نکات کلیدی
۱. پیچیدگی شبکه‌های کامپیوتری ناشی از تکامل سریع و فناوری‌های متنوع است
به دلیل اینکه شبکه‌های کامپیوتری حوزه‌ای پویا و به سرعت در حال تغییر هستند، این موضوع پیچیده به نظر می‌رسد.
تغییرات مداوم. ماهیت پویا و تغییرپذیر شبکه‌های کامپیوتری که با پیشرفت‌های فناوری و ظهور محصولات و خدمات تجاری جدید همراه است، به طور قابل توجهی در پیچیدگی این حوزه نقش دارد. این تغییرات پیوسته، ایجاد چارچوب نظری پایدار را دشوار می‌سازد.
نبود نظریه‌ی یکپارچه. فقدان یک نظریه جامع و فراگیر که تمام جنبه‌های شبکه را به طور یکپارچه دربرگیرد، پیچیدگی را تشدید می‌کند. سازمان‌های متعددی استانداردهایی تدوین کرده‌اند که برخی از آن‌ها ناسازگار بوده و منجر به پراکندگی در این حوزه شده‌اند.
چالش‌های واژگانی. این حوزه با مشکلاتی در زمینه‌ی اصطلاحات مواجه است؛ گروه‌های مختلف اصطلاحات خاص خود را ابداع کرده‌اند که اغلب تحت تأثیر اهداف بازاریابی یا پژوهشی است. این امر موجب ایجاد ترکیبی گیج‌کننده از مترادف‌ها، کاربرد نادرست واژه‌ها و اصطلاحات اختصاصی محصولات شده و برای تازه‌واردان دشواری‌هایی به همراه دارد.
۲. تسلط بر شبکه نیازمند درک گسترده‌ای از جنبه‌های کلیدی است
برای غلبه بر پیچیدگی‌های شبکه، لازم است زمینه‌ای وسیع شامل پنج جنبه‌ی اصلی موضوع کسب شود.
پنج ستون شبکه. درک جامع شبکه‌های کامپیوتری مستلزم پایه‌ای قوی در پنج حوزه‌ی اصلی است: برنامه‌های کاربردی و برنامه‌نویسی شبکه، ارتباطات داده، سوئیچینگ بسته و فناوری‌های شبکه، بین‌شبکه‌سازی با TCP/IP و مفاهیم و فناوری‌های تکمیلی شبکه.
برنامه‌ها و برنامه‌نویسی. فهم نحوه‌ی استفاده برنامه‌ها از خدمات شبکه و رابط‌های برنامه‌نویسی زیرساختی اهمیت فراوانی دارد. آشنایی با مکانیزم‌های شبکه به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌هایی کارآمدتر و مقاوم‌تر بسازند.
بنیاد ارتباطات داده. ارتباطات داده مفاهیم و واژگان پایه‌ای را فراهم می‌کند که شبکه بر اساس آن‌ها شکل گرفته است. درک پهنای باند، مدولاسیون، مالتی‌پلکسینگ و جزئیات سطح پایین دیگر برای فهم پروتکل‌ها و فناوری‌های سطح بالاتر ضروری است.
۳. ماهیت عمومی و خصوصی اینترنت دسترسی و امنیت را تعیین می‌کند
شبکه‌ای خصوصی است که استفاده از آن محدود به یک گروه خاص باشد.
عمومی در برابر خصوصی. اینترنت شامل شبکه‌های عمومی است که توسط ارائه‌دهندگان خدمات مالکیت دارند و در دسترس مشترکین قرار دارند، و شبکه‌های خصوصی که تحت کنترل گروه‌ها یا سازمان‌های مشخص هستند. این تمایز سیاست‌های دسترسی و تدابیر امنیتی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
دسته‌بندی شبکه‌های خصوصی. شبکه‌های خصوصی بر اساس اندازه و هدف به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- مصرف‌کننده: شبکه‌های کوچک برای استفاده فردی.
- دفتر کوچک/خانه (SOHO): شبکه‌هایی که چند دستگاه را در خانه یا دفتر کوچک به هم متصل می‌کنند.
