگر سطح عملیاتی “Windows Domain Server 2003” باشد، در این صورت می‌بایست که تمامی‌DCها در این جنگل دارای سیستم عامل  windows server 2003 باشند.
 

ساختار فیزیکی
1.سایت‌ها (Sites)
یک سایت اجتماع یک یا چند زیر شبکه (IP (Subnet است که  به وسیله‌ی یک اتصال فیزیکی مطمئن و سریع به هم مرتبط شده‌اند تا بتوان تا آنجا که ممکن است در جهت بهبود ترافیک شبکه  اقدام کرد. سایت‌ها تنها شامل اشیای کامپیوتری و ارتباطی هستند که به منظور تنظیم چگونگی تکرار در سایت (Replication) به کار گرفته شده‌اند. همان گونه که در شکل 6 نشان داده شده است، یک دامنه مجزا می‌تواند شامل یک یا بیش از یک سایت (از لحاظ جغرافیایی) باشد، و یک سایت مجزا می‌تواند شامل حساب‌های کاربران و کامپیوترهایی باشد که متعلق به چندین دامنه هستند.

 
شکل 6 : رابطه بین سایت و دامنه

2.(Domain Controller )DC
یک Domain Controller کامپیوتری است که دارای سیستم عامل Windows Server باشد و یک نسخه از دایرکتوری دامنه (Local Domain Database) یا replica را در خود ذخیره کند. هر دامنه می‌تواند بیش از یک Domain Controller داشته باشد. یک Domain Controller تنها می‌تواند به‌یک دامنه سرویس دهد. یک DC وظیفه‌ی شناسایی کاربرانی را که تلاش برای log on به دامنه دارند، را بر عهده دارد. علاوه بر آن سیاست‌های امنیتی برای یک دامنه را نیز تنظیم و حفظ می‌کند.
 

 2— مقدمه (ادامه)
در ادامه‌ی مطالب بیان شده، در این بخش با مفاهیم پایه در Active Directory آشنا می‌شویم.
کلمات کلیدی: تکرار یا Replication،Replica ، Partition، Global Catalog، سیاست‌های گروهی یا Group Policies، و  ارتباطات مطمئن یا Trust Relationships
 
درک مفاهیم Active Directory
در خانواده‌ی ویندوز سرور 2003، با مفاهیم جدیدی در ارتباط با Active Directory روبرو می‌شویم. این مفاهیم شامل موارد زیر است :

•تکرار (Replication)

•ارتباطات مطمئن (Trust Relationships)
•سیاست‌های گروهی (Group Policies)

انعکاس یاReplication  
کاربران و سرویس‌ها می‌بایست در هر زمانی و از هر کامپیوتری در domain، به اطلاعات دایرکتوری دسترسی داشته باشند. انعکاس (Replication) این امر را تضمین می‌نماید که هر تغییری در یک domain controller در سایر DCها از همان domain نیز منعکس می‌شود. اطلاعات دایرکتوری در domain controller‌های داخل و بین سایت‌ها تکرار می‌شود.

چه اطلاعاتی تکرار می‌شود ؟
آنچه که در دایرکتوری ذخیره می‌شود (در فایل Ntds.dit) به صورت منطقی به چهار دسته تقسیم می‌شود. به هر یک از این دسته‌های اطلاعاتی، لفظ directory partition اطلاق می‌گردد. یک پارتیشن دایرکتوری را با عنوان متن نامی‌ (naming context) نیز می‌شناسند. دایرکتوری دارای پارتیشن‌های زیر است:
 

1. Schema Partition : این پارتیشن اشیایی را مشخص می‌سازد که می‌توانند در دایرکتوری ساخته شوند. علاوه بر آن، این پارتیشن ویژگی‌ها و صفات این اشیا را نیز مشخص می‌سازد. این اطلاعات و داده‌ها در کل یک forest مشترک بوده و در تمامی‌DC‌های موجود در یک forest تکرار می‌شود.

2.  Configuration Partition : این پارتیشن ساختار منطقی چیدمان Active Directory را بیان می‌دارد و شامل داده‌هایی درباره‌ی ساختار domain و یا توپولوژی تکرار است. این داده‌ها نیز در تمامی‌domain‌های موجود در یک forest مشترک بوده و در تمامی‌DC‌های موجود در آن جنگل تکرار می‌شوند.

 Domain Partition : این پارتیشن تمامی‌اشیای موجود در یک

3. domain را تعریف می‌کند. این داده‌ها و اطلاعات مخصوص به‌یک domain بوده و منحصر به فرد در همان domain است و بنابراین در دیگر domain‌های موجود در یک forest تکرار نخواهد شد.

4.  Application Directory Partition : این پارتیشن شامل اطلاعات پویای کاربردی است. ذخیره‌ی این اطلاعات در این پارتیشن موجب کنترل حوزه‌ی تکرار و محل نسخه‌های تکرار (replica) می‌گردد و این امر کوچکترین تأثیر نامطلوبی در کارائی شبکه را به دنبال نخواهد داشت. این پارتیشن می‌تواند هر نوع شی را دارا باشد (به غیر از اشیای امنیتی که شامل کاربران گروه‌ها و کامپیوترها می‌باشد.) بدین ترتیب داده می‌تواند به صورتی مشخص به DC‌هایی هدایت شود که برای کارهای مدیریتی در نظر گرفته شده‌اند و این امر ترافیک غیر ضروری تکرار (Replication) را کاهش می‌دهد.

یک Domain Controller موارد زیر را ذخیره کرده و تکرار می‌نماید :

•داده‌ی موجود در schema partition در سطح forest
•داده‌ی موجود در configuration partition به تمامی‌domain‌ها در سطح یک forest
•داده‌ی موجود در domain partition (تمامی‌اشیای دایرکتوری و مشخصات آن‌ها) برای همان domain. این داده‌ها در تمامی‌domain controller‌های اضافی موجود در آن domain تکرار خواهد شد. به منظور یافتن بهینه‌ی اطلاعات ، بخشی از نسخه‌ی  تکرار (replica) که شامل صفاتی از تمام اشیایی است که به صورتی دائمی‌در domain مورد استفاده قرار می‌گیرند، در کاتالوگ سراسری (Global Catalog) نیز تکرار می‌گردد. کاتالوگ سراسری محلی مرکزی برای نگهداری اطلاعات در مورد اشیا در یک درخت یا جنگل است.    

یک global catalog اطلاعات زیر را ذخیره و تکرار می‌نماید :
•داده‌های موجود در schema partition برای یک forest
•داده‌های موجود در configuration partition برای تمامی‌domain‌ها در یک forest
•بخشی از replica که شامل صفاتی از تمام اشیای دایرکتوری است که معمولا در یک forest مورد استفاده قرار می‌گیرند ( این اطلاعات تنها بین Global Catalog‌ها تکرار می‌شود).
•تمامی‌replica که شامل کل صفات تمام اشیای دایرکتوری در domainهایی است که کاتالوگ سراسری در آن قرار دارد.
 

اطلاعات چگونه منعکس می‌شود؟
Active Directory  اطلاعات را به دو صورت منعکس می‌کند : intrasite (در داخل یک سایت) و intersite (بین سایت‌ها) .

انعکاس در داخل سایت (Intrasite Replication)
در داخل یک سایت، سرویسی از ویندوز سرور 2003 تحت عنوان Knowledge Consistency checker که به اختصار آن را KCC می‌نامیم، به صورت خودکار یک توپولوژی برای تکرار در میان domain controllerها در همان دامنه و با استفاده از یک ساختار حلقه ایجاد می‌کند. KCC یک پروسه‌ی خودکار است که در تمامی‌DC‌ها اجرا می‌شود.  توپولوژی اعمال شده مسیری برای به روز رسانی‌های دایرکتوری فراهم می‌آورد تا از یک DC به DC دیگر جریان یابد و این انتقال تا زمانی ادامه می‌یابد که DC‌های موجود در یک سایت به روزرسانی‌های دایرکتوری را دریافت نمایند . KCC تصمیم می‌گیرد که کدام یک از سرورها برای انجام عمل انعکاس با یکدیگر مناسب‌تر هستند و سایر DC‌ها را به عنوان شرکای انعکاس آن‌ها در نظر می‌گیرد. این تصمیم‌گیری بر اساس مواردی چون نحوه‌ی اتصال، سابقه‌ی انعکاس موفق و بر مبنای تطابق با نسخه‌های انعکاس جزئی و یا کامل است. هر DC می‌تواند بیش از یک شریک برای انعکاس داشته باشد. بعد از آن KCC اشیای ارتباطی را می‌سازد که ارتباط میان شرکای انعکاس را نمایش خواهد داد.
 
ساختار حلقه تضمین می‌کند که حداقل دو مسیر انعکاس از یک DC به DC دیگر وجود دارد. به همین دلیل اگر یکی از DC‌ها از کار بیفتد، عمل انعکاس (Replication) به سایر DC‌ها ادامه خواهد یافت. شکل 7 توپولوژی  انعکاس در داخل سایت را نشان می‌دهد.     
 

شکل 7 : Intrasite replication topology

KCC توپولوژی انعکاس در داخل سایت را هر پانزده دقیقه‌یکبار بررسی کرده و از کارکرد آن اطمینان حاصل می‌کند. با اضافه‌یا خارج کردن یک DC از شبکه، KCC توپولوژی انعکاس را مجددا پیکربندی می‌کند تا این تغییرات در آن منعکس شود.

هنگامی‌که بیش از هفت Domain controller به‌یک سایت اضافه می‌شوند، KCC اشیای ارتباط اضافی را در ساختار حلقه دخیل می‌کند تا این اطمینان حاصل شود که اگر تغییری در هر یک از DC‌ها ایجاد شود، هیچ یک از DC‌ها بیش از سه Hop (گام) از DC دیگر فاصله نداشته باشند. این ارتباطات بهینه به صورت تصادفی ایجاد می‌شوند و الزامی‌برای ساخت آنها در هر DC نیست. شکل 8  این مورد را نشان می‌دهد.
 

انعکاس بین سایت‌ها (Intersite Replication)
به منظور اطمینان از برقراری انعکاس میان سایت‌ها، می‌بایست که سایت‌ها به صورت دستی و از طریق ایجاد اتصالات سایتی (Site Link) به هم مرتبط شوند. اتصالات سایتی ارتباطات شبکه را نشان داده و وقوع انعکاس را ممکن می‌سازند. یک KCC مجزا در یک سایت تمامی‌ارتباطات میان سایت‌ها را برقرار می‌سازد. این امر در شکل 9 نشان داده شده است.

شکل 9: Intersite Replication Topology

رابطه اعتماد  Trust Relationship
یک Trust، اتصالی میان دو دامنه است که در آن دامنه‌ی اعتماد کننده (trusting domain)، اطلاعات مربوط به دسترسی و شناسایی را از دامنه‌ی مورد اعتماد (trusted domain) کسب می‌کند.دو دامنه وجود دارند که موجب برقراری یک رابطه‌ی مطمئن و یا یک trust می‌شوند: دامنه‌ی اعتماد کننده (trusting) و دامنه‌ی مورد اعتماد (trusted). دامنه‌ی اعتماد کننده دامنه‌ای است که منابع را در اختیار داشته و به سایر دامنه‌ها برای استفاده از این منابع اعتماد دارد. دامنه‌ی مورد اعتماد در حقیقت استفاده کننده از منابع است. این مسئله در شکل زیر بهتر نمود می‌یابد.
 

شکل 10: دامنه‌ی اطمینان کننده و دامنه‌ی مورد اعتماد قرار گرفته با یک اعتماد یک طرفه

trust‌ها ویژگی‌های زیر را دارا هستند:

•چگونگی ایجاد (Method of creation): trust‌ها می‌توانند به صورت صریحexplicitly)) یا تلویحی (implicitly) ساخته شوند. هیچ trustی نمی‌تواند به هر دو صورت ساخته شود.
•ترانهادگی (Transitivity): یک trust ترانهاده یعنی آنکه اگر Domain A به Domain B و Domain B به Domain C اعتماد یا trust دارد، آنگاه Domain A نیز به Domain C اعتماد می‌کند. یک trust  غیر ترانهاده یعنی آن که اگر Domain A به Domain B و Domain B به Domain C اعتماد یا trust دارد، بین Domain A و Domain C هیچ ارتباط مطمئن یا Trust برقرار نیست.
•جهت (direction): trustها می‌توانند یک طرفه(one-way) یا دو طرفه(two-way) باشند. در یک اعتماد یک طرفهDomain A  به Domain B trust دارد. در یک trust دو طرفه اگر Domain A به Domain B اعتماد داشته باشد، آنگاه Domain B نیز به Domain A اعتماد دارد.
•ویندوز سرور 2003 از انواع trust‌هایی که در زیر آمده است پشتیبانی می‌کند.
•Tree-root  trust
•Parent-child trust
•Shortcut trust
•External trust
•Forest Trust
•Realm Trust
 

Parent-Child trust با ایجاد یک درخت و به صورت اتوماتیک میان تمامی‌دامنه‌های موجود در آن درخت به وجود می‌آید. با اضافه شدن یک دامنه‌ی جدید به‌یک درخت، پروسه‌ی ایجاد اتوماتیک Trust صورت می‌پذیرد. این نوع trust دو طرفه و ترانهاده است.

