تجهیزات زیرساخت شبکه چیست و چه کاربردی دارد؟

تجهیزات زیرساخت شبکه چیست و چه کاربردی دارد؟

سیستم شبکه های کامپیوتری دقیقا ماننده انواع سیستم های کامپیوتری به دو دسته کلی سخت افزار شبکه و نرم افزار شبکه تقسیم می شود .ما در ادامه به تجهیزات زیرساخت شبکه خواهیم پرداخت.

سخت افزار شبکه

سخت افزار یا همان تجهیزات زیرساخت شبکه به تمام تجهیزاتی که در شبکه به کار می رود می گویند که از آن به عنوان مهم ترین بخش شبکه هم می توان نام برد.سخت‌افزار شبکه علاوه بر ارائه‌ی اساسی‌ترین اتصال، وظایف تخصصی را نیز سریع انجام می‌دهد. به عنوان مثال: روترهای سخت‌افزاری و فایروال‌ها دارای اجزای مجزایی هستند که به آنها اجازه می‌دهد تا در ثانیه ترافیک بیشتری را نسبت به نرم‌افزاری که روی سرورهای استاندارد اجرا می‌شود، پردازش کنند.

سخت افزار شبکه، مهم‌ترین بخش هر شبکه محسوب می‌شود. با این وجود، هیچ کسب‌وکار مدرنی تنها به سخت‌افزار شبکه اختصاصی متکی نخواهد بود. این نوع زیرساخت شبکه باید با اجزای سطح بالاتر نیز جفت شود. در شبکه های کامپیوتری دو نوع تجهیزات پسیو و اکتیو داریم .

تجهیزات اکتیو شبکه 

به تجهیزاتی که جریان برق در آن ها وجود دارد تجهیزات اکتیو شبکه می گویند.در ادامه به تجهیزات زیرساخت شبکه خواهیم پرداخت وکاربرد هر یک را شرح خواهیم داد.

کارت شبکه Network Adaptor

کارت شبکه این امکان را ایجاد می کند که یک یا چند سیستم به هم متصل شود و یا به عبارتی دیگر شبکه کند. با استفاده از کارت شبکه می توان یک سیستم را به شبکه مرکزی وصل کرد و یا دو دستگاه مختلف را به هم شبکه کرد.

کارت شبکه یا NIC که مخفف عبارت Network Interface Card است، یک قطعه سخت‌افزار (بورد مدار یا تراشه) است که روی کامپیوتر شما نصب می‌شود تا اتصال سیستم به شبکه اینترنت را امکان‌پذیر کند. مدل‌های جدید آن دارای قابلیت پشتیبانی از Direct Memory Access، انتقال داده، مهندسی ترافیک شبکه و پارتیشن‌بندی است.کارت شبکه قطعه ای است که به صورت فیزیکی به سیستم اضافه می‌شود تا اجازه دهد ارتباط با یک لایه اتصال داده استاندارد مثل Ethernet یا Wi-Fi ممکن شود. این قطعه‌ در تهیه، انتقال و کنترل جریان داده دخالت دارند.

اکسس پوینت Access Point

اکسس پوینت‌ها یا Access Points (APs)، وسیله‌ای است که به دستگاه‌ها امکان اتصال به شبکه بی‌سیم را می‌دهد. در زیرساخت شبکه ، اکسس پوینت‌ها نقش مهمی در فراهم کردن ارتباط بی‌سیم بین دستگاه‌ها و شبکه دارند.

