دانلود تحقیق و پروژه پایانی بررسی مدل ها و پروتکل های شبکه و سرعت و مسائل امنیتی شبکه

چکيده

استفاده از شبکه های کامپیوتری در چندین سال اخیر رشد فراوانی کرده وسازمانها وموسسات اقدام به برپایی شبکه نموده اند . هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط وسیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد. در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند؛در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگهداری شبکه وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود.

در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود:

برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟

چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟

هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟

انتظار کاربران از شبکه چیست ؟

آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟

چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟

بطور کلی قبل از طراحی فیزیکی یک شبکه کامپیوتری ، ابتدا باید خواسته ها شناسایی وتحلیل شوند، مثلا در یک کتابخانه چرا قصد ایجاد یک شبکه را داریم واین شبکه باید چه سرویس ها وخدماتی را ارائه نماید؛ برای تامین سرویس ها وخدمات مورد نظر اکثریت کاربران ، چه اقداماتی باید انجام داد ؛ مسائلی چون پروتکل مورد نظر برای استفاده از شبکه ، سرعت شبکه واز همه مهمتر مسائل امنیتی شبکه ، هریک از اینها باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. سعی شده است پس از ارائه تعاریف اولیه ، مطالبی پیرامون کاربردهای عملی آن نیز ارائه شود تا در تصمیم گیری بهتر یاری کند.

تاريخچه پيدايش شبكه

در سال 1957 نخستين ماهواره يعني اسپوتنيك توسط اتحاد جماهير شوروي سابق به فضا پرتاب شد . در همين دوران رقابت سختي از نظر تسليحاتي بين دو ابر قدرت آن زمان جريان داشت و دنيا در دوران جنگ سرد به‌سر مي برد. وزارت دفاع آمريكا ‌‌ ‌در واكنش به اين اقدام رقيب نظامي خود ،آژانس پروژه هاي تحقيقاتي پيشرفته يا آرپا‌‌‌‌(ARPA) را تأسيس كرد.

يكي از پروژه هاي مهم اين آژانس تأمين ارتباطات در زمان جنگ جهاني احتمالي تعريف شده بود. در همين سال‌ها در مراكز تحقيقاتي غيرنظامي كه در امتداد دانشگاه‌ها بودند، تلاش براي اتصال كامپيوترها به يكديگر در جريان بود .در آن زمان كامپيوترها‌‌ي Mainframe از طريق ترمينال‌ها به كاربران سرويس مي‌دادند.

در اثر اهميت يافتن اين موضوع آژانس آرپا‌‌ ‌‌(ARPA) منابع مالي پروژه اتصال دو كامپيوتر از راه دور به يكديگر را در دانشگاه‌‌ MIT بر عهده گرفت . در اواخر سال 1960 اولين شبكه كامپيوتري بين چهار كامپيوتر كه دو تاي آنها در MIT، يكي در دانشگاه كاليفرنيا و ديگري در مركز تحقيقاتي استنفورد قرار داشتند، راه‌اندازي شد. اين شبكه آرپانت‌‌ ‌‌(ARPAnet) نامگذاري شد . در سال 1965 نخستين ارتباط راه دور بين دانشگاه MIT و يك مركز ديگر نيز بر قرار گرديد .

در سال 1970 شركت معتبر زيراكس، يك مركز تحقيقاتي در پالوآلتو تأسيس كرد. اين مركز در طول سال‌ها مهمترين فناوري‌هاي مرتبط با كامپيوتر را معرفي كرده است و از اين نظر به يك مركز تحقيقاتي افسانه اي بدل گشته است. اين مركز تحقيقاتي كه پارك ‌‌‌(PARC‌) نيز ناميده مي شود، به تحقيقات در زمينه شبكه‌هاي كامپيوتري پيوست. تا اين سال‌ها شبكه آرپانت‌‌ به امور نظامي اختصاص داشت، اما در سال 1972 به عموم معرفي شد. در اين سال شبكه آرپانت مراكز كامپيوتري بسياري از دانشگاه ها و مراكز تحقيقاتي را به هم متصل كرده بود. در سال 1972 نخستين نامه الكترونيكي از طريق شبكه منتقل گرديد.

در اين سال‌ها حركتي غيرانتفاعي به‌نام‌‌ MERIT كه چندين دانشگاه بنيان‌گذار آن بوده‌اند، مشغول توسعه روش‌هاي اتصال كاربران ترمينال‌ها به كامپيوتر مركزي يا ميزبان بود. مهندسان پروژه MERIT در تلاش براي ايجاد ارتباط بين كامپيوترها، مجبور شدند تجهيزات لازم را خود طراحي كنند. آنان با طراحي تجهيزات واسطه براي ميني‌كامپيوتر DECPDP 11 نخستين بستر اصلي يا‌‌ Backbone شبكه‌هاي كامپيوتري را ساختند. تا سال‌ها نمونه‌هاي اصلاح شده اين كامپيوتر با نام PCP يا‌ Primary Communications Processor نقش ميزبان را در شبكه‌ها ايفا مي كرد.

