مقاله ای کامل در مورد شبکه اترنت برای استفاده در صنعت

مقدمهایبرشبکه

در سالهاي اخير مسئله بر قراري ارتباط در پروسه هاي صنعتي رشد چشمگيري داشته است. پيش از اين ارتباط درصنعت و پرو سه هاي كنترل صنعتي به فرستادن سيگنال از جانب يك مركز كنترل به مركز فرماندهي خلاصه مي شد، اما امروزه تمام كنترل كننده هاي كوچك و بزرگ (PLCs) در هر نقطه اي از فيلد كه باشند بايد با يكديگر و در نهايت بامركزكنترل مربوط به خود ارتباط بر قرار كنند و همين امر باعث پيچيده شدن هرچه بيشتر سيستمهاي ارتباطي خواهد شد.

PLCها امروزه طوري طراحي و سا خته مي شوند كه بجز وظيفه اصلي و مهم خود كه همان اجراي فرامين كنترلي تعريف شده و كنترل اتو ماتيك يك پروسه صنعتي است، بتوانند موارد مهم ديگري از قبيل برقراري ارتباط با مركز كنترل و ديگر كنترل كننده هاي داخل فيلد را نيز بر عهده بگيرند. بنابراين در ساختار داخلي آنها پيش بيني هاي لازم جهت استفاده از ابزار ها و لوازم خاص ارتباطي صورت گر فته است.

به عنوان مثال مي توانيم يك سيستم PLC كه در محل خط توليد قرار دارد و توسط ترمينال مخصوص شبكه محليLAN(Local area network) به ماشينهاي مركز كنترل كه در محل اتاق كنترل كار خانه قرار دارند،متصل كنيم و از همانجا ، PLCرا كنترل كنيم.

مثلا مي توانيم بهPLC فرمان دهيم تا رو تين كنترلي مربوط به توليد قطعه اي خاص را اجرا كرده ، فرامين آنرا صادر كندو همچنين بر روند كل پروسه نظارت كامل داشته باشد.

سپس نفر بعدي كه در شيفت بعدي فعاليت مي كند ، مي تواند يك گزارش كامل از چگونگي كنترل پروسه توسطPLCمورد نظر را تهيه كرده و از روي آن تعداد قطعات سالم و خراب و حتي زمانهاي از دست رفته و تلف شده در حين توليد را محاسبه كند.

مركز تعميرات كارخانه نيز مي تواند با استفاده از روشهاي ارتباطي و مخابراتي ، از بروز اشكال در هريك از ماشينهاي كار خانه اطلاع حاصل كرده و پرسنل تعمير كاري را جهت رفع اشكال اعزام دارد، مركز تعميرات حتي مي تواند با اطلاع داشتن از وضعيت كليه ماشينهاي خراب، اولويت تعمير را به هر كدام از آنها واگذار كند

هر ماشين يك PLCدارد كه آنها توسط شبكه محلي LANبهم مر تبط هستند و همگي روي لينك ارتباطي شبكه گسترده Ethernetبه هم مر تبط مي شوند.

در نگاه اول ممكن است اينطور به نظر برسد كه PLCها و كنترل كننده هاي محلي تمامي اطلاعات در يافت كرده و جمع آوري كرده را مستقيما به كامپيوتر هاي اصلي در مركز كنترل كارخانه ارسال مي كنند، اما در عمل چنين چيزي غير ممكن است ، زيرا با ارسال چنين حجم بزرگي از اطلاعات ، كه در صد بسيار زيادي از آنها نيز براي مركز كنترل بي ارزش محسوب مي شوند،كامپيوتر هاي مركز كنترل دچار مشكل شده و خيلي زود از كار خواهند افتاد.امروزه PLCها و كنترل كننده هاي محلي، خود به تنهايي قادر به آناليز اطلاعات جمع آوري شده مي باشند ، بنابراين پس از بررسي و آناليز اطلاعات مي توانند موارد سودمند و قابل استفاده براي سيستم كنترل را به مركز كنترل ارسال كرده تا از آنها استفاده شود و در ضمن نسخه پشتيبان نيز از اين اطلاعات تهيه خواهد شد.

شبكه هاي محلي در محيط هاي صنعتي امروزه امكان استفاده هاي مختلفي را براي بخش ها و قسمت هاي مختلف كارخانه فراهم آورده اند،به عنوان مثال سيستم شبكه محلي كامپيوتر ها بين بخش هاي مختلف كارخانه كه شامل امكانات پست الكترونيكي و انتقال اطلاعات بين كارمندان است،مي تواند در كنار شبكه هاي صنعتي PLC،روي لينك شبكه محلي LANقرار گيرد و يك سيستم ارتباطي جامع را پديد آورد.

معماريشبكه:

در سالهاي اخير توليد كنندگان تجهيزات الكترونيكي و خصوصا سازندگان كنترلر ها و PLCها متو جه ساخت سيستمهاي ارتباطي شده اندو اغلب آنها را ههايي را براي ارتباط بين سيستم هاي كنترل ساخت خو دشان پيشنهاد مي كنند.

اما با گذشت زمان و پيشرفت روز افزون صنايع و رشد چشمگير آنها استفاده از يك نوع كنترلر و PLC در تمام سطوح كارخانه اي بزرگ امري غير ممكن مي نمايد و بنابراين بايد چاره ايي انديشيدتا كنترلرها وPLCهاي مختلف از مارك ها و مدل هاي مختلف كه هر كدام به كنترل سيستمي خاص مي پردازند(مثل كنترلر دستگاههاي CNCيا روباتهاي مونتاژگر) بتوانند با يگديگر ارتباط بر قرار كنند

بنابراين مدلي جامع متشكل از هفت لايه مجزا،به نام مدل ISO براي تعريف شبكه در نظر گرفته شد،

تمام تجهيزات الكترونيكي در زمينه شبكه هاي ارتباطي امروزه از يك يا چند لايه از اين مدل استفاده مي كنند و فعاليتهاي ارتباطي خود را تحت پوشش اين استاندارد قرار داده ا ند. در اين بخش سعي خواهيم كرد كه تو ضيح مختصري در مورد هر يك از لايه ها به شما ارائه دهيم.

لايهفيزيكي(Physical Layer):

ساده ترين لايه موجود لايه فيزيكي است كه در موردشرايط جابجايي سيگنال هاي الكتريكي در طول خطوط و ما بين ابزار هاي مختلف شبكه به بحث مي پردازد.

نوع و شرايط كابل ها و سيم هاي ارتباطي و انواع سيگنال هاي مختلف مثل سيگنالهاي و پالسهاي on/offو شرايط انتشار آنها در اين بخش مورد بحث قرار مي گيرند،

اما مقوله تشخيص خطا و رفع آن در محدوده كاري لايه فيزيكي نمي باشدو تنها در مورد رابطه هاي فيزيكي كه كانال هاي مختلف را به هم مرتبط مي كنند، صحبت مي كند.