• اکسس پوینت‌ها بر اساس استانداردهای بی‌سیم مانند Wi-Fi عمل می‌کنند. برخی از اکسس پوینت‌ها قادر به پشتیبانی از چند بانده هستند، به این معنی که این اکسس پوینت‌ها می‌توانند همزمان از بانده‌های فرکانسی مختلف برای ارتباط با دستگاه‌ها استفاده کنند. این امکان باعث افزایش توانایی اتصال و کارایی شبکه بی‌سیم می‌شود.
• تعداد زیادی اکسس پوینت می‌توانند در یک شبکه فعال باشند و مدیریت آن‌ها زمان‌بر و دشوار می‌شود. برخی از اکسس پوینت‌ها، قابلیت مدیریت مرکزی را دارند که این به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا از طریق یک رابط کاربری مرکزی همه اکسس پوینت‌ها را مدیریت کنند و تغییرات لازم را انجام دهند.
• اکسس پوینت‌ها قابلیت اتصال به یکدیگر را نیز دارند و می‌توانند تشکیل یک شبکه بی‌سیم پوششده را ایجاد کنند. با استفاده از این اکسس پوینت‌ها، می‌توان پوشش شبکه را گسترش داده و دستگاه‌ها را در تمام نقاط شبکه به شکل یکپارچه متصل کرد.
• اکسس پوینت‌ها نقش مهمی در امنیت شبکه بی‌سیم داشته و باید تنظیمات امنیتی مناسبی داشته باشند. استفاده از رمزنگاری اطلاعات، پشتیبانی از پروتکل‌های امنیتی مانند WPA/WPA2 و تشکیل شبکه‌های مهمان (Guest Network) از جمله اقداماتی هستند که برای افزایش امنیت شبکه بی‌سیم با استفاده از اکسس پوینت‌ها می‌توان انجام داد.
• در بعضی از اکسس پوینت‌ها دارای آنتن‌های متحرک هستند که می‌توانند جهت انتشار سیگنال بی‌سیم را تغییر دهند و بهبود پوشش و قابلیت اتصال دستگاه‌ها را افزایش دهند.
• استفاده از اکسس پوینت‌ها در زیرساخت شبکه امکان ارتباط بی‌سیم را فراهم می‌کند و به توسعه و بهره‌برداری بهتر از شبکه بی‌سیم کمک می‌کند. با توجه به نیازها و بودجه‌های موجود، مدیران شبکه باید اکسس پوینت‌های مناسب را برای شبکه‌های خود انتخاب کنند و از امکانات و تکنولوژی‌های جدید در این زمینه بهره‌برداری کنند.

برای آشنایی بیشتر از مقاله اکسس پوینت (Access Point) دیدن کنید.

سوییچ شبکه Network switch

وسيله ايست داراي چندين پورت كه از آن براي اتصال ايستگاه هاي كاري موجود در يك LAN (اعم از كامپيوتر، پرينتر و…) به يكديگر استفاده مي شود. هر ايستگاه توسط كابلي به يكي از پورتهاي موجود در سوييچ متصل مي شود. تفاوت عمده سوئيچ با هاب، در دسترسي ايستگاه ها به اطلاعات ارسالي بر روي شبكه مي باشد.

بر خلاف هاب که فریم ارسالی بر روی یک کانال را روی تمام کانال ها به صورت فراگیر ارسال می نماید (Broadcast) عملکرد سوئیچ ها در این مورد بسیار هوشمندتر از هاب می باشد، بدین ترتیب که با دریافت یک فریم از روی یک کانال ورودی آن را به تمامی کانالهای خروجی ارسال نمی نماید بلکه ابتدا آدرس فیزیکی کامپیوتر مقصد را چک کرده و فقط آن به آن کانال ارتباطی که کامپیوتر مقصد به آن وصل است می فرستد (Unicast). به این ترتیب کامپیوتر متصل به سوئیچ مربوطه به ایستگاه های دیگر را دریافت نمی کند.

برای متصل کردن یک سیستم به یک سیستم دیگر ما نیاز به یک کارت شبکه داریم حال اگر بخواهیم یک سیستم را به چندین سیستم دیگر وصل کنیم نیاز به چندین کارت شبکه داریم برای بهنه کردن تجهیزات شبکه و سهولت کار از سوییچ شبکه استفاده می کنیم. تمامی سیستم ها با استفاده از کابل شبکه به سوییچ متصل می گردد. به زبان ساده تر بخواهیم بگوییم سوئیچ وسیله ای است که در بین راه ارتباطی دستگاه‌ها نصب شده تا از ازدحام و بهم ریختگی اطلاعات بین مسیر ارتباطی جلوگیری کند.

