مقاله 28 -اتصال شبکه های VLAN از طریق سوئیچ 150 ص

فصل 1

مطالعات و تحقیقات

CaseStudy

مقدمه:

مقاله ی حاضر برای شرح مسئله و مستند سازی پروژه دانشجویی طراحی شبکه های محلی مجازی ( اختصارا در این مقاله، شبکه های مجازی یا VLAN) تهیه شده است. شبکه ی مورد مطالعه case study ارائه شده توسط شرکت تجاری "ایپک یول" ، طرف کارفرما در مناقصه درخواست پیشنهاد همکاری طراحی، اجرا، نظارت و پشتیبانی شبکه ارتباطی آن شرکت می باشد.

از آنجایی که مطالب تئوریک و عملی در این زمینه ارتباط تقریبا اندکی دارند، فعالیت بر اساس این مورد مطالعه (Case Study)ملزم مطالعه و تحقیق عملی در بازار کار و کتب موجود بود. لذا در اين مقاله ابتدا به زبانی ساده به بررسی و معرفی تقسيم بندی شبکه ها بر اساس نوع وظايف , توپولوژی ها,حوزه جغرافیایی تحت پوشش ، کابل های شبکه، مزایا و معایب استفاده از آنها، اجزای تشکیل دهنده ی یک مسیریاب، معرفی پورت های مختلف، طریقه ی Password گذاشن بر روی پورت ها، معرفی لایه های شبکه بر اساس استاندارد OSI، انواع مسیریابی میان مسیریاب ها، انواع پروتکل های مسیریابی به همراه دستورات مورد نیاز می پردازیم.

همچنینمجموعه گردآوری شده شبکه های مجازی(VLAN) ، روش های شناسایی آن ها و پروتکل های مورد نیاز مسیریابی داخل شبکه های مجازی پیکربندی آنها بررسی صحت تنظیمات و فعال بودن آن ها و در نهایت سوئیچ های لایه 2 و 3 مکانیسم عملکرد آن ها نحوه برقراری ارتباط با مسیریاب ها و شبکه های مجازی لیست های دسترسی (Access List) و کاربرد آن در شبکه های مجازی به همراه دستورات آنها را مورد بررسی قرار داده و اطلاعات کامل و نحوه ی استفاده از آن ها را در اختیار شما قرار می دهد.

مقاله ای که در پیش رو دارید حاوی دو بخش کلی شامل توضیح و پیاده سازی شبکه میباشد. مطالب جمع آوری شده از کتاب هاو سایت های مختلف وهمچنین ترجمه ی کتاب هایCisco Certified Network associate (CCNA) وBuilding Cisco Multilayer Switched Networks (BCMSN-CCNP) به منظور معرفی شبکه های مجازی و کاربرد آن در شرکت ها سازمان ها و نهادها می باشد.

رشد و توسعه ی شبکه های کامپیوتری بر کسی پوشیده نیست و امروزه تمامی سازمان ها و نهادها برای برقراری ارتباط با هم و تبادل اطلاعات در میان خود و دیگر سازمان ها از شبکه های کامپیوتری استفاده می کنند و اینترنت پدیده ایست که به این امر کمک می کند. استفاده از شبکه های مجازی در نهاد ها وسازمانها به منظور کاهش ترافیک شبکه و کنترل دسترسی کاربران به بخش های مختلف شبکه داخلی می باشد.

شایان ذکر است که جداول استفاده شده صرفا برای نمایش دستورات و پیکربندی دستگاه های به کار رفته در پروژه می باشد.

قسمت مربوط به پیاده سازی این مقاله، بیانگر نحوه ارتباط بین دپارتمان های مختلف وابسته به سازمان در نقاط مختلف شهر تهران میباشد که در آن از برنامه نرم افزاری GNS 3 ، VISIOو BOSON NETSIMاستفاده شده است

مقاله32- امنیت شبکه های حسگر بی سیم

فهرست مطالب

عنوان صفحه

=======================================================

مقدمه 1

فصل اول

شبکه های حسگربی سیم2

چرا شبکه های حسگر؟2

تاريخچة شبكه هاي حسگر3

ساختار كلي شبكه حسگر بي سيم4

ساختمان گره6

ويژگي ها7

موضوعات مطرح_ 7

• تنگناهاي سخت افزاري_ 8
• توپولوژي_ 8
• قابليت اطمينان_ 8
• مقياس پذيري_ 8
• قيمت تمام شده9
• شرايط محيطي_ 9
• رسانه ارتباطي_ 9
• توان مصرفي گره ها9
• افزايش طول عمر شبكه10
• ارتباط بلادرنگ و هماهنگي_ 10
• امنيت و مداخلات_ 11

عوامل پیش بینی نشده11

نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حسگر12

بررسي نرم ا فزارهاي شبيه سازي شبكه14

خصوصيات لازم براي شبيه سازهاي شبكه15

شبيه ساز NS(v2)16

معماري دروني NS_ 16

مدل VuSystem_ 16

شبيه ساز OMNeT++_ 17

شبیه ساز Ptolemy II18

مدل سازی شبکه های بی سیم20

اجرای یک مدل پیش ساخته20

تغییر پارامترها22

ساختار یک مدل پیش ساخته23

• نمایش بصری(آیکون ها)23
• کانال ها26
• اکتور های مرکب_ 27
• کنترل اجرا28
• ساخت یک مدل جدید29
• به کارگیری اکتور plot39

قابلیت های مدل سازی_ 41

• شبیه سازی رویداد گسسته41
• مدل های کانال_ 42
• مدل های گره بی سیم42
• مثال هایی از قابلیت مدل سازی_ 42

1.ساختار بسته ها42

2.اتلاف بسته ها42

3.توان باتری 43

4.اتلاف توان_ 43

5.برخورد ها44

6.بهره آنتن دهی ارسال_ 47

ساختار نرم افزار50

چند مثال و کاربرد54

فهمیدن تعامل (واکنش) در شبکه های حسگر54

نقایص شبکه های حسگر54

توانایی های توسعه یافته شبکه های حسگر54

طراحی ومدل کردن ناهمگن پتولومی_ 54

مدل شبکه حسگر55

نمونه های ایجاد شده توسط نرم افزار55

• غرق سازی_ 55
• مثلث بندی_ 56
• نظارت بر ترافیک_ 57
• گمشده جنگی در منطقه دشمن و تعقیب کننده58
• جهان کوچک_ 60

فصل دوم

امنیت در شبکه های حسگر بی سیم61

مقدمه61

چالش های ایمنی حسگر63

استقرار نیرومند63

محیط مهاجم64

نایابی منبع64

مقیاس بزرگ_ 64

حملات و دفاع_ 64

لایه فیزیکی_ 65

تراکم65

کوبش_ 66

لایه اتصال_ 67

برخورد67

تخلیه67

لایه شبکه68

اطلاعات مسیر یابی غلط_ 68

عملیات انتخابی حرکت به جلو68

حمله چاهک_ 69

حمله سایبیل_ 69

حمله چاهک پیچشی_ 69

حمله جریان آغازگر69

اعتبار و رمز گذاری_ 70

نظارت_ 70

پروب شدن_ 71

فراوانی_ 71

راه حل های پیشنهادی_ 71

پروتکل های ارتباط_ 71

معماری های مدیریت کلیدی_ 75

LEAP_ 75

LKHW_ 75

پیش نشر کلیدی به صورت تصادفی_ 76

Tiny PK_ 76

نتیجه گیری_ 77

فصل سوم

بهبودتحمل پذيريخطادرشبکه هايحسگربي سيم78

کارهايانجامشده78

سازمان دهيگره هاوعملکردسيستم79

روش پيشنهادي_ 81

4-1 شبيه سازيدوروش_ 83

4-2 ارزيابي_ 83

نتيجهگيري_ 84

فصل چهارم

مقاله انگلیسی Security in Wireless Sensor Networks_ 96

منابع98

مقدمه

شبکه هايحسگربي سيمبه عنوانيکفناوريجديدازپيشروترين فناوري هايامروزيمي باشند. اينشبکه هامحدوديت ها،توانايي ها ,ويژگي ها،پيچيدگي هاومحيطعملياتيخاصخودرادارندکهآنهارااز نمونه هايمشابه،همچونشبکه هاي مورديمتفاوتمي کند[ 1].امروزه قابليتاطمينانوتحمل پذيريخطادرشبکه هايحسگر،بادرنظر گرفتنکيفيتبهتريکياززمينه هايمهمتحقيقاتياست. دستيابيبه اطلاعاتباکيفيتبامحدوديت هايدرنظرگرفتهشدهدرهنگاميکهخطاوجوددارديکيازچالش هايشبکه هايحسگراست[ 2,3].

خطادرشبکه هايحسگربه صورتيکرويدادطبيعيبه شمارمي آيدوبرخلافشبکه هايمعموليوسنتييکواقعه ينادرنيست. براي تضمينکيفيتسرويسدرشبکه هايحسگرضرورياستتاخطاهارا تشخيصدادهوبرايجلوگيريازصدماتناشيازبروزخطا،عملمناسبرادربخش هاييکهآسيبديده اندانجامدهيم[ 4].

دوبخشمهمدرتحمل پذيريخطايکيتشخيصخطاوديگريترميم خطااست. درمرحله يتشخيصخطامهمايناستکهبتوانباصرف هزينه يکموبادقتبالابهايننتيجهرسيدکهواقعاخطاييرخداده استوگره هايآسيب ديدهراشناسايينمود. درمرحله يترميممهم استکهپسازتشخيصخطا،بتوانگره هايآسيب ديدهرابهوضعيتي کهقبلازبروزخطاداشتند،رساند. درشبکه هايحسگرتشخيصخطا مي توانددرموارديهمچونامنيتوکاراييبه کارگرفتهشود.

دراينمقالهباتوجهبهاهميتتشخيصخطاوکاربردتحمل پذيري خطادرشبکه هايحسگروباتوجهبهمدلواقعه گرابرايجمع آوري داده هادرشبکه هايحسگر،روشيجديدبرايتشخيصخطاباتوجهبه ساختاريخوشه ايپيشنهادشدهاست. هدفاصلي،بهبودوتشخيص درستگره هايآسيب ديدهدرشبکه هايحسگراست.

بخش هايمختلفاينمقالهبه صورتزيرتقسيم بنديشدهاست. در بخش۲درموردروش هاوکارهايانجامشدهبرايافزودنتحمل-پذيريخطادرشبکه هايحسگرتوضيحدادهمي شود. دربخش۳ سازماندهيگره هادرساختارخوشه ايونحوه يعملکردآنهابراي افزودنروشپيشنهاديتوضيحدادهمي شود. دربخش۴روش پيشنهاديتوضيحدادهمي شودودرانتهاشبيه سازيوارزيابيروش پيشنهاديومقايسه يآنباروش[ 4] انجاممي شودوبهبودروش پيشنهادينسبتبهاينروشنشاندادهمي شود

فصل اول : شبکه های حسگر بی سیم

شبكه حسگر/كارانداز (حسگر)[1] شبكه اي است متشكل از تعداد زيادي گره كوچك. در هر گره تعدادي حسگر و/يا كارانداز وجود دارد. شبكه حسگر بشدت با محيط فيزيكي تعامل دارد. از طريق حسگرها اطلاعات محيط را گرفته و از طريق كار انداز ها واكنش نشان مي دهد. ارتباط بين گره ها بصورت بي سيم است. هرگره بطور مستقل و بدون دخالت انسان کار میکند و نوعا از لحاظ فيزيكي بسيار كوچك است ودارای محدودیت هایی در قدرت پردازش, ظرفيت حافظه, منبع تغذيه, ... می باشد. اين محدوديت ها مشكلاتي را بوجود مي آورد كه منشأ بسياري از مباحث پژوهشي مطرح در اين زمينه است. اين شبكه از پشته پروتكلي شبكه هاي سنتي پيروي مي كند ولي بخاطر محدودیت ها و تفاوتهاي وابسته به كاربرد, پروتكل ها بايد باز نويسي شوند.