لايهديتالينك(Data link Layer):

اين لايه در تركيب با لايه فيزيكي مي تواند ضريب اطمينان كار با شبكه را تا حد بسيار زيادي بالا ببرد، زيرا اين لايه به بحث در مورد تشخيص خطا ياError Detection مي پردازدو همچنين پس از پرداختن به مقوله تشخيص خطا در امر رفع ان خطا نيز راه حل هاي مناسبي را ارائه خواهد كرد.

بنابراين بحث در مورد Error Detectionو Error Recovery از مباحث مربوط به اين بخش مي باشد.همچنين موارد ديگري نظير كنترل جريان اطلاعات ياData Flow كه شامل نكاتي از قبيل زمان شروع و پايان ارسال و دريافت اطلاعات، تعاريف مربوط به بسته بندي ياPackage اطلاعات(طول كلمه ديتا و چگونگي شروع و خاتمه ان) تعاريف مربوط به زمان بندي بر قراري ارتباط جهت ارسال و دريافت اطلاعات ، چگونگي اعلام دريافت اطلاعات(با و بدون خطا) توسط گيرنده،تعاريف مربوط به زمان لازم براي ماندن در حالت انتظار جهت دريافت و ارسال اطلاعات و مواردي ديگرشبيه به اينها هستندنيز در حوزه كار لايه ديتالينك قرار دارد.

لايهشبكه(Net work Layer):

كار اين لايه ارائه يك مكانيزم مناسب و كارآمد براي شبكه سراسري است در واقع اين لايه يك مكانيزم ارائه اطلاعات براي لايه انتقال دهنده آنها ارائه مي دهد،مثل شبكه اي از چند PLC مختلف كه اطلاعات كلي خودشان را به يك كامپيوتر اصلي ارائه مي دهند.

لايه شبكه از تركيب سخت افزار و نرم افزار هاي مناسب براي ارائه پروتكل هاي كارامد ارتباطي نظير X.21,X.25,X.75 استفاده كرده و مناسب ترين روش هاي فشرده سازي اطلاعات جهت دستيابي به سرعت هاي بالاتر ارتباطي را ارائه مي دهد.

لايهانتقال(Transport Layer):

اين لايه در مورد اتصال وارتباط يك شبكه با شبكه اي ديگر صحبت مي كند،در واقع از اين لايه به بعد،شبكه خيلي تخصصي تر و دقيق تر شده و هركدام مي توانند پيچيدگي هاي خاص خو دشان را داشته با شند،اما اغلب شبكه داراي نكات بسيارمشابهي در سه لايه اوليه هستند.

در اين لايه همچنين درمورد استفاده از لايه هاي بالاترجهت نظارت بركار لايه هايپائين تربحث مي شود.

Session Layer

اين لايه در مورد برقراري يك جلسه ارتباطي از طريق شبكه، بين دو كاربر مختلف صحبت مي كند،بحث اصلي در مورد برقراري ارتباط، نگه داشتن آن در طول زمان تعيين شده و در نهايت قطع ارتباط در موقع لازم ، مي باشد.

به عنوان مثال دفتر تعميرات كارخانه مي تواند از طريق ارتباط با شبكه داخلي كارخانه با قسمت تداركات ارتباط برقرار كرده و مو قع خريد لوازم مورد نياز را گزارش دهد، استاندارد هاي تعريف شده براي اين لايه عبارتند از: CCITT,X212,ISO8326

Application Layer

اين لايه امكاناتي را جهت هماهنگ كردن تمام لايه ها با يكديگر جهت برقراري ارتباط و ارسال و دريافت اطلاعات با لايه ها و شبكه هاي ديگرارائه مي دهد و اگر اختلافي بين لايه هاي مختلف و سيستم هاي مختلف وجود داشته باشد، اين لايه مي تواند راه حلي مناسب جهت هماهنگي ارائه دهد.

به عنوان مثال فرض كنيد كه نرم افزاري خاص روي يكي از ترمينال هاي كارخانه در سال 1980نصب شده و هم اكنون نيز بكار خود ادامه مي دهد و نرم افزار ديگري مثل يك سيستم پست الكترونيكي در سال 1990 در شبكه دفتر كار خانه قرار گرفته،لايه application مي تواند مشكلات بر قراري ارتباط بين آنها را بر قرار كند

استاندارهايمعروفلايهفيزيكيشبكههايصنعتي

RS-232: معمولترين و همگاني ترين استاندارد لايه فيزيكي RS-232 مي باشد كه سير تكاملي آن از RS-232-C تا RS-232-F است. حداكثر انتقال داده به علت دامنه و ولتاژ زياد نسبت به پروتكل هاي ديگر كمتر است.(حدود 1kbps15) حداكثر فاصله دو ايستگاه 16 متر است و دو نوع سيم بندي(9و 25 رشته) در آن استاندارد شده است .

ماوس ، صفحه كليد و مودم كامپيوترهاي شخصي از اين درگاه استفاده مي كنند.محدوده ولتاژ “1” منطقي در RS 232-C از 3- تا 15- و “ 0” منطقي از3+ تا 15+ است.

RS-449: اين استاندارد جايگزين RS 232در سرعتهاي بالاتراز kbps20 شده است. دو نوع اتصال 9و 37 براي آن معرفي و استاندارد شده است. اين استاتدارد هم اكنون منسوخ شده است و ليكن هنوز برخي از دستگاهها براي ارتباطات از اين استاندارد استفاده مي كنند.

RS-530: توسعه يافته RS-449 و RS- 232 است و براي سرعت هاي بالا تر از kbps20 مناسب است. اين استاندارد از خطوط بالانس وبراي اتصال ازDB-25 استفاده مي نمايند به هر دو صورت سنكرون و آسنكرون قابل استفاده است و مي تواند در دو حالت دو سويه و يك سويه كار كند. فاصله دو ايستگاه طبق استاندارد 60 متر است.

RS-423: اين استاندارد در حقيت توسعه يافته RS 232 است تغييرات اساسي آن افزايش تعداد ايستگاهاي گيرنده ،مسافت ارسال و سرعت مي باشد.

اين پروتكل يك فرستنده را به چند گيرنده (تا ده ايستگاه) متصل مي كند و حداكثر فاصله انتقال داده براي آن 1200 متر است . يكي از عوامل محدود كننده سرعت Slew Rate است . بدين معنا كه دامنه ولتاژ در RS 232بالاست و به همين علت دست يافتن به سرعت بالا با توجه به خازن خط و پيچيدگي مدار مشكل است . براي افزايش سرعت لازم است دامنه سطوح و لتاژ كاهش يا بد . در همين راستا ولتاژ منطقي “1”در RS 423 برابر 3.6v- تا 6v- است و ولتاژ“0” منطقي برابر 3.6v تا 6v است . بدنبال اين تغيير، سرعت انتقال داده در RS 423 چهار برابر RS 232 است .

