مقاله ها

شبکه‌های کامپیوتری چیست؟

شبکه‌های کامپیوتری در این راستا و جهت نیل به اهداف فوق نقش بسیار مهمی را ایفاء می‌نمایند. اینترنت که عالی‌ترین تبلور یک شبکه کامپیوتری در سطح جهان است، امروزه در مقیاس بسیار گسترده‌ای استفاده شده و ارائه‌دهندگان اطلاعات، اطلاعات و یا فرآورده‌های اطلاعاتی خود را در قالب محصولات تولیدی و یا خدمات در اختیار استفاده‌کنندگان قرار می‌دهند. وب که عالی‌ترین سرویس خدماتی اینترنت می‌باشد کاربران را قادر می‌سازد که در اقصی نقاط دنیا اقدام به خرید، آموزش، مطالعه و … نمایند.

با استفاده از شبکه، یک کامپیوتر قادر به ارسال و دریافت اطلاعات از کامپیوتر دیگر است. اینترنت نمونه‌ای عینی از یک شبکه کامپیوتری است. در این شبکه میلیون‌ها کامپیوتر در اقصی نقاط جهان به یکدیگر متصل شده‌اند. اینترنت شبکه‌ای است مشتمل بر زنجیره‌ای از شبکه‌های کوچک‌تر است. نقش شبکه‌های کوچک برای ایجاد تصویری با نام اینترنت بسیار حائز اهمیت است. تصویری که هر کاربر با نگاه کردن به آن گمشده خود را در آن پیدا خواهد کرد. در این بخش به بررسی شبکه‌های کامپیوتری و جایگاه مهم آنان در زمینه تکنولوژی اطلاعات و مدیریت الکترونیکی اطلاعات خواهیم داشت.

شبکه‌های محلی و شبکه‌های گسترده

تاکنون شبکه‌های کامپیوتری بر اساس مولفه‌های متفاوتی تقسیم‌بندی شده‌اند. یکی از این مولفه‌ها «حوزه جغرافیایی» یک شبکه است. بر همین اساس شبکه‌ها به دو گروه عمده LAN (Local Area Network) و WAN (Wide Area Network) تقسیم می‌گردند. در شبکه‌های LAN مجموعه‌ای از دستگاه‌های موجود در یک حوزه جغرافیایی محدود، نظیر یک ساختمان به یکدیگر متصل می‌گردند. در شبکه‌های WAN تعدادی دستگاه که از یکدیگر کیلومترها فاصله دارند به یکدیگر متصل خواهند شد. مثلاً اگر دو کتابخانه که هر یک در یک ناحیه از شهر بزرگی مستقر می‌باشند، قصد اشتراک اطلاعات را داشته باشند، می‌بایست شبکه‌ای WAN ایجاد و کتابخانه‌ها را به یکدیگر متصل نمود. برای اتصال دو کتابخانه فوق می‌توان از امکانات مخابراتی متفاوتی نظیر خطوط اختصاصی (Leased) استفاده نمود. شبکه‌های LAN نسبت به شبکه‌های WAN دارای سرعت بیشتری می‌باشند. با رشد و توسعه دستگاه‌های متفاوت مخابراتی میزان سرعت شبکه‌های WAN، تغییر و بهبود پیدا کرده است. امروزه با بکارگیری و استفاده از فیبر نوری در شبکه‌های LAN امکان ارتباط دستگاه‌های متعدد که در مسافت‌های طولانی نسبت به یکدیگر قرار دارند، فراهم شده است.