Tree-Root Trust نیز به صورت اتوماتیک و با اضافه شدن یک درخت به ساختار جنگل (a new root tree) برقرار می‌شود شکل زیر این Trust‌ها را نشان می‌دهد. این نوع trust نیز دو طرفه و دارای خاصیت ترانهادگی است.
 

شکل 11: ساختار دامنه به همراه دو نوع Trust : parent-child و tree-root

سیاست‌های گروهی (Group Policies)
سیاست‌های گروهی مجموعه‌ای از تنظیمات برای کاربران و کامپیوتر‌هاست که می‌تواند به  کامپیوترها سایت‌ها، دامنه‌هاو OU‌ها اعمال گردد تا بدین ترتیب عملکرد کاربران بهتر مشخص گردد. GPO‌ها مجموعه‌ای از سیاست‌های گروهی تنظیم شده است. برای معلوم کردن تنظیمات desktop برای گروهی از کاربران مشخص، اشیای سیاست گروهی (Group Policy Objects or GPOs) ساخته می‌شوند. هر کامپیوتر با سیستم عامل ویندوز دارای یک GPO داخلی بوده (Local GPO) و علاوه بر آن می‌تواند با یک سری از سیاست‌های غیر محلی (مبتنی بر Active Directory)

مرتبط گردد. GPO‌های غیر محلی بر GPO داخلی اولویت می‌یابند. GPO‌های غیر محلی یا به کاربران (بدون در نظر گرفتن کامپیوتری که به آن Log on می‌کنند) و یا به کامپیوترها (بدون در نظر گرفتن کاربری که به آن log on می‌کنند) اعمال می‌گردد و مربوط به اشیای خاص Active Directory (دامنه‌ها، سایت‌ها و OU‌ها) است. این نوع از سیاست‌ها به صورت سلسله مراتبی و از گروه با کمترین محدودیت (Site) به گروه با بیشترین محدودیت (OU) اعمال می‌شود. در حقیقت چگونگی و ترتیب اعمال به صورتی که در زیر آمده ، است:

1.Local GPO: هر سیستم عامل ویندوز تنها دارای یک سیاست گروهی است که به صورت محلی ذخیره شده است.
2.GPOs linked to sites: هر GPO که به‌یک سایت مرتبط باشد در مرحله‌ی بعد اعمال می‌شود. این اعمال برای تمامی‌سیاست‌های مرتبط با یک سایت همزمان صورت می‌گیرد و مدیر یک شبکه تعیین کننده‌ی ترتیب اعمال است.
3.GPOs Linked to Domains: اولویت اعمال این دسته از سیاست‌ها نسبت به دو مورد اول بیشتر است. اما اولویت اعمال چندین سیاست مربوط به‌یک دامنه را مدیر شبکه تعیین می‌کند.
4.GPOs linked to OUs:  GPO‌هایی که در بالای ساختار سلسله مراتبی یک OU قرار دارند زودتر اعمال می‌شوند. پس از آن GPO‌های مربوط به OU‌های فرزند اعمال شده و در نهایت GPO‌های مربوط به OU شامل کاربران و کامپیوتر‌ها اعمال می‌شود. در هر سطح از OU می‌توان بیش از چند GPO را اعمال نمود (حتی می‌توان هیچ GPO را اعمال نکرد).
شکل زیر چگونگی اعمال سیاست گروهی برای دو OU ی نمونه‌ی Server و marketing  را نشان می‌دهد.

شبکه‌های بی‌سیم حسگر

نگاهی به شبکه‌های بی‌سیم حسگر

در این مقاله به یکی از شبکه‌های مخابراتی می‌پردازیم که با کاربردهای جالب و خاص خود، توجه متخصصان را به خود جلب کرده است: شبکه‌های بی‌سیم حسگر. در این مقاله برآنیم تا خوانندگان را به طور اجمالی با چیستی، ویژگی‌ها و فاکتورهای اساسی طراحی در شبکه‌های بی‌سیم حسگر آشنا کنیم. امیدواریم این مقاله مقدمه تلاش‌های پیگیر علاقه‌‌مندان برای پژوهش‌های بیشتر در این حوزه باشد.
 

مقدمه:
پیشرفت‌های اخیر در زمینه الکترونیک و مخابرات بی‌سیم توانایی طراحی و ساخت حسگرهایی را با توان مصرفی پایین، اندازه کوچک، قیمت مناسب و کاربری‌های گوناگون داده است. این حسگرهای کوچک که توانایی انجام اعمالی چون دریافت اطلاعات مختلف محیطی (بر اساس نوع حسگر) پردازش و ارسال آن اطلاعات را دارند، موجب پیدایش ایده‌ای برای ایجاد و گسترش شبکه‌های موسوم به شبکه‌های بی‌سیم حسگر WSN شده‌اند.
یک شبکه حسگر متشکل از تعداد زیادی گره‌های حسگری است که در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمع‌آوری اطلاعات از محیط می‌پردازند. لزوماً مکان قرار گرفتن گره‌های حسگری، از ‌قبل‌تعیین‌شده و مشخص نیست. چنین خصوصیتی این امکان را فراهم می‌آورد که بتوانیم آنها را در مکان‌های خطرناک و یا غیرقابل دسترس رها کنیم.
از طرف دیگر این بدان معنی است که پروتکل‌ها و الگوریتم‌های شبکه‌های حسگری باید دارای توانایی‌های خودساماندهی باشند. دیگر خصوصیت‌های منحصر به فرد شبکه‌های حسگری، توانایی همکاری و هماهنگی بین گره‌های حسگری است. هر گره حسگر روی برد خود دارای یک پردازشگر است و به جای فرستادن تمامی اطلاعات خام به مرکز یا به گره‌ای که مسئول پردازش و نتیجه‌گیری اطلاعات است، ابتدا خود یک سری پردازش‌های اولیه و ساده را روی اطلاعاتی که به دست آورده است، انجام می‌دهد و سپس داده‌های نیمه پردازش شده را ارسال می‌کند.
با اینکه هر حسگر به تنهایی توانایی ناچیزی دارد، ترکیب صدها حسگر کوچک امکانات جدیدی را عرضه می‌کند. ‌در واقع قدرت شبکه‌های بی‌سیم حسگر در توانایی به‌کارگیری تعداد زیادی گره کوچک است که خود قادرند سرهم و سازماندهی شوند و در موارد متعددی چون مسیریابی هم‌زمان، نظارت بر شرایط محیطی، نظارت بر سلامت ساختارها یا تجهیزات یک سیستم به کار گرفته شوند.
گستره کاربری شبکه‌های بی‌سیم حسگر بسیار وسیع بوده و از کاربردهای کشاورزی، پزشکی ‌و صنعتی تا کاربردهای نظامی را شامل می‌شود. به عنوان مثال یکی از متداول‌ترین کاربردهای این تکنولوژی، نظارت بر یک محیط دور از دسترس است. مثلاً نشتی یک کارخانه شیمیایی در محیط وسیع کارخانه می‌تواند توسط صدها حسگر که به طور خودکار یک شبکه بی‌سیم را تشکیل می‌دهند، نظارت شده و در هنگام بروز نشت شیمیایی به سرعت به مرکز اطلاع داده شود.
در این سیستم‌ها بر خلاف سیستم‌های سیمی قدیمی، از یک سو هزینه‌های پیکربندی و آرایش شبکه کاسته می‌شود از سوی دیگر به جای نصب هزاران متر سیم فقط باید دستگاه‌های کوچکی را که تقریباً به اندازه یک سکه هستند، را در نقاط مورد نظر قرار داد. شبکه به سادگی با اضافه کردن چند گره گسترش می‌یابد و نیازی به طراحی پیکربندی پیچیده نیست.

ویژگی‌های عمومی یک شبکه حسگر
علاوه بر نکاتی که تاکنون درباره شبکه‌های حسگر به عنوان مقدمه آشنایی با این فناوری بیان کردیم، این شبکه‌ها دارای یک سری ویژگی‌های عمومی نیز هستند. مهم‌ترین این ویژگی‌ها عبارت است از:

1. بر خلاف شبکه‌های بی‌سیم سنتی، همه گره‌ها در شبکه‌های بی‌سیم حسگر نیازی به برقراری ارتباط مستقیم با نزدیک‌ترین برج کنترل قدرت یا ایستگاه پایه ندارند، بلکه حسگرها به خوشه‌هایی (سلول‌هایی) تقسیم می‌شوند که هر خوشه (سلول) یک سرگروه خوشه موسوم به Parent انتخاب می‌کند.
این سرگروه‌ها وظیفه جمع‌آوری اطلاعات را بر عهده دارند. جمع‌آوری اطلاعات به منظور کاهش اطلاعات ارسالی از گره‌ها به ایستگاه پایه و در نتیجه بهبود بازده انرژی شبکه انجام می‌شود. ‌البته چگونگی انتخاب سرگروه خود بحثی تخصصی است که در تئوری شبکه‌های بی‌سیم حسگر مفصلاً مورد بحث قرار می‌گیرد.

2. پروتکل‌های شبکه‌ای نظیر به نظیر یک‌سری ارتباطات مش مانند را جهت انتقال اطلاعات بین هزاران دستگاه کوچک با استفاده از روش چندجهشی ایجاد می‌کنند. معماری انطباق‌پذیر مش، قابلیت تطبیق با گره‌های جدید جهت پوشش دادن یک ناحیه جغرافیایی بزرگ‌تر را دارا است. علاوه بر این، سیستم می‌تواند به طور خودکار از دست دادن یک گره یا حتی چند گره را جبران کند.

3. هر حسگر موجود در شبکه دارای یک رنج حسگری است که به نقاط موجود در آن رنج احاطه کامل دارد. یکی از اهداف شبکه‌های حسگری این است که هر محل در فضای مورد نظر بایستی حداقل در رنج حسگری یک گره قرار گیرد تا شبکه قابلیت پوشش همه منطقه موردنظر را داشته باشد. یک حسگر با شعاع حسگری r را می‌توان با یک دیسک با شعاع r مدل کرد. این دیسک نقاطی را که درون این شعاع قرار می‌گیرند، تحت پوشش قرار می‌دهد. بدیهی است که برای تحت پوشش قرار دادن کل منطقه این دیسک‌ها باید کل نقاط منطقه را بپوشانند.
با این که توجه زیادی به پوشش کامل منطقه توسط حسگرها می‌شود، احتمال دارد نقاطی تحت پوشش هیچ حسگری قرار نگیرد. این نقاط تحت عنوان حفره‌های پوششی نامیده می‌شوند. اگر تعدادی حسگر به علاوه یک منطقه هدف داشته باشیم، هر نقطه در منطقه باید طوری توسط حداقل n حسگر پوشش داده شود که هیچ حفره پوششی ایجاد نشود. این موضوع لازم به ذکر است که مسأله حفره پوششی بسته به نوع کاربرد مطرح می‌گردد. در برخی کاربردها احتیاج است که درجه بالایی از پوشش جهت داشتن دقت بیشتر داشته باشیم.

ساختار ارتباطی شبکه‌های حسگر
گره‌های حسگری در یک منطقه پراکنده می‌شوند. همان‌طور که قبلاً هم اشاره کردیم گره‌های حسگری دارای توانایی خودساماندهی هستند. هر کدام از این گره‌های پخش‌شده دارای توانایی جمع‌کردن اطلاعات و ارسال آنها به پایانه‌ای موسوم به sink است. این اطلاعات از یک مسیر چند مرحله‌ای که زیرساخت مشخصی ندارد به سینک فرستاده می‌شوند و سینک می‌تواند توسط لینک ماهواره یا اینترنت با گره task manager ارتباط برقرار کند.

