دانلود نرم افزار و بازی و مقاله

دانلود

تاریخچه صدا در کامپیوتر و دلایل برای به وجود آمدن کارت های صدا :
کسانی که تقریبا از 15 سال پیش با کامپیوتر سرکار داشتند حتما به یاد می آورند که در آن زمیان تنها صدایی که از یک کامپیوتر مثلا 286 حارج میشد یک BIP ساده بو.دقیقا شبیه همین بوق کوتاهی که بعد از روشن کردن کامپیوتر شنیده می شود.تا مدت ها کامپیوتر های شخصی سخت افزاری برای تولید صدا نداشتند و البته در محیط DOS کاربران نیازی به وجود صدا احساس نمیکردند.(لازم به ذرک است که در همان زمان کامپیوترهای مثل AMIGA و COMMODORE صدا و تصویر بسیار قابل قبولی ارائه میکردند).احساس نیاز به صدا وقتی در بین کاربران ایجاد شد که بازی های کامپیوتری با بازار آمدند.با پیشرفت این بازی ها هم کاربران و هم تولید کنندگان بازی ها دیافتند که بدون سیستم صوتی مناسب بازی ها موفقیت چندانی نخواهند داشت.اینجا بود که شرکت های مختلف دست به کار شدند و ابزارهایی جانبی مختلفی را برای تولید صدا در کامپیوتر طراحی کردند.تا مدت ها بر سر یافتن استاندارد صدا بین شرکت های تولید کننده احتلاف وجود داشت.تا این که همه بر استاندارد SOUNDBLASTER از شرکت CRATIVE به توافق رسیدند.اولین کارتهای صوتی کارت هایی با ابعاد بزرگ کیفیت پایین و قیمت هایی بالا بودند.در این کارتهای صوتی SOUNDBLASTER 16 BIT حدود 800000 هزار ریال قیمت داشتند.به تدریج با پیشرفت تکنولوژی قیمت ها کاهش یافت و کیفیت صداهای تولید شده بهتر بود.کارت های اولیه کارت های 8 بیتی بودند که فقط میتوانستند صدای مونو را تولید کنند.با ورود کارت های 16 بیتی صدها استریو شد و کیفیت صدا نیز افزایش یافت.سپس از کارتهای صوتی 32 و 64 بیتی نیز وارد بازار شد.این روند تا کنون هم ادامه دارد.به طوری که در حال حاضر کارت های صوتی حرفه ای 128 بیتی بیش از 6 کانال صوتی رو پشتیبانی میکند و داشتن خروجی دیجیتال کیفیت صدای بسیار بالایی رو ارائه می دهند.کارت های صوتی معمولی نیز قیمتی در حد صفر دارند.زیرا کارت های صوتی اکنون به بردهای اصلی کامپیوتر وصل شدند و نیازی به خرید جداگانه آن نیست.
البته متناسب به نیاز میتونان آن را برای فعالیت هایی چون SOUND EDIT OR VIDEO خریداری کرد که خوب همیشه قیمت های بالایی خواهند داشت و وجه تمایز این گونه کارت ها در قابلیت های مختلفی است که آن را نسبت به کارت های معمولی در رده های بالاتری قرار میدهدچ


آشنایی با فرمت های صدا :
تا قبل از ورود کامپیوتر به عرصه جهانی صدا به صورت فرمت صوتی وجود نداشت.اگر چه با کیفیت به روش واحدی ذخیره و خوانده میشد.ولی با ورود کامپیوتر فایل های صوتی نیز فرمت ها و قالب های مختلفی پیدا کردند.در کامپیوتر فرمت یک فایل به معنی نوع ذخیره سازی اطلاعات و نحوه خواندن آنها است.برای مثال در فرمت MIDI اصلاعات مربوط به هرساز به همراه پروزه ها نت ها و سایر اطلاعات جداگانه ذخیره می شود.ولی در فرمت WAV اطلاعات صوتی به صورت طول موج های صدا ذخیره میشود و صدا ها قابل تفکیک نیستند.به همین دلیل برنامه های خاصی به وجود دارند که میتوانند فرمت های MIDI را به نت های موسیقی تبدیل کنند.ولی در فرمت WAV تمام طول موج ها ذخیره می شوند بنابراین در فرمت های WAV حجم نسبت به فایل های MIDI بسیار بیشتر است.در حال حاضر علم موسیقی و صدا و سخت افزار بسیار پیشرفت کردند و اکثر برنامه هایی که موجود هستند بیشتر فرمت های صوتی را پخش میکنن.
به عنوان مثالی کوتاه میتوان از فرمت های WMA - RA - MP3 - WAV - MID و غیره نام برد

مفاهیم کلی در مبحث صدا

ما در اينجا شما را با برخي از اصطلاحات در صدا آشنا مي كنيم :

مونو(mono ) :
به صداهاي گفته می شود که از یک کانال ضبط شده و از یک کانال هم پخش می شوند.
این صداها قابلیت تفکیک ندارند و اگر حتی از یک سیستم استریو پخش شوند کیفیت آنها تفاوت چندانی نخواهد کرد.

استریو ( stereo ):
صداهای استریو صداهای هستند که در دو کانال مجزا ضبط شده و پخش می شوند.
مثلا در یک کنسرت ممکن است صدای چندابزار در کانال چپ و صدای چند ابزار دیگر در کانال راست ضبط شود.
صداهای استریو تفکیک پذیری بیشتری دارند و برای مثال می توان دور شدن و نزدیک شدن منبع صدا را هم در آنها شبیه سازی کرد.

صداهای چند کاناله( multi channel ):
این صداها در واقع در چند کانال مختلف ضبط شده و پخش می شوند.
برای مثال ممکن است در یک فایل موسیقی صدای هر ابزار در یک کانال ضبط شده باشد.
این استاندارد توانائی بسیار خوبی را برای ویرایش های بعدی در اختیار ما قرار می دهد.
چون صداها تفکیک شده است ما می توانیم هر صدا را جداگانه ویرایش کنیم یا مثلا شدت صدای یکی از بزارها را بیشتر کنیم.
هنگام شنیدن نیز اگر از ابزار پخش چند کاناله استفاده کنیم صدا بیشتر کنیم . هنگام شنیدن نیز اگر از ابزار پخش چند کاناله استفاده کنیم صدا بسیار طبیعی تر شنیده خواهد شد.

دالبی( dolby surround ) :
دالبی در واقع یک نوع استاندارد برای صداهای چند کاناله است.
سیستم دالبی پیش از این در سینما کاربرد داشت ولی اکنون با پیشرفت تکنولوژی دیجیتال در ویدیوها و کامپیوترها هم قابل اجرا است.
سیستم دالبی یک یک سیستم صدای محیطی است و بیشتر در فیلمها و اخیراً در بازی های کامپیوتری رواج یافته است.
برای مثال در فیلمها هنگامی که یک اتومبیل از پشت به صحنه نزدیک می شود صدای آن نیز از بلندگوهای پشتی شنیده میشود و با تغییر مکان اتومبیل صدا نیز به بلندگو های جانبی یا جلوی منتقل می شود و به این صورت صداها بسیار واقعی تر شنیده می شوند.


