شبکه محلی LAN چیست

در این مقاله شما با رایج‌ترین فن‌آوری‌های موجود در شبکه محلی LAN و نحوه ایجاد شدن شبکه LAN در طول زمان و انواع کابل کشی برای شبکه کردن و نحوه کارکرد تکنولوژی بی‌سیم در شبکه LAN و ویژگی‌های فنی شبکه LAN ساده و پیچیده آشنا می‌شوید. امید است تلاش کارشناسان تیم مجله برقچی مورد رضایت شما کاربران عزیر قرار بگیرد.

هر آنچه که باید از مفهوم شبکه محلی LAN بدانید 

شبکه محلی LAN یا local area network به شبکه کامپیوتری گفته می‌شود که سیستم‌های کامپیوتری را در یک ناحیه جغرافیایی محدود مانند محل اقامت، مدرسه، آزمایشگاه، دانشگاه یا ساختمان‌های اداری را به یکدیگر متصل می‌کند. در مقابل، شبکه‌ گسترده WAN، محدوده جغرافیایی وسیع‌تری را پوشش داده و عموماً از «خطوط استیجاری مخابراتی» (Leased Telecommunication Circuits) استفاده می‌کنند.

رایج‌ترین فن‌آوری‌های موجود در شبکه محلی LAN

اترنت Ethernet و Wi-Fi، رایج‌ترین فن‌آوری‌هایی هستند که در شبکه‌ محلی LAN مورد استفاده قرار می‌گیرند. پیش از این، فن‌آوری‌های آرکنت (ARCNET)، توکن رینگ (Token Ring) و اپل تاک (Apple Talk) مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

تاریخچه پیدایش شبکه LAN 

در اواخر دهه 1960، افزایش تقاضا و کاربرد کامپیوترها در دانشگاه ها و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، نیاز به ایجاد اتصالات داخلی و ارتباط بین سیستم‌های کامپیوتری را به‌وجود آورد. در سال 1970 گزارشی از آزمایشگاه تشعشع لارنس (Lawrence Radiation Laboratory) در مورد جزئیات رشد شبکه آنها به نام «اختاپوس» (Octopus) منتشر شد که وضعیت موجود در آن زمان را به خوبی روشن می‌کرد.

به مرور، فن‌آوری‌ شبکه LAN در دهه 1970 توسعه پیدا کرد. به عنوان مثال، شبکه «رینگ کمبریج» (Cambridge Ring) در دانشگاه کمبریج توسعه یافت و در سال 1974 شروع به کار کرد. اترنت بین سال‌های 1973 تا 1974 در مرکز تحقیقاتی «زیراکس پارک» (Xerox PARC) توسعه یافت. «آرک‌نت» (ARCNET) در سال 1976 توسط شرکتDatapoint  طراحی و در سال 1977 عرضه شد. در واقع این اولین راه‌اندازی تجاری یک شبکه در دسامبر 1977 و در بانک پیش‌رو تجاری «چیس منهتن» (Chase Manhattan Bank) در نیویورک بود.

رشد و توسعه کامپیوترهای شخصی در اواخر دهه 1970 که با سیستم‌ عامل CP/M کار می‌کردند و پس از آن، سیستم‌های DOS در سال 1981، این حقیقت را آشکار کرد که به زودی در هر مکانی ده‌ها و صدها کامپیوتر دیده خواهد شد. اولین انگیزه برای شبکه‌سازی در این مکان‌ها، عموماً به اشتراک‌گذاشتن فضای حافظه ذخیره‌سازی و چاپگرها بود که هر دو در آن زمان بسیار گران‌قیمت بودند. برای چندین سال این ایده بسیار مورد توجه و علاقه بود، به‌طوری ‌که از سال 1983 به بعد، متخصصان صنعت کامپیوتر، مرتب اظهار می‌کردند که سال بعد، «سال شبکه محلی» است.