طراحی یک شبکه تحت تأثیر فاکتورهای متعددی است. این فاکتورها عبارتند از: تحمل خرابی، قابلیت گسترش، هزینه تولید، محیط کار، توپولوژی شبکه حسگری، محدودیت‌های سخت‌افزاری، محیط انتقال و مصرف توان که در زیر به شرح آنها می‌پردازیم.
فاکتورهای طراحی
فاکتورهای بیان‌شده در بالا از اهمیت فراوانی در طراحی پروتکل‌های شبکه‌های حسگر برخوردار هستند؛ در ادامه درباره هر یک از آنها توضیحات مختصری ارائه می‌کنیم.
تحمل خرابی:
برخی از گره‌های حسگری ممکن است از کار بیفتند یا به دلیل پایان توانشان، عمر آنها تمام شود، یا آسیب فیزیکی ببینند و از محیط تأثیر بگیرند. از کار افتادن گره‌های حسگری نباید تأثیری روی کارکرد عمومی شبکه داشته باشد. بنابراین تحمل خرابی را "توانایی برقرار نگه داشتن عملیات شبکه حسگر علی‌رغم از کار افتادن برخی از گره‌ها" تعریف می‌کنیم. ‌در واقع یک شبکه حسگر خوب با از کار افتادن تعدادی از گره‌های حسگری، به سرعت خود را با شرایط جدید (تعداد حسگرهای کمتر) وفق داده و کار خود را انجام می‌دهد.
قابلیت گسترش:
تعداد گره‌های حسگری که برای مطالعه یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرند، ممکن است در حدود صدها و یا هزاران گره باشد. مسلماً تعداد گره‌ها به کاربرد و دقت موردنظر بستگی دارد؛ به طوری‌ که در بعضی موارد این تعداد ممکن است به میلیون‌ها عدد نیز برسد. یک شبکه باید طوری طراحی شود که بتواند چگالی بالای گره‌های حسگری را نیز تحقق بخشد. این چگالی می‌تواند از چند گره تا چند صد گره در یک منطقه که ممکن است کمتر از 10 متر قطر داشته باشد، تغییر کند.
هزینه تولید: از آنجایی که شبکه‌های حسگری از تعداد زیادی گره‌های حسگری تشکیل شده‌اند، هزینه یک گره در برآورد کردن هزینه کل شبکه بسیار مهم است. اگر هزینه یک شبکه حسگری گران‌تر از هزینه استفاده از شبکه‌های مشابه قدیمی باشد، در بسیاری موارد استفاده از آن مقرون به صرفه نیست. در نتیجه قیمت هر گره حسگری تا حد ممکن باید پایین نگه داشته شود.
ویژگی‌های سخت‌افزاری: یک گره حسگری از 4 بخش عمده تشکیل شده است: 1- واحد حسگر ، 2- واحد پردازش، 3- واحد دریافت و ارسال و 4- واحد توان.
البته بسته به کاربرد، شبکه‌های حسگر می‌توانند شامل اجزای دیگری چون: سیستم پیداکردن مکان جغرافیایی، مولد توان و بخش مربوط به حرکت در گره‌های متحرک نیز باشند. در زیر اندکی درباره بخش‌های اصلی هر حسگر توضیح می‌دهیم.

1. واحد‌های حسگری معمولاً از دو بخش حسگرها و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال تشکیل می‌شوند. حسگرها بر اساس دریافت‌هایشان از پدیده مورد مطالعه، سیگنال‌های آنالوگ را تولید می‌کنند. سپس این سیگنال‌ها توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال به سیگنال دیجیتال تبدیل شده و به بخش پردازش سپرده می‌شوند.

2. بخش پردازش که معمولاً با یک حافظه کوچک همراه است، همکاری گره با گره‌های دیگر را در جهت انجام وظایف محول شده به هر حسگر مدیریت می‌کند.

3. بخش فرستنده و گیرنده، گره را به شبکه متصل می‌کند. بخش توان نیز یکی از مهم‌ترین بخش‌های یک گره حسگری است. توان موردنیاز ممکن است با بخش‌های جمع‌آوری توان، مانند سلول‌های خورشیدی تأمین شود. به موازات تولید توان، تلاش برای کاهش مصرف توان در شبکه بسیار مهم است. صرفه جویی در مصرف توان در حالت کلی از دو طریق ممکن است. یک راه ساخت حسگرهایی با مصرف انرژی کمتر و راه دیگر به کاربردن روش‌های مدیریت توان در طراحی نرم‌افزاری شبکه است. مثلاً ارسال TDMA از نظر مصرف توان مناسب است؛ زیرا در فاصله هر شیار زمانی که اطلاعات هر حسگر ارسال نمی‌شود، حسگر در حالت انتظار که مصرف انرژی بسیار کمی دارد، قرار می‌گیرد.
روش‌های مناسب پیکربندی هندسی شبکه و یا انتخاب Parent می‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. برای مطالعه جزئیات بیشتر در این باره مراجع [4] و [3] مناسب‌اند. همان‌طور که گفتیم هر حسگر ممکن است بخش‌های دیگری را نیز که به کاربرد خاص شبکه مربوط است دارا باشد. به عنوان نمونه، اکثر تکنیک‌های مسیریابی و وظایف حسگری نیازمند دانش دقیقی از مکان‌یابی جغرافیایی است. در نتیجه متداول است که گره‌های حسگری دارای سیستم موقعیت‌یابی نیز باشند. علاوه بر این در برخی موارد گره حسگری لازم است که متحرک باشد، لذا در مواقع لزوم بخشی نیز برای حرکت در نظر گرفته می‌شود.
تمام این زیر‌‌بخش‌ها باید در یک قالب کوچک قرار بگیرند. اندازه مورد نیاز ممکن است حتی کوچک‌تر از یک سانتی‌متر مکعب باشد. علاوه بر اندازه، محدودیت‌های فراوان دیگری نیز برای گره‌های حسگری وجود دارد؛ این گره‌ها باید توان بسیار کمی مصرف کنند، در یک محیط با چگالی بالا (از نظر تعداد گره‌ها) کار کنند، قیمت تمام شده آنها ارزان باشد، قابل رها کردن در محیط و همچنین خودکار باشند، بدون وقفه کار کنند و قابلیت سازگاری با محیط داشته باشند.

سخن پایانی
به نظر می‌رسد که شبکه‌های WSN کلاس جدیدی از شبکه‌های مخابراتی را به ما معرفی کرده‌اند. این شبکه‌ها به ما این قدرت را می‌دهند که بفهمیم در یک محیط فیزیکی که حتی حضور انسانی ممکن نیست؛ چه می‌گذرد. این توانمندی مهم و منحصر به فرد با ترکیب قابلیت‌های حسگرهای الکترونیکی و فناوری‌های پیشرفته شبکه‌های مخابراتی حاصل شده است. البته پیشرفت‌های بیشتر در این حوزه منوط به انجام تحقیقات بیشتر مخصوصاً در حوزه استانداردسازی و مباحث اقتصادی است. هرچند امروزه تولید انبوه و ارزان‌قیمت تراشه‌های الکترونیکی ممکن شده است؛ اما در حال حاضر برای تولید و ایجاد شبکه‌ای کم هزینه برای کاربرد‌های صنعتی و کشاورزی و نیز توسعه بازار تجاری آن به تلاش‌های بیشتری نیاز است.
مراجع:
[1] Ian F. Akyildiz, Weilian Su, Yogesh Sankarasubramaniam, and Erdal Cayirci
“A Survey on Sensor Networks” . IEEE Communications Magazine , August 2002
[2] David Culler, Deborah Estrin, Mani Srivastava, “ Overview of Sensor Networks” .
IEEE Computer Society, August 2004
[3] F.L.Lewis, “Wireless Sensor Networks”, John Wiley, New York, 2004.
[4] Nadieh Mohamadi Moghadam,” Different architecture in wireless sensor networks” Master of Science Seminar at Iran university of science and technology, Fall 2005 (in Persian)

شبکه کامپپوتری

شبکه کامپپوتری چیست ؟

اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار ونرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری ونرم افزاری موجود در شبکه منبع(Source) گویند.

در این تشریک مساعی با توجه به نوع پیکربندی کامپیوتر ، هر کامپیوتر کاربر می تواند در آن واحد منابع خود را اعم از ابزارها وداده ها با کامپیوترهای دیگر همزمان بهره ببرد.

" دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد" :

1 - 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.

2 - 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 .

3 - 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 دایمی سیستم را افزایش می دهد.

4 - 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.

5 - 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.
6 - ارتباطات:

کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی ویا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند ؛ حتی امکان انتقال فایل نیز وجود دارد".
در طراحی شبکه مواردی که قبل از راه اندازی شبکه باید مد نظر قرار دهید شامل موارد ذیل هستند:
1 - اندازه سازمان

2 - سطح امنیت

3 - نوع فعالیت

4 - سطح مدیریت

5 - مقدار ترافیک

6 – بودجه

مفهوم گره " Node" وایستگاههای کاری Work Stations ]] :

" هرگاه شما کامپیوتری را به شبکه اضافه می کنید ، این کامپیوتر به یک ایستگاه کاری یا گره تبدیل می شود.

یک ایستگاه کاری ؛ کامپیوتری است که به شبکه الصاق شده است و در واقع اصطلاح ایستگاه کاری روش دیگری است برای اینکه بگوییم یک کامپیوتر متصل به شبکه است. یک گره چگونگی وارتباط شبکه یا ایستگاه کاری ویا هر نوع ابزار دیگری است که به شبکه متصل است وبطور ساده تر هر چه را که به شبکه متصل والحاق شده است یک گره گویند".

برای شبکه جایگاه وآدرس یک ایستگاه کاری مترادف با هویت گره اش است.

مدل های شبکه

در یک شبکه ، یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده وهم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی وهمچنین سیستم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بعهده دارد - را نگهداری می کند.

برای آنکه سرویس گیرنده " Client" بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند ، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس سرویس دهنده اطلاعات در خواست شده را به سرویس گیرنده ارسال خواهد کرد.

سه مدل از شبکه هایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از :
1 - شبکه نظیر به نظیر " Peer- to- Peer "

2 - شبکه مبتنی بر سرویس دهنده " Server- Based "

3 - شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده " Client Server"

مدل شبکه نظیر به نظیر:

در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی وسیستم 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 Server وهم بعنوان Client عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت وارتقاء 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 10 ایستگاه بکار می رود .

مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده :

در این مدل شبکه ، یک کامپیوتر بعنوان سرویس دهنده کلیه فایل ها ونرم افزارهای اشتراکی نظیر واژه پرداز ها، کامپایلرها ، بانک های اطلاعاتی وسیستم عامل شبکه را در خود نگهداری می کند. یک کاربر می تواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کرده وفایل 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 وسرویس 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.

هر شبکه اساسا از سه بخش ذیل تشکیل می شود:

ابزارهایی که به پیکربندی اصلی شبکه متصل می شوند بعنوان مثال : کامپیوتر ها ، چاپگرها، هاب ها " Hubs

"
سیم ها ، کابل ها وسایر رسانه هایی که برای اتصال ابزارهای شبکه استفاده می شوند.
سازگار کننده ها Adaptor :

که بعنوان اتصال کابل ها به کامپیوتر هستند . اهمیت آنها در این است که بدون وجود آنها شبکه تنها شامل چند کامپیوتر بدون ارتباط موازی است که قادر به سهیم شدن منابع یکدیگر نیستند . عملکرد سازگارکننده در این است که به دریافت وترجمه سیگنال ها ی درون داد از شبکه از جانب یک ایستگاه کاری وترجمه وارسال برون داد به کل شبکه می پردازد.

اجزاء شبکه

اجزا اصلی یک شبکه کامپیوتری عبارتند از :

1 - کارت شبکه  NIC- Network Interface Card :

برای استفاده از شبکه وبرقراری ارتباط بین کامپیوتر ها از کارت شبکه ای استفاده می شود که در داخل یکی از شیارهای برد اصلی کامپیوتر های شبکه " اعم از سرویس دهنده وگیرنده " بصورت سخت افزاری وبرای کنترل ارسال ودریافت داده نصب می گردد.

2 - رسانه انتقال Transmission Medium:

رسانه انتقال کامپیوتر ها را به یکدیگر متصل کرده وموجب برقراری ارتباط بین کامپیوتر های یک شبکه می شود . برخی از متداولترین رسانه های انتقال عبارتند از : کابل زوج سیم بهم تابیده " Twisted- Pair" ، کابل کواکسیال " Coaxial" وکابل فیبر نوری "Fiber- Optic" .

سیستم عامل شبکه NOS- Network Operating System :

سیستم عامل شبکه برروی سرویس دهنده اجرا می شود و سرویس های مختلفی مانند: اجازه ورود به سیستم "Login" ، رمز عبور "Password" ، چاپ فایل ها " Printfiles" ، مدیریت شبکه " Net work management " را در اختیار کاربران می گذارد.

انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی:

نوع شبکه توسط فاصله بین کامپیوتر های تشکیل دهنده آن شبکه مشخص می شود:


شبکه محلی LAN= Local Area Network :

ارتباط واتصال بیش از دو یا چند رایانه در فضای محدود یک سازمان از طریق کابل شبکه وپروتکل بین رایانه ها وبا مدیریت نرم افزاری موسوم به سیستم عامل شبکه را شبکه محلی گویند. کامپیوتر سرویس گیرنده باید از طریق کامپیوتر سرویس دهنده به اطلاعات وامکانات به اشتراک گذاشته دسترسی یابند. همچنین ارسال ودریافت پیام به یکدیگر از طریق رایانه سرویس دهنده انجام می گیرد. از خصوصیات شبکه های محلی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1 - اساسا در محیط های کوچک کاری قابل اجرا وپیاده سازی می باشند.

2 - از سرعت نسبتا بالایی برخوردارند.