نخستين شبكه از اين نوع كه چندين ايالت را به هم متصل مي كرد‌‌ Michnet نام داشت.

در سال 1973 موضوع رساله دكتراي آقاي باب مت‌كالف‌‌ ‌‌(Bob Metcalfe) درباره مفهوم اترنت در مركز پارك مورد آزمايش قرار گرفت. با تثبيت اترنت تعداد شبكه هاي كامپيوتري رو افزايش گذاشت .

روش اتصال كاربران به كامپيوتر ميزبان در آن زمان به اين صورت بود كه يك نرم افزار خاص بر روي كامپيوتر مركزي اجرا مي‌شد و ارتباط كاربران را برقرار مي كرد. اما در سال 1976 نرم‌افزار جديدي به‌نام Hermes عرضه شد كه براي نخستين بار به كاربران اجازه مي‌داد تا از طريق يك ترمينال به‌صورت تعاملي مستقيماً به سيستم‌ MERIT متصل شوند. اين، نخستين باري بود كه كاربران مي‌توانستند در هنگام برقراري ارتباط از خود بپرسند: <كدام ميزبان؟>از وقايع مهم تاريخچه شبكه‌هاي كامپيوتري ، ابداع روش سوئيچينگ بسته‌اي يا Packet Switching است.

قبل از معرفي شدن اين روش از سوئيچينگ مداري يا‌‌ Circuit Switching براي تعيين مسير ارتباطي استفاده مي شد. اما در سال 1974 با پيدايش پروتكل ارتباطي‌‌ TCP/IP از مفهوم Packet Switching استفاده گسترده‌تري شد‌. اين پروتكل در سال 1982 جايگزين پروتكل NCP شد و به پروتكل استاندارد براي آرپانت تبديل گشت. در همين زمان يك شاخه فرعي بنام ‌‌ MILnet در آرپانت، همچنان از پروتكل قبلي پشتيباني مي‌كرد و به ارائه خدمات نظامي مي پرداخت. با اين تغيير و تحول، شبكه‌هاي زيادي به بخش تحقيقاتي اين شبكه متصل شدند و آرپانت به اينترنت تبديل گشت . در اين سال‌ها حجم ارتباطات شبكه‌اي افزايش يافت و مفهوم ترافيك شبكه مطرح شد .

مسيريابي در اين شبكه به‌كمك آدرس‌هاي IP به‌صورت 32 بيتي انجام مي‌گرفته است. هشت بيت اول آدرس‌‌ IP به شبكه‌هاي محلي تخصيص داده شده بود كه به سرعت مشخص گشت تناسبي با نرخ رشد شبكه‌ها ندارد و بايد در آن تجديد نظر شود. مفهوم شبكه‌هاي LAN و شبكه‌هاي‌‌ WAN در سال دهه 70 ميلاادي از يكديگر تفكيك شدند.در آدرس‌دهي 32 بيتي اوليه، بقيه 24 بيت آدرس به ميزبان در شبكه اشاره مي كرد.

در سال‌‌ ‌‌1983‌‌ ‌‌سيستم نامگذاري دامنه‌ها‌ ‌‌‌(Domain Name System) به‌وجود آمد و اولين‌‌ سرويس‌دهنده نامگذاري(‌Name server) راه‌اندازي شد و استفاده از نام به‌جاي آدرس‌هاي عددي معرفي شد. در اين سال تعداد ميزبان‌هاي اينترنت از مرز‌‌ ‌ده هزار عدد فراتر رفته بود.

اصطلاحات شبكه هاي كامپيوتري

امروزه اهميت شبكه هاي رايانه بر هيچ كس پوشيده نيست . با توجه به مزيت هاي مختلف آنها (كاهش هزينه ، صرفه جويي در وقت ، حذف محدوديت هاي جغرافيايي و …) ، شاهد پيشرفت روزافزون اين شاخه علمي مي شويم . به همين دليل اگر دير بجنبيم از قافله عقب مي مانيم ، به همين دليل بنده در اين مقاله به اصطلاحات مربوط به شبكه هاي كامپيوتري پرداخته ام .

• ( DTE ( Data Terminal Equipment : منبع و گيرنده داده ها را در شبكه هاي رايانه اي DTE مي گويند .

• ( DCE ( Data Communication Equipment : تجهيزاتي كه مشخصات الكتريكي داده ها را با مشخصات كانال داده ها تطبيق مي دهد مانند مودم .

• (B.W ( Band width : پهناي باند يا محدوده اي كه در آن امواج آنالوگ بدون هيچ افتي حركت مي كنند .

