بررسی کارکردهای شبکه ای مودم ADSL

[A B C D]

دیشب کلی مقاله راجع به دستگاهها و کارکردهای مختلف شبکه خوندم و با هم مقایسه کردم تا بتونم طرز کار و ارتباط و تفاوت هرکدوم رو درک کنم. روی این مفاهیم مطالعه کردم: router, bridge, hub, gateway, switch
یعنی موارد مهمش اینا بود.

در پایان به این نتایج رسیدم:

- Hub یک دستگاه ساده است که سیگنال ورودی از هر پورت را به تمام پورت های دیگر ارسال میکند (باید توجه داشت که منظور از پورت در اینجا اتصال فیزیکی هر گرهء متصل به هاب است - نه مفهوم پورت های پروتکل های نرم افزاری که در برنامه نویسی مطرح هستند). هاب در لایهء 1 (لایهء فیزیکی) کار میکنه. هاب برای ایجاد شبکه های کوچک استفاده میشه و بخاطر وجود collision کارایی شبکه هایی که با hub درست میشن پایینه.
درواقع hub شبیه یک کابل مستقیم مشترک بین تمام PC ها عمل میکنه، اما از نظر سیم بندی و خطایابی و استحکام بهتر از یک کابل مشترک است.

- Switch یک دستگاه هوشمندتر از hub است که روی لایهء 2 (Data Link Layer) کار میکنه و با استفاده از آدرسهای MAC بسته هایی رو که از هر گره دریافت میکنه فقط به گره های مقصدشون ارسال میکنه (نه به تمام گره های دیگر). بنابراین collision به صفر (درمورد اتصالهای full duplex (http://en.wikipedia.org/wiki/Full_duplex)) یا حداقل ممکن (درمورد اتصالهای half duplex (http://en.wikipedia.org/wiki/Half_duplex)) میرسه و کارایی شبکه بالا میره.
درواقع در قدیم بخاطر گران قیمت تر بودن سویچ ها در خیلی کاربردها از هاب استفاده میکردند، اما اکنون بخاطر نزدیک بودن قیمت این دو سخت افزار، در بیشتر جاهایی که قبلا هاب استفاده میشد از سویچ استفاده میشود.

- Bridge هم ظاهرا مشابه switch است. درواقع در منابع گفته شده که switch یک bridge با پورت های زیاد است (چقدر سر این تشابه گیر کرده بودم).

- Router دستگاهی است که برای ارتباط بین چند شبکه بکار میرود. مثلا میتوان دو LAN را بوسیلهء یک روتر به هم متصل کرد. روتر در لایهء 3 (Network Layer) کار میکند و بنابراین در شبکه های IP با استفاده از IP عمل هدایت بسته ها را انجام میدهد (بنظرم با MAC و لایه های سطح پایین تر کاری ندارد).

- Gateway به گره ای در شبکه گفته میشود که همچون روتر برای ارتباط بین شبکه های مختلف اما ناهمگون (از نظر پروتکل) بکار میرود. بیشتر روترها دارای قابلیت Gateway هم هستند.
Gateway ممکن است در هر لایه ای کار کند و عمل تبدیلات بین پروتکلهای شبکه های مختلف را انجام میدهد (میدونیم که لایه های مختلف میتونن پروتکل های مختلف داشته باشن).
در مقالهء ویکیپدیا آمده است: فعالیتهای یک Gateway از روتر یا switch (http://en.wikipedia.org/wiki/Network_switch) پیچیده تر است چراکه gateway با استفاده از بیش از یک پروتکل ارتباط برقرار میکند.

ضمنا یک PC یا نرم افزار خاصی میتواند نقش یک Gateway را ایفا کند و Gateway لزوما یک دستگاه سخت افزاری مخصوص این کار نیست. همینطور درمورد انواع دیگر دستگاههای ذکر شده هم فکر میکنم یک رایانه یا نرم افزار میتواند کار آنها را انجام دهد، اما احتمالا چنین سناریویی درمورد آنها خیلی کمتر معقول و معمول است.

لطفا اگر در این تعاریف اشتباه یا نقصی وجود دارد تذکر دهید.