3 - دارای یک ارتباط دایمی بین رایانه ها از طریق کابل شبکه می باشند.
اجزای یک شبکه محلی عبارتند از :

الف - سرویس دهنده

ب - سرویس گیرنده

ج - پروتکل

د- کارت واسطه شبکه

ط - سیستم ارتباط دهنده

شبکه گسترده WAN = Wide Area Network :

اتصال شبکه های محلی از طریق خطوط تلفنی ، کابل های ارتباطی ماهواره ویا دیگر سیستم هایی مخابراتی چون خطوط استیجاری در یک منطقه بزرگتر را شبکه گسترده گویند. در این شبکه کاربران یا رایانه ها از مسافت های دور واز طریق خطوط مخابراتی به یکدیگر متصل می شوند. کاربران هر یک از این شبکه ها می توانند به اطلاعات ومنابع به اشتراک گذاشته شده توسط شبکه های دیگر دسترسی یابند. از این فناوری با نام شبکه های راه دور " Long Haul Network" نیز نام برده می شود. در شبکه گسترده سرعت انتقال داده نسبت به شبکه های محلی خیلی کمتر است. بزرگترین ومهم ترین شبکه گسترده ، شبکه جهانی اینترنت می باشد.

ریخت شناسی شبکه " Net work Topology":

توپولوژی شبکه تشریح کننده نحوه اتصال کامپیوتر ها در یک شبکه به یکدیگر است. پارامترهای اصلی در طراحی یک شبکه ، قابل اعتماد بودن ومقرون به صرفه بودن است. انواع متداول توپولوژی ها در شبکه کامپیوتری عبارتند از :

1 - توپولوژی ستاره ای Star :

در این توپولوژی ، کلیه کامپیوتر ها به یک کنترل کننده مرکزی با هاب متصل هستند. هرگاه کامپیوتری بخواهد با کامپیوتر ی دیگری تبادل اطلاعات نماید، کامپیوتر منبع ابتدا باید اطلاعات را به هاب ارسال نماید. سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود. اگر کامپیوتر شماره یک بخواهد اطلاعاتی را به کامپیوتر شماره 3 بفرستد ، باید اطلاعات را ابتدا به هاب ارسال کند، آنگاه هاب آن اطلاعات را به کامپیوتر شماره سه خواهد فرستاد.

نقاط ضعف این توپولوژی آن است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته است. این بدان معناست که اگر هاب از کار بیفتد، کل شبکه از کار خواهد افتاد . نقاط قوت توپولوژی ستاره عبارتند از:
* نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.

·        توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.

·        * اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود ، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می شود.

توپولوژی حلقوی " Ring ":

این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبهمین دلیل است که این توپولوژی بنام IBM Tokenring " مشهور است.

در این توپولوژی کلیه کامپیوتر ها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را می سازد. کامپیوتر مبدا اطلاعات را به کامپیوتری بعدی در حلقه ارسال نموده وآن کامپیوتر آدرس اطلاعات رابرای خود کپی می کند، آنگاه اطلاعات را به کامپیوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبهمین ترتیب این روند ادامه پیدا می کند تا اطلاعات به کامپیوتر مبدا برسد. سپس کامپیوتر مبدا این اطلاعات را از روی حلقه حذف می کند.
نقاط ضعف توپولوژی فوق عبارتند از:

*اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، کل شبکه متوقف می شود.

·        به سخت افزار پیچیده نیاز دارد " کارت شبکه آن گران قیمت است ".

·        برای اضافه کردن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.

نقاط قوت توپولوژی فوق عبارتند از :

·        نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.

·        توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.

·        در این توپولوژی از کابل فیبر نوری میتوان استفاده کرد.

توپولوژی اتوبوسی  Bus :

در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام اتوبوسی متصل می شوند. در این توپولوژی ، رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. یکی از مشهورترین قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی اترنت است. توپولوژی اتوبوس از متداوالترین توپولوژی هایی است که در شبکه محلی مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی ، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه ، از نقاط قوت توپولوژی اتوبوسی می باشد. نقطه ضعف عمده این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که بعنوان پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه می باشد قطع شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

توپولوژی توری Mesh :

در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه متصل می شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند.
از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای مثال ، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری ، ایستگاه شماره یک نیازمند به نود ونه می باشد. تعداد کابل های مورد نیاز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2

محاسبه می شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می باشد.

توپولوژی درختی  Tree :

این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال یا تکرار کننده برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی در ختی است : زیرا کلیه ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند. وظیفه هاب دریافت اطلاعات از یک ایستگاه و تکرار وتقویت آن اطلاعات وسپس ارسال آنها به ایستگاه دیگر می باشد.

توپولوژی ترکیبی Hybrid :

این توپولوژی ترکیبی است از چند شبکه با توپولوژی متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام استخوان بندی " Back bone" به یکدیگر مرتبط شده اند . هر شبکه توسط یک پل ارتباطی " Bridg" به کابل استخوان بندی متصل می شود.

پروتکل :

برای برقراری ارتباط بین رایانه ها ی سرویس گیرنده و سرویس دهنده قوانین کامپیوتری برای انتقال ودریافت داده مشخص شده اند که به قرارداد یا پروتکل موسومند. این قرارداد ها وقوانین بصورت نرم افزاری در سیستم برای ایجاد ارتباط ایفای نقش می کنند. پروتکل با قرارداد ، در واقع زبان مشترک کامپیوتری است که برای درک وفهم رایانه بهنگام در خواست وجواب متقابل استفاده می شود. پروتکل تعیین کننده مشخصه های شبکه ، روش دسترسی وانواع فیزیکی توپولوژی ها ، سرعت انتقال داده ها وانواع کابل کشی است .

پروتکل های شبکه

ما در این دستنامه تنها دو تا از مهمترین پروتکل های شبکه را معرفی می کنیم:

" پروتکل کنترل انتقال / پروتکل اینترنت

"l/ Inernet Protocol Tcp / ip= Transmission Control Protoc"

پروتکل فوق شامل چهار سطح است که عبارتند از :

الف - سطح لایه کاربرد " Application "

ب - سطح انتقال " Transporter"

ج - سطح اینترنت " Internet"

د - سطح شبکه:

" از مهمترین ومشهورترین پروتکل های مورد استفاده در شبکه اینترنت است این بسته نرم افزاری به اشکال مختلف برای کامپیوتر ها وبرنامه ها ی مختلف ارائه می گردد. Tcp/ip از مهمترین پروتکل های ارتباطی شبکه در جهان تلقی می شود ونه تنها برروی اینترنت وشبکه های گسترده گوناگون کاربرد دارد، بلکه در شبکه های محلی مختلف نیز مورد استفاده قرار می گیردو در واقع این پروتکل زبان مشترک بین کامپیوتر ها به هنگام ارسال و دریافت اطلاعات یا داده می باشد. این پروتکل به دلیل سادگی مفاهیمی که در خود دارد اصطلاحا به سیستم باز مشهور است ، برروی هر کامپیوتر وابر رایانه قابل طراحی وپیاده سازی است. از فاکتورهای مهم که این پروتکل بعنوان یک پروتکل ارتباطی جهانی مطرح می گردد، به موارد زیر می توان اشاره کرد:
1 - این پروتکل در چار چوب UNIX Operating System ساخته شده وتوسط اینترنت بکار گرفته می شود.
2 - برروی هر کامپیوتر قابل پیاده سازی می باشد.

3 - بصورت حرفه ای در شبکه های محلی وگسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
4 - پشتیبانی از مجموعه برنامه ها وپروتکل های استاندارد دیگر چون پروتکل انتقال فایل " FTP " وپروتکل دو سویه " Point to point Protcol = PPP " .

بنیاد واساس پروتکل Tcp/ip آن است که برای دریافت و ارسال داده ها یا پیام پروتکل مذکور ؛ پیام ها وداده ها را به بسته های کوچکتر وقابل حمل تر تبدیل می کند ، سپس این بسته ها به مقصد انتقال داده می شود ودر نهایت پیوند این بسته ها به یکدیگر که شکل اولیه پیام ها وداده ها را بخود می گیرد ، صورت می گیرد.
یکی دیگر از ویژگی های مهم این پروتکل قابلیت اطمینان آن در انتقال پیام هاست یعنی این قابلیت که به بررسی وبازبینی بسته ها ومحاسبه بسته های دریافت شده دارد. در ضمن این پروتکل فقط برای استفاده در شبکه اینترنت نمی باشد. بسیاری از سازمان وشرکت ها برای ساخت وزیر بنای شبکه خصوصی خود که از اینترنت جدا می باشد نیز در این پروتکل استفاده می کنند.

-         پروتکل سیستم ورودی وخروجی پایه شبکه " Net work basic input/ output System= Net Bios" واسطه یا رابطی است که توسط IBM بعنوان استانداردی برای دسترسی به شبکه توسعه یافت . این پروتکل داده ها را از لایه بالاترین دریافت کرده وآنها را به شبکه منتقل می کند. سیستم عاملی که با این پروتکل ارتباط برقرار می کند سیستم عامل شبکه "NOS" نامیده می شود کامپیوتر ها از طریق کارت شبکه خود به شبکه متصل می شوند. کارت شبکه به سیستم عامل ویژه ای برای ارسال اطلاعات نیاز دارد. این سیستم عامل ویژه را Net BIOS می نامند که در حافظه ROM کارت شبکه ذخیره شده است. Net BIOS همچنین روشی را برای دسترسی به شبکه ها با پروتکل های مختلف مهیا می کند . این پروتکل از سخت افزار شبکه مستقل است . این پروتکل مجموعه ای از فرامین لازم برای در خواست خدمات شبکه ای سطح پایین را برای برنامه های کاربردی فراهم می کند تا جلسات لازم برای انتقال اطلاعات در بین گره ها ی یک شبکه را هدایت کنند.

-         در حال حاضر وجود " Net BIOS Net BEUI= Net BIOS Enhansed User Interface" امتیازی جدید می دهد که این امتیاز درواقع ایجاد گزینه انتقال استاندارد است و Net BEUI در شبکه های محلی بسیار رایج است. همچنین قابلیت انتقال سریع داده ها را نیز دارد . اما چون یک پروتکل غیر قابل هدایت است به شبکه های محلی محدود شده است.

مدل  Open System Interconnectionیا OSI :

این مدل مبتنی بر قراردادی است که سازمان استانداردهای جهانی ایزو بعنوان مرحله ای از استاندارد سازی قراردادهای لایه های مختلف توسعه دارد . نام این مدل مرجع به این دلیل ا اس آی است چونکه با اتصال سیستم های باز سروکار دارد وسیستم های باز سیستم هایی هستند که برای ارتباط باسیستم های دیگر باز هستند . این مدل هفت لایه دارد که اصولی که منجر به ایجاد این لایه ها
شده اند عبارتند از :

1 - وقتی نیاز به سطوح مختلف از انتزاع است ، لایه ای باید ایجاد شود.

2 - هر لایه باید وظیفه مشخصی داشته باشد.

3 - وظیفه هر لایه باید با در نظر گرفتن قراردادهای استاندارد جهانی انتخاب گردد.
4 - مرزهای لایه باید برای کمینه کردن جریان اطلاعات از طریق رابط ها انتخاب شوند.
اکنون هفت لایه را به نوبت از لایه پایین مورد بحث قرار می دهیم:

1 - لایه فیزیکی :

به انتقال بیتهای خام برروی کانال ارتباطی مربوط می شود. در اینجا مدل طراحی با رابط های مکانیکی ، الکتریکی ، ورسانه انتقال فیزیکی که زیر لایه فیزیکی قراردارند سروکار دارد.
2 - لایه پیوند ها:

مبین نوع فرمت هاست مثلا شروع فریم ، پایان فریم، اندازه فریم وروش انتقال فریم . وظایف این لایه شامل موارد زیر است :

مدیریت فریم ها ، خطایابی وارسال مجدد فریم ها، ایجاد تمایز بین فریم ها داده وکنترل وایجاد هماهنگی بین کامپیوتر ارسال کننده ودریافت کننده داده ها. پروتکل های معروف برای این لایه عبارتند از :
الف - پروتکل SDLC که برای مبادله اطلاعات بین کامپیوتر ها بکار می رود و اطلاعات را به شکل فریم سازماندهی می کند.

ب - پروتکل HDLC که کنترل ارتباط داده ای سطح بالا زیر نظر آن است وهدف از طراحی آن این است که با هر نو ع ایستگاهی کارکند از جمله ایستگاههای اولیه ، ثانویه وترکیبی.
3 - لایه شبکه :

وظیفه این لایه ، مسیر یابی می باشد ، این مسیر یابی عبارتست از : تعیین مسیر متناسب برای انتقال اطلاعات . لایه شبکه آدرس منطقی هر فریم را بررسی می کند . و آن فریم را بر اساس جدول مسیر یابی به مسیر یاب بعدی می فرستد . لایه شبکه مسئولیت ترجمه هر آدرس منطقی به یک آدرس فیزیکی را بر عهده دارد. پس می توان گفت برقراری ارتباط یا قطع آن ، مولتی پلکس کردن از مهمترین وظایف این لایه است. از نمونه بارز خدمات این لایه ، پست الکترونیکی است.

4 - لایه انتقال :

وظیفه ارسال مطمئن یک فریم به مقصد را برعهده دارد. لایه انتقال پس از ارسال یک فریم به مقصد ، منتظر می ماند تا سیگنالی از مقصد مبنی بر دریافت آن فریم دریافت کند. در صورتیکه لایه محل در منبع سیگنال مذکور را از مقصد دریافت نکند. مجددا اقدام به ارسال همان فریم به مقصد خواهد کرد.

