شبکه‌سازی کامپیوتری به ادوات رایانشی یا تجهیزات محاسباتی به هم مرتبط (نظیر لپ‌تاپ‌ها، کامپیوتر‌های رومیزی، سرورها، تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها) و همچنین مجموعه‌ی در حال توسعه‌ای از تجهیزات اینترنت اشیاء (مانند دوربین‌ها، قفل درب، زنگ درب، یخچال‌ها، سیستم‌های صوتی/تصویری، ترموستات‌ها و انواع سنسورها) اشاره دارد که با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

یک شبکه‌ی کامپیوتری چگونه کار می‌کند؟

تجهیزات یا دستگاه‌های خاصی نظیر سوییچ‌ها، روترها و نقاط دسترسی (access points)، پایه و اساس شبکه‌های کامپیوتری را تشکیل می‌دهند.

سوییچ‌ها به کامپیوترها، چاپگرها، سرورها و دیگر تجهیزات در اتصال ایمن و داخلی به شبکه‌های خانگی یا سازمان‌ها کمک می‌کند. نقاط دسترسی همان سوییچ‌ها هستند که بدون استفاده از کابل، دستگاه‌ها یا تجهیزات را به شبکه‌ها متصل می‌کنند.

روترها شبکه‌ها را به شبکه‌های دیگر متصل کرده و به عنوان دیسپچر (dispatcher) عمل می‌کند. روترها داده‌هایی که قرار است از طریق شبکه ارسال شوند را تجزیه و تحلیل می‌کنند، بهترین مسیر را برای آنها انتخاب می‌کنند، و آنها را به روش خود ارسال می‌کنند. روترها، خانه و کسب‌وکارتان را به دنیا متصل کرده و از اطلاعات شما در برابر تهدیدات امنیتی محافظت می‌کند.

اگرچه سوییچ‌ها و روترها از چند جهت با هم تفاوت دارند، اما تفاوت کلیدی و مهم آنها در نحوه‌ی شناسایی دستگاه‌های پایانی (end devices) است. سوییچ لایه‌ی 2 (Layer 2 switch) منحصراً دستگاه را براساس مک‌آدرس غیرقابل تغییر (burned – in) شناسایی می‌کند. روتر لایه‌ی 3 (Layer 3 router) نیز منحصراً اتصال شبکه‌ی دستگاه را با آدرس آی‌پی اختصاص داده شده توسط شبکه شناسایی می‌کند.

امروزه، اغلب سوییچ‌ها دارای سطحی از قابلیت‌های روتینگ هستند.

مک‌آدرس‌ها MAC و آی‌پی‌ها IP به ترتیب دستگاه‌ها و اتصالات شبکه را به طور منحصر به فردی در یک شبکه شناسایی می‌کنند. مک‌آدرس شماره‌ای است که سازنده‌ی دستگاه، آن را به کارت واسط شبکه (NIC) اختصاص داده است. آدرس آی‌پی نیز شماره‌ای است که برای اتصال شبکه اختصاص داده شده است.

شبکه‌سازی کامپیوتری چگونه در حال تغییر و تکامل است؟

شبکه‌های مدرن امروزی قابلیتی بیشتر از اتصال و ارتباط را فراهم می‌کنند. سازمان‌ها در حال تغییر و تکامل خود به صورت دیجیتالی هستند. شبکه‌های آنها نیز برای تغییر و موفقیت مهم و حیاتی هستند. انواع ساختارهای شبکه که برای رفع این نیازها در حال تغییر و تکامل هستند، عبارتند از:

• شبکه‌ی مبتنی بر نرم‌افزار (SDN): ساختار یا معماری شبکه در پاسخ به نیازهای جدید در عصر دیجیتال، دارای قابلیت برنامه‌نویسی و خودکارسازی شده هستند. در شبکه‌های مبتنی بر نرم‌افزار، روتینگ ترافیک به صورت متمرکز از طریق مکانیزم‌های مبتنی بر نرم افزار کنترل می‌شود. این امر به شبکه کمک می‌کند تا سریعاً به شرایط در حال تغییر واکنش نشان دهند.

• شبکه‌ی مبتنی بر تصمیم (IBN): شبکه‌سازی مبتنی بر تصمیم (IBN)، بر پایه‌ی اصول شبکه‌ی مبتنی بر نرم‌افزار (SDN)، نه تنها قابلیت سرعت و چابکی را ارائه می‌دهد، بلکه شبکه‌ای را راه‌اندازی می‌کند تا با خودکارسازی گسترده‌ی عملیات‌ها، تحلیل عملکرد، بررسی حوزه‌های مشکل‌ساز، فراهم کردن امنیت همه‌جانبه و یکپارچه‌سازی با فرآیندهای کسب‌وکار، بتواند به اهداف مورد نظر دست پیدا کند.

• مجازی سازی شده (Virtualized): زیرساخت شبکه‌ی فیزیکی اساسی را می‌توان به طور منطقی تقسیم‌بندی کرد تا چندین شبکه‌های همپوشان را ایجاد کند. برای تامین امنیت خاص، کیفیت خدمات (QoS) و برآورده کردن دیگر نیازها، می‌توان هرکدام از این شبکه‌های منطقی را اجرا کرد.