RS-422: شباهت زيادي به RS 232دارد ولي تا 16گيرنده را پشتيباني مي كند. اين پروتكل كه از خطوط بالانس براي انتقال داده استفاده مي كند، اثر نويز پذيري را بشدت كاهش داده است . در ورودي گيرنده ها از تقويت كننده ديفرانسيل استفاده شده است لذا به نسبت حذف مد مشترك ، نويز از بين مي رود. بيشترين سرعت اين پروتكل در 3 متر فاصله ، برابر 10Mbpsاست حداكثر فاصله مي تواند 1200 متر باشد كه متناسب باآن سرعت كاهش مي يابد.

گيرنده و فرستنده بصورت ولتاژي كار مي كند(از سيگنالهايي با جنس ولتاژي استفاده مي كند)كه اين نوع رفتار باعث نويز پذيري بيشترنسبت به جريان مي شود.

RS-485: بيش از 32 فرستنده و گيرنده را پشتيباني مي كند. در اين استاندارد مي توان بيش از يگ گره را به عنوان رئيس (Master)معرفي نمود زيرا مدارت سه وضعيتي هستند و با كمك يك مدار جانبي حالتهاي مختلف يك خط را كنترل مي كنند و به اين روش گره هم قابليت دريافت و هم ارسال خواهند داشت . در اين پروتكل انتقال داده به صورت جرياني انجام مي گيرد و بيشترين اعوجاج را در ورودي مي پذيرد. اثر نويز در انتقال جرياني كمتراز ولتاژي است زيرا ميزان انرژي كه بتواند جرياني را توليد كند و بر سيگنال جريان اثر بگذارد ، از معادل ولتاژي بيشتر است .

بيشترين مسافت براي ارسال داده 1200 متر و رعايت حداقل طول (30m)براي سيم رابط اتصال كابل شبكه به گذرگاه الزاميست. استفاده فراگير از RS 485باعث ساخت كارتهاي كامپيوتري و انواع مبدل براي اين پروتكل شده است.

معرفيواسطهايانتقالوعواملموثردرانتخاب:

منظور از واسط انتقال ، نوعي اتصال فيزيكي ميان ايستگاهاي شبكه است كه به واسطه ان پيغام ها ميان دو يا چند استگاه ردو بدل مي شوند. معروف ترين واسطهاي انتقال در شبكه ها ، كابل كواكسيال، زوج سيم بهم تابيده و فيبرنوري مي باشند كه در ادامه خلاصه اي از ويژگيهاي انها بيان خواهد شد. واسطهايي همچون گيرنده هاي راديويي و مادون قرمز و همچنين خطوط انتقال تلفن و ماهواره ها نيز در برخي مواقع مورد استفاده قرار مي گيرند.

1. كابلكواكسيال: اين خط انتقال از يك هادي استوانه اي پر شده از دي الكتريك و يك هادي مركزي تشكيل شده است. اين واسط انتقال فيزيكي معمولا در اشكال 50،75،91 اهم توليد مي شوند. كه درشبكه هاي 10Mbpsو 100Mbps بخوبي قابل استفاده هستند.براي مثال شبكه هاي محلي 10 base 5،10 base 2، 10 base T به ترتيب در فواصل 500، 200 و100متر مورد استفاده قرار مي گيرند.نويز پذيري كابل كواكسيال در مقايسه با انواع مسي ( نظير زوج سيم بهم تابيده) كمتر است. زيرا روكش مناسب تري براي آن استفاده مي شود. بنابراين جهت انتقال در فواصل نسبتا طولاني نيز استفاده مي شوند.

اين كابلها علاوه بر استفاده عمومي در انتقال ديجيتال شبكه هاي محلي (LAN) كه انرا base bandگويند در ارسال داده هاي آنالوگ آنتن تلويزيون نيز بكار گرفته مي شود.اين نوع انتقال در اصطلاح broad bandناميده مي شود.

2.زوجسيمبهمتابيده: همچنان كه از نام آن پيداست از بهم تابيدن دو هسته مسي عايق دار تشكيل شده است و در نوع روكش دار يا STP و بدون روكش يا UTPتوليد مي شود.درنوع روكش دار، برروي سيم هاي تابيده يك عايق مخصوص پيچيده مي شود كه در نوع بدون روكش تنها به يك روكش از جنس PTC اكتفا شده است.ETA/TIA پنج استاندارد را براي زوج سيم بهم تابيده بدون روكش پيشنهاد مي كند كه عبارتند از:cotegory1 تا cotegory5. نوع اول براي خطوط تلفن در دو رشته ،پيشنهاد و استاندارد شده است. نوع دوم به منظور انتقال داده در سرعت 4Mbps توسط جهار زوج سيم و نوع سوم تا سرعت 10Mbps قدرت انتقال داده را دارد و گاهي در شبكه هاي ATM بكار مي رود.

3.فيبرنوري:انتقال در خطوط فيبر نوري به روش تابش امواج نوري ميان آئينه هاي موجود در فيبر صورت مي گيرد. واضح است كه براي اتصال فيبر به دستگاههاي الكتريكي در ابتدا و انتهاي آن ، مبدل سيگنال الكتريكي به امواج نوري و يا بر عكس آن استفاده مي شودآنچه از ماهيت اين واسط فيزيكي مشخص مي گردد اين است كه تلفات انرژي در اين خطوط بسيار كم است در نتيجه بدون استفاده ازتكرار كننده امكان انتقال تا مسافت طولاني (حدود 10 كيلو متر) وجود دارد. نويز الكترو مغناطيسي بر اين خط بي اثر است و ليكن بيش ازساير خطوط انتقال نياز به محافظت فيزيكي دارد و اسيب پذيري آن بالاتر است. طراحي و پياده سازي شبكه با استفاده از اين خطوط به نسبت گرانتر وپيچيده تر از سا ير واسط هاي انتقال است و نكته قابل توجه در مورد فيبر نوري اين است كه به دليل عدم بروز خطا بر اثرتداخل امواج الكترو مغناطيسي،پروتكل هاي لايه پيوند در اين نوع شبكه ها مي تواند بسيار ساده باشد.

استانداردField bus :

همزمان با اتفاقات فوق و پيشرفت هاي چشمگير صنعت ارتباطات در آمريكا،در اروپانيز صنعت ارتباطات دچار تغيير و تحول اساسي شد و سيستمهاي مشابه سيستمهاي آمريكايي در اروپا به بازار آمدند.

استانداردهاي اروپا از يك سيستم بنام فيلدباس استفاده مي كنند كه بسيار شبيه به مدل هفت لايهISO است و از يك مدل استاندارد پنج لايه اي جهت انجام امور استفاده مي كند.

اين استاندارد با تركيب لايه هاي فيزيكي و ديتالينك به استاندارد هاي ديگري به نام

DINV 19245 TI.DINكه گروهي از استانداردهاي آلماني هستند.

مدل هفت لايه ايي به شش لايه اي و سپس با تركيب لايه هايSession،Presentationو همچنين قسمت انتهايي لايه Application به يك لايه تحت عنوان APمدل خود را تكميل كرده و شروع به كار مي كند.