چرا شبکه های حسگر؟

امروزه زندگی بدون ارتباطات بی سیم قابل تصور نیست.پیشرفت تکنولوژی CMOS و ایجاد مدارات کوچک و کوچکتر باعث شده است تا استفاده از مدارات بی سیم در اغلب وسایل الکترونیکی امروز ممکن شود.این پیشرفت همچنین باعث توسعه ریز حسگر ها شده است.این ریز حسگر ها توانایی انجام حس های بی شمار در کارهایی مانند شناسایی صدا برای حس کردن زلزله را دارا می باشند همچنین جمع آوری اطلاعات در مناطق دور افتاده ومکان هایی که برای اکتشافات انسانی مناسب نیستند را فراهم کرده است. اتومبیل ها می توانند از ریز حسگر های بی سیم برای کنترل وضعیت موتور, فشار تایرها, تراز روغن و... استفاده کنند.خطوط مونتاژ می توانند از این سنسورها برای کنترل فرایند مراحل طول تولید استفاده کنند.در موقعیت های استراتژیک ریز حسگرها می توانند توسط هواپیما بر روی خطوط دشمن ریخته شوند و سپس برای رد گیری هدف(مانند ماشین یا انسان) استفاده شوند. در واقع تفاوت اساسی این شبکه ها ارتباط آن با محیط و پدیده های فیزیکی است شبکه های سنتی ارتباط بین انسانها و پایگاه های اطلاعاتی را فراهم میکند در حالی که شبکه ی حسگر مستقیما با جهان فیزیکی در ارتباط است با استفاده از حسگرها محیط فيزيكي را مشاهده کرده, بر اساس مشاهدات خود تصميم گيري نموده و عمليات مناسب را انجام می دهند. نام شبكه حسگر بي سيم يك نام عمومي است براي انواع مختلف كه به منظورهاي خاص طراحي مي شود. برخلاف شبكه هاي سنتي كه همه منظوره اند شبكه هاي حسگر نوعا تك منظوره هستند.در هر صورت شبکه های حسگر در نقاط مختلفی کاربرد دارند برخی از این کاربرد ها به صورت فهرست وار آورده شده است:

• نظامی (برای مثال ردگیری اشیاء)
• بهداشت(برای مثال کنترل علائم حیاتی)
• محیط(برای مثال آنالیززیستگاه های طبیعی)
• صنعتی(برای مثال عیب یابی خط تولید)
• سرگرمی(برای مثال بازی مجازی)
• زندگی دیجیتالی(برای مثال ردگیری مکان پارک ماشین)

تاريخچة شبكه هاي حسگر:

در شكل (1) طرح ها و ايده هاي اوليه شبكه هاي حسگر نشان داده شده است.

اگرچه تاريخچه شبکه های حسگر را به دوران جنگ سرد و ايده اوليه آن را به طراحان نظامي صنايع دفاع آمريكا نسبت مي دهند ولي اين ايده مي توانسته در ذهن طراحان ربات هاي متحرك مستقل يا حتي طراحان شبكه هاي بي سيم موبايل نيز شكل گرفته باشد.

ساختار كلي شبكه حسگر بي سيم:

قبل از ارائه ساختار كلي ابتدا تعدادي از تعاريف کلیدی را ذكر مي كنيم.

حسگر : وسيله اي كه وجود شيئ رخداد يك وضعيت يا مقدار يك كميت فيزيكي را تشخيص داده و به سيگنال الكتريكي تبديل مي كند. حسگر انواع مختلف دارد مانند حسگرهاي دما, فشار, رطوبت, نور, شتاب سنج, مغناطيس سنج و...

كارانداز : با تحريك الكتريكي يك عمل خاصي مانند باز و بسته كردن يك شير يا قطع و وصل يك كليد را انجام مي دهد

گره حسگر: به گره ای گفته مي شود كه فقط شامل يك يا چند حسگر باشد.

گره كارانداز: به گره ای گفته مي شود كه فقط شامل يك يا چند كارانداز باشد.

گره حسگر/كارانداز: به گره ای گفته مي شود كه مجهز به حسگر و كار انداز باشد.

شبكه حسگر : شبكه اي كه فقط شامل گره هاي حسگر باشد. اين شبكه نوع خاصي از شبكه حسگر است. در كاربردهايي كه هدف جمع آوري اطلاعات و تحقيق در مورد يك پديده مي باشد كاربرد دارد. مثل مطالعه روي گردبادها.

میدان حسگر/کارانداز : ناحیه کاری که گره های شبکه حسگر در آن توزیع میشوند.

چاهک[2]: گرهی که جمع آوری داده ها را به عهده دارد. و ارتباط بین گره های حسگر و گره مدیر وظیفه[3] را برقرار مي كند.

گره مدیر وظیفه: گرهی که یک شخصی بعنوانکاربريا مدیر شبكه از طریق آن با شبکه ارتباط برقرار میکند. فرامین کنترلی و پرس و جو ها از اين گره به شبکه ارسال شده و داده های جمع آوری شده به آن بر میگردد

شبكه حسگر: شبكه اي متشكل از گره هاي حسگر و كار انداز يا حسگر/كارانداز است كه حالت كلي شبكه هاي مورد بحث مي باشد. به عبارت ديگر شبكه حسگر شبكه اي است با تعداد زيادي گره كه هر گره مي تواند در حالت كلي داراي تعدادي حسگر و تعدادي كارانداز باشد. در حالت خاص يك گره ممكن است فقط حسگر يا فقط كارانداز باشد. گره ها در ناحيه اي كه ميدان حسگر ناميده مي شود با چگالي زياد پراكنده مي شوند. يك چاهك پايش[4] كل شبكه را بر عهده دارد. اطلاعات بوسيله چاهك جمع آوري مي شود و فرامين از طريق چاهك منتشر مي شود. شكل(2) را ببينيد. مدیریت وظایف میتواند متمرکز یا توزیع شده باشد. بسته به اينكه تصميم گيري براي انجام واكنش در چه سطحي انجام شود دو ساختار مختلف خودكار و نيمه خودكار وجود دارد. که ترکیب آن نیز قابل استفاده است.

ساختار خودكار : حسگر هايي كه يك رخداد يا پديده را تشخيص مي دهند داده هاي دريافتي را به گره هاي كارانداز جهت پردازش و انجام واكنش مناسب ارسال مي كنند. گره هاي كارانداز مجاور با هماهنگي با يكديگر تصميم گيري كرده و عمل مي نمايند. در واقع هیچ کنترل متمرکزی وجود ندارد و تصمیم گیری ها بصورت محلی انجام میشود.شكل(3) را ببینید.

ساختار نيمه خودكار: در اين ساختار داده ها توسط گره ها به سمت چاهك هدايت شده و فرمان از طريق چاهك به گره هاي كار انداز صادر شود. شكل(3) را مشاهده كنيد

شكل(3) ساختار خودكار

شكل(4) ساختار نيمه خودكار

از طرف ديگر در كاربردهاي خاصي ممكن است از ساختار بخش بندي شده يا سلولي استفاده شود كه در هر بخش يك سردسته[5] وجود دارد كه داده هاي گره هاي دستة خود را به چاهك ارسال مي كند. در واقع هر سردسته مانند يك مدخل[6] عمل ميكند.

ساختمان گره:

شكل(5) ساختمان داخلي گره حسگر را نشان مي دهد. هر گره شامل واحد حسگر/ كارانداز, واحد پردازش داده ها, فرستنده/گيرنده بي سيم و منبع تغذيه مي باشد بخشهاي اضافي واحد متحرك ساز, سيستم مكان ياب و توليد توان نيز ممكن است بسته به كاربرد در گره ها وجود داشته باشد.

واحد پردازش داده شامل يك پردازندة كوچك و يك حافظه با ظرفيت محدود است داده ها را از حسگرها گرفته بسته به كاربرد پردازش محدودي روي آنها انجام داده و از طريق فرستنده ارسال مي كند. واحد پردازش مديريت هماهنگي و مشاركت با ساير گره ها در شبكه را انجام مي دهد. واحد فرستنده گيرنده ارتباط گره با شبكه را برقرار مي كند. واحد حسگر شامل يك سري حسگر و مبدل آنالوگ به ديجيتال است كه اطلاعات آنالوگ را از حسگرگرفته و بصورت ديجيتال به پردازنده تحويل مي دهد. واحد كارانداز شامل كارانداز و مبدل ديجيتال به آنالوگ است كه فرامين ديجيتال را از پردازنده گرفته و به كارانداز تحويل مي دهد. واحد تامين انرژي, توان مصرفي تمام بخشها را تامين مي كند كه اغلب يك باطري با انرژي محدود است. محدوديت منبع انرژي يكي از تنگناهاي اساسي است كه در طراحي شبكه هاي حسگر همه چيز را تحت تاثير قرار مي دهد. در كنار اين بخش ممكن است واحدي براي توليد انرژي مثل سلول هاي خورشيدي وجود داشته باشد در گره هاي متحرك واحدي براي متحرك سازي وجود دارد. مكانياب موقعيت فيزيكي گره را تشخيص مي دهد. تكنيكهاي مسيردهي و وظايف حسگري به اطلاعات مكان با دقت بالا نياز دارند. يكي از مهمترين مزاياي شبكه هاي حسگر توانايي مديريت ارتباط بين گره هاي در حال حركت مي باشد.

شكل(5) ساختمان داخلی گره حسگر/كارانداز

ويژگي ها:

وجود برخي ويژگي ها در شبكه حسگر/ كارانداز, آن را از ساير شبكه هاي سنتی و بي سيم متمايز مي كند. از آن جمله عبارتند از:

• تنگناهاي سخت افزاري شامل محدوديتهاي اندازة فيزيكي, منبع انرژي, قدرت پردازش, ظرفيت حافظه
• تعداد بسيار زياد گره ها
• چگالي بالا در توزيع گره ها در ناحيه عملياتي
• وجود استعداد خرابي در گره ها
• تغييرات توپولوژي بصورت پويا و احيانا متناوب
• استفاده از روش پخش همگاني[7] در ارتباط بين گره ها در مقابل ارتباط نقطه به نقطه
• داده محور[8] بودن شبكه به اين معني كه گره ها كد شناسايي[9] ندارند

موضوعات مطرح:

عوامل متعددی در طراحي شبکه های حسگر موثر است و موضوعات بسیاری در این زمینه مطرح است که بررسی تمام آنها در این نوشتار نمیگنجد از این رو تنها به ذکر برخی از آنها بطور خلاصه اکتفا می کنیم.

1- تنگناهاي سخت افزاري: هرگره ضمن اينكه بايد كل اجزاء لازم را داشته باشد بايد بحد كافي كوچك, سبك و كم حجم نيز باشد بعنوان مثال در برخي كاربردها گره يايد به كوچكي يك قوطي كبريت باشد و حتي گاهي حجم گره محدود به يك سانتيمتر مكعب است و از نظر وزن آنقدر باید سبك باشد كه بتواند همراه باد در هوا معلق شود. در عين حال هر گره بايد توان مصرفي بسيار كم, قيمت تمام شده پايين داشته و با شرايط محيطي سازگار باشد. اينها همه محدوديتهايي است كه كار طراحي و ساخت گره هاي حسگر را با چالش مواجه ميكند. ارائه طرح های سخت افزاری سبک و کم حجم در مورد هر یک از اجزای گره بخصوص قسمت ارتباط بی سیم و حسگرها از جمله موضوعات تحقیقاتی است که جای کار بسیار دارد. پيشرفت فن آوري ساخت مدارات مجتمع با فشردگي بالا و مصرف پايين, نقش بسزايي در كاهش تنگناهاي سخت افزاري خواهد داشت.

2- توپولوژي: توپولوژي ذاتي شبكه حسگر توپولوژي گراف است. بدليل اينكه ارتباط گره ها بي سيم و بصورت پخش همگاني است و هر گره با چند گره ديگر كه در محدوده برد آن قرار دارد ارتباط دارد. آلگوريتم هاي كارا در جمع آوري داده و كاربردهاي ردگيري اشياء شبكه را درخت پوشا در نظر مي گيرند. چون ترافيك اصولا بفرمي است كه داده ها از چند گره به سمت يك گره حركت مي كند. مديريت توپولوژي بايد با دقت انجام شوديك مرحله اساسي مديريت توپولوژي راه اندازي اوليه شبكه است گره هايي كه قبلا هيچ ارتباط اوليه اي ندشته اند در هنگام جايگيري و شروع بكار اوليه بايد بتوانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند. الگوريتم هاي مديريت توپولوژي در راه اندازي اوليه بايد امكان عضويت گره هاي جديد و حذف گره هايي كه بدلايلي از كار مي افتند را فراهم كنند. پويايي توپولوژي از خصوصيات شبكه هاي حسگراست كه امنيت آن را به چالش ميكشد. ارائه روشهاي مديريت توپولوژي پويا بطوري كه موارد امنيتي را هم پوشش دهد از موضوعاتي است كه جاي كار زيادي دارد.