5 - لایه اجلاس :

وظیفه برقراری یک ارتباط منطقی بین نرم افزار های دو کامپیوتر ی که به یکدیگر متصل هستند به عهده این لایه است. وقتی که یک ایستگاه بخواهد به یک سرویس دهنده متصل شود ، سرویس دهنده فرایند برقراری ارتباط را بررسی می کند، سپس از ایستگاه ، درخواست نام کاربر، ورمز عبور را خواهد کرد. این فرایند نمونه ای از یک اجلاس می باشد.

6 - لایه نمایش :

این لایه اطلاعات را از لایه کاربرد دریافت نموده ، آنها را به شکل قابل فهم برای کامپیوتر مقصد تبدیل می کند . این لایه برای انجام این فرایند اطلاعات را به کدهای ASCII ویا Unicode تبدیل می کند.
7 - لایه کاربرد :

این لایه امکان دسترسی کاربران به شبکه را با استفاده از نرم افزارهایی چون E-mail- FTP و.... فراهم می سازد.

ابزارهای اتصال دهنده : " Connectivity Devices" :

ابزارهای اتصال به یک شبکه اضافه می گردند تا عملکرد وگستره شبکه وتوانایی های سخت افزاری شبکه را ارتقاء دهند . گستره وسیعی از ابزارهای اتصال در شبکه وجود دارند اما شما احتمالا برای کار خود به ابزارهای ذیل نیازمند خواهید بود:

1 - کنترل کننده ها Reapeaters :

تکرار کننده وسیله ای است که برای اتصال چندین سگمنت یک شبکه محلی بمنظور افزایش وسعت مجاز آن شبکه مورد استفاده قرار می گیرد . هر تکرار کننده از درگاه ورودی " Port " خود داده ها را پذیرفته وبا تقویت آنها ، داده ها را به درگاهی خروجی خود ارسال می کند. یک تکرار کننده در لایه فیزیکی مدل OSI عمل می کند.

هر کابل یا سیم بکار رفته در شبکه که بعنوان محلی برای عبور ومرور سیگنال هاست آستانه ای دارد که در آن آستانه سرعت انتقال سیگنال کاهش می یابد ودر اینجا تکرار کننده بعنوان ابزاری است که این سرعت عبور را در طول رسانه انتقال تقویت می کند.

2 - هاب ها Hubs :

ابزاری هستند در شبکه که برای اتصال یک یا بیش از دو ایستگاه کاری به شبکه مورد استفاده قرار می گیرد ویک ابزار معمول برای اتصال ابزارهای شبکه است . هابها معمولا برای اتصال سگمنت های شبکه محلی استفاده می شوند. یک هاب دارای در گاهی های چند گانه است. وقتی یک بسته در یک درگاهی وارد می شود به سایر در گاهی ها کپی می شود تا اینکه تمامی سگمنت های شبکه محلی بسته ها را ببینند. سه نوع هاب رایج وجود دارد:

الف - هاب فعال :

که مانند آمپلی فایر عمل می کند و باعث تقویت مسیر عبور سینگال ها می شود واز تصادم وبرخورد سیگنال ها در مسیر جلوگیری بعمل می آورد . این هاب نسبتا قیمت بالایی دارد.
ب - غیر فعال :

که بر خلاف نوع اول که در مورد تقویت انتقال سیگنال ها فعال است این هاب منفعل است.
ج - آمیخته :

که قادر به ترکیب انواع رسانه ها " کابل کواکسیال نازک ،ضخیم و....." وباعث تعامل درون خطی میان سایر ها بها می شود.

3 - مسیر یاب ها Routers :

در شبکه سازی فرایند انتقال بسته های اطلاعاتی از یک منبع به مقصد عمل مسیر یابی است که تحت عنوان ابزاری تحت عنوان مسیر یاب انجام می شود. مسیر یابی یک شاخصه کلیدی در اینترنت
است زیرا که باعث می شود پیام ها از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل شوند. این عملکرد شامل تجزیه وتحلیل مسیر برای یافتن بهترین مسیر است. مسیر یاب ابزاری است که شبکه های محلی را بهم متصل می کند یا به بیان بهتر بیش از دو شبکه را بهم متصل می کند. مسیر یاب بر حسب عملکردش به دونوع زیر تقسیم می شود:

الف - مسیریاب ایستا : که در این نوع ، جدول مسیر یابی توسط مدیر شبکه که تعیین کننده مسیر می باشد

طور دستی مقدار دهی می شود.

ب - مسیر یاب پویا : که در این نوع ، جدول مسیر یابی خودش را، خود تنظیم می کند وبطور اتوماتیک جدول مسیریابی را روز آمد می کند.

4 - دروازه ها "Gateways " :

دروازه ها در لایه کاربرد مدل ا اس ای عمل می کنند. کاربرد آن تبدیل یک پروتکل به پروتکل دیگر است. هر هنگام که در ساخت شبکه هدف استفاده از خدمات اینترنت است دروازه ها مقوله های مطرح در شبکه سازی خواهند بود.

پل ها " Bridge " :

یک پل برای اتصال سگمنت های یک شبکه " همگن " به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد. یک پل در لایه پیوند داده ها " Data link" عمل می کند.

پل ها فریم ها را بر اساس آدرس مقصدشان ارسال می کنند. آنها همچنین می توانند جریان داده ها را کنترل نموده وخطاهایی را که در حین ارسال داده ها رخ می دهد.

عملکرد این پل عبارتست از تجزیه وتحلیل آدرس مقصد یک فریم ورودی واتخاذ تصمیم مناسب برای ارسال آن به ایستگاه مربوطه . پل ها قادر به فیلتر کردن فریم ها می باشند. فیلتر کردن فریم برای حذف فریم های عمومی یا همگانی که غیر ضروری هستند مفید می باشد، پل ها قابل برنامه ریزی هستند ومی توان آنها را به گونه ای برنامه ریزی کرد که فریم های ارسال شده از طرف منابع خاصی را حذف کنند.
با تقسیم یک شبکه بزرگ به چندین سگمنت واستفاده از یک پل برای اتصال آنها به یکدیگر ، توان عملیاتی شبکه افزایش خواهد یافت . اگر یک سگمنت شبکه از کار بیفتد ، سایر سگمنت ها ی متصل به پل می توانند شبکه را فعال نگه دارند ، پل ها موجب افزایش وسعت شبکه محلی می شوند.
سوئیچ ها Switches :

سوئیچ نوع دیگری از ابزارهایی است که برای اتصال چند شبکه محلی به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد که باعث افزایش توان عملیاتی شبکه می شود. سوئیچ وسیله ای است که دارای درگاه های متعدد است که بسته ها را از یک درگاه می پذیرد، آدرس مقصد را بررسی می کند وسپس بسته ها را به درگاه مورد نظر " که متعلق به ایستگاه میزبان با همان آدرس مقصد می باشد" ارسال می کند. اغلب سوئیچ های شبکه محلی در لایه پیوند داده های مدل ا اس آی عمل می کند.

سوئیچ ها بر اساس کاربردشان به متقارن "Symmetric" ونامتقارن " Asymmetric" تقسیم می شوند.
در نوع متقارن ، عمل سوئیچینگ بین سگمنت هایی که دارای پهنای باند یکسان هستند انجام می دهد یعنی 10mbps به 10mbps و.... سوئیچ خواهد شد. اما در نوع نامتقارن این عملکرد بین سگمنت هایی با پهنای باند متفاوت انجام می شود.

دو نوع سوئیچ وجود دارد که عبارتند از :

1 - سوئیچ Cut - through : این نوع سه یا چهار بایت اول یک بسته را می خواند تا آدرس مقصد آنرا بدست آورد ، آنگاه آن بسته را به سگمنت دارای آدرس مقصد مذکور ارسال می کند این در حالی است که قسمت باقی مانده بسته را از نظر خطایابی مورد بررسی قرار نمی دهد.
2 - سوئیچ Store- and - forward : این نوع ابتدا کل بسته را ذخیره کرده سپس آن را خطایابی می کند ، اگر بسته ای دارای خطا بود آن بسته را حذف می کند ، در غیر اینصورت آن بسته را به مقصد مربوطه ارسال خواهد کرد. این نوع برای شبکه محلی بسیار مناسبتر از نوع اول است زیرا بسته های اطلاعاتی خراب شده را پاکسازی می کند و بهمین دلیل این سوئیچ باعث کاهش بروز عمل تصادف خواهد شد.

مفاهیم مربوط به ارسال سیگنال و پهنای باند

پهنای باند (Bandwidth) به تفاوت بین بالاترین و پایین‌ترین فرکانسهایی که یک سیستم ارتباطی می‌تواند ارسال کند گفته می‌شود. به عبارت دیگر منظور از پهنای باند مقدار اطلاعاتی است که می‌تواند در یک مدت زمان معین ارسال شود. برای وسایل دیجیتال، پهنای باند برحسب بیت در ثانیه و یا بایت در ثانیه بیان می‌شود. برای وسایل آنالوگ، پهنای باند، برحسب سیکل در ثانیه بیان می‌شود.
دو روش برای ارسال اطلاعات از طریق رسانه‌های انتقالی وجود دارد که عبارتند از: روش ارسال باند پایه (Baseband) و روش ارسال باند پهن (Broadband)

در یک شبکه LAN، کابلی که کامپیوترها را به هم وصل می‌کند، فقط می‌تواند در یک زمان یک سیگنال را از خود عبور دهد، به این شبکه یک شبکه Baseband می‌گوئیم. به منظور عملی ساختن این روش و امکان استفاده از آن برای همه کامپیوترها، داده‌ای که توسط هر سیستم انتقال می‌یابد، به واحدهای جداگانه‌ای به نام Packet شکسته می‌شود. در واقع در کابل یک شبکه LAN، توالی Packetهای تولید شده توسط سیستم‌های مختلف را شاهد هستیم که به سوی مقاصد گوناگونی در حرکت‌اند.شکلی که در ادامه خواهد آمد، این مفهوم را بهتر نشان می‌دهد.

2-1عملکرد یک شبکه packet-switching

برای مثال وقتی کامپیوتر شما یک پیام پست الکترونیکی را انتقال می‌دهد، این پیام به Packetهای متعددی شکسته می‌شود و کامپیوتر هر Packet را جداگانه انتقال می‌دهد. کامپیوتر دیگری در شبکه که بخواهد به انتقال داده بپردازد نیز در یک زمان یک Packet را ارسال می‌کند. وقتی تمام Packetهایی که بر روی هم یک انتقال خاص را تشکیل می‌دهند، به مقصد خود می‌رسند، کامپیوتر دریافت کننده آنها را به شکل پیام الکترونیکی اولیه بر روی هم می‌چیند. این روش پایه و اساس شبکه‌های Packet-Switching می‌باشد.
در مقابل روش Baseband، روش Broadband قرار دارد. در روش اخیر، در یک زمان و در یک کابل، چندین سیگنال حمل می‌شوند. از مثالهای شبکه Broadband که ما هر روز از آن استفاده می‌کنیم، شبکه تلویزیون است. در این حالت فقط یک کابل به منزل کاربران کشیده می‌شود، اما همان یک کابل، سیگنالهای مربوط به کانالهای متعدد تلویزیون را بطور همزمان حمل می‌نماید. از روش Broadband به طور روز افزونی در شبکه‌های WAN استفاده می‌شود.

از آنجائیکه در شبکه‌های LAN در یک زمان از یک سیگنال پشتیبانی می‌شود، در یک لحظه داده‌ها تنها در یک جهت حرکت می‌کنند. به این ارتباط half-duplex گفته می‌شود. در مقابل به سیستم‌هایی که می‌توانند بطور همزمان در دو جهت با هم ارتباط برقرار کننده full-duplex گفته می‌شود. مثالی از این نوع ارتباط شبکه تلفن می‌باشد. شبکه‌های LAN با داشتن تجهیزاتی خاص بصورت full-duplex عمل کنند.

 ابزار های اتصال دهنده

کابل شبکه

پیش از اینکه در مورد انواع کابل‌ها و پهنای باند مربوط به آنها، به بحث بپردازیم، ذکر این نکته ضروری است که نوع کابل انتخابی شما بطور مستقیم به توپولوژی شبکه تان وابسته است. در این قسمت سعی گردیده توپولوژی مناسب با هر نوع کابل ذکر شود.

کابل شبکه، رسانه ای است که از طریق آن، اطلاعات از یک دستگاه موجود در شبکه به دستگاه دیگر انتقال می یابد.انواع مختلفی از کابلها بطور معمول در شبکه های LAN استفاده می شوند. در برخی موارد شبکه تنها از یک نوع کابل استفاده می کند، اما گاه انواعی از کابلها در شبکه به کار گرفته می شود. غیر از عامل توپولوژی، پروتکل و اندازه شبکه نیز در انتخاب کابل شبکه مؤثرند. آگاهی از ویژگیهای انواع مختلف کابلها و ارتباط آنها با دیگر جنبه های شبکه برای توسعه یک شبکه موفق ضروری است.