• سوییچ‌های امروزی توانایی پشتیبانی از اتصالات سریع‌تر مانند Ethernet با سرعت ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰Mbps و همچنین اتصالات ۱۰-Gigabit Ethernet را دارا هستند. این اتصالات باعث ارتقای سرعت و کارایی شبکه می‌شوند.
• برخی سوییچ‌ها دارای قابلیت برنامه‌ریزی هستند، به این معنی که می‌توانند به صورت مرکزی توسط یک کنترلر مدیریت شوند. این قابلیت به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا تنظیمات شبکه را به صورت مرکزی انجام داده و نقشه‌های شبکه را بر اساس نیازها و ساختار سازمان تغییر دهند.
• سوییچ‌ها قابلیت ایجاد شبکه‌های مجزا و مستقل درون یک شبکه بزرگ‌تر را دارند. با استفاده از این ویژگی (که به عنوان VLAN یا Virtual LAN شناخته می‌شود)، می‌توان نقاط مختلف شبکه را به صورت منطقی از هم جدا کرد و امنیت، کارکرد و کاربردهای مختلف را بهبود بخشید.
• در این تجهیز قابلیت ارائه امکانات متنوعی را برای مدیریت ترافیک در شبکه دارند. به عنوان مثال، می‌توان تنظیماتی برای QoS (Quality of Service) انجام داد تا ترافیک شبکه با اولویت‌های مختلف (مانند صدا، ویدئو و داده) به صورت مناسب مدیریت شود.
• سوییچ‌ها نقش کلیدی در امنیت شبکه داشته و باید تنظیمات امنیتی صحیحی داشته باشند. استفاده از VLAN‌ها، فیلتر کردن بر اساس آدرس MAC، پشتیبانی از پروتکل‌های امنیتی مانند SNMPv3 و شناسایی تهدیدهای شبکه (Network Threat Detection) از جمله اقداماتی هستند که برای افزایش امنیت شبکه با استفاده از سوییچ‌ها می‌توان انجام داد.
• سوییچ‌ها باید قابلیت سازگاری با افزایش تعداد دستگاه‌ها و نیازهای شبکه را داشته باشند. این امکان باعث می‌شود تا به راحتی بتوان دستگاه‌های جدید را به شبکه اضافه کرده و آن را بر اساس نیازها و اهداف سازمان توسعه داد.
• سوییچ‌ها جزئیات فنی و کاربری مهمی در زیرساخت شبکه دارند و عملکرد شبکه را بهبود می‌بخشند. با توجه به نیازها و بودجه‌های موجود، مدیران شبکه باید سوییچ‌های مناسب را برای شبکه‌های خود انتخاب کنند و از امکانات و تکنولوژی‌های جدید در این زمینه بهره‌برداری کنند.

 برای بخش مهم آموزشی بر روی همین لینک کلیک کنید.

روتر  Router 

وسيله ايست كه وظيفه انتقال بسته هاي داده بين شبكه هاي مختلف را بر عهده دارد. يك روتر حداقل به دو شبكهLAN ، WAN و يا يك LAN و ISP متصل است. روتر اصطلاحاً Protocol Independent است؛ يعني انتقال بسته هاي داده بين دو شبكه كه از پروتكل هاي مختلف در ارتباطات داخلي خود استفاده مي كنند، را نيز به درستي انجام مي دهد. روترها در GATEWAY، يعني محل ارتباط دو شبكه قرار دارند.

روتر پس از خواندن آدرس گيرنده، براساس جدول مسيريابي و الگوريتم هاي مسيريابي و با توجه به بار ترافيك شبكه، بسته را از كوتاه ترين و كم ترافيك ترين مسير به مقصد مي رساند. روترها براي تشخيص مسير مناسب، توسط پروتكل هايي نظير ICMP با يكديگر ارتباط برقرار مي كنند. دو نوع روتر داريم؛ روترStatic  كه جدول مسيريابي آن توسط مدير شبكه مقدار دهي مي شود و روترDynamic  كه جدول مسريابي را خودش تنظيم مي كند و بطور اتوماتيك آن را Update مي نمايد. همچنين اين روتر اطلاعات خود را با مسيرياب بعدي مبادله مي كند.