- کسب‌وکار کوچک تا متوسط (SMB): شبکه‌هایی که چندین دفتر و واحد تولیدی را پشتیبانی می‌کنند.
- شرکت‌های بزرگ: شبکه‌های گسترده‌ای که سایت‌های جغرافیایی مختلف را پوشش داده و شرکت‌های بزرگ را حمایت می‌کنند.
پیامدهای امنیتی. در حالی که شبکه‌های عمومی دسترسی گسترده‌ای فراهم می‌کنند، نیازمند تدابیر امنیتی سختگیرانه برای حفاظت از داده‌ها در برابر دسترسی غیرمجاز هستند. شبکه‌های خصوصی می‌توانند سیاست‌های امنیتی متناسب با نیازها و منابع گروه کنترل‌کننده را به کار گیرند.
۴. استانداردها و پروتکل‌ها تضمین‌کننده‌ی همکاری متقابل در شبکه‌های کامپیوتری هستند
برای اطمینان از همکاری صحیح اجزا، قوانین مربوط به تمام جنبه‌های ارتباط نوشته می‌شوند.
همکاری متقابل کلیدی است. ارتباط موفق مستلزم آن است که تمام اجزا در شبکه از مجموعه‌ای مشترک از قوانین و مشخصات پیروی کنند. این امر همکاری متقابل، یعنی توانایی سیستم‌های مختلف برای برقراری ارتباط بدون سوءتفاهم را تضمین می‌کند.
پروتکل‌های ارتباطی. این مشخصات که به نام پروتکل‌های ارتباطی شناخته می‌شوند، جزئیات مختلف ارتباط شبکه از ولتاژهای الکتریکی تا قالب پیام‌ها را تعریف می‌کنند. پروتکل‌ها همچنین به مدیریت خطا و شرایط غیرمنتظره می‌پردازند.
مجموعه پروتکل‌ها و مدل‌های لایه‌ای. برای مدیریت پیچیدگی و تضمین ارتباط کارآمد، پروتکل‌ها در قالب مجموعه‌ها یا خانواده‌هایی سازماندهی شده و از مدل لایه‌ای پیروی می‌کنند. این مدل وظایف ارتباطی را به لایه‌های مجزا تقسیم می‌کند که هر کدام جنبه‌ای خاص از فرآیند را مدیریت می‌کنند.
۵. تکامل اینترنت بازتاب‌دهنده‌ی تغییر تمرکز از اشتراک منابع به چندرسانه‌ای است
دسترسی به فناوری‌های محاسباتی و ارتباطی پرسرعت، تمرکز اینترنت را از اشتراک منابع به ارتباطات عمومی تغییر داد.
تمرکز اولیه بر اشتراک منابع. شبکه‌های کامپیوتری اولیه، از جمله ARPANET، عمدتاً برای تسهیل اشتراک منابع میان کامپیوترهای گران‌قیمت و متمرکز طراحی شده بودند. این امکان را برای پژوهشگران فراهم می‌کرد تا به سخت‌افزار و نرم‌افزارهای تخصصی از راه دور دسترسی داشته باشند.
تغییر به ارتباطات عمومی. ظهور کامپیوترهای شخصی قدرتمند و فناوری‌های ارتباطی پرسرعت باعث تغییر تمرکز از اشتراک منابع به ارتباطات عمومی شد. این تحول امکان ارائه برنامه‌ها و خدمات جدیدی را فراهم کرد که مخاطبان گسترده‌تری را هدف قرار می‌دادند.
انقلاب چندرسانه‌ای. نوع داده‌های منتقل شده در اینترنت از متن ثابت به محتوای چندرسانه‌ای غنی شامل گرافیک، صدا و ویدئو تغییر یافته است. این تحول با افزایش پهنای باند و پیشرفت در فناوری‌های فشرده‌سازی تسهیل شده است.