اترنت

در سال ۱۹۷۳ پژوهشگری با نام «Metcalfe» در مرکز تحقیقات شرکت زیراکس، اولین شبکه اترنت را به وجود آورد. هدف وی ارتباط کامپیوتر به یک چاپگر بود. وی روشی فیزیکی به‌منظور کابل‌کشی بین دستگاه‌های متصل بهم در اترنت ارائه نمود. اترنت در مدت زمان کوتاهی بعنوان یکی از تکنولوژی‌های رایج برای برپاسازی شبکه در سطح دنیا مطرح گردید. همزمان با پیشرفت‌های مهم در زمینه شبکه‌های کامپیوتری، تجهیزات و دستگاه‌های مربوطه، شبکه‌های اترنت نیز همگام با تحولات فوق شده و قابلیت‌های متفاوتی را در بطن خود ایجاد نمود. با توجه به تغییرات و اصلاحات انجام شده در شبکه‌های اترنت، عملکرد و نحوه کار آنان نسبت به شبکه‌های اولیه تفاوت چندانی نکرده است. در اترنت اولیه، ارتباط تمام دستگاه‌های موجود در شبکه از طریق یک کابل انجام می‌گرفت که توسط تمام دستگاه‌ها به اشتراک گذاشته می‌گردید. پس از اتصال یک دستگاه به کابل مشترک، می‌بایست پتانسیل‌های لازم به‌منظور ایجاد ارتباط با سایر دستگاه‌های مربوطه نیز در بطن دستگاه وجود داشته باشد (کارت شبکه). بدین ترتیب امکان گسترش شبکه به‌منظور استفاده از دستگاه‌های جدید به‌راحتی انجام و نیازی به اعمال تغییرات بر روی دستگاه‌های موجود در شبکه نخواهد بود.

اترنت یک تکنولوژی محلی (LAN) است. اکثر شبکه‌های اولیه در حد و اندازه یک ساختمان بوده و دستگاه‌ها نزدیک به هم بودند. دستگاه‌های موجود بر روی یک شبکه اترنت صرفاً قادر به استفاده از چند صد متر کابل بیشتر نبودند. اخیراً با توجه به توسعه امکانات مخابراتی و محیط انتقال، زمینه استقرار دستگاه‌های موجود در یک شبکه اترنت با مسافت‌های چند کیلومتر نیز فراهم شده است.

پروتکل

پروتکل در شبکه‌های کامپیوتری به مجموعه قوانینی اطلاق می‌گردد که نحوه ارتباطات را قانونمند می‌نماید. نقش پروتکل در کامپیوتر نظیر نقش زبان برای انسان است. برای مطالعه یک کتاب نوشته شده به فارسی می‌بایست خواننده شناخت مناسبی از زبان فارسی را داشته باشد. به‌منظور ارتباط موفقیت‌آمیز دو دستگاه در شبکه می‌بایست هر دو دستگاه از یک پروتکل مشابه استفاده نمایند.

اصطلاحات اترنت

شبکه‌های اترنت از مجموعه قوانین محدودی به‌منظور قانونمند کردن عملیات اساسی خود استفاده می‌نمایند. به‌منظور شناخت مناسب قوانین موجود لازم است که با برخی از اصطلاحات مربوطه در این زمینه بیشتر آشنا شویم:

• Medium (محیط انتقال): دستگاه‌های اترنت از طریق یک محیط انتقال به یکدیگر متصل می‌گردند.
• Segment (سگمنت): به یک محیط انتقال به اشتراک گذاشته شده منفرد، «سگمنت» می‌گویند.
• Node (گره): دستگاه‌های متصل شده به یک Segment را گره و یا «ایستگاه» می‌گویند.
• Frame (فریم): به یک بلاک اطلاعات که گره‌ها از طریق ارسال آن‌ها با یکدیگر مرتبط می‌گردند، اطلاق می‌گردد.

فریم‌ها مشابه جملات در زبان‌های طبیعی (فارسی، انگلیسی …) می‌باشند. در هر زبان طبیعی برای ایجاد جملات، مجموعه قوانینی وجود دارد مثلاً یک جمله می‌بایست دارای موضوع و مفهوم باشد. پروتکل‌های اترنت مجموعه قوانین لازم برای ایجاد فریم‌ها را مشخص خواهند کرد. اندازه یک فریم محدود بوده (دارای یک حداقل و یک حداکثر) و مجموعه‌ای از اطلاعات ضروری و مورد نیاز می‌بایست در فریم وجود داشته باشد. مثلاً یک فریم می‌بایست دارای آدرس‌های مبدأ و مقصد باشد. آدرس‌های فوق هویت فرستنده و دریافت‌کننده پیام را مشخص خواهد کرد. آدرس به‌صورت کاملاً اختصاصی یک گره را مشخص می‌نماید (نظیر نام یک شخص که بیانگر یک شخص خاص است). دو دستگاه متفاوت اترنت نمی‌توانند دارای آدرس‌های یکسانی باشند.