دو تفاوت عمده روتر و سوییچ عبارتند از: روترها در لایه 3 (شبکه) مدل OSI کار می کنند در حالی که سوئیچ های شبکه در لایه دو (لایه پیوند داده) مدل OSI کار می کنند و دیگر اینکه روتر آدرس IP را در جدول مسیریابی ذخیره می کند در حالی که سوییچ آدرس MAC را در یک جدول جستجو ذخیره می کند.

برای آشنایی بیشتر از مقاله روترهای شبکه دیدن کنید.

فایروال Firewall

در  تجهیزات زیرساخت شبکه ، فایروال یکی از عناصر اساسی امنیت شبکه است که برای محافظت در برابر تهدیدات امنیتی استفاده می‌شود. فایروال با کنترل ترافیک شبکه، ساختار آدرس دهی و قواعد دسترسی، عملکرد امنیتی شبکه را بهبود می‌بخشد.فایروال‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند: فایروال نرم‌افزاری و فایروال سخت‌افزاری. فایروال نرم‌افزاری در کامپیوترها و سرورها نصب شده و فایروال سخت‌افزاری به صورت مجزا از سایر اجزای شبکه مانند روترها یا سوئیچ‌ها استفاده می‌شود.

• فایروال‌های مدرن دارای قابلیت‌های پیشرفته‌ای هستند که ارتقاء امنیت شبکه را تسهیل می‌کنند. برخی از این قابلیت‌ها شامل تحلیل رفتار شبکه، تشخیص تهدیدها و حملات مخرب، فیلتر کردن ترافیک ناخواسته و مسدود کردن IP‌های مشکوک است.
• در شبکه‌های بزرگ و پیچیده، استفاده از فایروال‌هایی که قابلیت مدیریت مرکزی دارند بسیار مهم است. این امکان به مدیران شبکه می‌دهد تا قواعد دسترسی و تنظیمات فایروال‌ها را به صورت متمرکز و متحکم مدیریت کنند.
• فایروال‌ها قابلیت جداسازی شبکه را فراهم می‌کنند. این به معنی این است که فایروال می‌تواند بین شبکه‌های مختلف یک سازمان جداکننده قرار بگیرد، به طوری که ترافیک بین شبکه‌ها امن باشد و هر شبکه فقط به حداقل نقاط نیازمند بگیرد.
• برخی فایروال‌ها می‌توانند ترافیک شبکه را تجزیه و تحلیل کنند تا الگوهای غیرمعمول، هجمه‌ها و تهدیدهای امنیتی را شناسایی کنند. این قابلیت به مدیران شبکه کمک می‌کند تا سریع‌تر بر خطرات امنیتی واکنش نشان دهند و اقدامات لازم را برای محافظت از شبکه انجام دهند.
• فایروال در زیرساخت شبکه نقش مهمی در امنیت شبکه ایفا می‌کند. با استفاده از فایروال‌های پیشرفته و بهره‌گیری از قابلیت‌ها و تکنولوژی‌های نوین، به نحو موثری می‌توان از شبکه در برابر تهدیدات امنیتی حفاظت کرد.

سرور Server

سرورها، عناصر حیاتی در زیرساخت شبکه هستند که نقش مهمی در ارائه خدمات شبکه و پشتیبانی از عملکرد سایر دستگاه‌های شبکه دارند.در زیرساخت شبکه، از انواع مختلف سرورها استفاده می‌شود. برخی از نمونه‌های معروف سرورها شامل سرورهای وب، سرورهای فایل، سرورهای پیام‌رسان و سرورهای پایگاه داده هستند. هر نوع سرور به استفاده‌ها و نیازهای خاصی در شبکه پاسخ می‌دهد.