فرمت DVD-A
فرمت DVD-A یا بعبارت دیگر DVD-Audio بهمراه فرمت SACD برای Audiophile ها با کیفیت صدای بالاتر از 16 بیت ارائه شده است. همانطور که از نام این فرمت پیداست اطلاعات صدا بر روی یک دیسک DVD ذخیره میگردد و نوع کدینگ اطلاعات همانند CD-Audio معمولی PCM میباشد البته با فرکانس نمونه برداری بالاتر و تعداد بیت های بیشتر. بشکلهای مختلف بر اساس تعداد بیت و فرکانس نمونه برداری میتوان اطلاعات را بر روی DVD ذخیره نمود که بالاترین کیفیت آن برای حالت استریو 24bit با فرکانس 192khz میباشد. یعنی در بهترین حالت هر 5 میکرو ثانیه (192000/1) یکبار از سیگنال آنالوگ نمونه برداری شده و به 24 بیت اطلاعات تبدیل میشود. برای سیستمهای دالبی 5.1 که تعداد کانالها 6 میباشد از حداکثر فرکانس 96khz استفاده میشود. میتوان از روش فشرده سازی Meridian بدون از دست دادن کیفیت MLP نیز برای بالا بردن تعداد کانالها استفاده نمود. تعدادی از سازندگان سیستم های صوتی در سراسر دنیا تنها از SACD پشتیبانی میکنند و عده ای هم مانند Meridian تنها از DVD-A و تعدادی هم مانند Linn از هردو فرمت. دستگاهی که همه فرمت ها را پشتیبانی کند Universal Player نامیده میشود. تعداد آلبوم های تولید شده برای هر دو فرمت تاکنون خیلی زیاد نبوده و معلوم نیست این Digital War به کجا بیانجامد.

فرمت HDCD
مخفف High Definition Compatible Digital که بدست آقایان Keith Johnson و Pflash Pflaumer برای بهبود 16 بیت معمولی طراحی شده است. این فرمت هم اکنون متعلق به شرکت مایکروسافت میباشد و در برابر DSD سونی قرار گرفته. اکثر چیپ های تبدیل دیجیتال به آنالوگ این فرمت رو پشتیبانی میکنند و بسیاری از سورس های دیجیتال مانند 390 لوینسون هر دو فرمت 16 بیت و HDCD رو پشتیبانی میکنند.
بعد از 16 بیت فرمتهای زیادی اومد و متاسفانه بجای استاندارد سازی یک فرمت خوب هر شرکتی فرمت خودش رو به بازار ارایه کرد. همچنان اکثر کاربران مجبورند برای پشتیبانی همه فرمتها چند تا سورس دیجیتال داشته باشند چرا که یک دستگاه اصولا همه فرمتها رو پشتیبانی نمیکنه و اگر هم این کار رو بکنه با همه فرمتها صدای خوبی نمیده.

فرمت DSD
شرکت سونی و فیلیپس برای بهتر نمودن وضعیت دیجیتال در سال 1999 میلادی این فرمت را ارایه نمودند و دیسکهای نوری این فرمت را SACD نامیدند (Super Audio CD). این فرمت در اکثر استودیوها مورد استفاده قرار میگیرد و در بازار دنیا تا این لحظه کمتر از 4000 آلبوم با این فرمت عرضه شده است. این فرمت بهمراه فرمت DVD-A با کیفیت ترین فرمتها بشمار میروند و از نظر بعضی ها SACD نسبت به سایر فرمتها بخاطر نوع کدینگ Musical تر میباشد. من هیچ تجربه ای برای مقایسه این دو فرمت نداشتم اما میدونم SACD خیلی بهتر از CD معمولیست . پروسه تبدیل سیگنال به دیجیتال DSD (مخفف Direct Stream Digital) بوده و در اینحالت دیتای دیجیتال معادل یک بیت با فرکانس بازبینی 2.8224 مگا هرتز میباشد.

فرمت فشرده MP3
مخفف MPEG-1 Audio Layer 3 میباشد. این فرمت برای فشرده سازی اطلاعات موسیقی بکار میره (فشرده سازی همراه با کاهش کیفیت) و کیفیت بالایی نداره اما بخاطر کم حجم بودن و راحتی انتقال از طریق اینترنت خیلی مورد توجه قرار گرفته. کیفیت این فرمت هم بسته به انتخاب نوع کدینگ فرق میکنه. رنج کیفیت از 32 تا 320 کیلو بیت در ثانیه متغییره و بطور معمول از 128 کیلو بیت در ثانیه استفاده میشه و بر روی اینترنت از طریق شبکه های Peer to Peer (مانند برنامه های kazaa یا eMule) آلبومهای زیادی قابل دسترسی هست. ویکی پدیا اطلاعات بیشتری داره میتونید به اونجا هم نگاهی بندازید.درک تفاوت همه اونها برای گوش کاملا امکانپذیر هست

دیجیتال 16 بیت Red-Book
اولین فرمت دیجیتال برای رکورد 16 بیت بود با فرکانس بازبینی 44.1 کیلو هرتز. معنی جمله بالا اینه که از یک سیگنال آنالوگ برای تبدیل به داده های دیجیتال در بازه های زمانی کوچک (عکس فرکانس بازبینی) نمونه برداری میکنند و اندازه دامنه سیگنال نمونه برداری شده را به 16 بیت اطلاعات تقریب میزنند.فواصل زمانی عکس مقدار فرکانس نمونه برداریست و معنی 44.1 کیلوهرتز اینست که در فواصل زمانی 22 میکرو ثانیه از سیگنال نمونه برداری میشود. هرچقدر فرکانس نمونه برداری و تعداد بیت های تقریب بیشتر باشد سیگنال بشکل دقیقتری به دیجیتال تبدیل میشود. اطلاعات بیشتر اینجا است.
از نظر تئوری چون گوش انسان بیشتر از 20 کیلو هرتز نمیشنوه میشه با فرکانس دو برابر حداکثر فرکانس شنوایی، سیگنال رو نمونه برداری کرد و مشکلی پیش نیاد اما تعداد بیت های تقریب خیلی مهم هستند و ۱۶ بیت در یک موسیقی شلوغ، خوب از پس استرینگ های صدا بر نمیاد.
اکثر رکوردهای موجود در بازار بر روی سی دی از نوع 16 بیت 44.1 کیلو هرتز هستند.
از نظر من حتی بهترین رکوردهای 16 بیت که با پیشرفته ترین متد ها در استودیوهای خوب دنیا به دیجیتال تبدیل شدند ارزش Musicality خوبی ندارند.البته احتمالا الان این وضعیت تغییر کرده.