یک سیگنال اترنت بر روی محیط انتقال به هر یک از گره‌های متصل شده در محیط انتقال خواهد رسید. بنابراین مشخص شدن آدرس مقصد، به‌منظور دریافت پیام نقشی حیاتی دارد. مثلاً در صورتی‌که کامپیوتر B (شکل بالا) اطلاعاتی را برای چاپگر C ارسال می‌دارد کامپیوترهای A و D نیز فریم را دریافت و آن را بررسی خواهند کرد. هر ایستگاه زمانی‌که فریم را دریافت می‌دارد، آدرس آن را بررسی تا مطمئن گردد که پیام برای وی ارسال شده است یا خیر؟ در صورتی‌که پیام برای ایستگاه مورد نظر ارسال نشده باشد، ایستگاه فریم را بدون بررسی محتویات آن کنار خواهد گذاشت (عدم استفاده).

یکی از نکات قابل توجه در رابطه با آدرس‌دهی اترنت، پیاده‌سازی یک آدرس Broadcast است. زمانی‌که آدرس مقصد یک فریم از نوع Broadcast باشد، تمام گره‌های موجود در شبکه آن را دریافت و پردازش خواهند کرد.

CSMA/CD

تکنولوژی CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection) مسئولیت تشریح و تنظیم نحوه ارتباط گره‌ها با یکدیگر را برعهده دارد. با اینکه واژه فوق پیچیده به‌نظر می‌آید ولی با تقسیم نمودن واژه فوق به بخش‌های کوچک‌تر، می‌توان با نقش هر یک از آن‌ها سریع‌تر آشنا گردید. به‌منظور شناخت تکنولوژی فوق مثال زیر را در نظر بگیرید:

فرض کنید سگمنت اترنت، مشابه یک میز ناهارخوری باشد. چندین نفر (نظیر گره) دور تا دور میز نشسته و به گفتگو مشغول می‌باشند. واژه Multiple Access (دستیابی چندگانه) بدین مفهوم است که: زمانی‌که یک ایستگاه اترنت اطلاعاتی را ارسال می‌دارد تمام ایستگاه‌های دیگر موجود (متصل) در محیط انتقال، نیز از انتقال اطلاعات آگاه خواهند شد (نظیر صحبت کردن یک نفر در میز ناهارخوری و گوش دادن سایرین). فرض کنید که شما نیز بر روی یکی از صندلی‌های میز ناهارخوری نشسته و قصد حرف زدن را داشته باشید، در همان زمان فرد دیگری در حال سخن گفتن است در این حالت می‌بایست شما در انتظار اتمام سخنان گوینده باشید. در پروتکل اترنت وضعیت فوق Carrier Sense نامیده می‌شود. قبل از این‌که ایستگاهی قادر به ارسال اطلاعات باشد می‌بایست گوش خود را بر روی محیط انتقال گذاشته و بررسی نماید که آیا محیط انتقال آزاد است؟ در صورتی‌که صدایی از محیط انتقال به گوش ایستگاه متقاضی ارسال اطلاعات نرسد، ایستگاه مورد نظر قادر به استفاده از محیط انتقال و ارسال اطلاعات خواهد بود.

Carrier-Sense Multiple Access شروع یک گفتگو را قانونمند و تنظیم می‌نماید ولی در این رابطه یک نکته دیگر وجود دارد که می‌بایست برای آن نیز راهکاری اتخاذ شود. فرض کنید در مثال میز ناهارخوری در یک لحظه سکوتی حاکم شود و دو نفر نیز قصد حرف زدن را داشته باشند. در چنین حالتی در یک لحظه سکوت موجود توسط دو نفر تشخیص و بلافاصله هر دو تقریباً در یک زمان یکسان شروع به حرف زدن می‌نمایند. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در اترنت پدیده فوق را تصادم (Collision) می‌گویند و زمانی اتفاق خواهد افتاد که دو ایستگاه قصد استفاده از محیط انتقال و ارسال اطلاعات را به‌صورت همزمان داشته باشند. در گفتگوی انسان‌ها، مشکل فوق را می‌توان به‌صورت کاملاً دوستانه حل نمود. ما سکوت خواهیم کرد تا این شانس به سایرین برای حرف زدن داده شود. همان‌گونه که در زمان حرف زدن من، دیگران این فرصت را برای من ایجاد کرده بودند! ایستگاه‌های اترنت زمانی‌که قصد ارسال اطلاعات را داشته باشند، به محیط انتقال گوش فرا داده تا به این اطمینان برسند که تنها ایستگاه موجود برای ارسال اطلاعات می‌باشند. در صورتی‌که ایستگاه‌های ارسال‌کننده اطلاعات متوجه نقص در ارسال اطلاعات خود گردند، از بروز یک تصادم در محیط انتقال آگاه خواهند گردید. در زمان بروز تصادم، هر یک از ایستگاه‌های مربوطه به مدت زمانی کاملاً تصادفی در حالت انتظار قرار گرفته و پس از اتمام زمان انتظار می‌بایست برای ارسال اطلاعات شرط آزاد بودن محیط انتقال را بررسی نمایند! توقف تصادفی و تلاش مجدد یکی از مهم‌ترین بخش‌های پروتکل است.

