این راهنمای مطالعه برای کمک ایجاد شده است BCA Semester 2 دانشجویان در MCU Bhopal درک و آماده شدن برای آنها ارتباطات داده و شبکه امتحان. این توضیح عمیق در مورد مباحث مهم از برنامه درسی ارائه می دهد ، به گونه ای که برای مبتدیان قابل درک است.
واحد اول: مفاهیم اساسی و مدل های شبکه
1. مفاهیم اساسی:
- تعریف شبکه: شبکه سیستمی است که به رایانه ها ، تلفن ها یا دستگاه های دیگر اجازه می دهد تا اطلاعات را با یکدیگر به اشتراک بگذارند و به اشتراک بگذارند. به عنوان مثال ، هنگام دسترسی به اینترنت ، دستگاه شما بخشی از شبکه بزرگی است که میلیون ها دستگاه در سراسر جهان را به هم وصل می کند.
-
مؤلفه های ارتباط داده: ارتباطات داده شامل چندین مؤلفه است که در انتقال داده ها کمک می کند:
- فرستنده: این دستگاهی است که انتقال را شروع می کند ، مانند رایانه یا تلفن هوشمند.
- گیرنده: این دستگاهی است که داده های منتقل شده مانند رایانه یا تلفن دیگر را دریافت می کند.
- واسطه انتقال: این مسیر فیزیکی یا کانال است که از طریق آن داده ها ارسال می شود. این می تواند یک سیم ، فیبر نوری یا سیگنال های بی سیم (مانند Wi-Fi) باشد.
- پروتکل: این قوانین یا معیارهایی هستند که نحوه ارسال ، دریافت و پردازش داده ها را تعریف می کنند.
-
پردازش توزیع شده: این بدان معنی است که داده ها فقط در یک دستگاه پردازش نمی شوند. در عوض ، بسیاری از دستگاه ها ممکن است داده ها را در قسمت ها پردازش کنند. به عنوان مثال ، هنگامی که شما از سرویس های ابری استفاده می کنید ، داده ها روی چندین سرور ذخیره و پردازش می شوند.
-
توپولوژی شبکه: این طرح یا ترتیب دستگاه ها در یک شبکه است. این نشان می دهد که دستگاه های مختلف چگونه به هم وصل می شوند:
- توپولوژی: همه دستگاه ها به یک کابل مرکزی متصل هستند.
- توپولوژی ستاره: همه دستگاه ها مانند سوئیچ یا توپی به یک دستگاه مرکزی وصل می شوند.
- توپولوژی حلقه: دستگاه ها به صورت دایره ای متصل می شوند که هر دستگاه به دستگاه بعدی متصل می شود.
-
حالت های انتقال: جهت انتقال داده ها در یک کانال ارتباطی:
- شبیه سیم پیچ: داده ها فقط در یک جهت جریان می یابد (مانند صفحه کلید که داده را به رایانه ارسال می کند).
- نیمی دوتایی: داده ها در هر دو جهت جریان می یابد ، اما نه در همان زمان (مانند یک Walkie-Talkie).
- دو رس: داده ها در هر دو جهت به طور همزمان جریان می یابد (مانند یک تماس تلفنی).
-
دسته بندی شبکه ها:
- LAN (شبکه محلی): شبکه ای در یک منطقه کوچک ، مانند خانه ، مدرسه یا دفتر.
- مرد (شبکه منطقه متروپولیتن): شبکه ای که منطقه بزرگتر را مانند یک شهر یا دانشگاه بزرگ پوشش می دهد.
- WAN (شبکه منطقه گسترده): شبکه ای که یک منطقه بسیار بزرگ را در بر می گیرد ، حتی شبکه های جهانی مانند اینترنت.
2. مدل های OSI و TCP/IP:
-
مدل OSI: این یک مدل مفهومی است که ارتباطات شبکه را به هفت لایه تقسیم می کند. این به درک نحوه حرکت داده ها از یک رایانه به رایانه دیگر کمک می کند. لایه ها عبارتند از:
- لایه فیزیکی: با اتصال فیزیکی و انتقال داده ها مانند کابل ها و سیگنال های بی سیم سروکار دارد.
- لایه داده: مسئول ایجاد یک پیوند قابل اعتماد بین دو دستگاه ، اطمینان از ارتباط بدون خطا.
- لایه شبکه: مسیریابی داده ها را پیدا می کند ، بهترین مسیر سفر را از طریق یک شبکه (مانند آدرس های IP) پیدا می کند.
- لایه حمل و نقل: اطمینان حاصل می کند که داده ها به درستی از یک دستگاه به دستگاه دیگر ارسال می شوند ، خطاها و کنترل جریان را انجام می دهند.
- لایه جلسه: جلسات را مدیریت می کند ، یعنی ارتباط بین دو دستگاه را کنترل می کند ، و اطمینان می دهد که می توان تبادل داده ، نگهداری و بسته شد.
