مقاله ی حاضر برای شرح مسئله و مستند سازی پروژه دانشجویی طراحی شبکه های محلی مجازی ( اختصارا در این مقاله، شبکه های مجازی یا VLAN ) تهیه شده است. شبکه ی مورد مطالعه case study ارائه شده توسط شرکت تجاری "ایپک یول" ، طرف کارفرما در مناقصه درخواست پیشنهاد همکاری طراحی، اجرا، نظارت و پشتیبانی شبکه ارتباطی آن شرکت می باشد.
از آنجایی که مطالب تئوریک و عملی در این زمینه ارتباط تقریبا اندکی دارند، فعالیت بر اساس این مورد مطالعه (Case Study) ملزم مطالعه و تحقیق عملی در بازار کار و کتب موجود بود. لذا در این مقاله ابتدا به زبانی ساده به بررسی و معرفی تقسیم بندی شبکه ها بر اساس نوع وظایف , توپولوژی ها,حوزه جغرافیایی تحت پوشش ، کابل های شبکه، مزایا و معایب استفاده از آنها، اجزای تشکیل دهنده ی یک مسیریاب، معرفی پورت های مختلف، طریقه ی Password گذاشن بر روی پورت ها، معرفی لایه های شبکه بر اساس استاندارد OSI ، انواع مسیریابی میان مسیریاب ها، انواع پروتکل های مسیریابی به همراه دستورات مورد نیاز می پردازیم.
همچنین مجموعه گردآوری شده شبکه های مجازی(VLAN) ، روش های شناسایی آن ها و پروتکل های مورد نیاز مسیریابی داخل شبکه های مجازی پیکربندی آنها بررسی صحت تنظیمات و فعال بودن آن ها و در نهایت سوئیچ های لایه 2 و 3 مکانیسم عملکرد آن ها نحوه برقراری ارتباط با مسیریاب ها و شبکه های مجازی لیست های دسترسی (Access List) و کاربرد آن در شبکه های مجازی به همراه دستورات آنها را مورد بررسی قرار داده و اطلاعات کامل و نحوه ی استفاده از آن ها را در اختیار شما قرار می دهد.
مقاله ای که در پیش رو دارید حاوی دو بخش کلی شامل توضیح و پیاده سازی شبکه می باشد. مطالب جمع آوری شده از کتاب ها و سایت های مختلف وهمچنین ترجمه ی کتاب هایCisco Certified Network associate (CCNA) و Building Cisco Multilayer Switched Networks (BCMSN-CCNP) به منظور معرفی شبکه های مجازی و کاربرد آن در شرکت ها سازمان ها و نهادها می باشد.
رشد و توسعه ی شبکه های کامپیوتری بر کسی پوشیده نیست و امروزه تمامی سازمان ها و نهادها برای برقراری ارتباط با هم و تبادل اطلاعات در میان خود و دیگر سازمان ها از شبکه های کامپیوتری استفاده می کنند و اینترنت پدیده ایست که به این امر کمک می کند. استفاده از شبکه های مجازی در نهاد ها وسازمانها به منظور کاهش ترافیک شبکه و کنترل دسترسی کاربران به بخش های مختلف شبکه داخلی می باشد.
شایان ذکر است که جداول استفاده شده صرفا برای نمایش دستورات و پیکربندی دستگاه های به کار رفته در پروژه می باشد.
قسمت مربوط به پیاده سازی این مقاله، بیانگر نحوه ارتباط بین دپارتمان های مختلف وابسته به سازمان در نقاط مختلف شهر تهران میباشد که در آن از برنامه نرم افزاری GNS 3 ، VISIO و BOSON NETSIM استفاده شده است
یکی از روشهای ایجاد ارتباط در رایانه ها ایجاد شبکه های کامپیوتری است که می توان آنها (شبکه های کامپیوتری ) را بر اساس ابعاد و تکنولوژی ارتباطی اشان دسته بندی کرد. بر اساس این دسته بندی یکی از انواع شبکه های کامپیوتری شبکه ی محلی است. لیکن تمامی رایانه هایی که می خواهیم در یک شبکه قرار بگیرند همیشه در یک مکان فیزیکی نیستند. لذا شبکه های مجازی محلی یا Virtual Local Area Networks (VLANs) به وجود آمدند تا علاوه بر حل این مشکل، دسترسی رایانه های شبکه شده را در سطوح مختلف کنترل کنند.