• شبکه‌ی مبتنی بر کنترل‌کننده (Controller-based): برای مقیاس‌بندی و امنیت شبکه‌ها، کنترل‌کننده‌های شبکه بسیار مهم و حیاتی هستند. کنترل‌کننده‌ها با تبدیل تصمیم کسب‌وکار به پیکربندی‌های دستگاه، عملکرد شبکه‌سازی را خودکارسازی می‌کنند، و به طور مداوم بر دستگاه‌ها نظارت می‌کنند تا از امنیت و عملکردها اطمینان حاصل کنند. کنترل‌کننده‌ها عملیات را تسهیل کرده و به سازمان‌ها کمک می‌کنند تا به نیازهای در حال تغییر کسب‌وکارها پاسخ دهند.

• یکپارچه‌سازی چند دامنه (Multidomain integrations): ممکن است شرکت‌های بزرگ‌تر برای ادارات، شبکه‌های WAN و مراکز داده، شبکه‌های مجزا و اختصاصی خود، با عنوان «دامنه‌های شبکه» را تشکیل دهند. این شبکه‌ها از طریق کنترل کننده‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. چنین یکپارچه‌سازی‌های متقابل شبکه‌ای، یا چند دامنه‌ای، معمولاً شامل تبادل پارامترهای عملیاتی مربوطه است تا به اطمینان از دستیابی به نتایج مطلوب کمک کند.

تنها شرکت سیسکو مجموعه‌ی کاملی از معماری‌های شبکه‌ای مدرن را برای دسترسی، شبکه‌های WAN، مراکز داده و فضای ابری ارائه می‌دهد.

انواع شبکه‌های کامپیوتری

اگرچه شبکه‌های کامپیوتری مختلف در اهداف کلی مشابه یکدیگر هستند، اما اهداف متفاوتی را دنبال می‌کنند. امروزه شبکه‌ها در دسته بندی‌های گسترده‌ی زیر قرار می‌گیرند:

• شبکه محلی  (LAN)

شبکه محلی (LAN) مجموعه‌ای از دستگاه‌های متصل در مکانی هم‌چون خانه یا اداره است. یک شبکه‌ی LAN می‌تواند کوچک یا بزرگ باشد و از یک شبکه‌ی خانگی با یک کاربر گرفته تا یک شبکه‌ی بزرگ سازمانی با هزاران کاربر و دستگاه را شامل می‌شود. ممکن است یک شبکه‌ی LAN شامل دستگاه‌های سیمی و وایرلس باشد.

ویژگی خاص شبکه‌ی LAN، صرف‌نظر از اندازه، این است که دستگاه‌هایی را به هم متصل می‌کند که در یک محیط محدود و واحد هستند.

• شبکه گسترده  (WAN)

شبکه‌ی WAN یک منطقه‌ی جغرافیایی بزرگ را پوشش می‌دهد و کاربران یا چندین شبکه‌ی محلی (LAN) را به هم متصل می‌کند. اینترنت را می‌توان به عنوان یک WAN در نظر گرفت. سازمان‌های بزرگ از شبکه‌های WAN برای اتصال سایت‌های مختلف، دورکاری کارکنان، تأمین کنندگان و مراکز داده استفاده می‌کنند تا بتوانند برنامه‌های کاربردی را اجرا کرده و به داده‌های ضروری دسترسی داشته باشند.

اتصال فیزیکی در شبکه‌های WAN را می‌توان با خطوط استیجاری (Leased Line)، اتصال سلولی (cellular connection)، ارتباطات ماهواره‌ای و دیگر ارتباطات به دست آورد.

(مطالعه بیشتر مقاله شبکه‌ی محلی (LAN) و شبکه‌ی گسترده (WAN) چیست؟)

• شبکه سازمانی (Enterprise network)

شبکه‌ای که برای یک سازمان بزرگ ساخته شده است باید الزامات دقیقی را برآورده سازد. از این شبکه، معمولاً به عنوان شبکه‌ی سازمانی یاد می‌شود. از آنجایی که شبکه‌سازی برای عملکرد هر سازمان مدرن و امروزی بسیار مهم به شمار می‌رود، شبکه‌های سازمانی باید قابل دسترس، مقیاس‌پذیر و مفید باشند. این شبکه‌ها دارای ابزارهایی هستند که مهندسان و اپراتورهای شبکه را قادر می‌سازند تا آنها را طراحی، استفاده، اشکال زدایی و اصلاح کنند.

یک شرکت ممکن است در محیط کاری، شعب و مراکز داده‌های خود، هم از LAN و هم از WAN استفاده کند.

• شبکه‌ی فراهم‌کننده‌ی سرویس (Service Provider network)

فراهم‌کنندگان سرویس با شبکه‌های WAN کار می‌کنند تا اتصال لازم به کاربران یا سازمان‌ها را فراهم کنند. ممکن است این فراهم‌کنندگان سرویس، اتصال ساده به شکل خطوط استیجاری یا اتصال پیشرفته به شکل سرویس‌های مدیریت‌شده را به سازمان‌ها ارائه دهند. به علاوه، آنها اتصال سلولی و اینترنتی را نیز به مشتریان خود ارائه می‌دهند.