 امروزه سه گروه از کابل‌ها، در ایجاد شبکه مطرح هستند:

کابلهای Coaxial زمانی بیشترین مصرف را در میان کابلهای موجود در شبکه داشت. چند دلیل اصلی برای

ستفاده زیاد از این نوع کابل وجود دارد :

1- قیمت ارزان آن.

2- سبکی و انعطاف‌پذیری.

3- این نوع کابل به نسبت زیادی در برابر سیگنالهای مداخله‌گر مقاومت می نماید.
4- مسافت بیشتری را بین دستگاههای موجود در شبکه، نسبت به کابل UTP پشتیبانی می‌نماید.
در شکل زیر ساختار کابل Coaxial مشاهده می‌شود .

(1) Conducting Core یا هسته مرکزی که معمولاً از یک رشته سیم جامد مسی تشکیل می‌گردد.

(2) Insulation یا عایق که معمولاً از جنس PVC یا تفلون است.

(3) Copper Wire Mesh که از سیم‌های بافته شده تشکیل می‌شود و کار آن جمع‌آوری امواج الکترومغناطیسی است.

(4) Jacket که جنس آن اغلب از پلاستیک بوده و نگهدارنده خارجی سیم در برابر خطرات فیزیکی است.
کابل Coaxial به دو دسته تقسیم می‌شود

1- Thin net: کابلی است بسیار سبک، انعطاف‌پذیر و ارزان قیمت، قطر سیم در آن 6 میلیمتر معادل 25/0 اینچ است. مقدار مسیری که توسط آن پشتیبانی می‌شود 185 متر است.

2- Thick net: این کابل قطری تقریباً 2 برابر Thin net دارد. کابل مذکور، پوشش محافظی را(علاوه بر محافظ خود) داراست که از جنس پلاستیک بوده و بخار را از هسته مرکزی دور می‌سازد.
رایج‌ترین نوع اتصال دهنده (connector) مورد استفاده در کابل coaxial، Bayonet-Neill-Concelman (BNC) می‌باشد. انواع مختلفی از سازگار کننده‌ها برایBNCها وجود دارند شامل:Tconnector , Barrel connector وTerminator.
تصویر زیر یک BNC connector را نشان می دهد:

2-3 یک BNC connector

در شبکه هایی با توپولوژی اتوبوسی از کابلcoaxial استفاده می‌شود. شکل زیر نمونه استفاده از این نوع کابل در شبکه اتوبوسی است:

2-4 استفاده از کابل coaxial در شبکه اتوبوسی

باید دانست که از عبارتهایی مانند "10Base5 " برای توضیح اینکه چه کابلی در ساخت شبکه بکار رفته استفاده می‌گردد. عبارت مذکور بدان معناست که از کابل coaxial و از نوع Thicknet استفاده شده، علاوه بر آن روش انتقال در این شبکه، روش Baseband است و نیز سرعت انتقال 10 مگابیت در ثانیه ((mbps می‌باشد. همچنین "10Base2" یعنی اینکه از کابل Thinnet استفاده شده، روش انتقال Baseband و سرعت انتقال 10 مگابیت در ثانیه است.

در طراحی جدید شبکه معمولاً از کابلهای Twisted Pair استفاده می‌گردد. قیمت آن ارزان بوده و از نمونه‌های آن می‌توان به کابل تلفن اشاره کرد. این نوع کابل که از چهار جفت سیم بهم تابیده تشکیل می‌گردد، خود به دو دسته تقسیم می‌شود:

1-(Unshielded Twisted Pair)UTP: کابل ارزان قیمتی است که نصب آسانی دارد و برای شبکه‌های LAN سیم بسیار مناسبی است، همچنین نسبت به نوع دوم کم‌وزن‌تر و انعطاف‌پذیرتر است. مقدار سرعت دیتای عبوری از آن 4 مگابیت در ثانیه تا 100 مگابیت در ثانیه می‌باشد. این کابل می‌تواند تا مسافت حدوداً 100 متر یا 328 فوت را بدون افت سیگنال انتقال دهد. کابل مذکور نسبت به تداخل امواج الکترومغناطیس (Electrical Magnatic Interference) حساسیت بسیار بالایی دارد و در نتیجه در مکانهای دارای امواج الکترومغناطیس، امکان استفاده از آن وجود ندارد.

در سیم تلفن که خود نوعی از این کابل است از اتصال دهنده RJ11 استفاده می‌شود، اما در کابل شبکه اتصال دهنده‌ای با شماره RJ45 بکار می‌رود که دارای هشت مکان برای هشت رشته سیم است. در شکل زیر یک connector RJ45 دیده می‌شود.

2-5. connector RJ45

کابل UTP دارای پنج طبقه مختلف است (که البته امروزه CAT6 و CAT7 هم اضافه شده است):
- CAT1 یا نوع اول کابل UTP برای انتقال صدا بکار می‌رود، اما CAT2‌تا CAT5 برای انتقال دیتا در شبکه‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرند و سرعت انتقال دیتا در آنها به ترتیب عبارتست از: 4 مگابیت در ثانیه، 10مگابیت در ثانیه،‌ 16مگابیت در ثانیه و 100مگابیت در ثانیه.
برای شبکه‌های کوچک و خانگی استفاده از کابل CAT3‌توصیه می‌شود.

2-6 کابل UTP

2- (Shielded Twisted Pair)STP : در این کابل سیم‌های انتقال دیتا مانند UTP‌ هشت سیم و یا چهار جفت دوتایی هستند. باید دانست که تفاوت آن با UTP‌ در این است که پوسته‌ای به دور آن پیچیده شده که از اثرگذاری امواج بر روی دیتا جلوگیری می‌کند. از لحاظ قیمت،‌ این کابل از UTP گرانتر و از فیبر نوری ارزان‌تر است. مقدار مسافتی که کابل مذکور بدون افت سیگنال طی می کند برابر با 500 متر معادل 1640 فوت است.

در شبکه‌هایی با توپولوژی اتوبوسی و حلقه‌ای از دو نوع اخیر استفاده می‌شود. گفته شد که در این نوع کابل، 4 جفت سیم بهم تابیده بکار می‌رود که از دو جفت آن یکی برای فرستادن اطلاعات و دیگری برای دریافت اطلاعات عمل می‌کنند.

در شبکه‌هایی با نام اترنت سریع١ (Fast Ethernet) دو نوع کابل به چشم می‌خورد:
- 100Base TX: یعنی شبکه‌ای که در آن از کابل UTP نوع Cat5 استفاده شده و عملاً دو جفت سیم در انتقال دیتا دخالت دارند (دو جفت دیگر بیکار می‌مانند)، سرعت در آن 100 مگابیت در ثانیه و روش انتقال Baseband است.

- 100Base T4: تنها تفاوت آن با نوع بالا این است که هر چهار جفت سیم در آن بکار گرفته می‌شوند.
کابل فیبر نوری کاملاً متفاوت از نوع Coaxial و Twisted Pair عمل می‌کند. به جای اینکه سیگنال الکتریکی در داخل سیم انتقال یابد، پالسهایی از نور در میان پلاستیک یا شیشه انتقال می‌یابد. این کابل در برابر امواج الکترومغناطیس کاملاً مقاومت می‌کند و نیز تأثیر افت سیگنال بر اثر انتقال در مسافت زیاد را بسیار کم در آن می‌توان دید. برخی از انواع کابل فیبر نوری می‌توانند تا 120 کیلومتر انتقال داده انجام دهند. همچنین امکان به تله انداختن اطلاعات در کابل فیبر نوری بسیار کم است. کابل مذکور دو نوع را در بر می‌گیرد:

 1- Single Mode: که دراین کابل دیتا با کمک لیزر انتقال می‌یابد و بصورت 8.3/125 نشان داده می‌شود که در آن 8.3 میکرون قطر فیبر نوری و 125 میکرون مجموع قطر فیبر نوری و محافظ آن می‌باشد. این نوع که خاصیت انعطاف‌پذیری کم و قیمت بالایی دارد برای شبکه‌های تلویزیونی و تلفنی استفاده می‌گردد.
2- Multi Mode: که در آن دیتا بصورت پالس نوری انتقال می‌یابد و بصورت 62.5/125 نشان داده می‌شود که در آن 62.5 میکرون قطر فیبر نوری و 125 میکرون مجموع قطر فیبر نوری و محافظ آن می‌باشد. این نوع مسافت کوتاهتری را نسبت به Single Mode طی می‌کند و قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری دارد. قیمت آن نیز ارزان‌تر است و در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. بطورکلی کابل فیبر نوری نسبت به دو نوع Coaxial و Twisted pair قیمت بالایی دارد و نیز نصب آن نیاز به افراد ماهری دارد. شبکه‌های 100Base FX، شبکه‌هایی هستند که در آنها از فیبر نوری استفاده می‌شود، سرعت انتقال در آنها 100 مگابیت در ثانیه بوده و روش انتقال Baseband می‌باشد. امروز، با پیشرفت تکنولوژی در شبکه‌های فیبر نوری می‌توان به سرعت 1000 مگابیت در ثانیه دست یافت. در شکل صفحه بعد یک کابل فیبر نوری مشاهده می‌شود.

2-7. فیبر نوری

بطور کلی توصیه‌هایی در مورد نصب کابل شبکه وجود دارد:

- همیشه بیشتر از مقدار مورد نیاز کابل تهیه کنید.
- هر بخشی از شبکه را که نصب می‌کنید، آزمایش نمایید. ممکن است بخشهایی در شبکه وجود داشته باشند که خارج ساختن آنها پس از مدتی دشوار باشد.

- اگر لازم است بر روی زمین کابل‌کشی نمایید، کابلها را بوسیله حفاظت‌کننده‌هایی بپوشانید.
- دو سر کابل را نشانه‌گذاری کنید.

 تنظیمات مربوط به ویندوز

حال وقت آن است که در سیستم عامل خود تنظیماتی را انجام دهید تا کامپیوتر شما بتواند جستجو برای کامپیوترهای دیگر و گفتگو با آنها را آغاز کند.

نحوه پیکربندی تنظیمات مربوط به ویندوز در کامپیوتر شما، توسط این مسأله تعیین می‌شود که آیا در شبکه شما Internet sharing وجود دارد یا خیر. در ادامه بر حسب این مسأله دستورالعمل‌های لازم آورده می‌شود: Non-Internet Sharing Windows Settings

در مورد هر کامپیوتر مراحل زیر را طی کنید:

1. بر روی آیکن Network Neighborhood بر روی desktop راست کلیک کنید.

2. Properties را انتخاب کنید.

3. بر روی Access Control tab کلیک کرده و Share level access را انتخاب کنید.
4. Identification tab را انتخاب کنید.

در اینجا می‌توانید نامی را برای کامپیوتر خود انتخاب کنید.

5. Configuration tab را انتخاب کنید. از Primary Network Logon، Client for Microsoft Networks را انتخاب کنید.

6. سپس یک آدرس IP را به کامپیوتر اختصاص دهید، مثلاً 192.168.O.X. X در هر کامپیوتر منحصر به فرد است و عددی بین 1 تا 254 می‌باشد. در این قسمت عدد Subnet mask را، 255.255.255.0 بنویسید. Internet Sharing Windows Setting

در مورد هر کامپیوتر مراحل زیر را اجرا کنید:

-         در Control Panel، بر روی آیکن Add/Remove Program دو بار کلیک کنید. بر روی Windows setup tab کلیک کنید.

-         پس از گذشت چند لحظه از لیست اجزاء، Internet tools را انتخاب کنید.

-         سپس Internet Connection Sharing را انتخاب کنید.

-         در اینجا CD مربوط به ویندوز مورد نیاز است. آنگاه Internet Connection Sharing Wizard اجرا می‌گردد که پس از پایان آن، کامپیوتر را Restart نمایید.

-         می‌توانید از فلاپی دیسکی که در طی مراحل Wizard ایجاد می‌کنید، در مورد کامپیوترهای دیگر شبکه استفاده کنید (در منوی Run در هر یک از آنها و پس از گذاشتن فلاپی در کامپیوتر اینگونه تایپ کنید: a:\icsclset.exe و سپس Enter را فشار دهید)

لازم به ذکر است در صورتیکه بخواهید شبکه خود را از طریق یک Proxy Server به اینترنت متصل کنید می‌بایست آن را خریداری کرده و تنظیمات مربوطه را انجام دهید. فراهم کننده خدمات اینترنت (ISP) شما باید در مورد استفاده از dynamic IP و یا static IP شما را آگاه سازد. در صورت استفاده از static IP، ISP باید در اختصاص IP به شما کمک کند.