در پی تحقیقاتی که در مورد پروژه های در حال اجرا در مورد Vlan در تهران انجام دادیم چند مورد محدود یافت شد. از این موارد یک شرکت مربوط به فعالیت های فناوری اطلاعات به عنوان پیمان کار حاضر به همکاری شد و تنها اسناد اولیه این پروژه را به قیود حفظ محرمانگی و عدم استفاده ی اقتطادی آنها در اختیار ما قرار داد.
این اسناد را مورد مطالعه قرار دادیم. پروژه مشخصا مربوط به شرکت در حال توسعه ی تجاری بود که روابط بین الملل در آن اهمیت خاصی داشت و علی الظاهر برای بهینه سازی در مصارف هذینه های سفر های داخلی و خارجی در صدد استفاده از زیر بستر های فناوری اطلاعات نموده بود. این شرکت (شرکت ایپک یول) در مناقصه اولیه خود 8 بند مجموعه خدمات و محصول را به مناقصه گذاشته است که در پیوست 1 و متن این مقاله خواهیم پرداخت. بند 4 مربوط به حوزه ی مطالعه ی این پروژه میباشد که مرتبط با تهیه دستگاههای فعال شبکه و تنظیم آنهاست. شرکت پیمانکار راه رسیدن به وضعیت مطلوب کارفرما را کاملا تشریح کرد که هسته ی اصلی آن ایجاد Vlan در شبکه بود.
رونوشتی از این مقاله به شرکت پیمانکار ارائه شده است که در مرحله مطالعه میباشد و در صورت تائید، از سوی همین گروه به مرحله ی اجرا خواهد رسید.
1 شبکه
یک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپیوتر ، چاپگر و ... ) بوده که با استفاده از یک روش ارتباطی ( کابل ، امواج رادیوئی ، ماهواره ) و به منظور اشتراک منابع فیزیکی ( چاپگر) و اشتراک منابع منطقی ( فایل ) به یکدیگر متصل می گردند. شبکه ها می توانند با یکدیگر نیز مرتبط شده و شامل زیر شبکه هائی باشند.
1.1 تقسیم بندی شبکه ها:
.شبکه های کامپیوتری را بر اساس مولفه های متفاوتی تقسیم بندی می نمایند. در ادامه به برخی از متداولترین تقسیم بندی های موجود اشاره می گردد .
1.1.1 تقسیم بندی بر اساس نوع وظایف:
کامپیوترهای موجود در شبکه را با توجه به نوع وظایف مربوطه به دو گروه عمده : سرویس دهندگان (Servers) و یا سرویس گیرندگان (Clients) تقسیم می نمایند. کامپیوترهائی در شبکه که برای سایر کامپیوترها سرویس ها و خدماتی را ارائه می نمایند ، سرویس دهنده نامیده می گردند. کامپیوترهائی که از خدمات و سرویس های ارائه شده توسط سرویس دهندگان استفاده می کنند ، سرویس گیرنده نامیده می شوند .
در شبکه های Client-Server ، یک کامپیوتر در شبکه نمی تواند هم بعنوان سرویس دهنده و هم بعنوان سرویس گیرنده ، ایفای وظیفه نماید.با توجه به شکل (1-1)
در شبکه های Peer-To-Peer ، یک کامپیوتر می تواند هم بصورت سرویس دهنده و هم بصورت سرویس گیرنده ایفای وظیفه نماید.شکل (2-1)
یک شبکه LAN در ساده ترین حالت از اجزای زیر تشکیل شده است :
- دو کامپیوتر شخصی . یک شبکه می تواند شامل چند صد کامپیوتر باشد. حداقل یکی از کامپیوترها می بایست بعنوان سرویس دهنده مشخص گردد. ( در صورتیکه شبکه از نوع Client-Server باشد ). سرویس دهنده، کامپیوتری است که هسته اساسی سیستم عامل بر روی آن نصب خواهد شد.