محدودیت‌های اترنت

یک شبکه اترنت دارای محدودیت‌های متفاوت از ابعاد گوناگون (بکارگیری تجهیزات) است. طول کابلی که تمام ایستگاه‌ها به‌صورت اشتراکی از آن بعنوان محیط انتقال استفاده می‌نمایند یکی از شاخص‌ترین موارد در این زمینه است. سیگنال‌های الکتریکی در طول کابل به‌سرعت منتشر می‌گردند. همزمان با طی مسافتی، سیگنال‌ها ضعیف می‌گردند. وجود میدان‌های الکتریکی که توسط دستگاه‌های مجاور کابل نظیر لامپ‌های فلورسنت ایجاد می‌گردد، باعث تلف شدن سیگنال می‌گردد. طول کابل شبکه می‌بایست کوتاه بوده تا امکان دریافت سیگنال توسط دستگاه‌های موجود در دو نقطه ابتدائی و انتهایی کابل به‌صورت شفاف و با حداقل تأخیر زمانی فراهم گردد. همین امر باعث بروز محدودیت در طول کابل استفاده شده، می‌گردد.

پروتکل CSMA/CD امکان ارسال اطلاعات برای صرفاً یک دستگاه را در هر لحظه فراهم می‌نماید، بنابراین محدودیت‌هایی از لحاظ تعداد دستگاه‌هایی که می‌توانند بر روی یک شبکه مجزا وجود داشته باشند، نیز به‌وجود خواهد آمد. با اتصال دستگاه‌های متعدد (فراوان) بر روی یک سگمنت مشترک، شانس استفاده از محیط انتقال برای هر یک از دستگاه‌های موجود بر روی سگمنت کاهش پیدا خواهد کرد. در این حالت هر دستگاه به‌منظور ارسال اطلاعات می‌بایست مدت زمان زیادی را در انتظار سپری نماید.

تولیدکنندگان تجهیزات شبکه دستگاه‌های متفاوتی را به‌منظور غلبه بر مشکلات و محدودیت گفته شده، طراحی و عرضه نموده‌اند. اغلب دستگاه‌های فوق مختص شبکه‌های اترنت نبوده ولی در سایر تکنولوژی‌های مرتبط با شبکه نقش مهمی را ایفاء می‌نمایند.

تکرارکننده (Repeater)

اولین محیط انتقال استفاده شده در شبکه‌های اترنت کابل‌های مسی کواکسیال بود که Thicknet (ضخیم) نامیده می‌شوند. حداکثر طول یک کابل ضخیم ۵۰۰ متر است. در یک ساختمان بزرگ، کابل ۵۰۰ متری جوابگوی تمامی دستگاه‌های شبکه نخواهد بود. تکرارکننده‌ها با هدف حل مشکل فوق، ارائه شده‌اند. تکرارکننده‌ها، سگمنت‌های متفاوت یک شبکه اترنت را به یکدیگر متصل می‌کنند. در این حالت تکرارکننده سیگنال ورودی خود را از یک سگمنت اخذ و با تقویت سیگنال آن را برای سگمنت بعدی ارسال خواهد کرد. بدین ترتیب با استفاده از چندین تکرارکننده و اتصال کابل‌های مربوطه توسط آنان، می‌توان قطر یک شبکه را افزایش داد. (قطر شبکه به حداکثر مسافت موجود بین دو دستگاه متمایز در شبکه اطلاق می‌گردد)