استانداردProfibus:

يك استاندارد براي شبكه هاي صنعتي و ارتباط بين شبكه ها است كه توسط شركت زيمنس در اروپا طراحي شد و تحت استاندارد فيلد باس به ثبت رسيد .

شركت زيمنس در سالهاي اخير تعدادي از سيستمهاي كنترل شركتهاي آمريكايي مثلTexas Instrumentرا خريداري كرد و سعي در برقراري ارتباط بين سيستمهاي خود و نمونه هاي آمريكايي داشت و از آنجايي كه نيرو و دانش فني بسيار خوبي براي انجام طراحي در زمينه سخت افزار و نرم افزار در اختيار داشت اقدام به ارائه استانداردجديديبه نام Profibus نمود.

Profibus

يك تكنولوژي مبتني بر مجادله و درگيري است بدين معنا كه هيچ كنترلي بر روي اينكه كدام كامپيوتر مجاز به ارسال اطلاعات از طريق شبكه است نداريد زماني كه 2 كامپيوتر همزمان اقدام به ارسال اطلاعات از طريق كابلها ميكنند اين امر منجر به برخورد داده ها ميشود بنابـــراين اطلاعات پس از تاخير به مقصد ميرسند مجادله داده ها ميتواند سرعت يك شبكه شلوغ را كاهش دهد . استفاده از تكنولوژي اترنت ارزانتر از تكنولوژي Token Ring است چرا كه تكنولوژي اترنت وسيله اي براي كنترل اينكه يك كامپيوتر چه وقت ميتواند انتقال داده ها را شروع كند ندارد اترنت براي دفاتر اداري كوچك و مصارف خانگي ايده آل است .

با استفاده از شبکه، يک کامپيوتر قادر به ارسال و دريافت اطلاعات از کامپيوتر ديگر است . اينترنت نمونه ای عينی از يک شبکه کامپيوتری است . در اين شبکه ميليون ها کامپيوتر در اقصی نقاط جهان به يکديگر متصل شده اند.اينترنت شبکه ای است مشتمل بر زنجيره ای از شبکه های کوچکتراست . نقش شبکه های کوچک برای ايجاد تصويری با نام اينترنت بسيار حائز اهميت است . تصويری که هر کاربر با نگاه کردن به آن گمشده خود را در آن پيدا خواهد کرد. در اين بخش به بررسی شبکه های کامپيوتری و جايگاه مهم آنان در زمينه تکنولوژی اطلاعات و مديريت الکترونيکی اطلاعات خواهيم داشت .

شبکههایمحلیوشبکههایگسترده

تاکنون شبکه های کامپيوتری بر اساس مولفه های متفاوتی تقسيم بندی شده اند. يکی از اين مولفه ها " حوزه جغرافيائی " يک شبکه است . بر همين اساس شبکه ها به دو گروه عمده LAN)Local area network) و WAN)Wide area network) تقسيم می گردند. در شبکه های LAN مجموعه ای از دستگاه های موجود در يک حوزه جغرافيائی محدود، نظير يک ساختمان به يکديگر متصل می گردند . در شبکه های WAN تعدادی دستگاه که از يکديگر کيلومترها فاصله دارند به يکديگر متصل خواهند شد. مثلا" اگر دو کتابخانه که هر يک در يک ناحيه از شهر بزرگی مستقر می باشند، قصد اشتراک اطلاعات را داشته باشند، می بايست شبکه ای WAN ايجاد و کتابخانه ها را به يکديگر متصل نمود. برای اتصال دو کتابخانه فوق می توان از امکانات مخابراتی متفاوتی نظير خطوط اختصاصی (Leased) استفاده نمود. شبکه های LAN نسبت به شبکه های WAN دارای سرعت بيشتری می باشند. با رشد و توسعه دستگاههای متفاوت مخابراتی ميزان سرعت شبکه های WAN ، تغيير و بهبود پيدا کرده است . امروزه با بکارگيری و استفاده از فيبر نوری در شبکه های LAN امکان ارتباط دستگاههای متعدد که در مسافت های طولانی نسبت بيکديگر قرار دارند، فراهم شده است .

شبکهاترنت (Ethernet) چيست؟

در سال 1973 پژوهشگری با نام " Metcalfe" در مرکز تحقيقات شرکت زيراکس، اولين شبکه اترنت را بوجود آورد.

هدف وی ارتباط کامپيوتر به يک چاپگر بود. وی روشی فيزيکی بمنظور کابل کشی بين دستگاههای متصل بهم در اترنت ارائه نمود. اترنت در مدت زمان کوتاهی بعنوان يکی از تکنولوژی های رايج برای برپاسازی شبکه در سطح دنيا مطرح گرديد. همزمان با پيشرفت های مهم در زمينه شبکه های کامپيوتری ، تجهيزات و دستگاه های مربوطه، شبکه های اترنت نيز همگام با تحولات فوق شده و قابليت های متفاوتی را در بطن خود ايجاد نمود. با توجه به تغييرات و اصلاحات انجام شده در شبکه های اترنت ،عملکرد و نحوه کار آنان نسبت به شبکه های اوليه تفاوت چندانی نکرده است . در اترنت اوليه، ارتباط تمام دستگاه های موجود در شبکه از طريق يک کابل انجام می گرفت که توسط تمام دستگاهها به اشتراک گذاشته می گرديد. پس از اتصال يک دستگاه به کابل مشترک ، می بايست پتانسيل های لازم بمنظور ايجاد ارتباط با ساير دستگاههای مربوطه نيز در بطن دستگاه وجود داشته باشد (کارت شبکه ) . بدين ترتيب امکان گسترش شبکه بمنظور استفاده از دستگاههای جديد براحتی انجام و نيازی به اعمال تغييرات بر روی دستگاههای موجود در شبکه نخواهد بود.

اترنت يک تکنولوژی محلی (LAN) است. اکثر شبکه های اوليه در حد و اندازه يک ساختمان بوده و دستگاهها نزديک به هم بودند. دستگاههای موجود بر روی يک شبکه اترنت صرفا" قادر به استفاده از چند صد متر کابل بيشترنبودند.اخيرا" با توجه به توسعه امکانات مخابراتی و محيط انتقال، زمينه استقرار دستگاههای موجود در يک شبکه اترنت با مسافت های چند کيلومترنيز فراهم شده است .

پروتکل

پروتکل در شبکه های کامپيوتری به مجموعه قوانينی اطلاق می گردد که نحوه ارتباطات را قانونمند می نمايد. نقش پروتکل در کامپيوتر نظير نقش زبان برای انسان است . برای مطالعه يک کتاب نوشته شده به فارسی می بايست خواننده شناخت مناسبی از زبان فارسی را داشته باشد. بمنظور ارتباط موفقيت آميز دو دستگاه در شبکه می بايست هر دو دستگاه از يک پروتکل مشابه استفاده نمايند.