--------------------

خب بعد بنده آمدم و فانکشن ها و اجزای سخت افزاری یک مودم ADSL امروزی را برای خودم تحلیل کردم.
برای این کار یک مودم ADSL استاندارد را فرض میکنیم که یک پورت LAN و یک پورت USB دارد و بنابراین میتوان دو PC را همزمان به آن متصل کرد که هردو از اتصال اینترنت استفاده کنند و ضمنا یک ارتباط LAN بین خود آنها بوجود میاید.

- آنطور که متوجه شدم، بیشتر مودمهای ADSL نقش روتر را هم دارند (اما فکر میکنم فقط درحالتی که مودم روی PPPoE باشد)؛ چون ارتباط بین دو شبکه، یعنی شبکهء LAN متشکل از PC های ما و شبکهء ISP مان را برقرار میکنند. درواقع به این نوع مودمها DSL router هم گفته میشود.

- در حالت PPPoE مودم ADSL یک Gateway هم هست (درواقع به این مودمها Residential gateway هم گفته میشود) چون بین دو پروتکل مختلف، که یکی پروتکل PPPoE و دیگری پروتکل Ethernet شبکهء LAN خودمان است ارتباط برقرار میکنند. اگر مودم در حالت Bridge باشد احتمالا دیگر نقش Gateway را ایفا نمیکند (احتمالا در این حالت PC خودمان نقش Gateway را ایفا میکند).

- راستی باید توجه داشت که درحالت PPPoE مودم نقش یکNAT را هم ایفا میکند. چون گره های ما برای ارتباط با دنیای خارج تنها میتوانند از یک IP (مربوط به اتصال اینترنت ما) استفاده کنند و IP های شبکه های خصوصی ما در اینترنت قابل route شدن نیستند.

- و اما بحث دیگر درمورد اینست که در ارتباط مستقیم بین دو PC خودمان در LAN ایجاد شده، مودم ADSL بعنوان کدامیک از وسایل ذکر شده در بالا عمل میکند؟
بنده فکر میکنم در این مورد مودم یک سویچ یا هاب باشد (فکر میکنم نیازی نیست مودم ما سویچ باشد چون تنها دو رایانه را بهم ارتباط میدهد و بنابراین به پردازش و عملیات هوشمند سویچ برای کاهش Collision نیازی ندارد).

---------

و اما وقتی مودم را بصورت Bridge تنظیم کنیم قضایای بالا چه تغییری میکنند؟
خب بنده این حالت را بصورت کامل تست نکرده ام، اما فکر میکنم وضعیت در این حالت بدین شرح میباشد:

- در این حالت مودم دیگر نه Gateway است و نه روتر. بلکه نقش یک مودم عادی را برای رایانه ای که با آن از طریق مودم به ISP وصل میشویم ایفا میکند. بنظرم در این حالت مودم برای رایانهء مورد نظر بصورت یک وسیلهء جانبی معمولی (مودم) دیده میشود، نه یک گرهء مستقل در شبکه بعنوان Gateway. هرچند خود مودم هنوز میتواند دارای IP مستقلی در شبکه باشد و تحت یک گرهء مستقل دیده شود و بطور مثال با استفاده از اینترفیس وبی به آن متصل شده و آنرا پیکربندی میکنیم، اما این گره مستقل از کارکرد مودم آن برای رایانهء متصل شونده به اینترنت است (درواقع رایانهء متصل شونده نمیداند که مودم و آن گرهء دیگر هردو یک دستگاه هستند).

- در این حالت رایانه ای که عمل کانکشن به ISP را انجام میدهد و خودش پروتکل PPPoE را اجرا میکند، خودش نقش Gateway را هم ایفا میکند و همینطور رایانه های دیگری که بخواهند از اتصال اینترنتی آن بصورت مشترک استفاده کنند باید این رایانه را بعنوان Gateway خود تنظیم کنند.

- باید توجه داشت که در این حالت ما هنوز هم یک LAN داریم و سخت افزار مربوط به مودم ADSL هنوز شامل یک سویچ یا هاب است که دو PC و خود مودم را بصورت سه گره در شبکهء محلی به هم متصل میسازد (البته تست نکردم ولی قاعدتا باید LAN ما هنوز برقرار باشه).

- ضمنا در این حالت NAT لازم برای اشتراک اتصال اینترنت، توسط رایانه ای که مستقیما به اینترنت متصل است (Gateway) اجرا میشود.

