رگهای‌حیاتی دنیای فناوری اطلاعات

تاریخچه ارتباطات الکترومغناتیسی به تلگراف می‌رسد که در آن خود سیگنال‌ها با ضرب‌آهنگ خاصی ارسال می‌شد. البته باید بدانید امروزه نیز تقریبا با همین اصل، داده‌ها روی کابل‌ها ارسال می‌شوند و نوع سیگنال ارسالی است که شکل آن را در مقصد مشخص می‌کند.

در بخش پیشین برخی تعاریف را آغاز کردیم که در این بخش آنها را ادامه خواهیم داد تا به مسائل اصلی در مورد پهنای باند و اینترنت برسیم:

پاکت یا بسته اطلاعاتی: واحد نظم‌ یافته اطلاعاتی که در یک شبکه منتقل می‌شود. پکت (Packet) در استانداردهای مختلف دارای شکل‌های متفاوتی است. در استاندارد اینترنت اطلاعات بر اساس IP بسته‌بندی می‌شوند. اینترنت بر اساس انتقال پکت کار می‌کند. این بسته‌ها می‌توانند دسته‌ای یا رشته‌ای ارسال و دریافت شوند. در استاندارد اینترنت دارای سرآیند (header) و پی‌آیند (trailer) است و علاوه بر آنها بخش‌های بسیار دیگری برای تکمیل فرآیند ارسال و نظم‌بخشی بسته‌ها در مسیر به آنها اضافه می‌شود.

ریزش بسته: در مسیر انتقال بسته‌ها عوامل متعددی مانند نویز، تصادم و تمام شدن عمر می‌تواند بسته‌های اطلاعاتی را از بین ببرد.

این موضوع باعث کم شدن، از دست رفتن یا به‌اصطلاح گم‌شدن بسته (Packet loss) و بخشی از اطلاعات می‌شود. در فناوری‌های جدید کاربر متوجه این اشکالات نمی‌شود و سیستم‌ها خودشان با استفاده از استانداردهای شبکه این موارد را رفع می‌کنند.

پهنای باند یا عرض باند: حداکثر ظرفیت انتقال داده در یک سیستم دیجیتال است که بر مبنای بیت بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. این واژه از متداول‌ترین واژه‌های این عرصه است. سایر واحدهای سنجش آن نیز کیلو (هزار) بیت بر ثانیه (Kbps) و مگا (میلیون) بیت بر ثانیه (Mbps) است. این واژه معمولا با توان انجام کار یا Throughput اشتباه گرفته می‌شود.

توان انجام کار: Throughput میزان توان انتقال داده در شبکه و واحد آن بیت بر ثانیه است. تفاوتش با پهنای باند در این است که این تعریف به فرستنده و توان ارسال آن اطلاق می‌شود ولی پهنای باند به رسانه (یعنی میان فرستنده و گیرنده) مربوط است. البته در تعاریف سیستم‌های رایانه‌ای به نرخ پردازش داده‌ها در یک سیستم کامپیوتری هم گفته می‌شود.

برخورد: Congestion یا Collision در اصل یک اتفاق منطقی در شبکه است و در شبکه‌هایی که با توپولوژی BUS اداره می‌شوند، فرآیند ساده‌تری دارد. زمانی تصادف اتفاق می‌افتد که 2 بسته اطلاعاتی در یک زمان روی یک رسانه ارسال می‌شوند و نتیجه این برخورد 2 سیگنال با هم خواهد بود که باعث از بین‌‌رفتن درستی اطلاعات هر دو می‌شود.

از بین رفتن بسته‌ها و افزایش تاخیر در شبکه می‌تواند از عوارض این رویداد باشد که به مدیریت رسانه بستگی دارد. از طرفی این اصطلاح برای حالتی از شبکه گفته می‌شود که در حال رسیدن به نقطه حداکثر ظرفیت خود است. در هر شبکه هزاران بار این اتفاق روی می‌دهد اما کاربر از این موضوع آگاهی ندارد و اصولا این کار بر عهده ابزار مدیریت شبکه است.

رزرو پهنای باند: در رایانه یا شبکه همیشه مواردی هست که نیاز به اولویت‌بندی دارد. برای رفع نیاز منابع مختلف شبکه یا سیستم، مقداری از پهنای باند را ذخیره می‌کنند تا به برنامه‌های خاص یا پروتکل‌های خاص اختصاص دهند. برای نمونه در سیستم‌عامل ویندوز، 80 درصد پهنای باند اینترنت برای کاربر و 20 درصد برای سیستم در نظر گرفته شده است. این کار برای بهینه‌سازی استفاده از رسانه و پهنای باند موجود است.

در برخی منابع به آن تخصیص (allocation) پهنای باند یا صف‌بندی (queuing) درخواستی پهنای باند نیز گفته می‌شود.

اینترانت: این کلمه متشکل از دو بخش intra + net به‌معنای شبکه داخلی است. شبکه داخلی یک ساختمان یا یک شهرک یا شهر یا حتی کشور که صرفا برای ارتباط داخلی استفاده شود، اینترانت نامیده می‌شود. این شبکه می‌تواند محلی و گسترده باشد، حتی ممکن است در این شبکه مسیر ورودی و خروجی برای شبکه جهانی هم ایجاد شده باشد، اما همچنین اینترانت خواهد بود.