سرورهای HP

• مجازی‌سازی سرورها به مدیران شبکه این امکان را می‌دهد تا از طریق یک سرور فیزیکی، چندین سرور مجازی را همزمان اجرا کنند. این روش باعث بهبود از نظر استفاده از منابع سخت‌افزاری و تسهیل مدیریت سرورها می‌شود.
• باربندی تعادل‌گرها، سرورها را میان بارها و درخواست‌های ورودی تقسیم می‌کنند تا عملکرد بهینه سیستم را به دست آورند. این امر منجر به افزایش قابلیت اطمینان سیستم و بهبود کارایی شبکه می‌شود.
• سرورها معمولاً قابلیت پشتیبانی از ذخیره‌سازی دارند. با استفاده از مجموعه‌ای از حافظه‌های نرم‌افزاری یا سخت‌افزاری، سرورها میزان ذخیره سازی مورد نیاز را برای اطلاعات شبکه فراهم می‌کنند.
• امنیت سرورها از اهمیت بسیاری برخوردار است. استفاده از روش‌ها و فناوری‌های امنیتی مانند رمزنگاری، فایروال‌ها و شناسایی تهدیدات امنیتی به صورت مداوم باعث افزایش امنیت سرورها می‌شود.
• در زیرساخت شبکه، طراحی هایبریدی به این معنا است که سرویسها و برنامه های مختلف را روی یک ترکیبی از سرورهای فیزیکی و مجازی اجرا می کنیم. این رویکرد منجر به بهبود عملکرد سرویس ها، بالا بردن کارایی و افزایش امنیت شبکه میشود.
• سرورها در زیرساخت شبکه نقش مهمی در عملکرد و امنیت شبکه ایفا می‌کنند. با توجه به نیازها و منابع در دسترس، مدیران شبکه باید نوع سرور مناسب را برای شبکه خود انتخاب کنند و از امکانات و تکنولوژی های پیشرفته برای بهبود شبکه و خدمات فراهم شده استفاده کنند.

تجهیزات پسیو شبکه 

به تجهیزاتی که برای انجام فعالیت به برق نیاز ندارند پسیو گفته می شود.

کابل‌های شبکه

کابل‌های شبکه یا همان زوج به هم تابیده جفت سیم‌های رنگی هستند که ضخامت، پهنای باند و سرعت‌های مختلفی دارند و برای انتقال اطلاعات یا انتقال همزمان اطلاعات و برق از آن‌ها استفاده می‌شوند. این کابل‌ها در دسته‌بندی‌های مختلف (Categories) به بازار عرضه شده‌اند.

برای آشنایی بیشتر از مقاله کابل شبکه دیدن کنید.

کابل کواکسیال (Coaxial) چیست؟

کابل‌های فیبرنوری

کابل فیبرنوری رشته باریک و بلندی از جنس شیشه یا پلاست است که قابلیت هدایت نور را دارد. فیبرنوری پهنای باند زیادی به نسبت کابل‌های عادی ارایه می‌کند و رسانه خوبی برای انتقال تصویر، صدا و… است. در حالی که فیبرنوری سرعت بسیار زیادی دارد، اما به نسبت کابل‌های مسی مشکلات خاص خود را دارد. یکی از بزرگ‌ترین مشکلات در این زمینه هزینه زیاد پیاده سازی  این کابل‌ها است.

آنتن‌های تقویتی

برای بهبود سیگنال‌های بی‌سیم از آن‌ها استفاده می‌شود.

رک شبکه

از رایج‌ترین تجهیزات زیرساخت شبکه‌های کامپیوتری است. رک محفظه فلزی است که برای نگهداری و محافظت از تجهیزات مختلف شبکه مانند کابل‌ها، سوئیچ‌ها، پچ‌پنل‌ها، سرورها، تجهیزات مخابراتی، UPSها، تجهیزات ذخیره‌ساز و…. استفاده می‌شود.

کاربرد انواع تجهیزات زیر ساخت شبکه

در این مقاله به تجهیزات زیرساخت شبکه و کاربرد و ابزار زیرساخت شبکه  در طراحی و پیاده سازی فیزیکی شبکه پرداختیم.تجهیزات زیرساخت شبکه یکی از پایه ای ترین اصول در پیاده سازی و طراحی شبکه است.

هیواشبکه