Bridges و سگمنت

شبکه‌های اترنت همزمان با رشد (بزرگ شدن) دچار مشکل تراکم می‌گردند. در صورتی‌که تعداد زیادی ایستگاه به یک سگمنت متصل گردند، هر یک دارای ترافیک خاص خود خواهند بود. در شرایط فوق، ایستگاه‌های متعددی قصد ارسال اطلاعات را دارند ولی با توجه به ماهیت این نوع از شبکه‌ها در هر لحظه یک ایستگاه شانس و فرصت استفاده از محیط انتقال را پیدا خواهد کرد. در چنین وضعیتی تعداد تصادم در شبکه افزایش یافته و عملاً کارآئی شبکه افت خواهد کرد. یکی از راه‌حل‌های موجود به‌منظور برطرف نمودن مشکل تراکم در شبکه تقسیم یک سگمنت به چندین سگمنت است. با این کار برای تصادم‌هایی که در شبکه بروز خواهد کرد، دامنه وسیع‌تری ایجاد می‌گردد. راه‌حل فوق باعث بروز یک مشکل دیگر می‌گردد: سگمنت‌ها قادر به اشتراک اطلاعات با یکدیگر نخواهند بود.

به‌منظور حل مشکل فوق، Bridges در شبکه اترنت پیاده‌سازی شده است. Bridge دو و یا چندین سگمنت را به یکدیگر متصل خواهد کرد. بدین ترتیب دستگاه فوق باعث افزایش قطر شبکه خواهد شد. عملکرد Bridge از بعد افزایش قطر شبکه نظیر تکرارکننده است، با این تفاوت که Bridge قادر به ایجاد نظم در ترافیک شبکه نیز خواهد بود. Bridge نظیر سایر دستگاه‌های موجود در شبکه قادر به ارسال و دریافت اطلاعات بوده ولی عملکرد آن‌ها دقیقاً مشابه یک ایستگاه نمی‌باشد. Bridge قادر به ایجاد ترافیکی که خود سرچشمه آن خواهد بود، نیست (نظیر تکرارکننده). Bridge صرفاً چیزی را که از سایر ایستگاه‌ها می‌شنود، منعکس می‌نماید. (Bridge قادر به ایجاد یک نوع فریم خاص اترنت به‌منظور ایجاد ارتباط با سایر Bridgeها می‌باشند)

همان‌گونه که قبلاً اشاره گردید هر ایستگاه موجود در شبکه تمام فریم‌های ارسال شده بر روی محیط انتقال را دریافت می‌نماید (صرفنظر از این‌که مقصد فریم همان ایستگاه باشد و یا نباشد). Bridge با تأکید بر ویژگی فوق سعی بر تنظیم ترافیک بین سگمنت‌ها دارد.

همان‌گونه که در شکل فوق مشاهده می‌گردد Bridge دو سگمنت را به یکدیگر متصل نموده است. در صورتی‌که ایستگاه A و یا B قصد ارسال اطلاعات را داشته باشند Bridge نیز فریم‌های اطلاعاتی را دریافت خواهد کرد. نحوه برخورد Bridge با فریم‌های اطلاعاتی دریافت شده به چه صورت است؟ آیا قادر به ارسال اتوماتیک فریم‌ها برای سگمنت دوم می‌باشد؟ یکی از اهداف استفاده از Bridge کاهش ترافیک‌های غیرضروری در هر سگمنت است. در این راستا، آدرس مقصد فریم، قبل از هر گونه عملیات بر روی آن، بررسی خواهد شد. در صورتی‌که آدرس مقصد، ایستگاه‌های A و یا B باشد نیازی به ارسال فریم برای سگمنت شماره دو وجود نخواهد داشت. در این حالت Bridge عملیات خاصی را انجام نخواهد داد. نحوه برخورد Bridge با فریم فوق مشابه فیلتر نمودن است. در صورتی‌که آدرس مقصد فریم یکی از ایستگاه‌های C و یا D باشد و یا فریم مورد نظر دارای یک آدرس از نوع Broadcast باشد، Bridge فریم فوق را برای سگمنت شماره دو ارسال خواهد کرد. با ارسال و هدایت فریم اطلاعاتی توسط Bridge امکان ارتباط چهار دستگاه موجود در شبکه فراهم می‌گردد. با توجه به مکانیزم فیلتر نمودن فریم‌ها توسط Bridge، این امکان به‌وجود خواهد آمد که ایستگاه A اطلاعاتی را برای ایستگاه B ارسال و در همان لحظه نیز ایستگاه C اطلاعاتی را برای ایستگاه D ارسال نماید. بدین ترتیب امکان برقراری دو ارتباط به‌صورت همزمان به‌وجود آمده است.