نوشته شده توسط در |  لینک ثابت   • 

مودم های کابلی در برخی از کشورهای دنيا نظير امريکا ساليان متمادی است که مردم از تلويزيون های کابلی استفاده می نمايند. تنوع شبکه های تلويزيونی و کيفيت تصاوير از مهمترين دلايل گرايش مردم به تلويزيون های کابلی است . مشترکين تلويزيون های کابلی دارای يک گزينه مناسب جهت اتصال به اينترنت می باشند : مودم های کابلی . مودم های کابلی با تکنولوژی DSL رقابت می نمايند. مبانی مودم های کابلی هر يک از سيگنال های تلويزيون در تلويزيون های کابلی دارای کانالی به اندازه 6 مگاهرتز ( شش ميليون سيکل در ثانيه ) است. کابل های کواکسيال استفاده شده در تلويزيون های کابلی قادر به حمل صدها سيگنال مگاهرتزی می باشند. در سيستم تلويزيون های کابلی ، سيگنال های مربوط به هر کانال، پهنای باندی به اندازه 6 مگاهرتز را اشغال می نمايند. در اغلب سيستم های فوق صرفا" از کابل کواکسيال استفاده می گردد. در ساير سيستم ها از فيبر نوری استفاده می گردد. ارسال سيگنا لها از طريق فيبر تا نزديکترين ناحيه و يا محل ، انجام و در ادامه سيگنالهای مورد نظر با استفاده از کابل های کواکسيال به منزل مشترکين انتقال داده می شوند. شرکت هائی که امکان دستيابی به اينترنت را از طريق کابل فراهم می نمايند ، قادر به ارسال اطلاعات و داده های اينترنت ازطريق کابل خواهند بود. علت اين امر برخورد مودم های کابلی با داده ها بصورت downsteam است. ( اطلاعات از اينترنت برای هر کامپيوتر و از طريق يک کانال 6 مگاهرتزی ارسال می گردد ) در زمان ارسال اطلاعات توسط کاربران ، هر يک از کاربران به پهنای باند بمراتب کمتری ( دو مگاهرتز) نياز خواهند داشت. بمنظور ارسال اطلاعات و دريافت اطلاعات کاربران از طريق مودم های کابلی به دو دستگاه خاص نياز است : يک مودم کابلی( در محل مشترک )و يک "سيستم توقف مودم کابلی" CMTS)Cable Modem termination system) در محل شرکت ارائه دهنده خدمات . اجزای يک مودم کابلی مودم های کابلی می توانند از نوع داخلی (Internal) و يا خارجی (External) باشند. مودم های کابلی دارای اجزای اساسی زير می باشند : • يک Tuner • يک Demodulator • يک Modulator • يک دستگاه MAC)media access control) • يک ريزپردازنده در ادامه هر يک از اجزای فوق تشريح می گردد. Tuner tuner به کابل مربوطه متصل خواهد شد. در برخی حالات از يک Splitter ( تقسيم کننده ) بمنظور نفکيک کانال داده اينترنت از کانال های تلويزيونی استفاده می گردد. tuner سيگنال های مدوله شده ديجيتال را دريافت و آنها را در اختيار demodulator قرار می دهد. در برخی حالات tuner از يک diplexer استفاده می نمايد. diplexer ، امکان استفاده tuner از يک مجموعه فرکانس ها ( معمولا" بين 42 و 850 مگا هرتز ) برای ترافيک downstream و مجموعه ديگر از فرکانس ها ( معمولا" 5 و 42 مگاهرتز ) را برای ترافيک upstream فراهم می نمايد. در برخی از سيستم ها ( در اغلب سيستم هائی که دارای محدوديت ظرفيت برای کانال می باشند ) ، از tuner مودم کابلی برای داده های Downstream و از يک مودم معمولی (Dial-Up) برای ترافيک upstream استفاده می گردد. در هر يک از موارد فوق ، tuner پس از دريافت سيگنال ، آن را برای يک demodulator ارسال خواهد کرد. Demodulator اکثر demodulator ها ، چهار عمليات اساسی را انجام می دهند . يک سيگنال راديوئی ( حاوی اطلاعات رمز شده با تغيير amplitude و phase) را بعنوان ورودی گرفته و آن را به يک سيگنال ساده قابل پردازش توسط يک "مبدل آنالوگ به ديجيتال " ، تبديل می نمايد. مبدل مربوطه پس از دريافت سيگنال ( ولتاژ آن متغير است ) ، آن را به مجموعه ای از صفر و يک تبديل می نمايد. در فرآيند فوق از يک ماژول تصحيح کننده خطاء ، بمنظور بررسی صحت اطلاعات دريافت شده استفاده خواهد شد. بدين ترتيب در صورت بروز خطاء در ارسال اطلاعات ، امکان تشخيص و برخورد با آنان وجود خواهد داشت . Modulator در مودم های کابلی که از سيستم کابل برای ترافيک upstream استفاده می نمايند،از يک modulator بمنظور تبديل داده های ديجيتال به سيگنا ل های راديوئی برای انتقال اطلاعات استفاده می شود. عنصر فوق از سه بخش مجزا تشکيل شده است : • يک بخش بمنظور درج اطلاعات استفاده شده برای تصحيح خطاء • يک QAM modulator • يک مبدل ديجيتال به آنالوگ MAC MAC بين بخش های Downstream و Upstream يک مودم کابلی قرار گرفته و بعنوان يک اينترفيس بين بخش های نرم افزاری و سخت افزاری ، پروتکل های متفاوت شبکه ها عمل می نمايد. تمام دستگاههای شبکه دارای MAC می باشند. در مودم های کابلی با توجه به پيچيدگی موجود، سعی می گردد که برخی از عمليات مربوط به MAC توسط پردازنده اصلی مودم کابلی صورت پذيرد. ريزپردازنده عملکرد ريزپردازنده بستگی به نوع انتظارات مربوطه از مودم های کابلی و نحوه تامين انتظارات دارد.در برخی موارد مودم کابلی خود بعنوان بخشی از يک سيستم کامپيوتری بزرگ بوده و يا ممکن است دستيابی به اينترنت بدون وساطت عناصر ديگر ، مستقيما" توسط مودم کابلی انجام گردد. CMTS)Cable Modem termination system) عملکرد CMTS در مودم های کابلی ( تجهيزات نصب شده در شرکت ارائه دهنده خدمات فوق ) ، مشابه DSLAM در DSL است . CMTS ، ترافيک مجموعه ای از مشترکين را اخذ و پس از استقرار در يک کانال ، آنها را برای مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت (ISP) ارسال می دارد. اطلاعات ارسال شده توسط ISP برای تمام مشترکين فرستاده خواهد شد. ( نظير شبکه های اترنت ) . تشخيص اينکه اطلاعات ارسالی مربوط به کداميک از مشترکين است برعهده تجهيزات استفاده شده در محل مشتری است . اطلاعاتی که توسط مشترکين برای CMTS ارسال می گردد ،توسط ساير مشترکين قابل مشاهده نخواهد بود. پهنای باند مربوطه برای ارسال اطلاعات مشترکين به مجموعه ای از واحدهای زمانی ( بر حسب ميلی ثانيه ) تقسيم و هر يک از کاربران قادر به استفاده از پهنای باند فوق در يک مقطع زمانی پيوسته خواهند بود. يک CMTS قادر به ارسال اطلاعات 1.000 کاربر اينترنت از طريق يک کانال 6 مگاهرتزی است . هر کانال قادر به ارسال 30 تا 40 مگابيت در ثانيه است . بدين ترتيب کاربران دارای سرعت و کارآئی بمراتب بيشتر نسبت به مودم های معمولی می باشند. در صورتيکه کاربری با استفاده از مودم کابلی به اينترنت متصل گردد ( صرفا" کاربر فوق در لحظه مورد نظر به اينترنت متصل است ) ، تمام پهنای باند موجود به وی اختصاص داده خواهد شد . بموازات ورود ساير کاربران به شبکه و يا انجام عمليات سنگين توسط برخی از کاربران ، سرعت و کارآئی هر يک از کاربران بمنظور دستيابی به اطلاعات افت خواهد کرد ( پهنای باند بصورت مشترک بين تمام کاربران و بر اساس يک الگوريتم زمانبندی خاص اختصاص داده می شود ) در چنين مواردی ، شرکت های ارائه دهنده خدمات مودم کابلی می بايست يک کانال جديد را اضافه و با توزيع مناسب کاربران بر روی هر يک از کانال های موجود ، قادر به برطرف نمودن مشکل سرعت و کارآئی کاربران و مشترکين خود می باشند. کارآئی دستيابی به اينترنت با استفاده از مودم های کابلی بر خلاف خطوط ADSL ، به مسافت موجود بين مشترک و شرکت ارائه دهنده خدمات ، بستگی ندارد.