۶. برنامه‌های اینترنتی بر مدل‌های کلاینت-سرور و همتا به همتا متکی هستند
اگرچه اینترنت ارتباط پایه را فراهم می‌کند، اما تماس را آغاز نمی‌کند و تماس از کامپیوترهای راه دور را نمی‌پذیرد؛ برنامه‌های کاربردی به نام کلاینت و سرور تمام خدمات را مدیریت می‌کنند.
الگوی کلاینت-سرور. مدل کلاینت-سرور الگوی اساسی تعامل در برنامه‌های شبکه است. برنامه سرور به صورت غیرفعال منتظر اتصال از برنامه‌های کلاینت است که ارتباط را آغاز کرده و درخواست خدمات می‌کنند.
ویژگی‌های کلاینت و سرور. کلاینت‌ها معمولاً برنامه‌های کاربرمحور هستند که خدمات را از سرورها درخواست می‌کنند. سرورها برنامه‌های تخصصی هستند که به طور همزمان به چندین کلاینت خدمات ارائه می‌دهند.
معماری همتا به همتا (P2P). جایگزینی برای مدل کلاینت-سرور، معماری P2P است که داده‌ها و وظایف پردازشی را در میان شبکه‌ای از همتایان متصل توزیع می‌کند. این رویکرد می‌تواند مقیاس‌پذیری و مقاومت را با حذف گلوگاه‌های مرکزی بهبود بخشد.
۷. ارتباطات داده پایه‌ای برای فناوری‌های شبکه فراهم می‌کند
اگرچه به جزئیات سطح پایین زیادی می‌پردازد، ارتباطات داده مفاهیم بنیادی را ارائه می‌دهد که سایر بخش‌های شبکه بر آن بنا شده‌اند.
پل زدن دنیای فیزیکی و دیجیتال. ارتباطات داده بر مکانیزم‌ها و فناوری‌های سطح پایین تمرکز دارد که برای انتقال اطلاعات از طریق رسانه‌های فیزیکی استفاده می‌شوند. این شامل درک ویژگی‌های سیگنال، رسانه‌های انتقال و تکنیک‌های مدولاسیون است.
مفاهیم اساسی. با وجود تمرکز بر سطح پایین، ارتباطات داده چندین مفهوم کلیدی را معرفی می‌کند که برای فهم شبکه ضروری‌اند؛ از جمله پهنای باند، مالتی‌پلکسینگ، تشخیص و تصحیح خطا و مدولاسیون.
تأثیر بر طراحی پروتکل‌ها. اصول ارتباطات داده مستقیماً بر طراحی پروتکل‌های ارتباطی تأثیر می‌گذارند. برای مثال، مفهوم محدودیت‌های پهنای باند در طراحی مکانیزم‌های کنترل ازدحام نقش دارد.
۸. سوئیچینگ بسته امکان انتقال مؤثر داده‌ها در شبکه‌های مشترک را فراهم می‌کند
از آنجا که هر فناوری شبکه برای برآورده کردن نیازهای مختلف سرعت، فاصله و هزینه اقتصادی طراحی شده است، فناوری‌های متعددی برای سوئیچینگ بسته وجود دارد.
انقلاب در ارتباطات داده. سوئیچینگ بسته ارتباطات داده را متحول کرد و امکان ارسال داده توسط چند فرستنده بر روی شبکه‌ای مشترک بدون نیاز به مدارهای اختصاصی را فراهم ساخت. این روش داده‌ها را به بلوک‌های کوچک به نام بسته تقسیم می‌کند که هر کدام شامل اطلاعات مقصد هستند.
دستگاه‌های شبکه و مسیریابی. دستگاه‌های داخل شبکه از اطلاعات مقصد برای انتخاب مسیر هر بسته استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که بسته در نهایت به گیرنده مورد نظر می‌رسد. این مسیریابی پویا استفاده بهینه از منابع شبکه را ممکن می‌سازد.
تنوع فناوری‌ها. انعطاف‌پذیری سوئیچینگ بسته منجر به توسعه فناوری‌های متعددی شده است که هر کدام برای نیازهای خاصی بهینه شده‌اند. این فناوری‌ها در اندازه بسته، طرح‌های آدرس‌دهی و روش‌های هماهنگی دسترسی به رسانه مشترک تفاوت دارند.