3- قابليت اطمينان: هر گره ممكن است خراب شود يا در اثر رويدادهاي محيطي مثل تصادف يا انفجار بكلي نابود شود يا در اثر تمام شده منبع انرژي از كار بيفتد. منظور از تحمل پذيري يا قابليت اطمينان اين است كه خرابي گره ها نبايد عملكرد كلي شبكه را تحت تاثير قرار دهد. در واقع مي خواهيم با استفاده از اجزاي غير قابل اطمينان يك شبكه قابل اطمينان بسازيم. براي گره k با نرخ خرابي lk قابليت اطمينانبا فرمول(1) مدل مي شود. كه در واقع احتمال عدم خرابي است در زمان t بشرط اينكه گره در بازة زماني (0,t) خرابي نداشته باشد. به اين ترتيب هرچه زمان ميگذرد احتمال خرابي گره بيشتر ميشود.

(1)

4- مقياس پذيري : شبكه بايد هم از نظر تعداد گره و هم از نظر ميزان پراكندگي گره ها, مقياس پذير باشد. بعبارت ديگر شبكه حسگر از طرفي بايد بتواند با تعداد صدها, هزارها و حتي ميليون ها گره كار كند و از طرف ديگر, چگالي توزيع متفاوت گره ها را نيز پشتيباني كند. چگالي طبق فرمول (2) محاسبه مي شود. كه بيانگر تعداد متوسط گره هايي است كه در برد يك گره نوعي (مثلادايره اي با قطر10 متر) قرار مي گيرد. A: مساحت ناحيه كاري N:تعداد گره در ناحيه كاري و R: برد ارسال راديويي است. در بسياري كاربردها توزيع گره ها اتفاقي صورت مي گيرد و امكان توزيع با چگالي مشخص و يكنواخت وجود ندارد يا گره ها در اثر عوامل محيطي جابجا مي شوند. بنابراين چگالي باید بتواند از چند عدد تا چند صد گره تغيير كند. موضوع مقياس پذيري به روشها نيز مربوط مي شود برخي روشها ممكن است مقياس پذير نباشد يعني در يك چگالي يا تعداد محدود از گره كار كند. در مقابل برخي روشها مقياس پذير هستند.

5- قيمت تمام شده : چون تعداد گره ها زياد است كاهش قيمت هر تك گره اهميت زيادي دارد. تعداد گره ها گاهی تا میلیونها میرسد. در این صورت کاهش قیمت گره حتی به مقدار کم تاثیر قابل توجهی در قیمت کل شبکه خواهد داشت.

6- شرايط محيطي : طيف وسيعي از كاربرد ها ي شبكه هاي حسگر مربوط به محيط هايي مي شود كه انسان نمي تواند در آن حضور داشته باشد. مانند محيط هاي آلوده از نظر شيمياي, ميكروبي, هسته اي ويا مطالعات در كف اقيانوس ها و فضا ويا محيط هاي نظامي بعلت حضور دشمن ويا در جنگل و زيستگاه جانوران كه حضور انسان باعث فرار آنها مي شود. در هر مورد , شرايط محيطي بايد در طراحي گره ها در نظر گرفته شود مثلا در دريا و محيط هاي مرطوب گره حسگر در محفظه اي كه رطوبت را منتقل نكند قرار مي گيرد.

7- رسانه ارتباطي: در شبكه هاي حسگرارتباط گره ها بصورت بي سيم و از طريق رسانه راديويي, مادون قرمز, يا رسانه هاي نوري ديگر صورت مي گيرد. اكثرا از ارتباط راديويي استفاده مي شود. البته ارتباط مادون قرمز ارزانتر و ساختنش آسانتر است ولي فقط در خط مستقيم عمل مي كند.

8- توان مصرفي گره ها: گره هاي شبكه حسگربايد توان مصرفي كم داشته باشند. گاهي منبع تغذيه يك باتري 2/1 ولت با انرژي 5/. آمپر ساعت است كه بايد توان لازم براي مدت طولاني مثلا 9 ماه را تامين كند. در بسياري از كاربردها باتري قابل تعويض نيست. لذا عمر باطري عملا عمر گره را مشخص مي كند. بعلت اينكه يك گره علاوه بر گرفتن اطلاعات(توسط حسگر) يا اجراي يك فرمان(توسط كارانداز) بعنوان رهياب[10] نيز عمل مي كندبد عمل كردن گره باعث حذف آن از توپولوژي شده و سازماندهي مجدد شبكه و مسيردهي مجدد بسته عبوري را در پی خواهد داشت. در طراحي سخت افزار گره ها استفاده از طرح ها و قطعاتي كه مصرف پاييني دارند و فراهم كردن امكان حالت خواب[11] براي كل گره يا براي هر بخش بطور مجزا مهم است.

9- افزايش طول عمر شبكه: يك مشكل اين است كهعمر شبكه هاي حسگرنوعاً كوتاه است. چون طول عمر گره ها بعلت محدوديت انرژي منبع تغذيه كوتاه است. علاوه بر آن گاهي موقعيت ويژة يك گره در شبكه مشكل را تشديد مي كند مثلاً در گره ای كه در فاصل يك قدمي چاهك قرار دارد از يكطرف بخاطر بار كاري زياد خيلي زود انرژي خود را از دست مي دهد و از طرفي از كار افتادن آن باعث قطع ارتباط چاهك با كل شبكه مي شود و از كار افتادن شبكه مي شود. برخي راه حل ها به ساختار برمي گردد مثلا در مورد مشكل فوق استفاده از ساختار خودكار راهكار مؤثري است.(به بخش 2 مراجعه شود) بعلت اينكه در ساختار خودكار بيشتر تصميم گيري ها بطوري محلي انجام مي شود ترافيك انتقال از طريق گره بحراني كم شده, طول عمر آن و در نتيجه طول عمر شبكه افزايش مي يابد. مشكل تخليه زود هنگام انرژي در مورد گره هاي نواحي كم تراكم در توزيع غير يكنواخت گره ها نيز صدق مي كند (به 4 مراجعه كنيد) در اينگونه موارد داشتن يك مديريت توان در داخل گره ها و ارائه راه حل هاي توان آگاه بطوري كه از گره هاي بحراني كمترين استفاده را بكند مناسب خواهد بود. اين نوعي به اشتراك گذاري منابع محسوب مي شود لذا در صورت داشتن مدیریت وظیفه و مدیریت توان مناسب توزیع با چگالی زیاد گره ها در میدان حسگر/ کارانداز طول عمر شبکه را افزایش میدهد. ارائه الگو های ساختاري مناسب و ارائه روشهاي مديريتي و آلگوریتم ها توان آگاهبا هدف افزايش طول عمر شبكه حسگر از مباحث مهم تحقيقاتي است.

10- ارتباط بلادرنگ[12] و هماهنگي[13] : در برخي كاربردها مانند سيستم تشخيص و جلوگيري از گسترش آتش سوزي يا سيستم پيش گيري از سرقت سرعت پاسخگويي شبكه اهميت زيادي دارد. در نمايش بلادرنگ فشار بر روي مانيتور بسته هاي ارسالي بايد بطور لحظه اي روزآمد باشند. براي تحقق بلادرنگ يك روش اين است كه براي بسته هاي ارسالي يك ضرب العجل تعيين شود و در لايه كنترل دسترسي رسانه[14] بسته هاي با ضرب العجل كوتاهتر زودتر ارسال شوند مدت ضرب العجل به كاربرد بستگي دارد. مسئلة مهم ديگر تحويل گزارش رخدادها به چاهك, يا كارانداز ناحيه, به ترتيب وقوع آنهاست در غير اين صورت ممكن است شبكه واكنش درستي انجام ندهد. نكته ديگر هماهنگي كلي شبكه در ارتباط با گزارشهايي است كه در مورد يك رخداد از حسگرهاي مختلف به كاراندازهاي ناحيه مربوطه داده مي شود. بعنوان مثال در يك كاربرد نظامي فرض كنيد حسگرهايي جهت تشخيص حضور يگان هاي پياده دشمن و كاراندازهايي جهت نابودي آن در نظر گرفته شده چند حسگر حضور دشمن را به كار اندازها اطلاع مي دهند شبكه بايد در كل منطقه, عمليات را به يكباره شروع كند. در غير اين صورت با واكنش اولين كارانداز, سربازان دشمن متفرق شده و عمليات با شكست مواجه مي شود. بهرحال موضوع بلادرنگ و هماهنگي در شبكه هاي حسگربخصوص در مقياس بزرگ و شرايط نامطمئن از مباحث تحقيقاتي است.

11- امنيت[15] و مداخلات[16] : موضوع امنيت در برخي كاربردها بخصوصدر كاربرد هاي نظامي يك موضوع بحراني است و بخاطر برخي ويژگي ها شبكه هاي حسگردر مقابل مداخلات آسيب پذير ترند. يك مورد بي سيم بودن ارتباط شبكه است كه كار دشمن را براي فعاليت هاي ضد امنيتي و مداخلات آسانتر مي كند. مورد ديگر استفاده از يك فركانس واحد ارتباطي براي كل شبكه است كه شبكه را در مقابل استراق سمع آسيب پذير مي كند. مورد بعدي ويژگي پويايي توپولوژي است كه زمينه را براي پذيرش گره هاي دشمن فراهم مي كند. اينكه پروتكل هاي مربوط به مسيردهي, كنترل ترافيك و لايه كنترل دسترسي شبكه سعي دارند باهزينه و سربار[17] كمتري كار كنند مشكلات امنيتي بوجود مي آورد مثلا براي شبكه هاي حسگر در مقياس بزرگ براي كاهش تأخير بسته هايي كه در مسير طولاني در طول شبكه حركت مي كنند يك راه حل خوب اين است كه اولويت مسيردهي به بسته هاي عبوري داده شود. همين روش باعث مي شود حمله هاي سيلي[18] مؤثرتر باشد. يكي از نقاط ضعف شبكه حسگركمبود منبع انرژي است و دشمن مي تواند با قرار دادن يك گره مزاحم كه مرتب پيغام هاي بيدار باش بصورت پخش همگاني با انرژي زياد توليد مي كند باعث شود بدون دليل گره هاي همسايه از حالت خواب[19] خارج شوند. ادامة اين روند باعث به هدر رفتن انرژي گره ها شده و عمر آنها را كوتاه مي كند.با توجه به محدوديت ها بايد دنبال راه حل هاي ساده و كارا مبتني بر طبيعت شبكه حسگربود. مثلا اينكه گره ها با چگالي بالا مي توانند توزيع شوند و هر گره داراي اطلاعات كمي است يا اينكه داده ها در يك مدت كوتاه معتبرند از اين ويژگي ها مي توان بعنوان يك نقطه قوت در رفع مشكلات امنيتي استفاده كرد. اساسا‏ً چالشهاي زيادي در مقابل امنيت شبكه حسگروجود دارد. و مباحث تحقيقاتي مطرح در اين زمينه گسترده و پيچيده است.