شبکه های بی سیم

مفاهیم و تعاریف

وقتی از شبکه اطلاع‌رسانی سخن به میان می‌آید، اغلب کابل شبکه به عنوان وسیله انتقال داده در نظر گرفته می‌شود. در حالیکه چندین سال است که استفاده از شبکه سازی بی‌سیم در دنیا آغازگردیده است. تا همین اواخر یک LAN بی‌سیم با سرعت انتقال پایین و خدمات غیرقابل اعتماد و مترادف بود، اما هم اکنون تکنولوژی‌های LAN بی‌سیم خدمات قابل قبولی را با سرعتی که حداقل برای کاربران معمولی شبکه کابلی پذیرفته شده می‌باشد، فراهم می‌کنند.

WLANها (یا LANهای بی‌سیم) از امواج الکترومغناطیسی (رادیویی یا مادون قرمز) برای انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌کنند. امواج رادیویی اغلب به عنوان یک حامل رادیویی تلقی می‌گردند، چرا که این امواج وظیفه انتقال انرژی الکترومغناطیسی از فرستنده را به گیرنده دورتر از خود بعهده دارند. داده هنگام ارسال برروی موج حامل رادیویی سوار می‌شود و در گیرنده نیز به راحتی از موج حامل تفکیک می‌گردد. به این عمل مدولاسیون اطلاعات به موج حامل گفته می‌شود. هنگامیکه داده با موج رادیویی حامل مدوله می‌شود، سیگنال رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی علاوه بر فرکانس اصلی موج حامل می‌گردد. به عبارت دیگر فرکانس اطلاعات داده به فرکانس موج حامل اضافه می‌شود. در گیرنده رادیویی برای استخراج اطلاعات، گیرنده روی فرکانس خاصی تنظیم می‌گردد و سایر فرکانس‌های اضافی فیلتر می‌شوند.

2-8 تصویر یک WLAN:

در یک ساختار WLAN، یک دستگاه فرستنده و گیرنده مرکزی، Access Point(AP) خوانده می‌شود. AP با استفاده از کابل شبکه استاندارد به شبکه محلی سیمی متصل می‌گردد. در حالت ساده،‌ گیرنده AP وظیفه دریافت، ذخیره و ارسال داده را بین شبکه محلی سیمی و WLAN بعهده دارد. AP با آنتنی که به آن متصل است، می‌تواند در محل مرتفع و یا هر مکانی که امکان ارتباط بهتر را فراهم می‌کند، نصب شود.
هر کاربر می‌تواند از طریق یک کارت شبکه بی‌سیم (Wireless Adapter) به سیستم WLAN متصل شود. این کارت‌ها به صورت استاندارد برای رایانه‌های شخصی و کیفی ساخته می‌شوند. کارت WLAN به عنوان واسطی بین سیستم عامل شبکه کاربر و امواج دریافتی از آنتن عمل می‌کند. سیستم عامل شبکه عملاً درگیر چگونگی ارتباط ایجاد شده نخواهد بود.

امروزه استاندارد غالب در شبکه‌های WLAN، IEEE802.11 می‌باشد. گروهی که بر روی این استاندارد کار می‌کند در سال 1990 با هدف توسعه استاندارد جهانی شبکه‌ سازی بی‌سیم با سرعت انتقال 1 تا 2 مگابیت در ثانیه شکل گرفت. استاندارد مذکور با نام IEEE802.11a شناخته می‌شود. استاندارد IEEE802.11b که جدیدتر است، سرعت انتقال را تا 5/5 و 11مگابیت در ثانیه می‌افزاید.

WLANها از دو توپولوژی حمایت می‌کنند:

-         ad hoc topology

-         infrastructure topology

در توپولوژی ad hoc کامپیوترها به شبکه بی‌سیم مجهز هستند و مستقیماً با یکدیگر به شکل Peer- to- peer ارتباط برقرار می‌نمایند.

کامپیوترها برای ارتباط باید در محدوده یکدیگر قرار داشته باشند. این نوع شبکه برای پشتیبانی از تعداد محدودی از کامپیوترها، مثلاً در محیط خانه یا دفاتر کوچک طراحی می‌شود.
"امروزه نوعی از توپولوژی ad hoc به نام "ad hoc peer-to-peer networking" مطرح است. این نوع شبکه که به شبکه "‌Mesh" نیز معروف است، شبکه‌ای پویا از دستگاههای بی‌سیم است که به هیچ نوع زیرساخت موجود یا کنترل مرکزی وابسته نیست. در این شرایط، دستگاههای شبکه همچنین به مانند گرههایی عمل می‌کنند که کاربران از طریق آنها می‌توانند داده‌ها را انتقال دهند، به این معنی که دستگاه هر کاربر بعنوان مسیریاب و تکرارکننده(Repeater) عمل می‌کند. این شبکه نوع تکامل‌یافته شبکه Point-to-multipoint است که در آن همه کاربران می‌بایست برای استفاده از شبکه دسترسی مستقیم به نقطه دستیابی مرکزی داشته باشند. در معماری Mesh کاربران می‌توانند بوسیله Multi-Hopping، از طریق گرههای دیگر به نقطه مرکزی وصل شوند، بدون اینکه به ایجاد هیچگونه پیوند مستقیم RF نیاز باشد.بعلاوه در شبکه Mesh در صورتیکه کاربران بتوانند یک پیوند فرکانس رادیویی برقرار کنند، نیازی به نقطه دسترسی(Access Point) نیست و کاربران می‌توانند بدون وجود یک نقطه کنترل مرکزی با یکدیگر، فایلها، نامه‌های الکترونیکی و صوت و تصویر را به اشتراک بگذارند. این ارتباط دو نفره، به آسانی برای دربرگرفتن کاربران بیشتر قابل گسترش است. توپولوژی infrastructure اصولاً برای گسترش و افزایش انعطاف‌پذیری شبکه‌های کابلی معمولی بکار می‌رود. بدین شکل که اتصال کامپیوترهای مجهز به تکنولوژی بی‌سیم را با استفاده از Access Point به آن امکان می‌سازد. در برخی موارد، یک AP کامپیوتری است که کارت شبکه بی‌سیم را کنار کارت شبکه معمولی - که آن را به یک LAN کابلی متصل می‌کند - دارا می‌باشد. کامپیوترهای بی‌سیم با استفاده از AP به عنوان واسطه با شبکه کابلی ارتباط برقرار می‌کنند. AP اساساً بعنوان یک Translation Bridge عمل می‌کند، زیرا سیگنال‌های شبکه بی‌سیم را به سیگنال‌های شبکه کابلی تبدیل می‌کند. مانند تمام تکنولوژی‌های ارتباطی بی‌سیم،‌ شرایط مسافتی و محیطی می‌توانند بر روی عملکرد ایستگاههای سیار بسیار تأثیر گذار باشند. یک AP می‌تواند 10 تا 20 کامپیوتر را پشتیبانی کند، بسته به اینکه میزان استفاده آنها از LAN چقدر است. این پشتیبانی تا زمانی ادامه دارد که آن کامپیوترها در شعاع تقریبی 100 تا 200 فوت نسبت به AP قرار داشته باشند. موانع فیزیکی مداخله کننده این عملکرد را به طرز چشمگیری کاهش می‌دهند.

Cell
2-9.شبکهWLANبا یکAP((AccessPoint

در شکل فوق یک Access Point از طریق یک کابل به شبکه LAN متصل شده است. در اینجا وظیفه یک AP دریافت اطلاعات از سرویس گیرنده‌ها (Clients) از طریق هوا و ارسال آن اطلاعات از طریق یک پورت به hub می باشد. AP به عنوان یک پل ارتباطی بین شبکه WLAN و شبکه LAN عمل می‌کند.
ناحیه‌ای که توسط یک AP تحت پوشش قرار می‌گیرد سلول (Cell) نامیده می‌شود. هر ایستگاه در داخل Cell می‌تواند به AP دسترسی پیدا کند. وظیفه یک AP ایجاد هماهنگی بین سرویس گیرندگان (Clients) شبکه WLAN و یک شبکه LAN می‌باشد.

به منظور گسترش بخش بی‌سیم و تحت پوشش قرار دادن سرویس گیرندگان بیشتر، می‌توان از APهای متعدد در مناطق مختلف استفاده کرد،‌ و یا اینکه یک ٍExtension point را بکار گرفت. Extension point، یک تقویت کننده سیگنال‌های بی‌سیم است که به عنوان ایستگاهی بین سرویس گیرندگان بی‌سیم و AP عمل می‌کند. استاندارد IEEE 802.11 دو سلول را به عنوان یک BSS (Basic Service Set) در نظر می‌گیرد. اگر شبکه از چند Access Point استفاده کند، APها با یک ستون فقرات بنام DS (Distribution System) به هم اتصال می‌یابند. DS معمولاً یک شبکه کابلی است، اما می‌توان آن را بی‌سیم هم در نظر گرفت.
استاندارد IEEE 802.11 از سه نوع سیگنال در لایه فیزیکی پشتیبانی می‌کند:

-         (DSSS) Direct Sequence Spread Spectrum: یک روش انتقال رادیویی است که در آن سیگنال‌های خروجی با استفاده از یک کد دیجیتال مدوله می‌شوند. در نتیجه هر بیت از دیتا به چند بیت تبدیل می‌شود و سیگنال می‌تواند در فرکانس وسیع‌تر پراکنده شود. استفاده از DSSS به همراه روش CCK (Complimentary Code Keying) باعث می‌شود سیستم‌های IEEE 802.11b به سرعت11 مگابیت در ثانیه انتقال دست یابند. در جائیکه شرایط به نحوی است که امکان تداخل،‌ نویزنپذیری یا وجود دستگاههای کاری هم‌فرکانس در منطقه موجود نباشد یا بسیار کم باشد از شیوه DSSS استفاده می‌شود. در این شیوه می‌توان از تمامی عرض باند موجود در طیف گسترده شده (مثلاً 10MHZ یا بیشتر) بهره جست و لذا به شبکه‌ای با سرعت 10 مگابیت در ثانیه یا بالاتر دست یافت. اما در محیط‌های شلوغ به لحاظ ترافیک امواج مثلاً محیط‌های شهری بزرگ، بکار بردن این تکنولوژی علیرغم وجود کدینگ‌های پیشرفته و تقسیم‌بندی‌های فرکانسی، خالی از بروز تداخل‌ها و یا اشکالات احتمالی نخواهد بود.

-         (FHSS) Frequency Hopping Spread Spectrum: یک روش انتقال رادیویی که در آن انتقال دهنده به طور مداوم تغییرات سریعی را در فرکانس - بر طبق یک الگوریتم موجود - انجام می‌دهد. دریافت کننده برای خواندن سیگنال‌های دریافتی، دقیقاً همان تغییرات را انجام می‌دهد. در IEEE 802.11a می‌توان از FHSS استفاده کرد اما سیستم IEEE 802.11b از این روش حمایت نمی‌کند.

-         Infrared: در ارتباطاتinfrared (مادون قرمز) از فرکانسهای بالا - دقیقا زیر طیف نور مرئی- استفاده می‌شود. در این روش سیگنالها نمی‌توانند از اشیاء و دیوارها عبور کنند. این امر بکارگیری
تکنولوژی مادون قرمز را محدود می‌سازد. در فناوری مادون قرمز ارسال کننده و دریافت کننده باید یکدیگر را ببینند(در خط دید یکدیگر باشند) همانند یک کنترل کننده راه دور دستگاه تلویزیون. بطور کلی در ارتباطات داخل ساختمان که فاصله ایستگاهها کم باشد از این روش استفاده می‌شود. در اینجا بجای سیم یا فیبر نوری که رسانه‌های انتقال هستند، از امواج رادیویی یا نور مادون قرمز بعنوان رسانه انتقال استفاده می‌شود. امواج رادیویی بخاطر برد، پهنای باند و پوشش مکانی بیشتر، از نور مادون قرمز کاربرد بیشتری دارند.

در این قسمت به برخی مزایای یک WLAN نسبت به یک شبکه کابلی می‌پردازیم. از WLANها می‌توان در مکانهایی که امکان کابل‌کشی وجود ندارد استفاده کرد و بدون نیاز به کابل‌کشی آنها را گسترش داد. استفاده کننده WLAN می‌تواند کامپیوتر خود را بدون قطع کابل، به هر نقطه از سازمان منتقل کند. با وجود اینکه سخت‌افزار مورد نیاز برای WLAN گرانتر از تجهیزات شبکه سیمی است، ولی بهره‌وری و انعطاف‌پذیری آن باعث می‌شود که در طول زمان قیمت تمام شده کمتر شود، بخصوص در محیطهایی که شبکه مورد نظر پیوسته در حال انتقال و تغییر مداوم است.

سیستمهای WLAN می‌توانند با فناوریهای مختلف شبکه ترکیب شوند و شبکه‌هایی با کاربردها و امکانات خاص را به نحو مطلوبی ایجاد کنند. پیکر‌بندی این شبکه‌ها براحتی قابل تغییر است و این شبکه‌ها می‌توانند از حالت نقطه به نقطه تا شبکه‌هایی با زیرساختار پیچیده با صدها کاربر متحرک گسترش یابند.
در شبکه‌های بی‌سیم مدیران شبکه می‌توانند جابجایی، گسترش و اصلاح شبکه را آسانتر انجام دهند و با استفاده از این سیستم به نصب کامپیوترهای شبکه در ساختمانهای قدیمی و یا مکانهایی که امکان کابل‌کشی در آنها وجود ندارد و نیز مکانهایی که فاصله آنها از یکدیگر زیاد است بپردازند و بدین شکل امکان دسترسی سریع به اطلاعات را فراهم کنند.