اصطلاحات اترنت

شبکه های اترنت از مجموعه قوانين محدودی بمنظور قانونمند کردن عمليات اساسی خود استفاده می نمايند. بمنظور شناخت مناسب قوانين موجود لازم است که با برخی از اصطلاحات مربوطه در اين زمينه بيشتر آشنا شويم :

Medium (محيطانتقال ) . دستگاههای اترنت از طريق يک محيط انتقال به يکديگر متصل می گردند.

Segment (سگمنت ) . به يک محيط انتقال به اشتراک گذاشته شده منفرد، " سگمنت " می گويند.

Node ( گره ) . دستگاههای متصل شده به يک Segment را گره و يا ايستگاه می گويند.

Frame (فريم) . به يک بلاک اطلاعات که گره ها از طريق ارسال آنها با يکديگر مرتبط می گردند، اطلاق می گردد

فريم ها مشابه جملات در زبانهای طبيعی ( فارسی، انگليسی ... ) می باشند. در هر زبان طبيعی برای ايجاد جملات، مجموعه قوانينی وجود دارد مثلا" يک جمله می بايست دارای موضوع و مفهوم باشد. پروتکل های اترنت مجموعه قوانين لازم برای ايجاد فريم ها را مشخص خواهند کرد .اندازه يک فريم محدود بوده ( دارای يک حداقل و يک حداکثر ) و مجموعه ای از اطلاعات ضروری و مورد نيار می بايست در فريم وجود داشته باشد. مثلا" يک فريم می بايست دارای آدرس های مبداء و مقصد باشد. آدرس های فوق هويت فرستنده و دريافت کننده پيام را مشخص خواهد کرد. آدرس بصورت کاملا" اختصاصی يک گره را مشخص می نمايد.( نظير نام يک شخص که بيانگر يک شخص خاص است ) . دو دستگاه متفاوت اترنت نمی توانند دارای آدرس های يکسانی باشند.

يک سيگنال اترنت بر روی محيط انتقال به هر يک از گره های متصل شده در محيط انتقال خواهد رسيد. بنابراين مشخص شدن آدرس مقصد، بمنظوردريافت پيام نقشی حياتی دارد.

هر ايستگاه زمانيکه فريم را دريافت می دارد، آدرس آن را بررسی تا مطمئن گردد که پيام برای وی ارسال شده است يا خير؟ در صورتيکه پيام برای ايستگاه مورد نظر ارسال نشده باشد، ايستگاه فريم را بدون بررسی محتويات آن کنار خواهد گذاشت ( عدم استفاده ).

يکی از نکات قابل توجه در رابطه با آدرس دهی اترنت، پياده سازی يک آدرس Broadcast است . زمانيکه آدرس مقصد يک فريم از نوع Broadcast باشد، تمام گره های موجود در شبکه آن را دريافت و پردازش خواهند کرد.

CSMA/CD

تکنولوژی CSMA/CD )carrier-sense multiple access with collision detection ) مسئوليت تشريح و تنظيم نحوه ارتباط گره ها با يکديگررا برعهده دارد. با اينکه واژه فوق پيچيده بنظر می آيد ولی با تقسيم نمودن واژه فوق به بخش های کوچکتر، می توان با نقش هر يک از آنها سريعتر آشنا گرديد.بمنظور شناخت تکنولوژی فوق مثال زير را در نظر بگيريد :

فرض کنيد سگمنت اترنت، مشابه يک ميز ناهارخوری باشد. چندين نفر ( نظير گره ) دور تا دور ميز نشسته و به گفتگو مشغول می باشند. واژه multiple access ( دستيابی چندگانه) بدين مفهوم است که : زمانيکه يک ايستگاه اترنت اطلاعاتی را ارسال می دارد تمام ايستگاههای ديگر موجود ( متصل ) در محيط انتقال ، نيز از انتقال اطلاعات آگاه خواهند شد.(.نظير صحبت کردن يک نفر در ميز ناهار خوری و گوش دادن سايرين ). فرض کنيد که شما نيز بر روی يکی از صندلی های ميز ناهار خوری نشسته و قصد حرف زدن را داشته باشيد، در همان زمان فرد ديگری در حال سخن گفتن است در اين حالت می بايست شما در انتظار اتمام سخنان گوينده باشيد. در پروتکل اترنت وضعيت فوق carrier sense ناميده می شود.قبل از اينکه ايستگاهی قادر به ارسال اطلاعات باشد می بايست گوش خود را بر روی محيط انتقال گذاشته و بررسی نمايد که آيا محيط انتقال آزاد است ؟ در صورتيکه صدائی از محيط انتقال به گوش ايستگاه متقاضی ارسال اطلاعات نرسد، ايستگاه مورد نظر قادر به استفاده از محيط انتقال و ارسال اطلاعات خواهد بود.

Carrier-sense multiple access شروع يک گفتگو را قانونمند و تنظيم می نمايد ولی در اين رابطه يک نکته ديگر وجود دارد که می بايست برای آن نيز راهکاری اتخاذ شود.فرض کنيد در مثال ميز ناهار خوری در يک لحظه سکوتی حاکم شود و دو نفر نيز قصد حرف زدن را داشته باشند.در چنين حالتی در يک لحظه سکوت موجود توسط دو نفر تشخيص و بلافاصله هر دو تقريبا" در يک زمان يکسان شروع به حرف زدن می نمايند.چه اتفاقی خواهد افتاد ؟ در اترنت پديده فوق را تصادم (Collision) می گويند و زمانی اتفاق خواهد افتاد که دو ايستگاه قصد استفاده از محيط انتقال و ارسال اطلاعات را بصورت همزمان داشته باشند. در گفتگوی انسان ها ، مشکل فوق را می توان بصورت کاملا" دوستانه حل نمود. ما سکوت خواهيم کرد تا اين شانس به سايرين برای حرف زدن داده شود.همانگونه که در زمان حرف زدن من، ديگران اين فرصت را برای من ايجاد کرده بودند! ايستگاههای اترنت زمانيکه قصد ارسال اطلاعات را داشته باشند، به محيط انتقال گوش فرا داده تا به اين اطمينان برسند که تنها ايستگاه موجود برای ارسال اطلاعات می باشند. در صورتيکه ايستگاههای ارسال کننده اطلاعات متوجه نقص در ارسال اطلاعات خود گردند ،از بروز يک تصادم در محيط انتقال آگاه خواهند گرديد. در زمان بروز تصادم ، هر يک از ايستگاههای مربوطه به مدت زمانی کاملا" تصادفی در حالت انتظار قرار گرفته و پس از اتمام زمان انتظار می بايست برای ارسال اطلاعات شرط آزاد بودن محيط انتقال را بررسی نمايند! توقف تصادفی و تلاش مجدد يکی از مهمترين بخش های پروتکل است .