12- عوامل پیش بینی نشده: یک شبکه حسگر کارانداز تابع تعداد زیادی از عدم قطعیت هاست. عوامل طبیعی غیر قابل پیش بینی مثل سیل زلزله, مشکلات ناشی از ارتباط بی سیم و اختلالات رادیویی, امکان خرابی هر گره, کالیبره نبودن حسگرها, پویایی ساختار و مسیردهی شبکه, اضافه شدن گره های جدید و حذف گره های قدیمی, جابجایی گره ها بطور کنترل شده یا در اثر عوامل طبیعی و غيره. سؤالی كه مطرح است این است که در این شرایط چگونه میتوان چشم اندازی فراهم کرد که از دیدگاه لایه کاربرد شبکه یک موجودیت قابل اطمینان در مقیاس بزرگ دارای کارایی عملیاتی مشخص و قابل اعتماد باشد. باتوجه به اینکه شبکه های حسگر کارانداز تا حدود زیادی بصورت مرکزی غیر قابل کنترل هستند و بصورت خودکار یا حداقل نیمه خودکار عمل میکنند باید بتوانند با مدیریت مستقل بر مشکلات غلبه کنند. از این رو باید ویژگی های خود بهینه سازی[20] خود سازماندهی[21] و خود درمانی[22] را داشته باشند. اینها از جمله مواردی هستند که بحث در مورد آنها آسان ولی تحقق آن بسیار پیچیده است. بهرحال اين موضوعات ازجمله موارد تحقیقاتی می باشند

نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حسگر

ذره ی میکا[23] :

یک نمونه از پیاده سازی سخت افزاری گره های حسگر ذره میکا دانشگاه برکلی امریکا است.این نمونه, یک واحد حسگر کوچک (چندین اینچ مکعب) با یک واحد پردازنده مرکزی[24],منبع تغذیه,رادیو و چندین عنصر حسگر اختیاری می باشد. پردازشگر آن یک پردازنده 8- بیتی از خانواده ی اتمل[25] می باشد همراه با 128 کیلو بایت حافظه ی برنامه, 4کیلوبایت RAM برای داده 512کیلوبایت حافظه ی فلش .این پردازنده فقط یک کمینه از مجموعه دستورالعمل های ریسکRISK) )را بدون عمل ضرب, شیفت با طول متغیر و چرخش پشتیبانی می کند.رادیوی آن یک رادیوی مصرف پایین916 مگاهرتز با پهنای باند40 کیلو در ثانیه روی یک کانال تسهیم شده منفرد با محدوده ی نزدیک به 12 متر می باشد. رادیو در حالت دریافت 4.8 میلی آمپر, در حالت ارسال تا 12میلی آمپر ودر حالت خواب 5 میکرو آمپر مصرف می کند.

شکل(6) ذره میکا

ذره میکا در اندازه های مختلف وجود دارد,کوچکترین آن اغلب به عنوان غبار هوشمند[26] شناخته می شود.طرح پژوهشی غبار هوشمند که به وسیله ی پروفسور پیتستر[27]وکان[28] رهبری و هدایت می شود موفق به دستیابی حدی برای اندازه ومصرف توان[29] در گره های حسگر خود مختار شده است.کاهش اندازه برای ساختن گره های ارزان و البته تسهیل گسترش آن بسیار مهم است.گروه تحقیقاتی امیدوارند که ضمن حفظ موثر توانایی های حسگری وارتباطی می توانند موارد لازم حسگری , مخابره اطلاعات و محاسبات سخت افزاری همراه با منبع تغذیه را در اندازه ای در حدود چند میلیمتر مکعب فراهم کنند. این گره میلیمتر مکعبی غبار هوشمند نام دارد که حقیقتاَ قلمرو چیزهای ممکن شدنی است.چنان که نمونه های آتی آن می تواند به قدری کوچک باشد که معلق در هوا باقی مانده و به وسیله جریان هوا شناور شود و برای ساعت ها یا روزها موارد حس شده را ارسال کند. غبار هوشمند می تواند اطلاعات را با استفاده از یک تکنولوژی بازتابنده ی نوری جدید, به صورت غیر فعال[30] ارسال کند این یک راه معقول وارزان برای پراب[31] یک سنسور یا تایید دریافت اطلاعات را فراهم می کند ارسال نوری فعال[32] نیز ممکن است اما اتلاف انرژی بیشتری دارد.

شکل(7) ساختار داخلی غبار هوشمند

بررسي نرم ا فزارهاي شبيه سازي شبكه

امروزه تكنولوژي شبيه سازي به طرز موفقيت آميزي در جهت مدل سازي ، طراحي و مديريت انواع سيستم هاي هوشمند به كار گرفته شده و در اين راستا ابزارها و تكنيك هاي متعددي خلق شده كه به طور مثال مي توان به تكنيك شبيه سازي رويدادگردان اشاره كرد كه اساس عملكرد بسياري ازشبيه سازهاي نوين مي باشد. كاربرد شبيه سازي در مورد شبكه هاي ارتباطي نيز سابقه اي 15 ساله دارد كه هنوز هم در حال رشد مي باشد ، دلايل استفاده از شبيه سازي در اين حوزه را مي توان در دو مورد خلاصه كرد :

1-پيدايش و گسترش شبكه هايي باتكنولوژي پيچيده

2-خلق ابزار ها و نرم افزارهاي خاص شبيه سازي شبكه ها

نرم افزارهای شبیه ساز شبکه توانايي شبيه سازي شبكه هاي ارتباطي را بدون نياز به كد نويسي و معمولآ از طريق واسط هاي گرافيكي فراهم مي كنند. وجود عناصر شبيه سازي شده اي متناظر با عناصر واقعي ( روترها و سوئيچ ها ، ... ) در اين گونه موارد علاوه بر بالا بردن دقت ، باعث افزايش سهولت و سرعت در فرآيند شبيه سازي مي شود و به اين ترتيب براي كاربران ناآشنا با فن برنامه نويسي بسيار مناسب مي باشد.

خصوصيات لازم براي شبيه سازهاي شبكه:

خصوصياتي كه شبيه سازهاي شبكه بايد داشته باشند عبارتند از :

1-انعطاف در مدل سازي :

كاربر بايد قادر باشد انواع جديدي از منابع معمول شبكه همچون گره ها ، لينك ها و پروتكل ها را به مجموعه موجود در شبيه ساز بيفزايد.

2-سهولت در مدل سازي :

وجود واسط گرافيكي و امكان مدلسازي به صورت ساخت يافته ، به شكلي كه مدل هاي پيچيده بر اساس مدلهاي ساده طرح شوند و همچنين قابليت استفاده مجدد از ماژول ها از خصوصياتي مي باشد كه باعث تسريع در فرآيند شبيه سازي مي گردند.

3-اجراي سريع مدل ها :

زمان پردازش در شبيه سازي هاي بزرگ براي شبكه هايي با تعداد زياد گره بسيار مهم مي باشد كه لازمه آن مديريت صحيح حافظه مي باشد.

4-قابليت مصور سازي :

نمايش گرافيكي عناصر شبكه در حال تبادل پيغام ها با يكديگر به رفع خطاهاي شبيه سازي و درك نحوه كاركرد آن بسيار كمك مي كند. در برخي نرم افزارهاي شبيه ساز اجراي مصور سازي همزمان با اجراي شبيه ساز و در برخي ديگر پس از انجام آن و به صورت Play Back انجام مي گيرد.

5- قابليت اجراي مجدد و تكراري شبيه سازي :

هدف از انجام شبيه سازي به طور عمده تحقيق تآثير يك يا چند پارامتر (براي مثال متوسط طول بسته ها و يا ظرفيت بافرها) بر كارايي شبكه مي باشد و به همين خاطر تكرار پذيري يك شرط لازم براي اين نرم افزارها مي باشد. در مجموع بايد توجه داشت كه خلق يك شبيه ساز شبكه دقيق و معتبر مستلزم بكارگيري تكنولوژي شبيه سازي در كنار دانش شبكه و پروتكل هاي آن مي باشد.البته در كنار خصوصيات فوق وجود برخي قابليت ها بر ارزش هر ابزار شبيه ساز خواهد افزود كه از آن ميان مي توان به چند مورد اشاره ذيل اشاره كرد :

1- وجود ماژول هاي دروني از پيش آماده شده متناظر با عناصر و پروتكل هاي شبكه .

2-وجود يك مولد عدد تصادفي و در شكل هاي پيشرفته تر قابليت خلق كميت هاي با توزيع هاي تصادفي گوناگون چرا كه اغلب رخدادها در يك فرآيند شبيه سازي اعم از توليد و ارسال بسته ها و يا ايجاد خرابي در آنها ، از نوع فرآيندهاي تصادفي مي باشند.

3-حمايت از كاربران به بهنگام سازي هاي به موقع (بخصوص در مورد پروتكلهاي جديد) بهمراه مستندات كامل و گويا.

4- ارائه گزارشهايي از پارامتر هاي كارايي شبكه (نرخ خروجي، بهره وري ، تآخير انتقال،...) در قالب ارقام و منحني ها به همراه امكان انجام عمليات آماري روي نتايج از ديگر ويژگي هاي مثبت يك شبيه ساز مي باشد.

شبيه ساز NS(v2):

شروع به كار اين نرم افزار به پيش از پروژه VINT مربوط مي گردد.شبيه ساز NS در سال 1989توسط گروه تحقيقاتي شبكه NRG در آزمايشگاه LBNL و بر اساس شبيه ساز شبكه ديگري موسوم به REAL طراحي شده است كه توسعه آن تا امروز ادامه داشته و بخصوص پس از انتخاب شدن به عنوان ابزار شبيه ساز پروژه VINT جديت و سرعت يافته است.آخرين نسخه آن NS 2.1b8 روي شبكه اينترنت قابل دسترسي مي باشد.

معماري دروني NS:

NS2 از گونه شبيه سازهاي رويدادگردان مي باشد و از طريق پيگيري رخدادها در طول زمان هاي گسسته ، شبيه سازي را پيش مي برد اين شبيه ساز در دو محيط برنامه نويسي C++ و OTCL و بصورت شيئ گرا طرح شده .NS بر اساس مدلي موسوم به VuSystem كار مي كند كه در ادامه به طور خلاصه در مورد آن توضيح مي دهيم.

مدل VuSystem:

شبيه سازهاي شبكه عمدتآ از دو بخش با تمايلات گوناگون تشكيل يافته اند :

1-گروهي از بلاك هاي سازنده كه عناصري همچون گره ها ، لينك ها ، صف ها ، مولدهاي ترافيك و پروتكل ها را شبيه سازي مي كنند.

2-يك رابط كه معمولآ از آن تحت عنوان زبان تشريح شبيه سازي يا SDL ياد مي شود و وظيفه دارد بلوك هاي سازنده فوق را در فرآيند شبيه سازي به يكديگر متصل كند.

در مورد اين دو بخش يك مشكل اساسي پيش روي طراحان شبيه سازهاي شبكه وجود دارد. در حالي كه براي بلوك هاي سازنده كارايي و سرعت اجرا هدف اصلي مي باشد.SDL نيازمند انعطاف و سهولت تغيير در پيكر بندي مي باشد و نيل به اين دو هدف با يك محيط برنامه نويسي واحد مشكل مينمايد.بنابراين مدل VuSystem كه توسط David Wetherall در دانشگاه MIT پيشنهاد شده ، راه حل را در استفاده از دو محيط برنامه نويسي جداگانه براي دو بخش فوق مي داند.مطابق اين مدل بلوك هاي سازنده با يك زبان كامپايلي (براي مثال C++ ) و بخش رابط آنها در يك محيط مفسري (مانند OTCL) پياده سازي مي شوند.

طراحان NS-2 با بكار گيري مجموعه اي از اشياء موسوم به اشياء دو تكه موفق به اعمال مدل VuSystem در شبيه ساز خويش گشته اند . مطابق اين مدل NS-2 متشكل از مجموعه اي از اشياء مي باشد كه در دو محيط دوگانه كامپايلي/ مفسري و از طريق فراخواني متدهاي يكديگر ، ارتباط برقرار مي كنند.

شبيه ساز :OMNeT++

OMNeT++ يك شبيه ساز شيئ گرا مي باشد و از دسته نرم افزارهاي discrete event است.++ OMNeT مخفف Objective Modular Network است و مبتني بر C++ است. چون اين نرم افزار در محيط C++ نوشته شده است در اغلب محيط ها باكامپايلر C++ قابل اجرا مي باشد. به وسيله DoS و X- windowپشتيباني شده و به Win3.1 و Win95 و WinNT قابل حمل است. نويسنده اين نرم افزار با يك شركت مجارستاني توزيع كننده OPNETهمكاري داشته است. اين فرد عضو چندين پروژه شبيه سازي شبكه بوده و مدل شبيه سازي سيستم VSAT در OPNET را نوشته است. از لحاظ ساختاري اين نرم افزار سلسله مراتبي از ماژول هاي تو در تو مي باشد كه ماژول ها از طريق تبادل پيغام با يكديگر در ارتباط هستند. در پائين ترين سطح اين سلسله مراتب ماژول هاي خود كاربر قابل ايجاد مي باشند. مي تواند اجراي شبيه سازي را به صورت موازي پيش ببرد.با اين نرم افزار هر نوع مكانيزم زمانبندي قابل بكار گيري است.زبان متني براي توصيف توپولوژي دارد كه به آن NED گويند و بوسيله هر ابزار پردازشگر متني (مانند perl و awk) قابل ايجاد است. همين فرمت بوسيله اديتور گرافيكي قابل بكار گيري است. ++OMNeT واسط قوي براي ديباگ كردن و تريس كردن فراهم مي كند.