۹. بین‌شبکه‌سازی TCP/IP با مجازی‌سازی خدمات جهانی را ممکن می‌سازد
بین‌شبکه‌سازی بسیار قدرتمندتر از یک فناوری شبکه واحد است زیرا امکان افزودن فناوری‌های جدید را در هر زمان بدون نیاز به جایگزینی کامل فناوری‌های قدیمی فراهم می‌کند.
اتصال شبکه‌های ناهمگون. بین‌شبکه‌سازی که با مجموعه پروتکل TCP/IP نمایان می‌شود، امکان اتصال شبکه‌های سوئیچینگ بسته متنوع را به یک کل عملیاتی فراهم می‌کند. این رویکرد محدودیت‌های وابستگی به یک فناوری شبکه واحد را از بین می‌برد.
مجازی‌سازی و استقلال شبکه. TCP/IP با تعریف قالب بسته و طرح آدرس‌دهی مستقل از شبکه، خدمات جهانی را محقق می‌سازد. این رویکرد مجازی‌سازی اجازه می‌دهد داده‌ها از طریق هر شبکه زیرساختی، بدون توجه به ویژگی‌های خاص آن، منتقل شوند.
تکامل مستمر. توانایی اینترنت در افزودن فناوری‌های جدید سوئیچینگ بسته بدون ایجاد اختلال در شبکه‌های موجود، محرک اصلی نوآوری است. این امکان را به مهندسان می‌دهد تا فناوری‌های جدید را آزمایش و به نیازهای در حال تغییر پاسخ دهند.
۱۰. مدل OSI دیدگاهی جایگزین درباره لایه‌های شبکه ارائه می‌دهد
در نهایت مشخص شد که فناوری TCP/IP از نظر فنی برتر از OSI است و در عرض چند سال تلاش‌ها برای توسعه و پیاده‌سازی پروتکل‌های OSI متوقف شد.
مدل هفت‌لایه‌ای ISO. سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) مدل مرجع هفت‌لایه‌ای OSI را به عنوان جایگزینی برای مدل TCP/IP توسعه داد. این مدل ارتباط شبکه را به هفت لایه مجزا تقسیم می‌کند.
غلبه TCP/IP. با وجود تلاش‌ها برای ترویج مدل OSI، فناوری TCP/IP از نظر فنی برتر شناخته شد و به طور گسترده پذیرفته شد. پروتکل‌های OSI در نهایت کنار گذاشته شدند.
تأثیر ماندگار. اگرچه پروتکل‌های OSI موفق به کسب جایگاه نشدند، مدل هفت‌لایه‌ای همچنان ابزاری مفید برای درک ارتباطات شبکه است. بسیاری از متخصصان هنوز از این مدل برای توصیف برنامه‌ها و پروتکل‌ها، حتی در چارچوب TCP/IP، استفاده می‌کنند.
آخرین به‌روزرسانی::
نقد و بررسی
کتاب «شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت» با نظرات متفاوتی روبه‌رو شده است و امتیاز کلی آن ۳.۷۴ از ۵ است. برخی خوانندگان این کتاب را مقدمه‌ای عالی برای آشنایی با شبکه‌ها و اینترنت می‌دانند و سبک نوشتاری جذاب و پوشش جامع مطالب آن را ستایش می‌کنند. در مقابل، عده‌ای آن را قدیمی و خشک توصیف کرده و معتقدند برای کسانی که پیش‌زمینه‌ای دارند مناسب‌تر است. این کتاب به خاطر نمونه‌های کد و توانایی‌اش در توضیح مفاهیم پیچیده مورد توجه قرار گرفته است. در حالی که برخی آن را بیش از حد ساده می‌دانند، دیگران به دلیل قابل فهم بودن برای مبتدیان از آن استقبال می‌کنند. به طور کلی، این اثر به عنوان منبعی ارزشمند برای درک اصول پایه شبکه‌ها شناخته می‌شود.