• Noise : نويز يا پارازيت به امواج الكتريكي مزاحم مي گويند كه موجب اختلال در انتقال داده ها مي شود .

• Bps : سرعت انتقال داده ها يا بيت در ثانيه.

• Network : ‌شبكه .

• Share : به اشتراك گذاري داده ها و منابع سخت افزاري براي استفاده همه كامپيوتر هاي موجود در شبكه .

• Time Sharing : نوعي شبكه در قديم كه از يك Main Frame به عنوان سرور استفاده مي كردند .

• ( LAN ( Local area network : شبكه هاي محلي و كوچك .

• ( MAN ( Metropolition area network : شبكه هاي شهري .

• ( WAN ( Wide area network : شبكه هاي گسترده همانند اينترنت .

• Node : به هر كامپيوتر وصل به شبكه Node يا گره مي گويند .

• Server : سرويس دهنده .

• Client : سرويس گيرنده .

• Peer to Peer : شبكه هاي نظير به نظير كه در آن هر كامپيوتري هم سرويس دهنده هست و هم سرويس گيرنده ) .

• Server – Based : شبكه هاي بر اساس سرويس دهنده كه در آن يك يا چند كامپيوتر فقط سرويس دهنده و بقيه كامپيوتر ها سرويس گيرنده هستند .

• Topology : توپولوژي به طرح فيزيكي شبكه و نحوه آرايش رايانه ها در كنار يكديگر مي گويند .

• BUS : توپولوژي خطي كه در آن رايانه ها در يك خط به هم وصل مي شوند . در اين توپولوژي رايانه اول و آخر به هم وصل نيستند .

• Ring : توپولوژي حلقوي كه بصورت يك دايره رايانه ها به هم وصلند و در اين توپولوژي رايانه اول و آخر به هم وصلند .

• STAR : توپولوژي ستاره اي كه در آن از يك هاب به عنوان قطعه مركزي استفاده مي شود . و رايانه ها به آن وصل مي شوند .

• Collision : برخورد يا لرزش سيگنال ها .

• NIC : كارت شبكه .

• Coaxial : نوعي كابل كه به كابل هاي هم محور معروف است و دو نوع دارد ، و در برپايي شبكه ها به كار مي رود . و داراي سرعت 10 مگابيت در ثانيه است .

• TP ( Twisted Pair : كابل هاي زوج به هم تابيده هستند و دو نوع دارند ، و در برپايي شبكه ها به كار مي رود . و حداكثر داراي سرعت 100 مگابيت در ثانيه است .

• Fiber Optic : كابل فيبر نوري كه در برپايي شبكه ها به كار مي رود و سرعت بسيار بالايي ( بيش از 1 گيگا بيت در ثانيه ) دارد.

• Thinnet : كابا كواكسيال ( هم محور ) نازك با پشتيباني 185 متر بدون تقويت كننده .

• Thiknet : كابا كواكسيال ( هم محور ) ضخيم با پشتيباني 500 متر بدون تقويت كننده .

• (UTP ( Unshielded T.P : نوعي كابل زوج به هم تابيده بدون حفاظ كه شامل پنج رده مي باشند .

• ( STP ( Shielded T.P : نوعي كابل زوج به هم تابيده داراي حفاظ مي باشد .

• Rack : در شبكه هاي T.P. بزرگ براي جلوگيري از اشغال فضاي زياد توسط كابل ها مورد استفاده قرار مي گيرد .

• Patch panel : دستگاهي كه بين هاب و كابل قرار مي گيرد .

• RJ 45 : فيش هاي مربوط به كابل هاي T.P. هستند .

• IRQ :‌ وقفه .

• Base I/O Port : آدرس پايه ورودي و خروجي .

• Base Memory : آدرس پايه حافظه .

• Boot ROM : قطعه اي براي بالا آوردن شبكه هايي كه در آن هيچگونه ديسكي براي بالا آوردن نيست ( شبكه هاي Disk less ) .

• Wireless : بي سيم .

• ( WLAN ( Wireless LAN : شبكه هايي محلي بي سيم .

• ( AP ( Access Point : دستگاهي كه يك كامپيوتر بي سيم را به يك شبكه LAN وصل مي كند .

• Cell : محدوده اي را كه يك AP تحت پوشش دارد را سلول ( Cell ) مي گويند .

• Protocol : پروتكلها ، قوانين و روالهايي براي ارتباط هستند و يك شبكه براي برقراري ارتباط از اين قوانين استفاده مي كند .

• OSI : استاندارد OSI براي برقراري ارتباط دو رايانه ، وظايف را به هفت قسمت تقسيم كرده و به 7 لايه OSI معروف شده اند و به ترتيب ( فيزيكي – پيوند داده ها – شبكه – انتقال – جلسه – نمايش و كاربردي ) مي باشند .