پارامترهای مؤثر در انتخاب و پیاده‌سازی یک سیستم WLAN

1-            برد محدوده پوشش: اثر متقابل اشیاء موجود در ساختمان(نظیر دیوارها، فلزات و افراد) می‌تواند بر روی انرژی انتشار اثر بگذارد و در نتیجه برد و محدوده پوشش سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. برای سیگنالهای مادون قرمز، اشیای موجود در ساختمان مانعی دیگر بشمار می‌رود و در نتیجه محدودیتهای خاصی را در شبکه بوجود می‌آورد. بیشتر سیستمهای WLAN از امواج رادیویی RF استفاده می‌کنند، زیرا می‌تواند از دیوارها و موانع عبور کند. برد(شعاع پوشش) برای سیستمهای WLAN بین 10 تا 30 متر متغیر است.
2- سرعت انتقال داده: همانند شبکه‌های کابلی، سرعت انتقال داده واقعی در شبکه‌های بی‌سیم، به نوع محصولات و توپولوژی شبکه بستگی دارد. تعداد کاربران، فاکتورهای انتشار مانند برد، مسیرهای ارتباطی، نوع سیستم WLAN استفاده شده، نقاط کور و گلوگاههای شبکه، از پارامترهای مهم و تأثیرگذار در سرعت انتقال داده بحساب می‌آیند. بعنوان یک مقایسه با مودمهای امروزی(با سرعت 56 کیلو بیت در ثانیه) سرعت عملکرد WLANها در حدود 30 برابر سریعتر از این مودمهاست.

3- سازگاری با شبکه‌های موجود: بیشتر سیستمهای WLAN با استانداردهای صنعتی متداول شبکه‌های کابلی نظیر Ethernet و Token Ring سازگار است. با نصب درایورهای مناسب در ایستگاههای WLAN، سیستمهای عامل آن ایستگاهها دقیقا مانند سایر ایستگاههای موجود در شبکه LAN کابلی بکار گرفته می‌شود.
سازگاری با دیگر محصولات WLAN: به سه دلیل مشتریان هنگام خرید محصولات WLAN باید مراقب باشند که سیستم موردنظر بتواند با سایر محصولات WLAN تولیدکنندگان دیگر سازگاری داشته باشد:
- ممکن است هر محصول از تکنولوژی خاصی استفاده کرده باشد، برای مثال سیستمی که از فناوری FHSS استفاده کند نمی‌تواند با سیستمی با فناوری DSSS کار کند.

- اگر فرکانس کار دو سیستم با یکدیگر یکسان نباشد،‌حتی در صورت استفاده از فناوری مشابه، امکان کارکردن با یکدیگر فراهم نخواهد شد.

- حتی تولیدکنندگان مختلف اگر از یک فناوری و یک فرکانس استفاده کنند، بدلیل روشهای مختلف طراحی ممکن است با سایر محصولات دیگر سازگاری نداشته باشد.

5- تداخل و اثرات متقابل: طبیعت امواج رادیویی در سیستمهای WLAN ایجاب می‌کند تا سیستمهای مختلف که دارای طیفهای فرکانسی یکسانی هستند، بر روی یکدیگر اثر تداخل داشته باشند. با این وجود اغلب تولیدکنندگان در تولید محصولات خود تمهیداتی را برای مقابله با آن بکار می‌گیرند، به نحوی که وجود چند سیستم WLAN نزدیک به یکدیگر، تداخلی در دیگر سیستمها بوجود نمی‌آورد.
6- ملاحظات مجوز فرکانسی: در اغلب کشورها ارگانهای ناظر بر تخصیص فرکانس رادیویی، محدوده فرکانس شبکه‌های WLAN را مشخص کرده‌اند. این محدوده ممکن است در همه کشورها یکسان نباشد. معمولا سازندگان تجهیزات WLAN فرکانس سیستم را در محدوده مجاز قرار می‌دهند. در نتیجه کاربر نیاز به اخذ مجوز فرکانسی ندارد. این محدوده فرکانس به ISM معروف است. محدوده بین‌المللی این فرکانسها 928-902 مگاهرتز،483/2-4/2 گیگاهرتز، 535-15/5 گیگاهرتز و 875/5-725/5 گیگاهرتز است. بنابراین تولیدکنندگان تجهیزات WLAN باید این محدوده مجوز فرکانسی را در سیستمهای خود رعایت کنند.
7- سادگی و سهولت استفاده: اغلب کاربران در مورد مزیتهای WLANها اطلاعات کمی دارند. می‌دانیم که سیستم عامل اصولاً به نحوه اتصال سیمی و یا بی‌سیم شبکه وابستگی ندارند. بنابراین برنامه‌های کاربردی بر روی شبکه بطور یکسان عمل می‌نمایند. تولیدکنندگان WLAN ابزار مفیدی را برای سنجش وضعیت سیستم و تنظیمات مورد در اختیار کاربران قرار می‌دهند. مدیران شبکه به سادگی می‌توانند نصب و راه‌اندازی سیستم را با توجه به توپولوژی شبکه موردنظر انجام دهند. در WLAN کلیه کاربران بدون نیاز به کابل‌کشی می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. عدم نیاز به کابل‌کشی موجب می‌شود که تغییرات، جابجایی و اضافه کردن در شبکه به آسانی انجام شود. در نهایت به موجب قابلیت جابجایی آسان تجهیزات WLANمدیر شبکه می‌تواند قبل از اینکه تجهیزات شبکه را در مکان اصلی خود نصب کند، ابتدا آنها را راه‌اندازی کند و تمامی مشکلات احتمالی شبکه را برطرف سازد و پس از تایید نهایی در محل اصلی جایگذاری نماید و پس از پیکر‌بندی، هرگونه جابجایی از یک نقطه به نقطه دیگر را بدون کمترین تغییرات اصلاح نماید.

8- امنیت: از آنجایی که سرمنشأ فناوری بی‌سیم در کاربردهای نظامی بوده است، امنیت از جمله مقولات مهم در طراحی سیستمهای بی‌سیم بشمار می‌رود. بحث امنیت هم در ساختار تجهیزات WLAN به نحو مطلوبی پیش‌بینی شده است و این امر شبکه‌های بی‌سیم را بسیار امن‌تر از شبکه‌های سیمی کرده است. برای گیرنده‌هایی که دستیابی مجاز به سیگنالهای دریافتی ندارند، دسترسی به اطلاعات موجود در WLAN بسیار مشکل است. به دلیل تکنیکهای پیشرفته رمزنگاری برای اغلب گیرنده‌های غیرمجاز دسترسی به ترافیک شبکه غیرممکن است. عموما گیرنده‌های مجاز باید قبل از ورود به شبکه و دسترسی به اطلاعات آن، از نظر امنیتی مجوز لازم را دارا باشند.

9- هزینه: برای پیاده‌سازی یک WLAN هزینه اصلی شامل دو بخش است: هزینه‌های زیرساختار شبکه مانند APهای شبکه و نیز هزینه کارتهای شبکه جهت دسترسی کاربران به WLAN.
هزینه‌های زیرساختار شبکه به تعداد APهای موردنیاز شبکه بستگی دارد. قیمت یک AP بین 1000 تا2000 دلار می‌باشد. تعداد APهای شبکه به شعاع عملکرد شبکه، تعداد کاربران و نوع سرویسهای موجود در شبکه بستگی دارد و هزینه کارتهای شبکه با توجه به یک شبکه رایانه‌ای استاندارد حدود 300 تا 500 دلار برای هر کاربر می‌باشد. هزینه نصب و راه‌اندازی یک شبکه بی‌سیم به دو دلیل کمتر از نصب و راه‌اندازی یک شبکه سیمی می‌باشد:

- هزینه کابل‌کشی و پیدا کردن مسیر مناسب بین کاربران و سایر هزینه‌های مربوط به نصب تجهیزات در ساختمان، بخصوص در فواصل طولانی که استفاده از فیبر نوری یا سایر خطوط گرانقیمت ضروری است، بسیار زیاد است.

- به دلیل قابلیت جابجایی، اضافه کردن و تغییرات ساده در WLAN، هزینه‌های سربار، برای این تغییرات و تعمیر و نگهداری آن بسیار کمتر از شبکه سیمی است.

10- قابلیت گسترش سیستم: با یک شبکه بی‌سیم می‌توان شبکه‌ای با توپولوژی بسیار ساده تا بسیار پیچیده را طراحی کرد. در شبکه‌های بی‌سیم با افزایش تعداد APها یا WBها می‌توان محدوده فیزیکی تحت پوشش و تعداد کاربران موجود در شبکه را تا حد بسیار زیادی گسترش داد. شعاع عملکرد این شبکه تا حدود 20 کیلومتر می‌باشد.

11- اثرات جانبی: توان خروجی یک سیستم بی‌سیم بسیار پایین است. از آنجایی که امواج رادیویی با افزایش فاصله به سرعت مستهلک می‌گردند و در عین حال، افرادی را که در محدوده تشعشع انرژی RF هستند، تحت تاثیر قرار می‌دهند، باید ملاحظات حفظ سلامت با توجه به مقررات دولتی رعایت گردد. با این وجود اثرات مخرب این سیستمها زیاد نمی‌باشد.

فلیپ فلاپ SR

فلیپ فلاپ SR

مدار داخلی یک فلیپ فلاپ SR با استفاده از گیت NOR

فلیپ فلاپ SR یک المان فیزیکی است که می تواند به عنوان یک عنصر تاخیر دهنده به کار گرفته شود. این المان فیزیکی دارای دو ورودی به نام های R و S می باشد و دو خروجی دارد که یکی متمم دیگری است.

طرز کاراین فلیپ فلاپ در جدول صحت به این شکل است که وقتی عملکرد مدار را بررسی می کنیم اگر S=1 و R=0 باشد، اصطلاحا می گویند مدار set است یعنی خروجی آن 1 شده است. اگر پس از آن S=0 شود، مدار در وضعیت set باقی می ماند ولی اگر R=1 شود اصطلاحا می گویند مدار Reset شده است یعنی خروجی در این لحظه صفر است، و اگر در این لحظه R=0 شود مدار در حالت Reset باقی می ماند. بنابراین R=0 و S=0 در خروجی نشان می دهد که کدامیک از S یا R آخرین بار برابر 1 بوده است. یعنی مدار آخرین وضعیت غیر صفر ورودی را به خاطر سپرده است. مطابق جدول کارنو اگر R و S همزمان در حالت 1 قرار گیرند مدار در حالت نامشخص خواهد بود. به این خاطر مدارهای دارای فلیپ فلاپ SR را طوری طراحی می کنند که هیچ گاه ورودی های S و R همزمان برابر 1 نشود.

این مورد محدودیتی برای فلیپ فلاپ SR است، که در فلیپ فلاپ JK این نقص برطرف شده است.

---

فلیپ فلاپ JK

این عنصر تاخیر دهنده دارای دو ورودی به نام J و K می باشد و دو خروجی آن یکی متمم دیگری است و در آن محدودیت فلیپ فلاپ SR را رفع کرده اند و دو ورودی J=1 و 1=K برای این مدار قابل قبول است.

در این فلیپ فلاپ همانند نوع SR ورودی تمام صفر یعنی J=0 و K=0 تاثیری در حالت خروجی فلیپ فلاپ ندارد و همان حالت قبلی حفظ می شود. ولی اگر J=1 و 1=K باشد یک ورودی قابل قبول است که باعث تغییر حالت در مقدار خروجی می شود.

مدار داخلی یک فلیپ فلاپ JK

---

فلیپ فلاپ T

مدار داخلی یک فلیپ فلاپ T

این عنصر تاخیر دهنده دارای یک ورودی به نام T است و دو خروجی به صورت Y و متمم آن دارد.

چنانچه T=1 شود باعث تغییر در خروجی می شود یعنی اگر خروجی صفر باشد مقدار آن یک می شود و برعکس اگر خروجی یک باشد مقدار آن صفر می شود. این فلیپ فلاپ را به این خاطر فلیپ فلاپ جهشی نیز می نامند.

فلیپ فلاپ T همانند فلیپ فلاپ JK است که دو ورودی آن از یک متغیر مقدار می گیرد یعنی یا هر دو J و K مقدار صفر و یا هر دو مقدار یک دارند. به این ترتیب در مواقعی یک است، ایجاد جهش می کند.

---

فلیپ فلاپ D

مدار داخلی یک فلیپ فلاپ D

این مدار تاخیر دهنده شبیه به یک عنصر تاخیر دهنده ساعت عمل می کند به این ترتیب که هر ورودی به آن می دهیم در یک فاصله زمانی مشخصی بعدا همان ورودی را به صورت خروجی دریافت می کنیم.

از این رو این فلیپ فلاپ را فلیپ فلاپ تاخیر (Delay) می نامند. این فلیپ فلاپ یک ورودی به نام D دارد.