نوشته شده توسط در |  لینک ثابت   • 

پهنای باند از جمله واژه های متداول در دنيای شبکه های کامپيوتری است که به نرخ انتقال داده توسط يک اتصال شبکه و يا يک اينترفيس ، اشاره می نمايد . اين واژه از رشته مهندسی برق اقتباس شده است . در اين شاخه از علوم ، پهنای باند نشان دهنده مجموع فاصله و يا محدوده بين بالاترين و پائين ترين سيگنال بر روی کانال های مخابرانی ( باند ) ، است. به منظور سنجش اندازه پهنای باند از واحد " تعداد بايت در ثانيه " و يا bps استفاده می شود . پهنای باند تنها عامل تعيين کننده سرعت يک شبکه از زاويه کاربران نبوده و يکی ديگر از عناصر تاثيرگذار ، "ميزان تاخير" در يک شبکه است که می تواند برنامه های متعددی را که بر روی شبکه اجراء می گردند، تحت تاثير قرار دهد . پهنای باند چيست ؟ توليد کنندگان تجهيزات سخت افزاری شبکه در زمان ارائه محصولات خود تبليغات زيادی را در ارتباط با پهنای باند ، انجام می دهند . اکثر کاربران اينترنت نسبت به ميزان پهنای باند مودم خود و يا سرويس اينترنت braodband دارای آگاهی لازم می باشند.پهنای باند، ظرفيت اتصال ايجاد شده را مشخص نموده و بديهی است که هر اندازه ظرفيت فوق بيشتر باشد ، امکان دستيابی به منابع شبکه با سرعت بيشتری فراهم می گردد . پهنای باند ، ظرفيت تئوری و يا عملی يک اتصال شبکه و يا يک اينترفيس را مشخص نموده که در عمل ممکن است با يکديگر متفاوت باشند . مثلا" يک مودم V.90 پهنای باندی معادل 56 kbps را در حالت سقف پهنای باند حمايت می نمايد ولی با توجه به محدوديت های خطوط تلفن و ساير عوامل موجود، عملا" امکان رسيدن به محدوده فوق وجود نخواهد داشت . يک شبکه اترنت سريع نيز از لحاظ تئوری قادر به حمايت پهنای باندی معادل 100Mbps است ، ولی عملا" اين وضعيت در عمل محقق نخواهد شد ( تفاوت ظرفيت تئوری پهنای باند با ظرفيت واقعی ) . پهنای باند بالا و broadband در برخی موارد واژه های "پهنای باند بالا" و " braodband " به جای يکديگر استفاده می گردند . کارشناسان شبکه در برخی موارد از واژه "پهنای باند بالا " به منظور مشخص نمودن سرعت بالای اتصال به اينترنت استفاده می نمايند . در اين رابطه تعاريف متفاوتی وجود دارد . اين نوع اتصالات، پهنای باندی بين 64Kbps تا 300kbps و يا بيشتر را ارائه می نمايند . پهنای باند بالا با broadband متفاوت است . broadband ، نشاندهنده روش استفاده شده به منظور ايجاد يک ارتباط است در صورتی که پهنای باند ، نرخ انتقال داده از طريق محيط انتقال را نشان می دهد . اندازه گيری پهنای باند شبکه به منظور اندازه گيری پهنای باند اتصال شبکه می توان از ابزارهای متعددی استفاده نمود . برای اندازه گيری پهنای باند در شبکه های محلی ( LAN ) ، از برنامه هائی نظير netpref و ttcp ، استفاده می گردد. در زمان اتصال به اينترنت و به منظور تست پهنای باند می توان از برنامه های متعددی استفاده نمود . تعداد زيادی از برنامه های فوق را می توان با مراجعه به صفحات وب عمومی استفاده نمود . صرفنظر از نوع نرم افزاری که از آن به منظور اندازه گيری پهنای باند استفاده می گردد ، پهنای باند دارای محدوده بسيار متغيری است که اندازه گيری دقيق آن امری مشکل است . تاخير پهنای باند صرفا" يکی از عناصر تاثير گذار در سرعت يک شبکه است . تاخير( Latency ) که نشاندهنده ميزان تاخير در پردازش داده در شبکه است ، يکی ديگر از عناصر مهم در ارزيابی کارآئی و سرعت يک شبکه است که دارای ارتباطی نزديک با پهنای باند می باشد . از لحاظ تئوری سقف پهنای باند ثابت است . پهنای باند واقعی متغير بوده و می تواند عامل بروز تاخير در يک شبکه گردد . وجود تاخير زياد در پردازش داده در شبکه و در يک محدوده زمانی کوتاه می تواند باعث بروز يک بحران در شبکه شده و پيامد آن پيشگيری از حرکت داده بر روی محيط انتقال و کاهش استفاده موثر از پهنای باند باشد . تاخير و سرويس اينترنت ماهواره ای دستيابی به اينترنت با استفاده از ماهواره به خوبی تفاوت بين پهنای باند و تاخير را نشان می دهد . ارتباطات مبتنی بر ماهواره دارای پهنای باند و تاخير بالائی می باشند . مثلا" زمانی که کاربری درخواست يک صفحه وب را می نمائيد ، مدت زمانی که بطول می انجامد تا صفحه در حافظه مستقر گردد با اين که کوتاه بنظر می آيد ولی کاملا" ملموس است. تاخير فوق به دليل تاخير انتشار است .علاوه بر تاخير انتشار ، يک شبکه ممکن است با نوع های ديگری از تاخير مواجه گردد . تاخير انتقال ( مرتبط با خصايص فيزيکی محيط انتقال ) و تاخير پردازش ( ارسال درخواست از طريق سرويس دهندگان پروکسی و يا ايجاد hops بر روی اينترنت ) دو نمونه متداول در اين زمينه می باشند . اندازه گيری تاخير در يک شبکه از ابزارهای شبکه ای متعددی نظير ping و traceroute می توان به منظور اندازه گيری ميزان تاخير در يک شبکه استفاده نمود . برنامه های فوق فاصله زمانی بين ارسال يک بسته اطلاعاتی از مبداء به مقصد و برگشت آن را محاسبه می نمايند . به زمان فوق round-trip ، گفته می شود . round-trip تنها روش موجود به منظور تشخيص و يا بدست آوردن ميزان تاخير در يک شبکه نبوده و در اين رابطه می توان از برنامه های متعددی استفاده نمود . پهنای باند و تاخير دو عنصر تاثير گذار در کارائی يک شبکه می باشند .معمولا" از واژه ( QoS ( Quality of Service به منظور نشان دادن وضعيت کارآئی يک شبکه استفاده می گردد که در آن دو شاخص مهم پهنای باند و تاخير مورد توجه قرار می گيرد