همان طور كه ذكر شد OMNeT++ ساختار ماژولي دارد بنابراين تمام ابزار مورد نياز در قالب ماژول هستند.اين ماژول ها ساختار سلسله مراتبي دارند. در بالاترين سطح ماژول سيستم قرار دارد. ماژول سيستم حاوي زير ماژول ها مي باشد.كه اين زير ماژول ها مي توانند حاوي زير ماژول هاي ديگري باشند الي آخر.شمايي از ساختار ماژولي در شكل آمده است.عمق ماژول هاي تو در تو محدود نيست.بنابراين كاربر مي تواند مدل منطقي سيستم واقعي خود را پياده سازي كند.

شکل(8)

دو نوع ماژول داريم ماژول هاي مركب و ساده .ماژولهاي مركب همانطور كه از نامش پيداست به ماژول هايي گفته مي شود كه زير ماژول ها را در بر دارند.ماژول هاي ساده ماژول هايي هستند كه بوسيله خود كاربر ايجاد مي شوند.در حقيقت ماژول هاي ساده الگوريتم هاي مدل هستند.

همه ماژول هاي سيستم در قالبي به نام module type هستند. كاربر براي توصيف مدل modul type ها را به كار مي گيرد ( نمونه هايي از module type را براي ايجاد module type هاي پيچيده تر بكار مي گيرد). در مجموع ماژول سيستم نمونه اي از module type هاي از پيش تعريف شده است.زماني كه module type به عنوان بلاك سازنده بكار گرفته شود تفاوتي بين ماژول ساده و ماژول مركب نيست. بدين مفهوم كه كاربر براي سادگي مي تواند يك ماژول ساده را به چندين ماژول ساده بشكند و در قالب يك ماژول مركب بگنجاند يا برعكس قابليت هاي يك ماژول مركب را در يك ماژول ساده خلاصه كند.

همان طور كه ذكر شد ماژول ها از طريق تبادل پيغام با يكديگر ارتباط برقرار مي كنند.در شبكه واقعي پيام ها مي توانند فريم ها يا بسته ها باشند. ماژول هاي ساده از طريق ارسال مستقيم پيغام يا به كمك مسيرهاي از پيش تعريف شده با يكديگر در ارتباط هستند.گيت ها واسط هاي ماژول ها هستند كه داراي بافر مي باشند و

مقاله34- ایجاد و مدیریت شبکه های اطلاعاتی مبتنی بر تجهیزات سخت افزاری سیسکو

فصل اول... 10

LAN... 10

WAN... 10

شبکه‌های نوع Circuit-Switched.. 10

شبکه‌های نوع Cell-Switched.. 11

Packet-Switched.. 11

MAN... 12

Intranet, Extranet, Internet. 12

VPN... 13

فصل دوم.. 13

OSI Reference Model13

مزایای مدل OSI. 14

خصوصیات مدل OSI. 14

Application Layer. 15

Peresentation Layer. 16

Session Layer. 16

Transport Layer. 17

Network Layer. 17

Data Link Layer. 18

Physical Layer. 19

فیبرهای نوری.. 20

Unicast. 21

Multicast. 22

Broadcast. 23

Ethernet. 23

انواع مختلف Ethernet. 25

IEEE 802.3.. 25

IEEE 802.2.. 27

بريج‌ها27

انجام عمل Learning. 28

انجام عمل Forwarding. 28

مشكلاتي كه بريج‌ها حل مي‌كنند.29

سوئيچ‌ها29

آدرس‌دهي لايه سوم يا Layer-3.. 29

جدول Routing. 31

منافع استفاده از روترها32

Transport Layer. 34

فصل سوم.. 34

TCP/IP.. 34

لایه Application.. 35

لايه Transport. 35

لايه Internet. 35

IP Datagram... 36

ICMP.. 36

ARP و RARP.. 37

مقدمه‌اي بر آدرس‌دهي IP.. 41

انواع كلاس‌هاي ادرس IP.. 42

Private IP address. 42

Subnetting. 43

Subnet Masks. 45

فصل چهارم.. 46

آشنايي با محصولات سيسكو. 46

Hubs. 47

سوئيچ‌ها48

روترها48

LEDها و مراحل بوت شدن سوئيچ.. 49

روترها49

پورتها و كنسولها50

پورت كنسول. 51

Interface‌هاي فيزيكي موجود در روي دستگاه. 52

تركيب دستورات به كار رفته براي دسترسي به Interfaceهاي سوئيچ.. 52

تركيب دستورهاي به كار رفته براي دسترسي به Interfaceهاي روتر. 53

چگونگی کابل‌کشی Ethernet. 54

وسایل کابل‌کشی Ethernet. 55

کابل‌کشی در WAN... 56

فصل 5. 57

مقدمه‌ای بر سیستم عامل IOS.. 58

تنظیمات مقدماتی سوئیچ‌ها59

دسترسی به CLI. 59

EXEC mode. 60

دسترسی به Configuration mode. 61

پسورددهی به EXEC در 2950.. 61

آدرس‌دهی در 2950.. 65

Configuration files. 65

مشاهده محتویات Configuration file. 66

ذخیره کردن تنظیمات اعمال شده. 67

مشاهده تنظیمات اعمال شده دستگاه. 68

دستور show interfaces. 68

دستور show ip.. 71

دستور show version.. 72

تنظیمات مقدماتی روترها73

Configuration mode. 73

نامگذاری روترها73

تنظیمات مربوط به Interfaceهای روتر. 74

مشخص کردن توضیحات مربوط به هر Interface. 75

فعال کردن هر Interface. 75

پیکربندی مربوط به LAN Interfaces. 76

پیکربندی مربوط به Serial Interfaces. 77

آدرس‌دهی در روترها78

تخصيص آدرس IP.. 79

تست عملکرد روتر. 81

دستور show interface. 81

دستور show ip interface. 82

دستور show hosts. 83

دستور show version.. 84

فصل ششم.. 85

قسمت های سخت افزاری روتر سیسکو. 85

ROM... 85

RAM... 86

Flash.. 86

NVRAM... 86

Configuration register. 86

مراحل بوت شدن. 87

(CDP) Cisco Discovery Protocol89

CDP حاوي چه اطلاعاتي است؟. 89

تنظيمات CDP.. 90

آزمايش عملكرد CDP.. 90

Ping. 93

كاربرد Ping در Privilege EXEC.. 94

كاربرد دستور traceroute. 96

استفاده از Simple traceroute. 97

كاربرد telnet. 98

دستور debug. 99

فصل 7. 100

انواع روش های Switching. 100

ـ Store-and-forward.. 101

ـ Cut-through.. 101

ـ Fragment-Free. 101

عملكرد بريج ها و سوئيچ‌ها101

مرحله Learning. 102

مرحله Forwarding. 104

Loops. 104

پروتكل STP.. 106

فصل هشتم.. 106

آشنايي با مفهوم VLANs. 106

Subnetها و VLANها108

قابليت انعطاف يا Scalability.. 110

انواع اتصالات VLAN... 110

اتصالات Access link.. 111

اتصالات Trunk.. 111

ISL.. 114

802.1Q... 116

پيكربندي Trunk در روي سوئيچ 2950.. 118

ايجاد VLAN... 120

تنظيمات مربوط به VLANها در 2950.. 121

عيب‌يابي VLANها و اتصالات Trunk.. 122

فصل نهم.. 123

انواع Routeها123

Routing Protocols و Routed protocols. 124

پروتكل‌هاي Distance Vector و Default Route. 124

مزيتهايي كه پروتكل هاي Link State ارائه مي‌دهند. 126

معايباستفاد از پروتكل‌هاي Link state. 127

فصل دهم.. 128

مقدماتي در مورد پروتكل‌هاي Routing. 128

استفاده از دستور Router. 128

دستور Network.. 129

IP RIP.. 131

پیکربندی IP RIP.. 131

عیب یابی IP RIP.. 134

دستور Show IP protocols. 134

دستور Show IP Route. 135

دستور Debug IP RIP.. 137

IP IGRP.. 138

پیکربندیIP IGRP.. 139

پخش ترافیک یا Load Balancing. 140

فصل یازدهم.. 143

OSPF.. 143

ویژگیهای OSPF.. 143

پیکربندی OSPF.. 144

EIGRP.. 146

عملكرد EIGRP.. 149

فصل دوازدهم.. 152

IP Access List. 152

آشنايي با ACL.. 153

انواع ACL.. 154

مرا حل پردازش ACLها155

فعال كردن ACL.. 158

فصل سیزدهم.. 159

مقدمه‌اي بر ترجمه آدرسها يا Address Translation.. 159

انواع سيستم ترجمه آدرسها يا Address translation.. 162

NAT.. 162

NAT استاتيك.... 162

NAT ديناميك.... 164

PAT.. 165

PAR.. 167

مزاياي استفاده از سيستم ترجمه آدرسها يا Address translation.. 168

معايب استفاده از سيستم ترجمه آدرسها يا Address translation.. 169

فصل چهاردهم.. 169

انواع ارتباطات... 169

اتصالات Leased line. 169

اتصالات Circuit-Switched.. 170

اتصالات Packet-Switched.. 172

HDLC.. 174

نوع فریم HDLC.. 174

پیکربندی HDLC.. 175

PPP.. 176

نوع فریم یا Frame Type. 177

LCP و NCP.. 177

پیکربندی PPP.. 178

PPP Authentication یا عمل تشخیص هویت در PPP.. 179

PAP.. 179

CHAP.. 181

فصل پانزدهم.. 184

Frame Relay.. 184

Virtual Circuits. 184

طراحی Full-meshed.. 185

مزیتهای VCs. 186

انواع VC.. 189

PVCs. 189

SVCs. 190

پیکربندی Frame Relay.. 191

پیکربندی LMI. 193

عیب‌یابی LMI. 194

دستور show interfaces. 194

دستور show frame-relay lmi195

دستور debug frame-relay lmi195

فصل اول

LAN

اگر کامپیوترهایی را که در فواصل جغرافیایی کوچک مثل یک طبقه یا یک ساختمان قرار دارند به هم وصل کنیم، به این نوع شبکه‌ها، LAN گفته می‌شود. در شبکه‌های LAN انواع مختلف دستگاه‌ها، مثلRouter , Switch , Hub , Firewall , Pc , File Server , Voice Gateways , … را می‌توان مشاهده نمود. انواع Mediaهای مختلف برای وصل کردن دستگاه‌ها به همدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثل Ethernet, Fast Ethernet (FE), Gigabit Ethernet (GE), Token Ring, FDDI که امروزه کاربرد Ethernet و FE در شبکه‌های موجود زیاد شده است.

WAN

اگر تعداد زیادی LAN که در فواصل جغرافیایی زیاد نسبت به هم قرار دارند را به هم وصل کنیم، این نوع از شبکه را به نام WAN می نامیم. چهار نوع مختلف WAN وجود دارد:

1. Circuit-Switched

2. Packet-Switched

3. Cell-Switched

4. Dedicated Connections

شبکه‌های نوع Circuit-Switched

این نوع از اتصالات WAN، یک ارتباط موقتی را بین دو قسمت ایجاد می‌کند که این ارتباط از طریق خطوط تلفن انجام می‌پذیرد. مثل اتصالات Dial-up و همچنین ISDN. از این نوع می‌توان هم به عنوان اتصالات اصلی و هم به عنوان اتصالات پشتیبان استفاده نمود.

شبکه‌های نوع Cell-Switched

این نوع از شبکه‌ها از یک ارتباط همیشگی استفاده می‌کنند. یعنی دسترسی به شبکه و یا اینترنت بی‌وقفه بوده و همچنین پهنای باند مورد نیاز را برای ما گارانتی می‌کند. امتیاز استفاده از این نوع در آن است که یک دستگاه به صورت همزمان می‌تواند به چندین دستگاه از روی یک Interface وصل شود. همچنین بسته‌های ارسالی توسط این نوع ارتباط دارای اندازه‌های ثابت بوده و بنابراین QoS (Quality of Service) یا کیفیت اتصال بهتری را ارائه می‌دهد. نقطه منفی استفاده از ارتباطات نوع Cell-Switched این است که از لوازم گران‌قیمت‌تری استفاده کرده و همچنین ایجاد و عیب‌یابی آن نیز مشکلتر از بقیه می‌باشد. از همین رو است که بهترین راه انتقال صوت و تصویر، استفاده از همین نوع است. تکنولوژی‌های ATM و SMDS مثال‌هایی برای Cell-Switched می‌باشند.