محدوديتهایاترنت

يک شبکه اترنت دارای محدوديت های متفاوت از ابعاد گوناگون (بکارگيری تجهيزات ) است .طول کابلی که تمام ايستگاهها بصورت اشتراکی از آن بعنوان محيط انتقال استفاده می نمايند يکی از شاخص ترين موارد در اين زمنيه است . سيگنال های الکتريکی در طول کابل بسرعت منتشر می گردند. همزمان با طی مسافتی، سيگنال ها ضعيف می گردند. وچود ميدان های الکتريکی که توسط دستگاههای مجاور کابل نظيرلامپ های فلورسنت ايجاد می گردد ، باعث تلف شدن سيگنال می گردد. طول کابل شبکه می بايست کوتاه بوده تا امکان دريافت سيگنال توسط دستگاه های موجود در دو نقطه ابتدائی و انتهائی کابل بصورت شفاف و با حداقل تاخير زمانی فراهم گردد. همين امر باعث بروز محدوديت در طول کابل استفاده شده، می گردد

پروتکل CSMA/CD امکان ارسال اطلاعات برای صرفا" يک دستگاه را در هر لحظه فراهم می نمايد، بنابراين محدوديت هائی از لحاظ تعداد دستگاههائی که می توانند بر روی يک شبکه مجزا وجود داشته باشند، نيز بوجود خواهد آمد. با اتصال دستگاه های متعدد (فراوان ) بر روی يک سگمنت مشترک، شانس استفاده از محيط انتقال برای هر يک از دستگاه های موجود بر روی سگمنت کاهش پيدا خواهد کرد. در اين حالت هر دستگاه بمنظور ارسال اطلاعات می بايست مدت زمان زيادی را در انتظار سپری نمايد .

توليد کنندگان تجهيزات شبکه دستگاه های متفاوتی را بمنظور غلبه بر مشکلات و محدوديت گفته شده ، طراحی و عرضه نموده اند. اغلب دستگاههای فوق مختص شبکه های اترنت نبوده ولی در ساير تکنولوژی های مرتبط با شبکه نقش مهمی را ايفاء می نمايند.

تکرارکننده (Repeater)

اولين محيط انتقال استفاده شده در شبکه های اترنت کابل های مسی کواکسيال بود که Thicknet ( ضخيم) ناميده می شوند. حداکثر طول يک کابل ضخيم 500 متر است . در يک ساختمان بزرگ ، کابل 500 متری جوابگوی تمامی دستگاه های شبکه نخواهد بود. تکرار کننده ها با هدف حل مشکل فوق، ارائه شده اند. . تکرارکننده ها ، سگمنت های متفاوت يک شبکه اترنت را به يکديگر متصل می کنند. در اين حالت تکرارکننده سيگنال ورودی خود را از يک سگمنت اخذ و با تقويت سيگنال آن را برای سگمنت بعدی ارسال خواهد کرد. بدين تزتيب با استفاده از چندين تکرار کننده و اتصال کابل های مربوطه توسط آنان ، می توان قطر يک شبکه را افزايش داد. ( قطر شبکه به حداکثر مسافت موجود بين دو دستگاه متمايز در شبکه اطلاق می گردد )

Bridgesوسگمنت

شبکه های اترنت همزمان با رشد (بزرگ شدن) دچار مشکل تراکم می گردند. در صورتيکه تعداد زيادی ايستگاه به يک سگمنت متصل گردند، هر يک دارای ترافيک خاص خود خواهند بود . در شرايط فوق ، ايستگاههای متعددی قصد ارسال اطلا عات را دارند ولی با توجه به ماهيت اين نوع از شبکه ها در هر لحظه يک ايستگاه شانس و فرصت استفاده از محيط انتقال را پيدا خواهد کرد. در چنين وضعيتی تعداد تصادم در شبکه افزايش يافته و عملا" کارآئی شبکه افت خواهد کرد. يکی از راه حل های موجود بمنظور برطرف نمودن مشکل تراکم در شبکه تقسيم يک سگمنت به چندين سگمنت است . با اين کار برای تصادم هائی که در شبکه بروز خواهد کرد، دامنه وسيعتری ايجاد می گردد.راه حل فوق باعث بروز يک مشکل ديگر می گردد: سگمنت ها قادر به اشتراک اطلاعات با يکديگر نخواهند بود.

بمنظور حل مشکل فوق، Bridges در شبکه اترنت پياده سازی شده است . Bridge دو و يا چندين سگمنت را به يکديگر متصل خواهد کرد. بدين ترتيب دستگاه فوق باعث افزايش قطر شبکه خواهد شد. عملکرد Bridge از بعد افزايش قطر شبکه نظير تکرارکننده است ، با اين نفاوت که Bridge قادر به ايجاد نظم در ترافيک شبکه نيز خواهد بود . Bridge نظير ساير دستگاههای موجود در شبکه قادر به ارسال و دريافت اطلاعات بوده ولی عملکرد آنها دقيقا" مشابه يک ايستگاه نمی باشد. Bridge قادر به ايجاد ترافيکی که خود سرچشمه آن خواهد بود، نيست ( نظير تکرارکننده ) .Bridge صرفا" چيزی را که از ساير ايستگاهها می شنود ، منعکس می نمايد. ( Bridge قادر به ايجا د يک نوع فريم خاص اترنت بمنظور ايجاد ارنباط با ساير Bridge ها می باشند )

همانگونه که قبلا" اشاره گرديد هر ايستگاه موجود در شبکه تمام فريم های ارسال شده بر روی محيط انتقال را دريافت می نمايد.(صرفنظر ازاينکه مقصد فريم همان ايستگاه باشد و يا نباشد.) Bridge با تاکيد بر ويژگی فوق سعی بر تنظيم ترافيک بين سگمنت ها دارد.

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد Bridge دو سگمنت را به يکديگر متصل نموده است . در صورتيکه ايستگاه A و يا B قصد ارسال اطلاعات را داشته باشند Bridge نيز فريم های اطلاعاتی را دريافت خواهد کرد. نحوه برخورد Bridge با فريم های اطلاعاتی دريافت شده به چه صورت است؟ آيا قادر به ارسال اتوماتيک فريم ها برای سگمنت دوم می باشد؟ يکی ازاهداف استفاده از Bridge کاهش ترافيک های غيرضروری در هر سگمنت است . در اين راستا، آدرس مقصد فريم ، قبل از هر گونه عمليات بر روی آن، بررسی خواهد شد. در صورتيکه آدرس مقصد، ايستگاههای A و يا B باشد نيازی به ارسال فريم برای سگمنت شماره دو وجود نخواهد داشت . در اين حالت Bridge عمليات خاصی را انجام نخواهد داد. نحوه برخورد Bridge با فريم فوق مشابه فيلتر نمودن است . درصورتيکه آدرس مقصد فريم يکی از ايستگاههای C و يا D باشد و يا فريم مورد نظر دارای يک آدرس از نوع Broadcast باشد ، Bridge فريم فوق را برای سگمنت شماره دو ارسال خواهد کرد. با ارسال و هدايت فريم اطلاعاتی توسط Bridge امکان ارتباط چهار دستگاه موجود در شبکه فراهم می گردد. با توجه به مکانيزم فيلتر نمودن فريم ها توسط Bridge ، اين امکان بوجود خواهد آمد که ايستگاه A اطلاعاتی را برای ايستگاه B ارسال و در همان لحظه نيز ايستگاه C اطلاعاتی را برای ايستگاه D ارسال نمايد.بدين ترتيب امکان برقراری دو ارتباط بصورت همزمان بوجود آمده است .