در عمل، با افزایش ناسازگاری بین لایه فیزیکی و پروتکل شبکه به دلیل تنوع آنها و چندگانگی در تعیین بهترین روش به‌اشتراک‌گذاری منابع، به ایده مذکور صدمه زد. به‌طور معمول هر فروشنده‌ای کارت شبکه، کابل شبکه، پروتکل و سیستم ‌عامل شبکه خود را عرضه می‌کرد. با معرفی سیستم‌ عامل Netware محصول شرکت ناول که ده‌ها نوع مختلف از کابل‌ها و کارت‌های شبکه رقبا را پشتیبانی می‌کرد و علاوه بر آن، بسیار حرفه‌ای‌تر از دیگر سیستم‌ عامل‌های موجود در آن زمان بود، راه حلی برای این مشکل پدید آمد. سیستم ‌عامل Netware تقریباً از همان ابتدای ظهور شبکه‌ محلی LAN، کامپیوترهای شخصی در سال 1983 تا اواسط دهه 1990 بر این بازار حکمرانی می‌کرد تا اینکه شرکت مایکروسافت سیستم‌ عامل Windows NT را به بازار عرضه کرد.

از رقبای سیستم ‌عامل Netware، تنها Vines، محصول شرکت Banyan از نظر توان فنی با آن قابل مقایسه بود، اما این شرکت هرگز نتوانست جای پای خود را در این بازار محکم کند. در این هنگام شرکت‌های تری‌کام و مایکروسافت، به ترتیب، سیستم ‌عامل‌های شبکه 3+Share و MS-Net را به بازار عرضه کردند که خود مبنای همکاری این دو شرکت برای ارائه یک سیستم عامل ساده برای شبکه LAN Manager و مشابه آن، LAN Server شرکت «آی‌بی‌ام» بود؛ اما در نهایت، هیچ‌یک از این سیستم‌ عامل‌ها موفقیت چشم‌گیری به‌دست نیاوردند.

در سال 1983، TCP/IP برای اولین بار در یک بستر آزمایشی شبکه محلی LAN واقع در منطقه مسکونی رستون، ویرجینیا نشان داد که قادر به پشتیبانی از برنامه‌های آژانش اطلاعات دفاعی (وابسته به وزارت دفاع ایالات متحده) است. این شبکه LAN مبتنی بر TCP/IP، با موفقیت از Telnet، FTP و یک برنامه کاربردی مربوط به کنفرانس از راه دور وزارت دفاع پشتیبانی کرد. این امر نشان داد که امکان استفاده از شبکه‌های داخلی TCP/IP برای اتصال کامپیوترهای «سیستم فرماندهی و کنترل نظامی جهانی» (WWMCCS) در مراکز فرماندهی سراسر ایالات متحده وجود دارد. با این حال، قبل از اینکه این اتفاق رخ دهد، WWMCCS توسط «سیستم فرماندهی و کنترل جهانی» (GCCS) از دور خارج شد.

در همین دوران «ایستگاه‌های کاری یونیکس» (Unix Workstation) از شبکه‌های TCP/IP استفاده می‌کردند. اگرچه بازار این محصول در حال حاضر به شدت کاهش پیدا کرده، اما فن‌آوری‌های توسعه‌یافته در این زمینه ادامه یافت و بر روی اینترنت و همچنین دو سیستم ‌عامل «لینوکس» و «Mac OS X» شرکت اپل تأثیر گذاشت. امروزه پروتکل TCP/IP تقریباً به‌طور کامل جایگزین پروتکل‌های تبادل داده، از قبیل IPX، AppleTalk، NBF و دیگر پروتکل‌هایی شده‌ است که در شبکه‌ محلی LAN اولیه به کار می‌رفتند.

نوع کابل‌کشی در شبکه محلی LAN

در شروع پیدایش شبکه محلی LAN، اترنت اولیه (10BASE-5 و 10BASE-2) از کابل کواکسیال استفاده می‌کرد. در پیاده‌سازی شبکه محلی Token Ring آی‌بی‌ام نیز از زوج به‌هم تابیده روکش‌دار استفاده می‌شد. در سال 1984، StarLAN ظرفیت و کارایی زوجی به‌هم تابیده بدون شیلد را با استفاده از کابل Cat3، همان کابلی که برای سیستم‌های تلفن نیز مورد استفاده قرار می‌گرفت، نشان داد. این امر منجر به توسعه 10BASE-T (و جایگزین‌های بعدی آن) و «کابل‌کشی ساخت‌یافته» (structured cabling) شد که هنوز هم اساس بسیاری از شبکه‌های LAN تجاری امروزی را تشکیل می‌دهد.