Packet-Switched

برخلاف نوع قبلی که از بسته‌هایی با طول ثابت برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کرد، ارتباطات نوع Packet-Switched می‌تواند بسته‌هایی با طول مختلف را عبور دهد. تکنولوژی‌هایی مانند Frame Relay, X.25, DSL مثالهایی بارز از این نوع ارتباطات می‌باشند.

دو نوع جدید از ارتباطات Packet-Switched که در آمریکا به کار برده می شود، DSL و Cable می باشد. DSL نسبت به بقیه تکنولوژیهای WAN، از قیمت کمتری برخوردار بوده و از پهنای باندی تا حداکثر 2 Mbps استفاده می‌کند. همچنین DSL به مقدار فاصله ارتباط مستقیمی دارد. به این صورت که هر چقدر فاصله ما از منبع ارائه دهنده اشتراک DSL بیشتر باشد، سرعت و کیفیت دسترسی کمتر خواهد بود. Cable از کابلهای Coaxial که در ارتباطات تلویزیونی هم مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده می‌نماید. اما ارتباطات Cable به صورت دسترسی اشتراکی است؛ به این صورت که هر چقدر کاربران بیشتری از آن استفاده کنند، سرعت دسترسی پائین خواهد آمد. هر دوی این تکنولوژیها بعد از ایجاد، به صورت همیشگی در حالت فعال قرار خواهند داشت و نیازی به شماره‌گیری با ISP وجود ندارد.

MAN

همانطوریکه WAN بین LANهای مختلف ارتباط برقرار می‌کند، MAN نیز همین کار را در محیط‌های جغرافیایی کوچک انجام می‌دهد. مثلاً در داخل یک شهر. به عبارت دیگر MAN یک ارتباط دوگانه بین LAN و WAN است. ولی برخلاف WAN که از سرعتهای کمتر تا متوسط بهره می‌برد، MAN از سرعتهای بالایی برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. مثل خطوط T1 (1.544 Mbps) و Optical Services. دستگاه‌هایی که در MAN مورد استفاده قرار میگیرند، عبارتند از High-end, Routers, ATM Switches, Optical Switches.

Intranet, Extranet, Internet

بعد از مباحثی که در مورد انواع شبکه مطرح شد، اطلاحالات دیگری هم وجود دارند که باید در مورد آنها اطلاعاتی داشته باشیم.

Intranet: به شبکه‌های داخلی یک شرکت گفته می‌شود که منابع مورد نیاز برای کاربران در داخل همین شبکه قرار داشته و کاربران نیاز ندارند که برای یافتن منابع مورد نیاز خود به محیط عمومی اینترنت دسترسی داشته باشند. یک Intranet می‌تواند شامل LANs, Private WANs, MAN, VPN, SAN باشد.

Extranet: در واقع شبکه‌های Intranet گسترده را Extranet می‌گویند. این شبکه شامل افراد شناخته شده در خارج از شبکه Intranet می‌باشد که نیاز به دسترسی به منابع داخلی دارند. مثلاً کاربران و یا شرکای تجاری شرکت که به وسیله ارتباطات نوع VPN و یا Dial-up اقدام به استفاده از منابع شبکه داخلی می نمایند.

Internet: برخلاف Extranet که برخی از منابع شبکه در محلهای شناخته شده بیرون از Intranet قرار دارد، در اینترنت، منابع در محلهای ناشناخته و پراکنده متعدد ممکن است وجود داشته باشد. در واقع همه افراد ناشناخته موجود در اینترنت قادر به دسترسی به همه منابع می‌باشند.

VPN

یک نوع مخصوص از شبکه است که ارتباطات برقرار شده در آن به صورت کاملاً امن صورت می‌گیرد. هنگامی که بخواهیم در محیط‌های عمومی اینترنت دسترسی به منابع را به صورت کاملاً امن انجام دهیم از این نوع شبکه استفاده می‌کنیم. مثلاً در Extranet، کاربران شناخته شده به وسیله استفاده از VPN به منابع داخلی یک شبکه دسترسی پیدا می‌کنند. در هنگام برقراری ارتباط از طریق VPN خصوصیات Confidentiality, Integrity Authentication, نیز مطرح می‌شوند. Authentication یعنی شناسایی هویت کاربران و صدور اجازه دسترسی به کاربران مجاز. Confidentiality یعنی اینکه اطلاعات انتقالی به وسیله خصوصیت Encryption یا پنهان‌سازی به صورتی حمل می‌شوند که قابل خواندن توسط افراد غیرمجاز نیستند. Integrity یعنی هیچکس قادر به تغییر اطلاعات ارسالی در بین راه نمی‌باشد.

فصل دوم

OSI Reference Model

سازمان بین‌المللی (ISO) استانداری برای چگونگی انتقال اطلاعات بین کامپیوتها و دستگاه‌های مختلف ارائه داده است که شامل تمام مراحل از مرحله ورود اطلاعات توسط کاربر تا مرحله تبدیل اطلاعات به سیگنالهای نوری و قرار گرفتن آنها در داخل سیم و یا به صورت بی‌سیم می‌شود. لازم به ذکر است که مدل OSI ایده‌های مطرح در زمینه انتقال اطلاعات را به صورت کلی بیان می‌کند و پروتکلهایی مثل IP و IPX کاملاً با استاندارد مزبور همخوانی ندارند. درک مدل 7 لایه‌ای OSI شما را در مدیریت آسان و عیب‌یابی مشکلات یاری خواهد داد.

مزایای مدل OSI

سازمان ISO مدل OSI خود را در 7 لایه ارائه داده است. منظور از این استاندارد، قادر ساختن سازندگان تجهیزات سخت‌افزاری تولید کنندگان نرم‌افزار و مدیران شبکه برای مدیریت شبکه برای مدیریت بهتر و ایجاد تکنولوژیهای پیشرفته جدید و منطبق ساختن آنها با قالبهای استاندارد امروزی است. 7 لایه مورد بحث در این استاندارد هر کدام مرحله‌ای از ارتباط بین دستگاه‌های مختلف را شرح می‌دهد.

یک کامپیوتر شخصی بهترین مدل برای تفهیم مدل OSI است. همانطور که می‌دانیم یک کامپیوتر از اجزای مختلفی تشکیل شده است؛ مثل صفحه نمایش، صفحه کلید، ماوس، CD ROM، RAM، و ... که مجزا بودن هر یک از قطعات باعث می‌شود که در مواقع بروز مشکل، ایرادیابی آن آسانتر باشد. مثلاً اگر CD RAM دارای مشکلی بود به راحتی می‌توان آن را تعویض نمود. مدل OSI نیز همین ایده را بازگو می‌کند.

خصوصیات مدل OSI

مدل OSI دارای 7 لایه به شرح زیر است:

لایه 7 : Application Layer

لایه 6 : Presentation Layer

لایه 5 : Session Layer

لایه 4 : Transport Layer

لایه 3 : Network Layer

لایه 2 : Data Layer

لایه 1 : Physical Layer

سه لایه بالایی در ارتباط با نرم‌افزارهایی هستند که کاربر از آنها استفاده می‌کند. 4 لایه پائینی نیز نقش انتقال اطلاعات را بین نرم‌افزارهای موجود در کامپیوترهای مختلف که کاربران از آنها استفاده می‌کنند بر عهده دارند. هر لایه نقش مجزایی را در این بین انجام می‌دهد. البته بیان این 7 لایه فقط به منظور درک بهتر مراحل انجام کار است و در حقیقت کل مراحل به صورت پیوسته انجام می‌شوند. همانطور که گفته شد پروتکل‌های مختلف کاملاً با استاندارد حاضر سازگاری ندارند. به طور مثال پروتکل IP دارای 4 لایه است که لایه‌های Application، Presentation و Session با هم یکی شده و یک لایه به اسم Application را تشکیل می‌دهند.

Application Layer

هفتمین یا بالاترین لایه مدل OSI است. این لایه یک محیط کاری را برای ارتباط بین کاربر و دستگاه ایجاد می‌کند که از این طریق افراد بتوانند با دستگاه ارتباط برقرار نمایند. این محیط می‌تواند گرافیکی و یا به صورت خط دستور CLI (Command Line Interface) باشد. این محیط برای دستگاه‌های سیسکو به صورت خط دستور است در حالیکه مرورگرهای وب مثل اینترنت اکسپلورر مایکروسافت از یک محیط گرافیکی استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که منظور از نرم‌افزارهای گفته شده آنهایی هستند که توانایی استفاده از شبکه را دارا هستند. در حالیکه شاید هزاران نرم‌افزار وجود داشته باشد که نتوانند از امکانات شبکه‌ها استفاده کرده و اطلاعات را از راه شبکه انتقال دهند. حدود 5 سال قبل مرز مشخصی بین نرم‌افزارهایی که می‌توانستند به وسیله شبکه ارتباط برقرار کنند با آنهایی که نمی‌توانستند وجود داشت. مثلاً نسخه‌های اولیه Microsoft Word که فقط دارای یک وظیفه بوده و آن هم پردازش متن و مدیریت اسناد بود. در حالیکه نسخه‌های جدید این نرم‌افزار دارای خصوصیت برقراری ارتباط با دیگران و حتی انجام کارهای گروهی در شبکه نیز هستند. نرم‌افزارهای دیگر نیز همگام با تحول در تکنولوژی قارد به برقراری ارتباط با شبکه می‌باشند. از مهمترین نرم‌افزارهای این دسته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

Telnet, FTP, Web Browsers, Email, HTTP, SMTP, …

Peresentation Layer

ششمین لایه از مدل OSI است. این دو لایه مسئول این است که اطلاعات به چه فرمتی به کاربران نشان داده شوند. مثلاً این لایه در مورد اینکه متنها، تصاویر و فیلم و صدا چگونه به افراد نمایش داده شوند تصمیم می‌گیرند. به عنوان نمونه متن به صورت دو استاندارد ASCII و ABCDIC می‌تواند نمایش داده شود. که ASCII همان استانداردی است که امروزه در دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود و استاندارد ABCDIC نیز در محیطهای Mainframe مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مورد تصاویر نیز استانداردهای مختلفی وجود دارد. مثل JPEG, GIF, BMP, PNG, … البته همین تنوع در مورد فایلهای صوتی و تصویری نیز وجود دارد. در بین نرم‌افزارهای موجود، مرورگرهای وب دارای توانایی زیادی در نمایش دادن فایلهایی مثل متنها و تصاویر هستند. همچنین این لایه می‌تواند به وسیله خصوصیت Encryption یا پنهان‌سازی، امنیت فایلها را نیز تأمین کند ولی در تکنولوژی امروز، ارائه دادن راهکارهای امنیتی در انتقال اطلاعات کاری پیچیده بوده و به وسیله مجموعه نرم‌افزارها و پروتکل‌های مختلف انجام می‌گیرد که پردازش بیشتری را نیاز دارد.

Session Layer

پنجمین لایه از مدل OSI را تشکیل می‌دهد. این لایه وظیفه تصمیم‌گیری در مورد ایجاد ارتباط با دستگاه‌های دیگر را بر عهده دارد. به این صورت که اگر منابع درخواستی روی سیستم محلی قرار داشت که هیچ، ولی اگر اطلاعات روی سیستمی دیگر در جایی دیگر قرار داشت تصمیم به برقراری ارتباط می‌گیرد. همچنین این لایه مسئول این است که اطلاعات در مسیرهای درست خود انتقال پیدا کنند. همچنانکه وظیفه دارد اطلاعات گرفته شده توسط یک ارتباط را به نرم‌افزار مخصوص به خود انتقال دهد. مکانیسم اصلی ایجاد ارتباط را لایه چهارم یا Transport Layer تشکیل می‌دهد و Session Layer برای ایجاد ارتباط با لایه چهارم مشورت می‌کند.