روترها: سگمنت‌های منطقی

با استفاده از Bridge امکان ارتباط همزمان بین ایستگاه‌های موجود در چندین سگمنت فراهم می‌گردد. Bridge در رابطه با ترافیک موجود در یک سگمنت عملیات خاصی را انجام نمی‌دهد. یکی از ویژگی‌های مهم Bridge ارسالی فریم‌های اطلاعاتی از نوع Broadcast برای تمام سگمنت‌های متصل شده به یکدیگر است. همزمان با رشد شبکه و گسترش سگمنت‌ها، ویژگی فوق می‌تواند سبب بروز مسائلی در شبکه گردد. زمانی‌که تعداد زیادی از ایستگاه‌های موجود در شبکه‌های مبتنی بر Bridge، فریم‌های Broadcast را ارسال می‌نمایند، تراکم اطلاعاتی به‌وجود آمده به‌مراتب بیشتر از زمانی خواهد بود که تمامی دستگاه‌ها در یک سگمنت قرار گرفته باشند.

روتر یکی از دستگاه‌های پیشرفته در شبکه بوده که قادر به تقسیم یک شبکه به چندین شبکه منطقی مجزا است. روترها یک محدوده منطقی برای هر شبکه ایجاد می‌نمایند. روترها بر اساس پروتکل‌هایی که مستقل از تکنولوژی خاص در یک شبکه است، فعالیت می‌نمایند. ویژگی فوق این امکان را برای روتر فراهم خواهد کرد که چندین شبکه با تکنولوژی‌های متفاوت را به یکدیگر مرتبط نماید. استفاده از روتر در شبکه‌های محلی و گسترده امکان‌پذیر است.

وضعیت فعلی اترنت

از زمان مطرح شدن شبکه‌های اترنت تاکنون تغییرات فراوانی از بعد تنوع دستگاه‌های مربوطه ایجاد شده است. در ابتدا از کابل کواکسیال در این نوع شبکه‌ها استفاده می‌گردید. امروزه شبکه‌های مدرن اترنت از کابل‌های بهم تابیده و یا فیبر نوری برای اتصال ایستگاه‌ها به یکدیگر استفاده می‌نمایند. در شبکه‌های اولیه اترنت سرعت انتقال اطلاعات ده مگابیت در ثانیه بود ولی امروزه این سرعت به مرز ۱۰۰ و حتی ۱۰۰۰ مگابیت در ثانیه رسیده است. مهم‌ترین تحول ایجاد شده در شبکه‌های اترنت امکان استفاده از سوئیچ‌های اترنت است. سگمنت‌ها توسط سوئیچ به یکدیگر متصل می‌گردند. (نظیر Bridge با این تفاوت عمده که امکان اتصال چندین سگمنت توسط سوئیچ فراهم می‌گردد) برخی از سوئیچ‌ها امکان اتصال صدها سگمنت به یکدیگر را فراهم می‌نمایند. تمام دستگاه‌های موجود در شبکه، سوئیچ و یا ایستگاه می‌باشند. قبل از ارسال فریم‌های اطلاعاتی برای هر ایستگاه، سوئیچ فریم مورد نظر را دریافت و پس از بررسی، آن را برای ایستگاه مقصد مورد نظر ارسال خواهد کرد. عملیات فوق مشابه Bridge است، ولی در مدل فوق هر سگمنت دارای صرفاً یک ایستگاه است و فریم صرفاً به دریافت‌کننده واقعی ارسال خواهد شد. بدین ترتیب امکان برقراری ارتباط همزمان بین تعداد زیادی ایستگاه در شبکه‌های مبتنی بر سوئیچ فراهم خواهد شد.