نوشته شده توسط در |  لینک ثابت   • 

 پروتکل DNS DNS از کلمات Domain Name System اقتباس و يک پروتکل شناخته شده در عرصه شبکه های کامپيوتری خصوصا" اينترنت است . از پروتکل فوق به منظور ترجمه اسامی کامپيوترهای ميزبان و Domain به آدرس های IP استفاده می گردد. زمانی که شما آدرس http://www.srco.ir را در مرورگر خود تايپ می نمائيد ، نام فوق به يک آدرس IP و بر اساس يک درخواست خاص ( query ) که از جانب کامپيوتر شما صادر می شود ، ترجمه می گردد . تاريخچه DNS DNS ، زمانی که اينترنت تا به اين اندازه گسترش پيدا نکرده بود و صرفا" در حد و اندازه يک شبکه کوچک بود ، استفاده می گرديد . در آن زمان ، اسامی کامپيوترهای ميزبان به صورت دستی در فايلی با نام HOSTS درج می گرديد . فايل فوق بر روی يک سرويس دهنده مرکزی قرار می گرفت . هر سايت و يا کامپيوتر که نيازمند ترجمه اسامی کامپيوترهای ميزبان بود ، می بايست از فايل فوق استفاده می نمود . همزمان با گسترش اينترنت و افزايش تعداد کامپيوترهای ميزبان ، حجم فايل فوق نيز افزايش و امکان استفاده از آن با مشکل مواجه گرديد ( افزايش ترافيک شبکه ). با توجه به مسائل فوق ، در سال 1984 تکنولوژی DNS معرفی گرديد . پروتکل DNS DNS ، يک "بانک اطلاعاتی توزيع شده " است که بر روی ماشين های متعددی مستقر می شود ( مشابه ريشه های يک درخت که از ريشه اصلی انشعاب می شوند ) . امروزه اکثر شرکت ها و موسسات دارای يک سرويس دهنده DNS کوچک در سازمان خود می باشند تا اين اطمينان ايجاد گردد که کامپيوترها بدون بروز هيچگونه مشکلی ، يکديگر را پيدا می نمايند . در صورتی که از ويندوز 2000 و اکتيو دايرکتوری استفاده می نمائيد، قطعا" از DNS به منظور ترجمه اسامی کامپيوترها به آدرس های IP ، استفاده می شود . شرکت مايکروسافت در ابتدا نسخه اختصاصی سرويس دهنده DNS خود را با نام ( WINS ( Windows Internet Name Service طراحی و پياده سازی نمود . سرويس دهنده فوق مبتنی بر تکنولوژی های قديمی بود و از پروتکل هائی استفاده می گرديد که هرگز دارای کارائی مشابه DNS نبودند . بنابراين طبيعی بود که شرکت مايکروسافت از WINS فاصله گرفته و به سمت DNS حرکت کند . از پروتکل DNS در مواردی که کامپيوتر شما اقدام به ارسال يک درخواست مبتنی بر DNS برای يک سرويس دهنده نام به منظور يافتن آدرس Domain می نمايد ، استفاده می شود .مثلا" در صورتی که در مرورگر خود آدرس http://www.srco.ir را تايپ نمائيد ، يک درخواست مبتنی بر DNS از کامپيوتر شما و به مقصد يک سرويس دهنده DNS صادر می شود . ماموريت درخواست ارسالی ، يافتن آدرس IP وب سايت سخاروش است . پروتکل DNS و مدل مرجع OSI پروتکل DNS معمولا" از پروتکل UDP به منظور حمل داده استفاده می نمايد . پروتکل UDP نسبت به TCP دارای overhead کمتری می باشد. هر اندازه overhead يک پروتکل کمتر باشد ، سرعت آن بيشتر خواهد بود . در مواردی که حمل داده با استفاده از پروتکل UDP با مشکل و يا بهتر بگوئيم خطاء مواجه گردد ، پروتکل DNS از پروتکل TCP به منظور حمل داده استفاده نموده تا اين اطمينان ايجاد گردد که داده بدرستی و بدون بروز خطاء به مقصد خواهد رسيد . فرآيند ارسال يک درخواست DNS و دريافت پاسخ آن ، متناسب با نوع سيستم عامل نصب شده بر روی يک کامپيوتر است .برخی از سيستم های عامل اجازه استفاده از پروتکل TCP برای DNS را نداده و صرفا" می بايست از پروتکل UDP به منظور حمل داده استفاده شود . بديهی است در چنين مواردی همواره اين احتمال وجود خواهد داشت که با خطاهائی مواجه شده و عملا" امکان ترجمه نام يک کامپيوتر و يا Domain به آدرس IP وجود نداشته باشد . پروتکل DNS از پورت 53 به منظور ارائه خدمات خود استفاده می نمايد . بنابراين يک سرويس دهنده DNS به پورت 53 گوش داده و اين انتظار را خواهد داشت که هر سرويس گيرنده ای که تمايل به استفاده از سرويس فوق را دارد از پورت مشابه استفاده نمايد . در برخی موارد ممکن است مجبور شويم از پورت ديگری استفاده نمائيم . وضعيت فوق به سيستم عامل و سرويس دهنده DNS نصب شده بر روی يک کامپيوتر بستگی دارد. ساختار سرويس دهندگان نام دامنه ها در اينترنت امروزه بر روی اينترنت ميليون ها سايت با اسامی Domain ثبت شده وجود دارد . شايد اين سوال برای شما تاکنون مطرح شده باشد که اين اسامی چگونه سازماندهی می شوند ؟ ساختار DNS بگونه ای طراحی شده است که يک سرويس دهنده DNS ضرورتی به آگاهی از تمامی اسامی Domain ريجستر شده نداشته و صرفا" ميزان آگاهی وی به يک سطح بالاتر و يک سطح پائين تر از خود محدود می گردد . internic ، مسئوليت کنترل دامنه های ريشه را برعهده داشته که شامل تمامی Domain های سطح بالا می باشد ( در شکل فوق به رنگ آبی نشان داده شده است) . در بخش فوق تمامی سرويس دهندگان DNS ريشه قرار داشته و آنان دارای آگاهی لازم در خصوص دامنه های موجود در سطح پائين تر از خود می باشند ( مثلا" microsoft.com ) . سرويس دهندگان DNS ريشه مشخص خواهند کرد که کدام سرويس دهنده DNS در ارتباط با دامنه های microsoft.com و يا Cisco.com می باشد . هر domain شامل يک Primary DNS و يک Secondary DNS می باشد . Primary DNS ، تمامی اطلاعات مرتبط با Domain خود را نگهداری می نمايد. Secondary DNS به منزله يک backup بوده و در مواردی که Primary DNS با مشکل مواجه می شود از آن استفاده می گردد . به فرآيندی که بر اساس آن يک سرويس دهنده Primary DNS اطلاعات خود را در سرويس دهنده Secondary DNS تکثير می نمايد ، Zone Transfer گفته می شود . امروزه صدها وب سايت وجود دارد که می توان با استفاده از آنان يک Domain را ثبت و يا اصطلاحا" ريجستر نمود . پس از ثبت يک Domain ، امکان مديريت آن در اختيار شما گذاشته شده و می توان رکوردهای منبع (RR ) را در آن تعريف نمود. Support, www و Routers ، نمونه هائی از رکوردهای منبع در ارتباط با دامنه Cisco.com می باشد. به منظور ايجاد Subdomain می توان از يک برنامه مديريتی DNS استفاده نمود . www و يا هر نوع رکورد منبع ديگری را می توان با استفاده از اينترفيس فوق تعريف نمود . پس از اعمال تغييرات دلخواه خود در ارتباط با Domain ، محتويات فايل های خاصی که بر روی سرويس دهنده ذخيره شده اند نيز تغيير نموده و در ادامه تغييرات فوق به ساير سرويس دهندگان تائيد شده اطلاع داده می شود . سرويس دهندگان فوق ، مسئوليت Domain شما را برعهده داشته و در ادامه تمامی اينترنت که به اين سرويس دهندگان DNS متصل می شوند از تغييرات ايجاد شده آگاه و قادر به برقراری ارتباط با هر يک از بخش های Domain می گردند. مثلا" در صورتی که قصد ارتباط با Support.Cisco.com را داشته باشيد، کامپيوتر شما با سرويس دهنده DNS که مسئوليت مديريت دامنه های Com. را دارد ، ارتباط برقرار نموده و سرويس دهنده فوق اطلاعات لازم در خصوص دامنه Cisco.com را در اختيار قرار خواهد داد . در نهايت سرويس دهنده DNS مربوط به Cisco.com ( سرويس دهنده فوق ، تمامی اطلاعات مرتبط با دامنه Cisco.com را در خود نگهداری می نمايد ) ، آدرس IP کامپيوتر مربوط به Support.Cisco.com را مشخص نموده تا امکان برقراری ارتباط با آن فراهم گردد .