- یک عدد کارت شبکه (NIC) برای هر دستگاه. کارت شبکه نظیر کارت هائی است که برای مودم و صدا در کامپیوتر استفاده می گردد. کارت شبکه مسئول دریافت ، انتقال ، سازماندهی و ذخیره سازی موقت اطلاعات در طول شبکه است . بمنظور انجام وظایف فوق کارت های شبکه دارای پردازنده ، حافظه و گذرگاه اختصاصی خود هستند.
1.1.2 تقسیم بندی بر اساس توپولوژی:
الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپیوترها ، توپولوژی نامیده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پیاده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب یک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محیط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپیوترها به یکدیگر ، مستقیما" بر نوع محیط انتقال و روش های استفاده از خط تاثیر می گذارد. با توجه به تاثیر مستقیم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزینه های مربوط به آن ، می بایست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی یک شبکه همت گماشت . عوامل مختلفی جهت انتخاب یک توپولوژی بهینه مطرح می شود. مهمترین این عوامل بشرح ذیل است :
- هزینه . هر نوع محیط انتقال که برای شبکه محلی LAN انتخاب گردد، در نهایت می بایست عملیات نصب شبکه در یک ساختمان پیاده سازی گردد. عملیات فوق فرآیندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است . در حالت ایده آل کابل کشی و ایجاد کانال های مربوطه می بایست قبل از تصرف و بکارگیری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بایست هزینه نصب شبکه بهینه گردد.
- انعطاف پذیری . یکی از مزایای شبکه های محلی LAN ، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزیع گره ها در یک محیط است . بدین ترتیب توان محاسباتی سیستم و منابع موجود در اختیار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت . در ادارات همه چیز تغییر خواهد کرد.
( لوازم اداری، اتاقها و ... ) . توپولوژی انتخابی می بایست بسادگی امکان تغییر پیکربندی در شبکه را فراهم نماید. مثلا" ایستگاهی را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال و یا قادر به ایجاد یک ایستگاه جدید در شبکه باشیم .
2 سه نوع توپولوژی رایج در شبکه های LAN
- BUS
- STAR
- RING
2.1 توپولوژی BUS
یکی از رایجترین توپولوژی ها برای پیاده سازی شبکه های محلی LAN است . در مدل فوق از یک کابل بعنوان ستون فقرات اصلی در شبکه استفاده شده و تمام کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به آن متصل می گردند.با توجه به شکل (1-2)
2.1.1 مزایای توپولوژی BUS
- کم بودن طول کابل . بدلیل استفاده از یک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپیوترها ، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود.موضوع فوق باعث پایین آمدن هزینه نصب و ایجاد تسهیلات لازم در جهت پشتیبانی شبکه خواهد بود.
- ساختار ساده . توپولوژی BUS دارای یک ساختار ساده است . در مدل فوق صرفا" از یک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.
- توسعه آسان . یک کامپیوتر جدید را می توان براحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ایستگاههای بیشتر در یک سگمنت, می توان از تقویت کننده هائی به نام ریپیتر Repeater استفاده کرد.
2.1.2 معایب توپولوژی BUS
- مشکل بودن عیب یابی . با اینکه سادگی موجود در تویولوژی خطی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می دهند، ولی در صورت بروز خطاء کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هائی که از توپولوژی فوق استفاده می نمایند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزیت نبوده و در صورت بروز خطاء می بایست نقاط زیادی بمنظور تشخیص خطاء بازدید و بررسی گردند.