روترها : سگمنتهایمنطقی

با استفاده از Bridge امکان ارتباط همزمان بين ايستگاههای موجود در چندين سگمنت فراهم می گردد. Bridge در رابطه با ترافيک موجود در يک سگمنت عمليات خاصی را انجام نمی دهد. يکی از ويژگی های مهم Bridge ارسالی فريم های اطلاعاتی از نوع Broadcast برای تمام سگمنت های متصل شده به يکديگر است. همزمان با رشد شبکه و گسترش سگمنت ها، ويژگی فوق می تواند سبب بروز مسائلی در شبکه گردد. زمانيکه تعداد زيادی از ايستگاه های موجود در شبکه های مبتنی بر Bridge ، فريم های Broadcast را ارسال می نمايند، تراکم اطلاعاتی بوجود آمده بمراتب بيشتر از زمانی خواهد بود که تمامی دستگاهها در يک سگمنت قرار گرفته باشند.

روتر يکی از دستگاههای پيشرفته در شبکه بوده که قادر به تقسيم يک شبکه به چندين شبکه منطقی مجزا است . روتر ها يک محدوده منطقی برای هر شبکه ايجاد می نمايند. روترها بر اساس پروتکل هائی که مستقل از تکنولوژی خاص در يک شبکه است، فعاليت می نمايند. ويژگی فوق اين امکان را برای روتر فراهم خواهد کرد که چندين شبکه با تکنولوژی های متفاوت را به يکديگر مرتبط نمايد. استفاده از روتر در شبکه های محلی و گسترده امکان پذيراست .

سوئیچ

شبکه از مجموعه ای کامپيوتر ( گره ) که توسط يک محيط انتقال ( کابلی بدون کابل ) بيکديگر متصل می گردند ، تشکيل شده است. در شبکه از تجهيزات خاصی نظير هاب و روتر نيز استفاده می گردد.

سوئيچ يکی از عناصر اصلی و مهم در شبکه های کامپيوتری است . با استفاده از سوئيچ ، چندين کاربرقادربه ارسال اطلاعات از طريق شبکه در يک لحظه خواهند بود. سرعت ارسال اطلاعات هر يک از کاربران بر سرعت دستيابی ساير کاربران شبکه تاثير نخواهد گذاشت .

سوئيچ همانند روتر که امکان ارتباط بين چندين شبکه را فراهم می نمايد ، امکان ارتباط گره های متفاوت ( معمولا" کامپيوتر ) يک شبکه را مستقيما" با يکديگر فراهم می نمايد. شبکه ها و سوئيچ ها دارای انواع متفاوتی می باشند..

سوئيچ هائی که برای هر يک از اتصالات موجود در يک شبکه داخلی استفاده می گردند ، سوئيچ های LAN ناميده می شوند. اين نوع سوئيچ ها مجموعه ای از ارتباطات شبکه را بين صرفا" دو دستگاه که قصد ارتباط با يکديگر را دارند ، در زمان مورد نظر ايجاد می نمايد.

همزمان با مطرح شدن سوئيچ های اترنت مسئله Full-duplex نيز مطرح گرديد. Full-dulex يک اصطلاح ارتباطی است که نشاندهنده قابليت ارسال و دريافت اطلاعات بصورت همزمان است . در شبکه های اترنت اوليه وضعيت ارسال و دريافت اطلاعات بصورت يکطرفه (half-duplex) بود.در شبکه های مبتنی بر سوئيچ، ايستگاهها صرفا" با سوئيچ ارتباط برقرار کرده و قادر به ارتباط مستقيم با يکديگر نمی باشند. در اين نوع شبکه ها از کابل های بهم تابيده و فيبر نوری استفاده و سوئيچ مربوطه دارای کانکنورهای لازم در اين خصوص می باشند.. شبکه های مبتنی بر سوئيچ عاری از تصادم بوده و همزمان با ارسال اطلاعات توسط يک ايستگاه به سوئيچ ، امکان ارسال اطلاعات توسط سوئيچ برای ايستگاه ديگر نيز فراهم خواهد شد.

کارت شبکه . هر کامپيوتر از طريق يک کارت شبکه به شبکه متصل می گردد.در اکثر کامپيوترهای شخصی ، کارت فوق از نوع اترنت بوده ( دارای سرعت 10 و يا 100 مگابيت در ثانيه ) و در يکی از اسلات های موجود روی برد اصلی سيستم ، نصب خواهد شد.

آدرس MAC . آدرس فيزيکی هر دستگاه ( کارت شبکه ) در شبکه است. آدرس فوق يک عدد شش بايتی بوده که سه بايت اول آن مشخص کننده سازنده کارت شبکه و سه بايت دوم ، شماره سريال کارت شبکه است .

Unicast . ارسال اطلاعات توسط يک گره با آدرس خاص و دريافت اطلاعات توسط گره ديگر است .

Multicast . يک گره ، اطلاعاتی را برای يک گروه خاص ( با آدرس مشخص ) ارسال می دارد.دستگاههای موجود در گروه ، اطلاعات ارسالی را دريافت خواهند کرد.

Broadcast . يک گره اطلاعاتی را برای تمام گره های موجود در شبکه ارسال می نمايد.

استفادهازسوئيچ

در اکثر شبکه های متداول ، بمنظور اتصال گره ها از هاب استفاده می شود. همزمان با رشد شبکه ( تعداد کاربران ، تنوع نيازها ، کاربردهای جديد شبکه و ...) مشکلاتی در شبکه های فوق بوجود می آيد :

Scalability . در يک شبکه مبتنی بر هاب ، پهنای باند بصورت مشترک توسط کاربران استفاده می گردد. با توجه به محدود بودن پهنای باند ، همزمان با توسعه، کارآئی شبکه بشدت تحت تاثير قرار خواهد گرفت . برنامه های کامپيوتر که امروزه بمنظور اجراء بر روی محيط شبکه ، طراحی می گردنند به پهنای باند مناسبی نياز خواهند داشت . عدم تامين پهنای باند مورد نيازبرنامه ها ، تاثير منفی در عملکرد آنها را بدنبال خواهد داشت .

Latency . به مدت زمانی که طول خواهد کشيد تا بسته اطلاعاتی به مقصد مورد نظر خود برسد ، اطلاق می گردد. با توجه به اينکه هر گره در شبکه های مبتنی بر هاب می بايست مدت زمانی را در انتظار سپری کرده ( ممانعت از تصادم اطلاعات ) ، بموازات افزايش تعداد گره ها در شبکه ، مدت زمان فوق افزايش خواهد يافت . در اين نوع شبکه ها در صورتيکه يکی از کاربران فايل با ظرفيت بالائی را برای کاربر ديگر ارسال نمايد ، تمام کاربران ديگر می بايست در انتظاز آزاد شدن محيط انتقال بمنظور ارسال اطلاعات باشند. بهرحال افزايش مدت زمانی که يک بسته اطلاعاتی به مقصد خود برسد ، هرگز مورد نظر کاربران يک شبکه نخواهد بود.