نوشته شده توسط در |  لینک ثابت   • 

سوئيچ 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. مبانی شبکه عناصر اصلی در يک شبکه کامپيوتری بشرح زير می باشند: شبکه . شبکه شامل مجموعه ای از کامپيوترهای متصل شده (با يک روش خاص )، بمنظور تبادل اطلاعات است . گره . گره ، شامل هر چيزی که به شبکه متصل می گردد ، خواهد بود.( کامپيوتر ، چاپگر و ... ) سگمنت. سگمنت يک بخش خاص از شبکه بوده که توسط يک سوئيچ ، روتر و يا Bridge از ساير بخش ها جدا شده است . ستون فقرات . کابل اصلی که تمام سگمنت ها به آن متصل می گردند. معمولا" ستون فقرات يک شبکه دارای سرعت بمراتب بيشتری نسبت به هر يک از سگمنت های شبکه است . مثلا" ممکن است نرخ انتقال اطلاعات ستون فقرات شبکه 100 مگابيت در ثانيه بوده در صورتيکه نرخ انتقال اطلاعات هر سگمنت 10 مگابيت در ثانيه باشد. توپولوژی . روشی که هر يک از گره ها به يکديگر متصل می گردند را گويند. 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. استفاده از سوئيچ 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. تکنولوژی سوئيچ ها سوئيچ ها دارای پتانسيل های لازم بمنظور تغيير روش ارتباط هر يک از گره ها با يکديگر می باشند. تفاوت سوئيچ با روتر چيست ؟ سوئيچ ها معمولا" در لايه دوم (Data layer) مدل OSI فعاليت می نمايند.در لايه فوق امکان استفاده از آدرس های MAC ( آدرس ها ی فيزيکی ) وجود دارد. روتر در لايه سوم (Network) مدل OSI فعاليت می نمايند. در لايه فوق از آدرس های IP ر IPX و يا Appeltalk استفاده می شود. ( آدرس ها ی منطقی ) . الگوريتم استفاده شده توسط سوئيچ بمنظور اتخاذ تصميم در رابطه با مقصد يک بسته اطلاعاتی با الگوريتم استفاده شده توسط روتر ، متفاوت است . يکی از موارد اختلاف الگوريتم های سوئيچ و هاب ، نحوه برخورد آنان با Broadcast است . مفهوم بسته های اطلاعاتی از نوع Broadcast در تمام شبکه ها مشابه می باشد. در چنين مواردی ، دستگاهی نياز به ارسال اطلاعات داشته ولی نمی داند که اطلاعات را برای چه کسی می بايست ارسال نمايد. بدليل عدم آگاهی و دانش نسبت به هويت دريافت کننده اطلاعات ، دستگاه مورد نظر اقدام به ارسال اطلاعات بصورت broadcast می نمايد. مثلا" هر زمان که کامپيوتر جديد ويا يکدستگاه به شبکه وارد می شود ، يک بسته اطلاعاتی از نوع Broadcast برای معرفی و حضور خود در شبکه ارسال می دارد. ساير گره ها قادر به افزودن کامپيوتر مورد نظر در ليست خود و برقراری ارتباط با آن خواهند بود. بنابراين بسته های اطلاعاتی از نوع Broadcast در موارديکه يک دستگاه نياز به معرفی خود به ساير بخش های شبکه را داشته و يا نسبت به هويت دريافت کننده اطلاعات شناخت لازم وجود نداشته باشند ، استفاده می گردند. هاب و يا سوئيچ ها قادر به ارسال بسته ای اطلاعاتی از نوع Broadcast برای ساير سگمنت های موجود در حوزه Broadcast می باشند. روتر عمليات فوق را انجام نمی دهد. در صورتيکه آدرس يکدستگاه مشخص نگردد ، روتر قادر به مسيريابی بسته اطلاعاتی مورد نظر نخواهد بود. ويژگی فوق در موارديکه قصد جداسازی شبکه ها از يکديگر مد نظر باشد ، بسيار ايده آل خواهد بود. ولی زمانيکه هدف مبادله اطلاعاتی بين بخش های متفاوت يک شبکه باشد ، مطلوب بنظر نمی آيد. سوئيچ ها با هدف برخورد با مشکل فوق عرضه شده اند. سوئيچ های LAN بر اساس تکنولوژی packet-switching فعاليت می نمايند. سوئيچ يک ارتباط بين دو سگمنت ايجاد می نمايد. بسته های اطلاعاتی اوليه در يک محل موقت ( بافر) ذخيره می گردند ، آدرس فيزيکی (MAC) موجود در هدر خوانده شده و در ادامه با ليستی از آدرس های موجود در جدول Lookup ( جستجو) مقايسه می گردد. در شبکه های LAN مبتنی بر اترنت ، هر فريم اترنت شامل يک بسته اطلاعاتی خاص است . بسته اطلاعاتی فوق شامل يک عنوان (هدر) خاص و شامل اطلاعات مربوط به آدرس فرستنده و گيرنده بسته اطلاعاتی است . سوئيچ های مبتنی بر بسته های اطلاعاتی بمنظور مسيريابی ترافيک موجود در شبکه از سه روش زير استفاده می نمايند. Cut-Through Store-and-forward Fragment-free سوئيچ های Cut-through ، بلافاصله پس از تشخيص بسته اطلاعاتی توسط سوئيچ ، آدرس MAC خوانده می شود. پس از ذخيره سازی شش بايت اطلاعات که شامل آدرس می باشند ، بلافاصله عمليات ارسال بسته های اطلاعاتی به گره مقصد آغاز می گردد. ( همزمان با دريافت ساير بسته های اطلاعاتی توسط سوئيچ ) . با توجه به عدم وجود کنترل های لازم در صورت بروز خطاء در روش فوق ، سوئيچ های زيادی از روش فوق استفاده نمی نمايند. سوئيچ های store-and-forward ، تمام بسته اطلاعاتی را در بافر مربوطه ذخيره و عمليات مربوط به بررسی خطاء ( CRC) و ساير مسائل مربوطه را قبل از ارسال اطلاعات انجام خواهند داد. در صورتيکه بسته اطلاعاتی دارای خطاء باشد ، بسته اطلاعاتی دور انداخته خواهد شد. .در غيراينصورت ، سوئيچ با استفاده از آدرس MAC ، بسته اطلاعاتی را برای گره مقصد ارسال می نمايد. اغلب سوئيچ ها از ترکيب دو روش گفته شده استفاده می نمايند. در اين نوع سوئيچ ها از روش cut-through استفاده شده و بمحض بروز خطاء از روش store-and-forward استفاده می نمايند. يکی ديگر از روش های مسيريابی ترافيک در سوئيچ ها که کمتر استفاده می گردد ، fragment-free است . روش فوق مشابه cut-through بوده با اين تفاوت که قبل از ارسال بسته اطلاعاتی 64 بايت آن ذخيره می گردد. سوئيچ های LAN دارای مدل های متفاوت از نقطه نظر طراحی فيزيکی می باشند. سه مدل رايج در حال حاضر بشرح زير می باشند: - Shared memory . اين نوع از سوئيچ ها تمام بسته های اطلاعاتی اوليه در بافر مربوط به خود را ذخيره می نمايند. بافر فوق بصورت مشترک توسط تمام پورت های سوئيچ ( اتصالات ورودی و خروجی ) استفاده می گردد. در ادامه اطلاعات مورد نظر بکمک پورت مربوطه برای گره مقصد ارسال خواهند شد. -Matrix . اين نوع از سوئيچ ها دارای يک شبکه( تور) داخلی ماتريس مانند بوده که پورت های ورودی و خروجی همديگر را قطع می نمايند. زمانيکه يک بسته اطلاعاتی بر روی پورت ورودی تشخيص داده شد ، آدرس MAC آن با جدول lookup مقايسه تا پورت مورد نظر خروجی آن مشخص گردد. در ادامه سوئيچ يک ارتباط را از طريق شبکه و در محلی که پورت ها همديگر را قطع می کنند ، برقرار می گردد. - Bus