در حالی که کابل‌های فیبرنوری برای ارتباط بین سوئیچ‌های شبکه LAN رایج هستند، اما استفاده از آنها برای دستگاه‌های دسکتاپ، به‌ندرت صورت می‌گیرد و کماکان استفاده از زوج‌های به‌هم تابیده برای این دستگاه‌ها، مرسوم است.

فن‌آوری بی‌سیم در شبکه محلی LAN

بسیاری از شبکه‌های LAN از فن‌آوری‌ بی‌سیم استفاده می‌کنند که داخل گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها تعبیه شده است. در یک شبکه محلی LAN بی‌سیم، کاربران می‌توانند بدون محدودیت در منطقه پوشش سیگنال‌های بی‌سیم، آزادانه حرکت کنند. استفاده از شبکه‌های بی‌سیم به دلیل سهولت نصب، در آپارتمان‌های مسکونی و کسب و کارهای کوچک بسیار رایج شده است. کاربران میهمان نیز می‌توانند با حضور در «مناطق پوشش شبکه» (hotspot) به اینترنت دسترسی پیدا کنند.

جنبه‌های فنی شبکه محلی LAN ساده و شبکه LAN پیشرفته

توپولوژی شبکه، نوع چیدمان و اتصالات بین دستگاه‌ها و بخش‌های مختلف شبکه را توصیف می‌کند. در «لایه پیوند داده» و لایه فیزیکی، تاکنون توپولوژهای LAN متنوعی از جمله «رینگ»، «باس»، «مش» و «ستاره» مورد استفاده قرار گرفته است. در لایه‌های بالاتر، NetBEUI، IPX/SPX، AppleTalk و موارد مشابه دیگر، معمول بود؛ اما به مرور، پروتکل اینترنت TCP/IP همگی را کنار زده و به عنوان یک استاندارد انتخاب شده است. قرارداد IP رایج‌ترین قرارداد «لایه شبکه» است، در گذشته گزینه‌های بسیار دیگری مورد استفاده بودند و بعضی از آن‌ها هنوز در بعضی نواحی کوچک مشهور مانده‌اند.

شبکه‌ محلی LAN ساده‌تر، عموماً شامل یک یا چند سوئیچ بوده که بر مبنای یک توپولوژی مشخص به یکدیگر متصل شده‌اند. به طور معمول برای دسترسی به اینترنت، یکی از این سوئیچ‌ها را می‌توان به یک «روتر»، «مودم کابلی» یا «مودم ADSL» متصل کرد. یک شبکه LAN می‌تواند طیف وسیعی از دستگاه‌های دیگر شبکه مانند «فایروال‌ها»، «متعادل‌کننده‌های بار» (load balancers) و «سیستم‌های تشخیص نفوذ» (IDS) را شامل شود. شبکه‌ محلی LAN پیشرفته‌تر به واسطه ویژگی‌هایی از قبیل استفاده از اتصالات اضافی (بیش از یک اتصال به منظور پشتیبان) بین سوئیچ‌ها، استفاده از «پروتکل درخت پوشا» (STP) جهت جلوگیری از ایجاد حلقه‌، توانایی مدیریت انواع مختلف ترافیک با استفاده از استاندارد «کیفیت خدمات» (QoS) و همچنین استفاده از «شبکه‌های محلی مجازی» (VLAN) به منظور تفکیک ترافیک‌ شبکه شناخته می‌شوند.

جمع بندی آمورش شبکه LAN

شبکه‌ محلی LAN می‌توانند به‌وسیله «خطوط اجاره‌ای»، «خدمات استیجاری» یا به واسطه اینترنت و استفاده از فن‌آوری شبکه اختصاصی مجازی VPN به دیگر شبکه‌ محلی LAN متصل شوند. بسته به چگونگی ایجاد اتصالات، میزان امنیت و پایداری و فاصله بین دستگاه‌ها، شبکه‌‌های LAN مرتبط به یکدیگر نیز ممکن است به عنوان یک شبکه بزرگ شهری MAN یا یک شبکه گسترده WAN طبقه‌بندی شوند.

حتما بخوانید: نحوه تنظیم مودم روتر