همزمان با مطرح شدن سوئیچ‌های اترنت مسئله Full-duplex نیز مطرح گردید. Full-duplex یک اصطلاح ارتباطی است که نشان‌دهنده قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات به‌صورت همزمان است. در شبکه‌های اترنت اولیه وضعیت ارسال و دریافت اطلاعات به‌صورت یک‌طرفه (half-duplex) بود. در شبکه‌های مبتنی بر سوئیچ، ایستگاه‌ها صرفاً با سوئیچ ارتباط برقرار کرده و قادر به ارتباط مستقیم با یکدیگر نمی‌باشند. در این نوع شبکه‌ها از کابل‌های بهم تابیده و فیبر نوری استفاده و سوئیچ مربوطه دارای کانکتورهای لازم در این خصوص می‌باشند. شبکه‌های مبتنی بر سوئیچ عاری از تصادم بوده و همزمان با ارسال اطلاعات توسط یک ایستگاه به سوئیچ، امکان ارسال اطلاعات توسط سوئیچ برای ایستگاه دیگر نیز فراهم خواهد شد.

اترنت و استاندارد 802.3

شاید تاکنون اصطلاح 802.3 را در ارتباط با شبکه‌های اترنت شنیده باشید. اترنت بعنوان یک استاندارد شبکه توسط شرکت‌های: دیجیتال، اینتل و زیراکس (DIX) مطرح گردید. در سال ۱۹۸۰ موسسه IEEE کمیته‌ای را مسئول استانداردسازی تکنولوژی‌های مرتبط با شبکه کرد. موسسه IEEE نام گروه فوق را 802 قرار داد. (عدد 802 نشان‌دهنده سال و ماه تشکیل کمیته استانداردسازی است) کمیته فوق از چندین کمیته جانبی دیگر تشکیل شده بود. هر یک از کمیته‌های فرعی نیز مسئول بررسی جنبه‌های خاصی از شبکه گردیدند. موسسه IEEE برای تمایز هر یک از کمیته‌های جانبی از روش نام‌گذاری: x802.x استفاده کرد. X یک عدد منحصربفرد بوده که برای هر یک از کمیته‌ها در نظر گرفته شده بود. گروه 802.3 مسئولیت استانداردسازی عملیات در شبکه‌های CSMA/CD را برعهده داشتند. (شبکه فوق در ابتدا DIX Ethernet نامیده می‌شد) اترنت و 802.3 از نظر فرمت داده‌ها در فریم‌های اطلاعاتی با یکدیگر متفاوت می‌باشند.

تکنولوژی‌های متفاوت شبکه

متداول‌ترین مدل موجود در شبکه‌های کامپیوتری (رویکرد دیگری از اترنت) توسط شرکت IBM و با نام Token Ring عرضه گردید. در شبکه‌های اترنت به‌منظور دستیابی از محیط انتقال از فواصل خالی (Gap) تصادفی در زمان انتقال فریم‌ها استفاده می‌گردد. شبکه‌های Token Ring از یک روش پیوسته در این راستا استفاده می‌نمایند. در شبکه‌های فوق، ایستگاه‌ها از طریق یک حلقه منطقی به یکدیگر متصل می‌گردند. فریم‌ها صرفاً در یک جهت حرکت و پس از طی طول حلقه، فریم کنار گذاشته خواهد شد. روش دستیابی به محیط انتقال برای ارسال اطلاعات تابع CSMA/CD نخواهد بود و از روش Token Passing استفاده می‌گردد. در روش فوق در ابتدا یک Token (نوع خاصی از یک فریم اطلاعاتی) ایجاد می‌گردد. Token فوق در طول حلقه می‌چرخد. زمانی‌که یک ایستگاه قصد ارسال اطلاعات را داشته باشد، می‌بایست Token را در اختیار گرفته و فریم اطلاعاتی خود را بر روی محیط انتقال ارسال دارد. زمانی‌که فریم ارسال شده مجدداً به ایستگاه ارسال‌کننده برگشت داده شد (طی نمودن مسیر حلقه)، ایستگاه فریم خود را حذف و یک Token جدید را ایجاد و آن را بر روی حلقه قرار خواهد داد. در اختیار گرفتن Token شرط لازم برای ارسال اطلاعات است. سرعت ارسال اطلاعات در این نوع شبکه‌ها چهار تا شانزده مگابیت در ثانیه است.

اترنت با یک روند ثابت همچنان به رشد خود ادامه می‌دهد. پس از گذشت حدود سی سال از عمر شبکه‌های فوق استانداردهای مربوطه ایجاد و برای عموم متخصصین شناخته شده هستند و همین امر نگهداری و پشتیبانی شبکه‌های اترنت را آسان نموده است. اترنت با صلابت به‌سمت افزایش سرعت و بهبود کارآئی و عملکرد گام بر می‌دارد.