- لایه ارائه: داده ها را به فرمی تبدیل می کند که گیرنده می تواند درک کند ، از جمله رمزگذاری و فشرده سازی داده ها.
- لایه کاربردی: این لایه نزدیک به کاربر است و خدماتی مانند مرور وب و ایمیل را ارائه می دهد.
-
مدل TCP/IP: این یک مدل ساده تر و واقعی است که در اینترنت استفاده می شود. چهار لایه دارد:
- لایه رابط شبکه: عملکردهای لایه های پیوند فیزیکی و داده را در مدل OSI ترکیب می کند.
- لایه اینترنتی: مطابق با لایه شبکه OSI (به عنوان مثال ، پروتکل اینترنت (IP)).
- لایه حمل و نقل: مشابه لایه حمل و نقل OSI ، انتقال داده های قابل اعتماد را تضمین می کند (به عنوان مثال ، TCP).
- لایه کاربردی: ترکیب برنامه ، ارائه و لایه های جلسه OSI ، ارائه خدمات مانند ایمیل و انتقال پرونده.
3. انتقال دیجیتال:
- مودم: مودم دستگاهی است که داده های دیجیتالی (استفاده شده توسط رایانه ها) را به سیگنال های آنالوگ تبدیل می کند که می توانند از طریق خطوط تلفن حرکت کنند و برعکس.
-
آنالوگ در مقابل سیگنال های دیجیتال:
- سیگنال های قیاسی: اینها سیگنال های مداوم هستند که به راحتی متفاوت هستند ، مانند امواج صوتی.
- سیگنال های دیجیتالی: این سیگنال ها گسسته هستند و اطلاعات را به صورت باینری (0 و 1) نشان می دهند.
-
میزان داده ها: این به سرعتی که داده ها منتقل می شوند ، معمولاً در بیت در ثانیه (bps) اندازه گیری می شود.
-
رمز: این راهی برای تبدیل داده های دیجیتال به سیگنالهایی است که می توانند از طریق رسانه های فیزیکی (مانند سیم های مس) ارسال شوند. مثالها شامل رمزگذاری غیر برگشتی به صفر (NRZ) و رمزگذاری منچستر است.
-
انتقال موازی در مقابل سریال:
- انتقال موازی: چندین بیت به طور همزمان از طریق کانال های جداگانه ارسال می شوند.
- انتقال سری: داده ها یک بیت در هر زمان و در یک دنباله ارسال می شوند.
-
تعدیل: این فرآیند رمزگذاری اطلاعات بر روی سیگنال حامل است. مثالها شامل مدولاسیون دامنه (AM) ، مدولاسیون فرکانس (FM) و کلید تغییر فاز (PSK) است.
-
چند برابر: این اجازه می دهد تا سیگنال های متعدد از طریق یک کانال منتقل شوند:
- FDM (تقسیم فرکانس تقسیم بندی): سیگنال های مختلف برای جلوگیری از تداخل از فرکانس های مختلف استفاده می کنند.
- TDM (Multiplexing Division Division): سیگنال های مختلف یک کانال یکسان را به اشتراک می گذارند ، اما در فواصل زمانی مختلف منتقل می شوند.
واحد دوم: تعویض ، مکانیسم های دسترسی و لایه پیوند داده
1. تکنیک های سوئیچینگ شبکه:
- سوئیچینگ مدار: یک ارتباط اختصاصی برای کل مدت ارتباط برقرار شده است. سیستم های تلفنی سنتی از این روش استفاده می کنند.
- تعویض بسته: داده ها به بسته ها شکسته شده و به طور مستقل ارسال می شوند ، در مقصد مجدداً جمع می شوند. اینگونه است که اینترنت کار می کند.
- تعویض پیام: کل پیام از فرستنده به گیرنده ارسال می شود ، اما به طور موقت در نقاط میانی ذخیره می شود.
- سوئیچینگ مدار مجازی: مشابه سوئیچینگ مدار ، اما به جای یک مسیر اختصاصی ، مدارهای مجازی برای یک جلسه ایجاد می شوند.
2. توابع لایه پیوند داده:
- تشخیص خطا و تصحیح: لایه پیوند داده تضمین می کند که داده ها با استفاده از روش های تشخیص خطا مانند دریافت می شوند بررسی افزونگی چرخه ای (CRC) وت بیت های برابریبشر
- کنترل جریان: این میزان انتقال داده ها را برای جلوگیری از غرق شدن گیرنده کنترل می کند.
- قاب بندی: این شامل شکستن داده ها در واحدهای قابل کنترل کوچک به نام فریم است و انتقال آن را آسان تر می کند.
3 پروتکل بازیابی خطا:
- توقف و انتظار ARQ: فرستنده یک بسته را ارسال می کند و قبل از ارسال مورد بعدی منتظر تصدیق گیرنده است.