این شبکه نیز از استانداردهایی مانند TCP/IP استفاده می‌کند. این شبکه می‌تواند به‌صورت ترمینال (مدل سرور محور) یا کلاینت سرور (کاربر محور) استفاده شود. دستگاه کارت‌خوان داخل ادارات، تلویزیون‌های شهری، شبکه تابلوهای خبری شهری، دوربین‌های راهنمایی و رانندگی و خطوط انتقال داده شهری و بین شهری را می‌توان اینترانت نامید.

اینترنت: این کلمه متشکل از دو کلمه inter + net است، به‌معنای شبکه بین شبکه‌ها. با این‌که به هر شبکه بین شبکه‌ای می‌توان اینترنت گفت، اما امروزه این شبکه یک اسم خاص است و تنها برای شبکه ارتباطی جهانی به‌کار می‌رود.

امروزه این شبکه مجموعه شبکه‌های داخلی (اینترانت‌ها) و تجهیزات ارتباطی، درگاه‌های ارتباطی (gateway) در سراسر جهان است که برای برقراری ارتباط با پروتکل‌های TCP/IP به کار می‌روند. بر این بستر سرویس‌های زیادی ارائه می‌شود مانند وب، انتقال فایل، پست الکترونیکی و انتقال غیرمتوازن.

نکته1: اینترنت وب نیست. وب یک سرویس مبتنی بر اینترنت است که به‌دلیل پرکاربرد بودنش از دیگر سرویس‌ها عمومی‌تر شده است.

نکته2: شبکه‌های متصل به اینترنت لزوما از پروتکل TCP /IP استفاده نمی‌کنند، اما درگاه ارتباطی آنها باید بر این مبنا فعالیت کرده و ارتباط بین دو شبکه را ایجاد کند. شبکه ماشین‌های صنعتی نمونه شبکه‌های غیرمنطبق با پروتکل اینترنت هستند.

بزودی درباره زیرساخت‌های اینترنت صحبت می‌کنیم، اما فعلا همین‌قدر بدانیم که بار اصلی اینترنت بر دوش خطوط اصلی این شبکه است که داده‌ها را در اقیانوس‌ها، دریاها، سطح قاره‌ها و فضا منتقل می‌کنند. ستون فقرات (backbone) اینترنت متشکل از خطوط ارتباطی بسیار سریع مابین نقاط اتصال اصلی است که از هزاران سیستم تجاری، دولتی، آموزشی، نظامی و تحقیقاتی تشکیل شده است که داده‌ها و پیام‌ها را مدیریت و منتقل می‌کند. مدیریت و انتقال در این شبکه دارای زیر‌مجموعه‌های بسیاری است که نمونه‌هایی از آن را نام می‌بریم.

ارتباطات دارای گونه‌های مختلف و متفاوتی است که نیازمند مدیریت است. این بخش از فناوری زیرساخت ارتباطی شامل اجزای زیر است:

1ـ. ساختار سلسله‌مراتبی پلزیوکرون

2ـ پروتکل انتقال در حالت غیرهماهنگ (نامتوازن)

3ـ سلسله مراتب انتقال هماهنگ دیجیتال

4ـ انتقال هماهنگ در شبکه‌های فیبرنوری

5ـ پروتکل آدرس‌دهی اینترنتی (IP) در پروتکل TCP.

6ـ شبکه ارتباطات بی‌سیم (WLL). معمولا در مناطقی که امکان ایجاد خطوط معمولی مخابراتی نباشد از این شبکه‌ها استفاده می‌شود.

7ـ شبکه‌های دسترسی چندگانه با تقسیم زمانی و دسترسی چندگانه با تشخیص برخورد.

8ـ شبکه خدمات انتقال داده مجتمع. این شبکه پایه شبکه تلفن دیجیتال است و امکان تبادل سریع داده‌ها را فراهم کرده است. این نوع شبکه دارای 2 زیرمجموعه اصلی یعنی N-ISDN و B-ISDN است که از فناوری‌هایATM و PRI استفاده می‌کنند. خطوطE1 زیرمجموعه PRI است و امکان ارتباط 30 کانال را روی یک خط فراهم می‌کند. سرویس‌هایی مانند HOLD ،TRANSFER CONFERENCE ،CALLER ID و صدها خدمت دیگر از مزایای این فناوری به‌شمار می‌روند.

9ـ Frame Relay: یکی از پروتکل‌های شبکه‌های وسیع با کارآیی بالاست که در لایه فیزیکی و لایه پیوند داده از مدل مرجع اتصال داخلی سیستم‌های باز عمل می‌کند. این فناوری برای انتقال داده روی ISDN به‌وجود آمد اما با گسترش آن، روی دیگر شبکه‌ها هم پیاده‌سازی شد. فریم ریلی یک نمونه از فناوری packet-switched است که توانایی به اشتراک گذاشتن پهنای باند را به ایستگاه‌های کاری در شبکه می‌دهد. این فناوری برای انتقال اطلاعات در سطوح کشوری رقیب TCP/IP بوده و مزایا و معایبی نسبت به آن دارد.

10ـ Packet switching: این فناوری پایه سیستم انتقال داده در اینترنت و شبکه‌های امروزی است. در این مرحله داده‌ها در بسته‌های استاندارد با حجم‌های مختلف و از پیش تعیین شده بر حسب رسانه مورد استفاده، تفکیک و ارسال می‌شوند.