- ایزوله کردن خطاء مشکل است . در صورتیکه یک کامپیوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد ، می بایست کامپیوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عیب نمود. در موارد خاص می توان یک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتیکه اشکال در محیط انتقال باشد ، تمام یک سگمنت می بایست از شبکه خارج گردد.
- ماهیت تکرارکننده ها . در مواردیکه برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده می گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغییراتی نیز داده شود. موضوع فوق مستلزم بکارگیری کابل بیشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است .
2.2 توپولوژی STAR
در این نوع توپولوژی همانگونه که از نام آن مشخص است ، از مدلی شبیه "ستاره" استفاده می گردد. در این مدل تمام کامپیوترهای موجود در شبکه معمولا" به یک دستگاه خاص با نام " هاب " متصل خواهندشد.با توجه شکل(2-2)
2.2.1 مزایای توپولوژی STAR
- سادگی سرویس شبکه . توپولوژی ستاره ای STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در یک نقطه مرکزی است . ویژگی فوق تغییر در ساختار و سرویس شبکه را آسان می نماید.
- در هر اتصال یک دستگاه . نقاط اتصالی در شبکه ذاتا" مستعد اشکال هستند. در توپولوژی ستاره ای STAR اشکال در یک اتصال ، باعث خروج آن خط از شبکه و سرویس و اشکال زدائی خط مزبور است . عملیات فوق تاثیری در عملکرد سایر کامپیوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .
- کنترل مرکزی و عیب یابی . با توجه به این مسئله که نقطه مرکزی مستقیما" به هر ایستگاه موجود در شبکه متصل است ، اشکالات و ایرادات در شبکه بسادگی تشخیص و مهار خواهند گردید.
- روش های ساده دستیابی . هر اتصال در شبکه شامل یک نقطه مرکزی و یک گره جانبی است . در چنین حالتی دستیابی به محیط انتقال حهت ارسال و دریافت اطلاعات دارای الگوریتمی ساده خواهد بود.
2.2.2 معایب توپولوژی STAR
- زیاد بودن طول کابل . بدلیل اتصال مستقیم هر گره به نقطه مرکزی ، مقدار زیادی کابل مصرف می شود. با توجه به اینکه هزینه کابل نسبت به تمام شبکه ، کم است ، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتیبنی آنها بطور قابل توجهی هزینه ها را افزایش خواهد داد.
- مشکل بودن توسعه . اضافه نمودن یک گره جدید به شبکه مستلزم یک اتصال از نقطه مرکزی به گره جدید است . با اینکه در زمان کابل کشی پیش بینی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود ، ولی در برخی حالات نظیر زمانیکه طول زیادی از کابل مورد نیاز بوده و یا اتصال مجموعه ای از گره های غیر قابل پیش بینی اولیه ، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد
- وابستگی به نقطه مرکزی . در صورتیکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غیرقابل استفاده خواهد بود.
2.3 توپولوژی RING
در این نوع توپولوژی تمام کامپیوترها بصورت یک حلقه به یکدیگر مرتبط می گردند. تمام کامپیوترهای موجود در شبکه ( سرویس دهنده ، سرویس گیرنده ) به یک کابل که بصورت یک دایره بسته است ، متصل می گردند. در مدل فوق هر گره به دو و فقط دو همسایه مجاور خود متصل است . اطلاعات از گره مجاور دریافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراین داده ها فقط در یک جهت حرکت کرده وازایستگاهی به ایستگاه دیگر انتقال پیدا می کنند.
2.3.1 مزایای توپولوژی RING
- کم بودن طول کابل . طول کابلی که در این مدل بکار گرفته می شود ، قابل مقایسه به توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ویژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات ( کانکتور) در شبکه شده و ضریب اعتماد به شبکه را افزایش خواهد داد .با توجه به شکل (3-2)
شامل 146 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه اتصال شبکه های VLAN از طریق سوئیچ