Architecture . در اين نوع از سوئيچ ها بجای استفاده از يک شبکه ( تور) ، از يک مسير انتقال داخلی ( Bus) استفاده و مسير فوق با استفاده از TDMA توسط تمام پورت ها به اشتراک گذاشته می شود. سوئيچ های فوق برای هر يک از پورت ها دارای يک حافظه اختصاصی می باشند. Transparent Bridging اکثر سوئيچ های LAN مبتنی بر اترنت از سيستم ی با نام transparent bridging برای ايجاد جداول آدرس lookup استفاده می نمايند. تکنولوژی فوق امکان يادگيری هر چيزی در رابطه با محل گره های موجود در شبکه ، بدون حمايت مديريت شبکه را فراهم می نمايد. تکنولوژی فوق داری پنج بخش متفاوت است : Learning Flooding Filtering Forwarding Aging نحوه عملکرد تکنولوژی فوق بشرح زير است : - سوئيچ به شبکه اضافه شده و تمام سگمنت ها به پورت های سوئيچ متصل خواهند شد. - گره A بر روی اولين سگمنت ( سگمنت A) ، اطلاعاتی را برای کامپيوتر ديگر ( گره B) در سگمنت ديگر ( سگمنت C) ارسال می دارد. - سوئيچ اولين بسته اطلاعاتی را از گره A دريافت می نمايد. آدرس MAC آن خوانده شده و آن را در جدول Lookup سگمنت A ذخيره می نمايد. بدين ترتيب سوئيچ از نحوه يافتن گره A آگاهی پيدا کرده و اگر در آينده گره ای قصد ارسال اطلاعات برای گره A را داشته باشد ، سوئيچ در رابطه با آدرس آن مشکلی نخواهد داشت . فرآيند فوق را Learning می گويند. - با توجه به اينکه سوئيچ دانشی نسبت به محل گره B ندارد ، يک بسته اطلاعاتی را برای تمام سگمنت های موجود در شبکه ( بجز سگمنت A که اخيرا" يکی از گره های موجود در آن اقدام به ارسال اطلاعات نموده است . ) فرآيند ارسال يک بسته اطلاعاتی توسط سوئيچ ، بمنظور يافتن يک گره خاص برای تمام سگمنت ها ، Flooding ناميده می شود. - گره B بسته اطلاعاتی را دريافت و يک بسته اطلاعاتی را بعنوان Acknowledgement برای گره A ارسال خواهد کرد. - بسته اطلاعاتی ارسالی توسط گره B به سوئيچ می رسد. در اين زمان ، سوئيچ قادر به ذخيره کردن آدرس MAC گره B در جدول Lookup سگمنت C می باشد. با توجه به اينکه سوئيچ از آدرس گره A آگاهی دارد ، بسته اطلاعاتی را مستقيما" برای آن ارسال خواهد کرد. گره A در سگمنتی متفاوت نسبت به گره B قرار دارد ، بنابراين سوئيج می بايست بمنظور ارسال بسته اطلاعاتی دو سگمنت را به يکديگر متصل نمائيد. فرآيند فوق Forwarding ناميده می شود. - در ادامه بسته اطلاعاتی بعدی از گره A بمنظور ارسال برای گره B به سوئيچ می رسد ، با توجه به اينکه سوئيج از آدرس گره B آگاهی دارد ، بسته اطلاعاتی فوق مستقيما" برای گره B ارسال خواهد شد. - گره C اطلاعاتی را از طريق سوئيچ برای گره A ارسال می دارد. سوئيچ آدرس MAC گره C را در جدول Lookup سگمنت A ذخيره می نمايد ، سوئيچ آدرس گره A را دانسته و مشخص می گردد که دو گره A و C در يک سگمنت قرار دارند. بنابراين نيازی به ارتباط سگمنت A با سگمنت ديگر بمنظور ارسال اطلاعات گره C نخواهد بود. بدين ترتيب سوئيچ از حرکت بسته های اطلاعاتی بين گره های موجود در يک سگمنت ممانعت می نمايد. فرآيند فوق را Filtering می گويند. - Learning و Flooding ادامه يافته و بموازات آن سوئيچ ، آدرس های MAC مربوط به گره ها را در جداول Lookup ذخيره می نمايد. اکثر سوئيچ ها دارای حافظه کافی بمنظور ذخيره سازی جداول Lookup می باشند. بمنظور بهينه سازی حافظه فوق ، اطلاعات قديمی تر از جداول فوق حذف تا فرآيند جستجو و يافتن آدرس ها در يک زمان معقول و سريعتر انجام پذيرد. بذين منظور سوئيج ها از روشی با نام aging استفاده می نمايند. زمانيکه يک Entry برای يک گره در جدول Lookup اضافه می گردد ، به آن يک زمان خاص نسبت داده می شود. هر زمان که بسته ای اطلاعاتی از طريق يک گره دريافت می گردد ، زمان مورد نظر بهنگام می گردد. سوئيچ دارای يک يک تايمر قابل پيکربندی بوده که با عث می شود، Entry های موجود در جدول Lookup که مدت زمان خاصی از آنها استفاده نشده و يا به آنها مراجعه ای نشده است ، حذف گردند . با حذف Entry های غيرضروری ، حافظه قابل استفاده برای ساير Entry ها بيشتر می گردد. در مثال فوق ، دو گره سگمنت A را به اشتراک گذاشته و سگمنت های A و D بصورت مستقل می باشند. در شبکه های ايده آل مبتنی بر سوئيچ ، هر گره دارای سگمنت اختصاصی مربوط بخود است . بدين ترتيب امکان تصادم حذف و نيازی به عمليات Filtering نخواهد بود. فراوانی و آشفتگی انتشار در شبکه های با توپولوژی ستاره (Star) و يا ترکيب Bus و وStar يکی از عناصر اصلی شبکه که می تواند باعث از کار افتادن شبکه گردد ، هاب و يا سوئيچ است . Spanning tress بمنظوری پيشگيری از مسئله " آشفتگی انتشار" و ساير اثرات جانبی در رابطه با Looping شرکت DEC پروتکلی با نام STP)Spanning-tree Protocol) را ايجاد نموده است . پروتکل فوق با مشخصه 802.1d توسط موسسه IEEE استاندارد شده است . Spanning tree از الگوريتم STA(Spanning-tree algoritm) استفاده می نمايد. الگوريتم فوق بررسی خواهد کرد آيا يک سوئيچ دارای بيش از يک مسير برای دستيابی به يک گره خاص است . در صورت وجود مسيرهای متعدد ، بهترين مسير نسبت به ساير مسيرها کدام است ؟ نحوه عمليات STP بشرح زير است : - به هر سوئيج ، مجموعه ای از مشخصه ها (ID) نسبت داده می شود. يکی از مشخصه ها برای سوئيچ و ساير مشخصه ها برای هر يک از پورت ها استفاده می گردد. مشخصه سوئيچ ، BID)Bridge ID) ناميده شده و دارای هشت بايت است . دو بايت بمنظور مشخص نمودن اولويت و شش بايت برای مشخص کردن آدرس MAC استفاده می گردد. مشخصه پورت ها ، شانزده بيتی است . شش بيت بمنظور تنظيمات مربوط به اولويت و ده بيت ديگر برای اختصاص يک شماره برا ی پورت مورد نظر است . - برای هر مسير يک Path Cost محاسبه می گردد. نحوه محاسبه پارامتر فوق بر اساس استانداردهای ارائه شده توسط موسسه IEEE است . بمنظور محاسبه مقادر فوق ، 1.000 مگابيت در ثانيه ( يک گيگابيت در ثانيه ) را بر پهنای باند سگمنت متصل شده به پورت ، تقسيم می نمايند. بنابراين يک اتصال 10 مگابيت در ثانيه ، دارای Cost به ميزان 100 است (1.000 تفسيم بر 10 ) . بمنظور هماهنگ شدن با افزايش سرعت شبکه های کامپيوتری استاندارد Cost نيز اصلاح می گردد. جدول زير مقادير جديد STP Cost را نشان می دهد. ( مقدار Path cost می تواند يک مقدار دلخواه بوده که توسط مديريت