Transport Layer

چهارمین لایه از مدل OSI را تشکیل می‌دهد. این لایه نقش اصلی ارتباط را بر عهده دارد. ارتباط ایجادی می‌تواند هم به صورت مطمئن یا Reliable و هم به صورت نامطمئن یا Unreliable باشد. در نوع Relible این لایه مسئولیت کشف خطا و اصلاح آن را بر عهده دارد. به این صورت که در مواقع بروز مشکل، این لایه اقدام به فرستادن دوباره اطلاعات خواهد کرد. در ارتباطات نوع Unreliable این لایه فقط وظیفه کشف خطا را بر عهده دارد و کار اصلاح خطا را بر عهده لایه‌های بالاتر، مثلاً لایه Application می‌گذارد. مثال برای ارتباطات Reliable. پروتکل TCP است و پروتکل UDP نمونه‌ای برای ارتباطات Unreliable می‌باشد. همچنین می‌توان به SPX به عنوان Reliable اشاره نمود. البته پروتکلهای IP و IPX هر دو ارتباطات Unreliable را ایجاد می‌کنند ولی چون این پروتکلها در لایه Network عمل می‌کنند و نه در لایه Transport، برای همین در این دسته قرار نمی‌گیرند. در طی همین فصل به صورت خیلی جزئی‌تر لایه Transport و عملکرد آن را شرح خواهیم داد.

Network Layer

سومین لایه از مدل OSI است. این لایه وظایف کم ولی مهمی را بر عهده دارد که از آن جمله می‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

این لایه وظیفه آدرس‌دهی لایه سوم شبکه را بر عهده دارد. برای همین هم توپولوژی منطقی یا Logical Topology شبکه را مشخص می‌کند. این آدرسها برای گروه کردن تعدادی از ماشینها با همدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. آدرسهای لایه سوم دارای دو قسمت Host و Network می‌باشند که قسمت Network دستگاه‌های موجود را در گروه‌ها و یا شبکه‌های جداگانه قرار می‌دهد. آدرسهای لایه سوم همچنین باعث اتصال انواع Mediaهای مختلف به همدیگر می‌شوند. مثلاً FDDI, Token Ring, Ethernet به وسیله این لایه با همدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. برای انتقال اطلاعات در بین شبکه‌هایی که از آدرسهای لایه سوم مختلف استفاده می‌کنند، دستگاهی به اسم روتر مورد نیاز است. روترها از اطلاعاتی که از آدرس‌دهی لایه سوم شبکه به دست می‌آورند در یافتن بهترین مسیر برای انتقال اطلاعات بهره می‌برند. از پروتکل‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند، می‌توان به IPX , IP و Apple Talk اشاره نمود.

Data Link Layer

دومین لایه از مدل OSI است، برخلاف لایه Network که آدرس‌دهی منطقی یا Logical شبکه را بر عهده دارد. وظیفه این لایه آدرس‌دهی فیزیکی شبکه می‌باشد. این نوع آدرس به اسم آدرس MAC یا آدرس سخت‌افزاری نیز نامیده می‌شود. همچنین این لایه چگونگی اتصال دستگاه‌ها به Mediaهای مختلف و همچنین نوع فریم آنان را نیز مشخص می‌کند که شامل فیلدهای موجود در فریمهای لایه دوم یا فریمهای Data Link Layer می‌شود. دستگاه‌هایی در این لایه عمل می‌کنند که به یک نوع Media وصل شده باشند و یا به عبارتی دیگر به یک قطعه سیم اتصال داشته باشند. همانطور که به یاد دارید برای اتصال دستگاه‌هایی که به انواع مختلف Media اتصال دارند یک روتر لازم است.

این لایه همچنین مسئول تحویل گرفتن بیت های 0 و 1 از لایه اول و تبدیل آنها به فریمهای لایه دوم است. این لایه می‌تواند در حین انجام کار خطاهای ایجادی را شناسایی کرده و از فریمهای بد چشم‌پوشی کند. البته اصلاح خطاهای ایجاد شده به عهده این لایه نبوده و مسئولیت این کار را لایه چهارم بر عهده دارد. اما تعدادی از پروتکل‌های این لایه ویژگی اصلاح خطاهای ایجادی را نیز پشتیبانی می‌کنند نمونه‌هایی از پروتکل‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند در شبکه‌های LAN عبارتند از:

IEEES 802.2, 802.3, 802.5 Ethernet II ANSIs FDDI

و برای شبکه‌های WAN استانداردهای زیر را داریم:

ATM, PPP, HDLC, Frame Relay, SLIP, X.25

دستگاه‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند عبارتند از سوئیچ‌ها، روترها و کارتهای شبکه یا همان NICها.

Physical Layer

این لایه اولین و در واقع پائین‌ترین لایه موجود در مدل OSI می‌باشد که وظایف زیر را بر عهده دارد.

ـ تعیین نوع Interface که در برقراری ارتباط شرکت خواهد کرد.

ـ تعیین نوع سیم‌هایی که باید به کار برده شوند.

ـ تعیین نوع Connectorهایی که سیمها را به Interfaceها اتصال می‌دهند.

یک نوع از Interface به نام NIC نامیده می‌شود که ممکن است برای مثال کارت 10BaseT باشد و یا یک Interface ثابت روی یک دستگاه سوئیچ.

این لایه همچنین مسئول این است که اطلاعات 0 و 1 را به سیگنالهای الکتریکی و یا سیگنالهای نوری تبدیل کند و این کار را با اندازه گرفتن ولتاژ سیمها و یا اندازه گرفتن فرکانسهای نوری داخل فیبرهای نوری انجام می‌دهد. از جمله دستگاه‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند DCEها هستند. یک DCE نقطه پایانی WAN هست و عملیات Synchronization و Clocking را در ارتباط با DTE (روترها و یا کامپیوترهای شخصی) انجام می‌دهد. گروه DCEها شامل مودم‌ها، CSU/DSU، NT1 می‌شوند. در برخی از حالات DCEها را از همان اول در داخل DTE جاسازی می‌کنند. برای مثال برخی از روترهای سیسکو دارای CSU/DSU و یا NT1 در داخل خودشان نیز می‌باشند. کلمه‌های DTE, DCE بیشتر در شبکه‌های WAN کاربرد دارند ولی اگر در LAN به کار برده شوند، منظور از DTE یعنی همان روترها، کامپیوترهای شخصی و یا File Serverها و منظور از DCE یعنی بریج‌ها و سوئیچ‌ها. برخی از استانداردهایی که در لایه اول فعالیت می‌کنند عبارتند از سیمهای Category-3, Category-5, Category-5E, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, MMF, SMF Fiber Channel

و در مورد استانداردهای Connector نیز موارد زیر را برای مثال مطرح می‌کنیم:

AUI, BNC, DB-9, DB-25, DB-60, RJ-11, RJ-45

فیبرهای نوری

اصولاً LAN را می‌توان به وسیله هر دوی سیمهای مسی و یا فیبرهای نوری ایجاد کرد. فیبرهای نوری از LEDها و یا نور لیزر برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند. به این صورت که اگر در داخل فیبر، سیگنال نوری وجود داشته باشد به عنوان یک بیت 1 و اگر سیگنالی وجود نداشته باشد به عنوان یک بیت 0 در نظر گرفته می‌شود. به علت اینکه فیبرهای نوری باعث انتقال بسیارسریع اطلاعات می‌شوند، می‌توان در مواقعی که نیاز به سرعت در فواصل دور (در حدود 10 کیلومتر) داریم، از این فیبرها استفاده کرد. در حالیکه سیمهای مسی نمی‌توانند این ظرفیت را داشته باشند. ولی استفاده از فیبرهای نوری نیز مشکلات مربوط به خود را داراست. برای مثال نصب کردن فیبرهای نوری و عیب‌یابی خطاهای به وجود آمده مشکلتر از سیمهای مسی بوده و همچنین استفاده از فیبرها نیز گرانتر است. فیبرهای نوری به دو نوع وجود دارند: Single-mode و Multimode . فیبرهای Multimode از LED برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند و ضخامت آنها 850 و یا 1200 نانومتر است. سرعت عبور اطلاعات از فیبرهای نوری Multimode در حدود صدها مگا بایت در ثانیه بوده و همچنین چندین سیگنال نوری به صورت همزمان می‌توانند از داخل یک قطعه از فیبر عبور بکنند. در مقایسه، فیبرهای نوری Single-mode از لیزر برای عبور اطلاعات استفاده می‌کنند و چون ظرفیت لیزر از LED بیشتر است، از اینرو سرعت عبور اطلاعات در این نوع فیبرها به 100 گیگابایت بر ثانیه و حداکثر فاصله 10 کیلومتر نیز می‌رسد. در این نوع فیبرها فقط یک سیگنال در واحد زمان می‌تواند از داخل فیبر عبور نماید. در سالهای اخیر به علت پیشرفتهایی که در زمینه تولید و استفاده از فیبرهای نوری به عمل آمده است خصوصیات پیشرفته زیادی به آنها اضافه گردیده که مهمترین آنها ویژگی WDM و DWDM می‌باشد. به وسیله استفاده از WDM می‌توان بیشتر از دو سیگنال نوری را به صورت همزمان از داخل فیبر عبور داد و با تکنولوژی امروز این مقدار در DWDM به 200 عدد سیگنال نوری در یک قطعه فیبر نوری نیز می‌رسد. البته مهمترین فایده استفاده از DWDM بهره بردن از خصوصیات انعطاف‌پذیری یا Flexibility و Transparency می‌باشد. یعنی می‌توان در یک قطعه از فیبر سیگنالهای نوری و با پروتکل‌های مختلف قرار داد. برای مثال یک سیگنال نوری ATM به همراه سیگنال نوری Ethernet و سیگنال نوری IP می‌توانند به صورت همزمان از فیبر عبور داده شوند. بنابراین به وسیله استفاده از تکنولوژی DWDM می توان با استفاده از یک فیبر نوری اتصالات مختلفی را به صورت همزمان ایجاد نمود و این ویژگی ما را از خریداری تعداد بیشتری فیبر نوری بی‌نیاز می‌کند. برخی از اصطلاحاتی که در استفاده از فیبرهای نوری کاربرد دارند در زیر آورده شده‌اند.

آدرس دهی لایه دوم:

Unicast

هدف آدرسهاي Unicast فقط و فقط يك دستگاه است. قسمت بالاي شكل مثالي براي اين نوع ارتباط را نشان مي‌دهد. در اين مثال، كامپيوتر A يك فريم لايه دوم با آدرس MAC مربوط به كامپيوتر C را در داخل سيم قرار مي‌دهد. كل دستگاه‌ها اين فريم را دريافت كرده و آدرس گيرنده فريم را با آدرس خودشان مقايسه مي‌ كنند كه فقط كامپيوتر C اين آدرس متناظر را با آدرس خودش تشخيص داده و فريم را پردازش مي‌كند ولي بقيه دستگاه‌ها از فريم چشم‌پوشي مي‌كنند.

Multicast

برخلاف آدرسهاي Unicast اين نوع آدرسها گروهي مشخص از دستگاه‌ها را هدف قرار مي‌دهند. با اينكه مبحث Multicasting از حيطه اين كتاب خارج است، ولي نكته جالب توجه در مورد آن اين است كه عضويت دستگاه‌ها در اين گروه به صورت ديناميك مي‌باشد؛ يعني هر دستگاهي مي‌تواند هر وقت كه بخواهد عضو آن شود و هر زماني كه بخواهد از آن خارج شود. قسمت وسط شكل مثالي براي آدرسهاي Multicast مي‌باشد. در اين مثال دستگاه A فريمي را با آدرس Multicast در داخل سيم قرار مي‌دهد. فرض مي‌كنيم در حال حاضر فقط دستگاه‌هاي A، C و D در اين گروه قرار دارند. دستگاه B اين فريم را گرفته و بعد از امتحان كردن آدرس گيرنده آن، از فريم چشم‌پوشي مي‌كند. دليل اين كار اين است كه دستگاه B در گروهي نيست كه بقيه كامپيوترها در آن گروه قرار دارند.