- Go-back-n arq: فرستنده چندین بسته را بدون انتظار برای تأیید ارسال می کند ، اما در صورت بروز خطایی ، تمام بسته ها را پس از اشتباه اشتباه می کند.
- پروتکل نقطه به نقطه (PPP): پروتکل که امکان برقراری ارتباط مستقیم بین دو دستگاه را فراهم می کند.
واحد III: پروتکل های دسترسی چندگانه و دستگاه های شبکه
1. پروتکل های دسترسی چندگانه:
- الوه: یک روش ساده که در آن دستگاه ها هنگام آماده شدن داده ها را منتقل می کنند. اگر دو دستگاه به طور همزمان منتقل شوند و باعث تصادف شوند ، داده ها را دوباره انتقال می دهند.
- الوها: نسخه ای از Aloha که در آن زمان به شکاف ها تقسیم می شود تا احتمال تصادفات کاهش یابد.
- CSMA/CD (حامل حس دسترسی چندگانه با تشخیص برخورد): این در شبکه های اترنت استفاده می شود ، جایی که دستگاه ها قبل از ارسال داده به شبکه گوش می دهند. اگر تصادف رخ دهد ، دستگاه ها متوقف می شوند و قبل از تلاش دوباره صبر می کنند.
2. دستگاه های شبکه:
- شبکه اترنت: یک نوع مشترک از شبکه محلی که از کابل ها برای اتصال دستگاه ها استفاده می کند.
- حلقه توکن: شبکه ای که در آن یک نشانه ویژه در اطراف شبکه گردش می کند ، و یک دستگاه فقط می تواند داده ها را هنگام داشتن نشانه ارسال کند.
-
دستگاه های شبکه:
- تکرار کننده: داده های مسافت را با تقویت سیگنال گسترش می دهد.
- قطب: یک دستگاه ساده که چندین دستگاه را در یک شبکه متصل می کند و داده ها را به همه دستگاه ها پخش می کند.
- سوئیچ: یک دستگاه هوشمندتر که داده ها را فقط به دستگاه مورد نظر ارسال می کند.
- پل: برای اتصال بخش های مختلف یک شبکه و فیلتر کردن ترافیک استفاده می شود.
- روتر: داده ها را بین شبکه های مختلف هدایت می کند ، و اطمینان می دهد که بسته ها به مقصد صحیح خود می رسند.
- دروازه: به عنوان پلی بین دو نوع شبکه مختلف عمل می کند (به عنوان مثال ، اتصال LAN به اینترنت).
واحد IV: توابع لایه شبکه و مسیریابی
1. پروتکل های مسیریابی:
- مسیریابی بردار فاصله: هر روتر دانش خود را در مورد فاصله با شبکه های مختلف با همسایگان خود به اشتراک می گذارد.
- کوتاهترین مسیریابی مسیر: بهترین مسیر بین دو نقطه با استفاده از الگوریتم هایی مانند الگوریتم Dijkstra تعیین می شود.
2. انواع ارتباطات:
- تکائیک کننده: داده ها از یک فرستنده به یک گیرنده ارسال می شود.
- چندتایی: داده ها از یک فرستنده به گیرنده های مختلف ارسال می شود.
- پخش: داده ها از یک فرستنده به کلیه دستگاه های موجود در شبکه ارسال می شود.
واحد V: لایه حمل و نقل ، لایه جلسه و لایه برنامه
1. توابع لایه حمل و نقل:
- TCP: پروتکل که انتقال داده های قابل اعتماد و بدون خطا را تضمین می کند.
- UDP: پروتکل سریعتر اما کمتر قابل اعتماد در برنامه هایی مانند جریان یا بازی آنلاین استفاده می شود.
2. لایه های جلسه و ارائه:
- لایه جلسه: ارتباطات بین دستگاه ها را مدیریت می کند و تضمین می کند که داده ها به راحتی جریان می یابد.
- لایه ارائه: داده ها را به فرمی تبدیل می کند که توسط برنامه قابل درک است (به عنوان مثال ، رمزگذاری داده ها).
3. پروتکل های لایه برنامه:
- DNS (سیستم نام دامنه): نام دامنه (مانند www.google.com) را به آدرس های IP ترجمه می کند.
- HTTP (پروتکل انتقال HyperText): برای مرور وب استفاده می شود.
- FTP (پروتکل انتقال پرونده): برای انتقال پرونده ها از طریق اینترنت استفاده می شود.
- SNMP (پروتکل مدیریت شبکه ساده): برای نظارت و مدیریت دستگاه ها در شبکه استفاده می شود.
پایان
این راهنمای مطالعه تمام مباحث اساسی را که باید برای آن بدانید شامل می شود ارتباطات داده و شبکه در تعطیلات BCA 2 در MCU Bhopalبشر با درک این مفاهیم اساسی ، شما قادر خواهید بود تا هر دو جنبه های نظری و عملی شبکه را مقابله کنید. با تحصیلات خود موفق باشید!