شبکه تعريف و مشخص می گردد ) - هر سوئيچ فرآيندی را بمنظور انتخاب مسيرهای شبکه که می بايست توسط هر يک از سگمنت ها استفاده گردد ، آغاز می نمايند. اطلاعات فوق توسط ساير سوئيچ ها و با استفاده از يک پروتکل خاص با نام BPUD)Bridge protocol data units) به اشتراک گذاشته می شود. ساختار يک BPUDبشرح زير است : ● Root BID . پارامتر فوق BID مربوط به Root Bridge جاری را مشخص می کند. ● Path Cost to Bridge . مسافت root bridge را مشخص می نمايد. مثلا" در صورتيکه داده از طريق طی نمودن سه سگمنت با سرعتی معادل 100 مگابيت در ثانيه برای رسيدن به Root bridge باشد ، مقدار cost بصورت (19+19+0=38) بدست می آيد. سگمنتی که به Root Bridge متصل است دارای Cost معادل صفر است . ●Sender BID . مشخصه BID سوئيچ ارسال کننده BPDU را مشخص می کند. ●Port ID . پورت ارسال کننده BPDU مربوط به سوئيچ را مشخص می نمايد. تمام سوئيج ها بمنظور مشخص نمودن بهترين مسير بين سگمنت های متفاوت ، بصورت پيوسته برای يکديگر BPDUارسال می نمايند. زمانيکه سوئيچی يک BPDU را (از سوئيچ ديگر) دريافت می دارد که مناسبتر از آن چيزی است که خود برای ارسال اطلاعات در همان سگمنت استفاده کرده است ، BPDU خود را متوقف ( به ساير سگمنت ها اراسال نمی نمايد ) و از BPDU ساير سوئيچ ها بمنظور دستيابی به سگمنت ها استفاده خواهد کرد. - يک Root bridge بر اساس فرآيندهای BPDU بين سوئيج ها ، انتخاب می گردد. در ابتدا هر سوئيج خود را بعنوان Root در نظر می گيرد. زمانيکه يک سوئيچ برای اولين بار به شبکه متصل می گردد ، يک BPDU را بهمراه BID خود که بعنوان Root BID است ، ارسال می نمايد. زمانيکه ساير سوئيچ ها BPDU را دريافت می دارند ، آن را با BID مربوطه ای که بعنوان Root BID ذخيره نموده اند، مقايسه می نمايند. در صورتيکه Root BID جديد دارای يک مقدار کمتر باشد ، تمام سوئيچ ها آن را با آنچيزی که قبلا" ذخيره کرده اند، جايگزين می نمايند. در صورتيکه Root BID ذخيره شده دارای مقدار کمتری باشد ، يک BPDU برای سوئيچ جديد بهمراه BID مربوط به Root BID ارسال می گردد. زمانيکه سوئيچ جديد BPDU را دريافت می دارد ، از Root بودن خود صرفنظر و مقدار ارسالی را بعنوان Root BID در جدول مربوط به خود ذخيره خواهد کرد. - با توجه به محل Root Bridge ، ساير سوئيچ ها مشخص خواهند کرد که کداميک از پورت های آنها دارای کوتاهترين مسير به Root Bridge است . پورت های فوق، Root Ports ناميده شده و هر سوئيج می بايست دارای يک نمونه باشد. - سوئيچ ها مشخص خواهند کرد که چه کسی دارای پورت های designated است . پورت فوق ، اتصالی است که توسط آن بسته های اطلاعاتی برای يک سگمنت خاص ارسال و يا از آن دريافت خواهند شد. با داشتن صرفا" يک نمونه از پورت های فوق ، تمام مشکلات مربوط به Looping برطرف خواهد شد. - پورت های designated بر اساس کوتاهترتن مسير بين يک سگمنت تا root bridge انتخاب می گردند. با توجه به اينکه Root bridge دارای مقدار صفر برای path cost است ، هر پورت آن بمنزله يک پورت designated است . ( مشروط به اتصال پورت مورد نظر به سسگمنت ) برای ساير سوئيچ ها، Path Cost برای يک سگمنت بررسی می گردد. در صورتيکه پورتی دارای پايين ترين path cost باشد ، پورت فوق بمنزله پورت designated سگمنت مورد نظر خواهد بود. در صورتيکه دو و يا بيش از دو پورت دارای مقادير يکسان path cost باشند ، سوئيچ با مقادر کمتر BID اتخاب می گردد. - پس از انتخاب پورت designatedبرای سگمنت شبکه ، ساير پورت های متصل شده به سگمنت مورد نظر بعنوان non -designated port در نظر گرفته خواهند شد. بنابراين با استفاده از پورت های designated می توان به يک سگمنت متصل گرديد. هر سوئيچ دارای جدول BPDU مربوط به خود بوده که بصورت خودکار بهنگام خواهد شد. بدين ترتيب شبکه بصورت يک spanning tree بوده که roor bridge که بمنزله ريشه و ساير سوئيچ ها بمنزله برگ خواهند بود. هر سوئيچ با استفاده از Root Ports قادر به ارتباط با root bridge بوده و با استفاده از پورت های designated قادر به ارتباط با هر سگمنت خواهد بود. روترها و سوئيچينگ لايه سوم همانگونه که قبلا" اشاره گرديد ، اکثر سوئيچ ها در لايه دوم مدل OSI فعاليت می نمايند (Data Layer) . اخيرا" برخی از توليدکنندگان سوييچ، مدلی را عرضه نموده اند که قادر به فعاليت در لايه سوم مدل OSI است . (Network Layer) . اين نوع سوئيچ ها دارای شباهت زيادی با روتر می باشند. زمانيکه روتر يک بسته اطلاعاتی را دريافت می نمايد ، در لايه سوم بدنبال آدرس های مبداء و مقصد گشته تا مسير مربوط به بسته اطلاعاتی را مشخص نمايد. سوئيچ های استاندارد از آدرس های MAC بمنظور مشخص کردن آدرس مبداء و مقصد استفاده می نمايند.( از طريق لايه دوم) مهمترين تفاوت بين يک روتر و يک سوئيچ لايه سوم ، استفاده سوئيچ های لايه سوم از سخت افزارهای بهينه بمنظور ارسال داده با سرعت مطلوب نظير سوئيچ های لايه دوم است. نحوه تصميم گيری آنها در رابطه با مسيريابی بسته های اطلاعاتی مشابه روتر است . در يک محيط شبکه ای LAN ، سوئيچ های لايه سوم معمولا" دارای سرعتی بيشتر از روتر می باشند. علت اين امر استفاده از سخت افزارهای سوئيچينگ در اين نوع سوئيچ ها است . اغلب سوئيچ های لايه سوم شرکت سيسکو، بمنزله روترهائی می باشند که بمراتب از روتر ها سريعتر بوده ( با توجه به استفاده از سخت افزارهای اختصاصی سوئيچينگ ) و دارای قيمت ارزانتری نسبت به روتر می باشند. نحوه Pattern matching و caching در سوئيچ های لايه سوم مشابه يک روتر است . در هر دو دستگاه از يک پروتکل روتينگ و جدول روتينگ، بمنظور مشخص نمودن بهترين مسير استفاده می گردد. سوئيچ های لايه سوم قادر به برنامه ريزی مجدد سخت افزار بصورت پويا و با استفاده از اطلاعات روتينگ لايه سوم می باشند و همين امر باعث سرعت بالای پردازش بسته های اطلاعاتی می گردد. سوئيچ های لايه سوم ، از اطلاعات دريافت شده توسط پروتکل روتينگ بمنظور بهنگام سازی جداول مربوط به Caching استفاده می نمايند. همانگونه که ملاحظه گرديد ، در طراحی سوئيچ های LAN از تکنولوژی های متفاوتی استفاده می گردد. نوع سوئيچ استفاده شده ، تاثير مستقيم بر سرعت و کيفيت يک شبکه را بدنبال خواهد داشت

نوشته شده توسط در |  لینک ثابت   •