سیستم عامل لینوکس linux

سیستم عامل اصلی‌ترین نرم‌افزار سیستم رایانه است که کنترل و مدیریت مستقیم سخت‌افزار و اعمال اساسیسیستم رایانه را انجام می‌دهد.
سیستم عامل وظیفه دارد سخت افزارها را کنترل کند و به برنامه‌ها اجازهٔ دسترسی به سخت افزار و منابع سیستم مانند حافظه و پردازشگر را بدهد.
امروزه مشهورترین سیستم عامل در جهان نرم‌افزار ویندوز است که بر روی اکثر رایانه‌های شخصی نصب شده است. علاوه بر ویندوز سیستم‌های عامل‌های دیگری نیز بر روی انواع رایانه‌ها به‌کار می‌رود از جمله یونیکس ولینوکس وسولاریس وبی اس دی ومک وام وی اس

سيستم عامل بدون شك مهمترين نرم افزار در كامپيوتر است. پس از روشن كردن كامپيوتر اولين نرم افزاري كه مشاهده می‌‌گردد سيستم عامل بوده و آخرين نرم افزاري كه قبل از خاموش كردن كامپيوتر مشاهده خواهد شد، نيز سيستم عامل است. سيستم عامل نرم افزاري است كه امكان اجراي تمامي برنامه هاي كامپيوتري را فراهم می‌‌آورد. سيستم عامل با سازماندهي، مديريت و كنترل منابع سخت افزاري امكان استفاده بهينه و هدفمند آنها را فراهم می‌‌آورد.

آموزش ساخت بازی بدون دانش برنامه نویسی و طراحی سه بعدی مبتدی تا پیشرفته با نرم افزار

آموزش ساخت بازی بدون دانش برنامه نویسی و طراحی سه بعدی مبتدی تا پیشرفته با نرم افزار

بازی سازی یا توسعه بازی ویدیویی گونه‌ ای از فرایند توسعه نرم افزار است که در آن، بازی های ویدئویی عرضه می‌شوند. توسعه‌دهندهٔ بازی‌های ویدئویی ممکن است از یک فرد که تنها به عنوان یک تجارت فعالیت میکنند. باشد تا شرکت های بزرگ و اختصاصی که به همین منظور تأسیس شده‌اند و فعالیت می‌کنند گسترده باشد.

اگر همواره رویای ساخت بازی های رایانه ای را در سر داشته اید اما نداشتن مهارت در برنامه نویسی و طراحی های سه بعدی مانعی بر سر راهتان بوده است. موتور های بازی سازی فراوانی در دنیا وجود دارند که دارای قدرت و تنوع بالایی هستند، با گسترش بازی ها برای کنسول های مختلف از جمله پلی استیشن، ایکس باکس و کامپیوترهای شخصی، انتخاب یک موتور بازی سازی مناسب می تواند کمک شایانی در مسیر توسعه ی بازی نمایید.

بسایری از بازی ساز ها به تنهایی کار میکنند و هرگز وارد شرکت ها نمیشوند، شما هم میتوانید با نرم افزار آموزش بازی سازی که برای شما فراهم کرده ایم به این سنعت بزرگ بپیوندید و با توجه به طرحی که دارید به کسب درامد بپردازید.

تهیه ی این نرم افزار که آموزش ساختن بازی از مبتدی تا پیشرفته وقت زیادی برده است و قیمت درنظر گرفته برای آن در مقابل ارزش آن و درامد قابل ملاحظه ای که صنعت بازی سازی دارد بسیار نا چیز میباشد تا مخصوصا منطقه 3 کشورمان که از امکانات آموزشی پایینی برخوردار هستند بتوانند یک اموزش جامع و کامل تصویری در اختیار داسته باشند.

این آموزش از مبتدی می باشد و نیازی به داشتن دانش کد نویسی و طراحی نمی باشید و با ذکر ابزار مورد نیاز میتوانید یک طراحی حرفه ای داشته باشید.

توجه کنید که افراد زیادی در دنیا دانش بازی سازی و توسعه نرم افزار دارند ولی ایده مناسبی برای ساختن بازی ندارند، شما اگر ایده خوبی در زمینه ساختن بازی دارید پیشنهاد میکنم که حتما تلاش کنید تا اولین نفر باشید که وارد این ایده میشوید.

پس همین الان شروع کن تا یکی دیگه انجامش نداده...

-فروشگاه مهندسی کیانفرد

نرم افزار دانلود عکس و فیلم از اینستاگرام برای اندروید Download for Insta PRO v1.0

اموزش تصویری وردپرس از مبتدی تا پیشرفته wordpress

اموزش تصویری وردپرس از مبتدی تا پیشرفته wordpress

وردپرس یک نرم افزار تحت وب میباشد که با آن میتوانید وبسایت یا سیستم وبلاگ دهی یا حتی یک وبلاگ شخصی برای خود ایجاد کنید.برای توسعه وردپرس صدها کاربر داوطلبانه تلاش میکنند که همین باعث استفاده هزارن خانه اینترنتی از وردپرس میشود.

ما به شما پیشهاد میکنیم به این مجموعه بزرگ بپیوندید و کسب و کار خود را از همین الان شروع کنید.شما میتوانید در انجمن های وردپرسی به سوالات شخصی خود بپردازید تا افردی که در این زمینه اگاهی دارند به شما کمک کنند و در کمترین زمان ممکن به جواب خود برسید.

ازجمله میتوان به بادی پرس، بی بی پرس، ووکامرس و... اشاره کرد که در توسعه وب نقش مهمی دارند. وردپرس در بیش از هشت میلیون سایت در حال اجرا میباشد که ما در اموزشی که برایتان فراهم کردیم می توانید به خوبی و کامل به توسعه وردپرس بپردازید. توجه داشته باشید که اگر آمار بازدید و ورودی های موتور جستجو برایتان اهمیت دارد، باید به سئو وبسایت توجه بسیار بالایی کنید که اگر در مورد سئو اطلاعات کافی ندارید میتوانید ویدیو آموزشی سئو را از وبسایت ما دریافت کنید.

شامل 7 فصل آموزشی با کیفیت بالا میباشد که قیمت هر فصل را کم تر از هزارتومن هم در نظر گرفته ایم تا علاقه مندانی که در منطقه سه و با امکانات اموزشی پایین حضور دارند بتوانند از لوح آموزشی ما استفاده کنند

موارد استفاده از وردپرس:

1-پیاده سازی وبلاگ و یا سایت های شخصی

2-پیاده سازی وب سایت های خبری

3-پیاده سازی وب سایت های عکاسی

4-پیاده سازی وب سایت های معرفی مشاغل

5-پیاده سازی فروشگاه های آنلاین

6-پیاده سازی همه نوع وبسایت

7-سایت های دانشگاهی

8-...

حجم فایل فشرده: 300MB

با تشگر

مصطفی کیانفرد - فروشگاه مهندسی کیانفرد

اين برنامه با One (m7. M8 . m9 ) Xiaomi Mi4 Samsung Galaxy S4 .S5 .S6 . Note 3 .4 .LG G3 HTC و ديگر دستگاه هاي داراي فرستنده IR كار مي كند.

كنترل از راه دور جهاني براي تلويزيون ، تهويه مطبوع (A/C)آب و هوا ، دوربين DSLR، دي وي دي ، دي بلو ري ، گيرنده ست تاپ باكس / ماهواره ، سينما خانگي ،HI FI، ايكس باكس 360 ، سيستم هاي صوتي اتومبيل ها LED هاي RGB، و دستگاه هاي ديگر

مارك : Trane . Haier . Mitsubishi . Carrier . Gree . Sharp . Dynex .

Panasonic . LG . Sony . Samsung

وبسياري از برند هاي ديگر

ابزار هاي اسكنر براي پيدا كردن دستگاه شما

و بسياري از تلويزيون و دستگاه هاي ديگر و غير متداولي كه با برند هاي محبوب سازگار هستند

شما مي توانيد كدهاي IR را به My Remote TV يا My A/C اضافه نمايد.

ويجت ها در دسترس است .

و از آندرويد 5.0 اب نبات چوبي پشتيباني مي شود

به کمک نرم افزار افزایش بازدید می توانید ترافیک وبسایت خود را به وسیله آی پی های متفاوت و معتبر بهبود بخشیده و تاثیر مثبتی بر روی رتبه الکسای سایت خود بگذراید. شما با دانلود و استفاده از این نرم افزار می توانید به جای خرید بازدید از سایت های مختلف ، بازدید سایت خود را بالاتر ببرید. هنگام اجرای این نرم افزار ، شما از سایت های دیگر بازدید کرده و از بیش از 10 هزار کاربر واقعی دیگری که از این نرم افزار استفاده می کنند ، بازدید دریافت می کنید.

نرم افزار تولید شماره مجازی برای وای ب ر

امروزه تبلیغات جایگاه گسترده ای در رقابت میان تجارتها دارد بعد از ارسال انبوه ایمیل - پیام کوتاه - اکنون شبکه های اجتماعی جایگاه خود در میان افراد جامعه پیدا کرده اند که ۱۰۰ درصد پیامهای دریافتی از این مسیر را میخانند در این پست یک نرم افزار برای تولید شماره های مجازی و ا ی ب ر برای شما ارایه میدهیم تا بتوانید با این شماره ها به تبلیغات بپردازید هزینه این نرم افزار در سایتهای دیگر خیلی بالا می باشد ولی با کمترین هزینه که آن هم صرف خود سایت میشود به شما تقدیم میکنیم اگر نرم افزار ارسال تبلیغ را نیز داشتین میتوانید با ایمیل بالای صفحه مکاتبه داشته باشید تا با قیمت منصفانه پیشنهادی شما در اختیارتان قرار گیرد

آموزش ویندوز 10 برای تازه کارها

آموزش ویندوز 10 برای تازه کارها
نویسنده : Aron Asadi
زبان : انگلیسی
شمار برگها : 164

Apple ID اپل ايدي

ساخت اپل ايدي با نام و پسورد شما

يک سال ضمانت

قيمت بسيار پايين

جهت خريد ميتوانيد با شماره وجود در فايل تماس بگيريد

شرکت APPLE 21

اپل آیدی رو یکی از دوستان من بلده بسازه و همه ی درآمد حاصله به خودش میرسه

آموزش روش های افزایش لایک در اینستاگرام

اینستاگرام راه خوبی برای به اشتراک گذاشتن خاطرات و لحظات مورد علاقه با دوستان، خانواده و سایر افرادی که شما را follow کرده‌اند است. اگر عکس‌های زیادی پست می‌کنید ولی به اندازه‌ای که می‌خواهید لایک دریافت نمی‌کنید، این مراحل را طی کنید تا لایک‌های بیشتری دریافت کنید.

معمولا در تمام گوشی های هوشمند این قابلیت وجود دارد که بتوانید گوشی را توسط کابل USB به کامپیوتر متصل کرده و مستقیما به اطلاعات موجود در کارت حافظه دسترسی داشته باشید. در این صورت دقیقا مثل یک حافظه فلش میتوانید اطلاعات را بین گوشی و کامپیوتر منتقل نمایید.

اما در گوشی های آیفون با توجه به محدودیت هایی که اپل در نظر گرفته است این قابلیت به صورت مستقیم وجود ندارد. اما نرم افزارهایی هستند که توسط آنها میتوانید فایل ها را از موبایل به کامپیوتر و یا بالعکس منتقل کنید.

این نرم افزار علاوه بر قابلیت رد و بدل کردن فایل بین آیفون و کامپیوتر، توانایی تبدیل فرمت های صوتی و تصویری برای سازگاری پخش در موبایل های آیفون را نیز دارد. به این ترتیب میتوانید فیلم های خود را از روی کامپیوتر و یا DVD به فرمت های قابل پخش در آیفون تبدیل کنید.

نرم افزار Tipard iPhone 4 Transfer امکان دسترسی به SMS ها و دفترچه تلفن آیفون از طریق کامپیوتر را نیز فراهم میکند و میتوانید از آنها یک نسخه بکاپ روی کامپیوتر خود تهیه کنید.

یکی از بهترین برنامه های ضبط مکالمات در گوشی های موبایل آیفون می باشد. این نرم افزار می تواند در حافظه گوشی شما بنشیند و تمام تماس های ورودی و خروجی گوشی شما را ضبط کند. سایر برنامه های ضبط مکالمات، در حین ضبط هر چند ثانیه یک بار بیپ می کنند (یا به قولی بوق می زنند!) اما این نرم افزار به صورت کاملا مخفیانه و نامحسوس مکالمات شما را ضبط می کند. با نصب این نرم افزار، هر بار که تماسی داشته باشید، تنها با لمس دکمه بزرگ قرمزی که وسط گوشی ظاهر می شود می توانید مکالمات خود را ضبط کنید.