Network Failure. در شبکه های مبتنی بر هاب ، يکی از دستگاههای متصل شده به هاب قادر به ايجاد مسائل و مشکلاتی برای ساير دستگاههای موجود در شبکه خواهد بود. عامل بروز اشکال می تواند عدم تنظيم مناسب سرعت ( مثلا" تنظيم سرعت يک هاب با قابليت 10 مگابيت در ثانيه به 100 مگابيت در ثانيه ) و يا ارسال بيش از حد بسته های اطلاعاتی از نوع Broadcast ، باشد.

Collisions . در شبکه های مبتنی بر تکنولوژی اترنت از فرآينده خاصی با نام CSMA/CD بمنظور ارتباط در شبکه استفاده می گردد. فرآيند فوق نحوه استفاده از محيط انتقال بمنظور ارسال اطلاعات را قانونمند می نمايد. در چنين شبکه هائی تا زمانيکه بر روی محيط انتقال ترافيک اطلاعاتی باشد ، گره ای ديگر قادر به ارسال اطلاعات نخواهد بود. در صورتيکه دو گره در يک لحظه اقدام به ارسال اطلاعات نمايند ، يک تصادم اطلاعاتی ايجاد و عملا" بسته های اطلاعاتی ارسالی توسط هر يک از گره ها نيز از بين خواهند رفت . هر يک از گره های مربوطه ( تصادم کننده ) می بايست بمدت زمان کاملا" تصادفی در انتظار باقی مانده و پس از فراهم شدن شرايط ارسال ، اقدام به ارسال اطلاعات مورد نظر خود نمايند.

هاب مسير ارسال اطلاعات از يک گره به گره ديگر را به حداقل مقدار خود می رساند ولی عملا" شبکه را به سگمنت های گسسته تقسيم نمی نمايد. سوئيچ بمنظور تحقق خواسته فوق عرضه شده است . يکی از مهمترين تفاوت های موجود بين هاب و سوئيچ ، تفسير هر يک از پهنای باند است . تمام دستگاههای متصل شده به هاب ، پهنای باند موجود را بين خود به اشتراک می گذارند.در صورتيکه يک دستگاه متصل شده به سوئيچ ، دارای تمام پهنای باند مختص خود است. مثلا" در صورتيکه ده گره به هاب متصل شده باشند ، ( در يک شبکه ده مگابيت درثانيه) هر گره موجود در شبکه بخشی از تمام پهنای باند موجود ( ده مگابيت در ثانيه ) را اشغال خواهد کرد. ( در صورتيکه ساير گره ها نيز قصد ارتباط را داشته باشند) . در سوئيچ ، هر يک از گره ها قادر به برقراری ارتباط با ساير گره ها با سرعت ده مگابيت در ثانيه خواهد بود.

در يک شبکه مبتنی بر سوئيچ ، برای هر گره يک سگمنت اختصاصی ايجاد خواهد شد. سگمنت های فوق به يک سوئيچ متصل خواهند شد. در حقيقت سوئيچ امکان حمايت از چندين ( در برخی حالات صدها ) سگمنت اختصاصی را دارا است . با توجه به اينکه تنها دستگاه های موجود در هر سگمنت سوئيچ و گره می باشند ، سوئيچ قادر به انتخاب اطلاعات ، قبل از رسيدن به ساير گره ها خواهد بود. در ادامه سوئيچ، فريم های اطلاعاتی را به سگمنت مورد نظر هدايت خواهد کرد. با توجه به اينکه هر سگمنت دارای صرفا" يک گره می باشد ، اطلاعات مورد نظر به مقصد مورد نظر ارسال خواهند شد. بدين ترتيب در شبکه های مبتنی بر سوئيچ امکان چندين مبادله اطلاعاتی بصورت همزمان وجود خواهد داشت .

با استفاده از سوئيچ ، شبکه های اترنت بصورت full-duplex خواهند بود. قبل از مطرح شدن سوئيچ ، اترنت بصورت half-duplex بود. در چنين حالتی داده ها در هر لحظه امکان ارسال در يک جهت را دارا می باشند . در يک شبکه مبتنی بر سوئيچ ، هر گره صرفا" با سوئيچ ارتباط برقرار می نمايد ( گره ها مستقيما" با يکديگر ارتباط برقرار نمی نمايند) . در چنين حالتی اطلاعات از گره به سوئيچ و از سوئيچ به گره مقصد بصورت همزمان منتقل می گردند.

در شبکه های مبتنی بر سوئيچ امکان استفاده از کابل های بهم تابيده و يا فيبر نوری وجود خواهد داشت . هر يک از کابل های فوق دارای کانکتورهای مربوط به خود برای ارسال و دريافت اطلاعات می باشند. با استفاده از سوئيچ ، شبکه ای عاری از تصادم اطلاعاتی بوجود خواهد آمد. انتقال دو سويه اطلاعات در شبکه های مبتنی بر سوئيچ ، سرعت ارسال و دريافت اطلاعات افزايش می يابد.

اکثر شبکه های مبتنی بر سوئيچ بدليل قيمت بالای سوئيچ ، صرفا" از سوئيچ به تنهائی استفاده نمی نمايند. در اين نوع شبکه ها از ترکيب هاب و سوئيچ استفاده می گردد. مثلا" يک سازمان می تواند از چندين هاب بمنظور اتصال کامپيوترهای موجود در هر يک از دپارتمانهای خود استفاده و در ادامه با استفاده از يک سوئيچ تمام هاب ها(مربوط به هر يک از دپارتمانها) بيکديگر متصل می گردد.

وضعيتفعلیاترنت

از زمان مطرح شدن شبکه های اترنت تاکنون تغييرات فراوانی از بعد تنوع دستگاه های مربوطه ايجاد شده است . در ابتدا از کابل کواکسيال در اين نوع شبکه ها استفاده می گرديد.امروزه شبکه های مدرن اترنت از کابل های بهم تابيده و يا فيبر نوری برای اتصال ايستگاه ها به يکديگر استفاده می نمايند. در شبکه های اوليه اترنت سرعت انتقال اطلاعات ده مگابيت در ثانيه بود ولی امروزه اين سرعت به مرز 100و حتی 1000 مگابيت در ثانيه رسي

مقاله ای کامل در مورد شبکه اترنت برای استفاده در صنعت

مطالب مشابه :

مقاله در مورد شبکه های بی سیم Wi Fi

مقاله در مورد شبکه

مقاله ای کامل در مورد شبکه های کامپیوتری(آموزش شبکه)

مقاله ای در مورد شبکه های اجتماعی

مقاله ای در مورد شبکه های کامپیوتری

مقاله ای در مورد router

مقاله ای کامل در مورد شبکه اترنت برای استفاده در صنعت