======================

خب چطور بود؛ خوب بود بنظرتون؟
بیشتر اینا رو دیشب یاد گرفتم :لبخند:

[A B C D]

منابع عمده:
Bridging (networking) - Wikipedia, the free encyclopedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Network_bridge)
DSL modem - Wikipedia, the free encyclopedia (http://en.wikipedia.org/wiki/DSL_modem)
Ethernet hub - Wikipedia, the free encyclopedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Network_hub)
Gateway (telecommunications) - Wikipedia, the free encyclopedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Gateway_%28telecommunications%29)
Network switch - Wikipedia, the free encyclopedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Network_switch)
Router (computing) - Wikipedia, the free encyclopedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Router_%28computing%29)

[khalil-s]

این پشتکار شما جای تحسین داره من که خیلی دوست داشتم جای شما بودم آخه جدیدا تا چندتا خط مطلب می خونم دچار سردرد میشم مخصوصاً اگه مطلب رو درست درک نکنم

برای شما یک پیشنهاد دارم که اگه بتونی وقت بگذاری و کتاب Network+ مربوط به شرکت comp TIA رو مطالعه کنی تقریباً بصورت پایه به دنیای شبکه وارد شدی ، این کتاب پیش نیاز شروع دوره های MCITP و Cisco هستش

موفق باشی

[A B C D]

خیلی ممنون. لطف دارید.

البته رشتهء تخصصی و علاقمندی و اولویت بنده برنامه نویسی هست که خودش اینقدر گسترده هست که حداقل فعلا وقت ندارم بصورت حرفه ای روی حیطه های دیگه تمرکز کنم. این مطالب فرعی و ظاهرا خارج از حیطه هم که میرم دنبالشون بعضی وقتا بخاطر خستگی و ایجاد تنوع هست؛ وقتی مدت زیادی مطالب برنامه نویسی میخونم (بخصوص در یک زبان و موضوع محدود) خسته میشم و قدرت جذبم برای مطالعه و جذب اون مطالب شدیدا افت میکنه، اما همون موقع اگر مطالب علمی و تخصصی در زمینه های دیگه ای بخونم کارایی خوبی دارم و برام مثل تفریح هم هست. بعضی وقتا هم اینطور مطالب رو میخونم بخاطر ارتباطشون به برنامه نویسی و اینکه برای درک و انجام بعضی کارها در برنامه نویسی نیاز میشه آدم در زمینه های دیگر مثل شبکه یا حتی سخت افزار هم حداقل در یک محدودهء خاص یا مفاهیم پایه دانش و درک و مهارت کافی داشته باشه. این مورد احتمالا از اون موارد بوده.

کلا هم خوره هستم. شاید یه ابرخوره! نسبت به علم در بیشتر رشته هاش گرایش شدیدی دارم. اینقدر زیاد مقاله میخونم اصلا کار و بارم همینه. زندگیم مطالعه و یادگیری و لذت بردن از مطالب علمیه و دوست دارم همه چیز رو بدونم و بتونم. از زیست شناسی و فیزیک هسته ای و مکانیک تا سخت افزار رایانه و برنامه نویسی.
هیچ چیزی اینقدر رایگان و نامحدود و پایدار نیست. بنابراین این خیلی خوبه که علم، علاقمندی و تفریح آدم باشه. علمی که برای درآمد و گذران زندگی هم بکار میاد و باهاش میشه به دیگران هم کمک کرد.

این عصر یه عصر طلاییه واسه خوره های علم. عصر PC و اینترنت آزاد و پدیده ها و جنبشهایی مثل نرم افزار آزاد/بازمتن. در هیچ دورانی اینقدر امکانات و آزادی و قدرت و اطلاعات ناب براحتی در دسترس عموم نبوده.

هیچ چیزی بهتر از علم نیست. هیچ چیزی بهتر از دانستن نیست. هیچ لذتی بهتر از قدرت های اصیل و درونی نیست. حداقل بین اونایی که در دسترس من باشه و سراغ داشته باشم.

چیزهایی مثل ویکیپدیا یه گنجه.
حیفه نخونیم و استفاده نکنیم.
اونی که استعداد و علاقه داشته باشه و زرنگ باشه از فرصت استفاده میکنه.
یه زمانی آدما برای یک صدم این منابع و امکانات چه زحمتی میکشیدن و چه وقتی صرف میکردن. طرف از یه کشور میرفت به یه کشور دیگه و کلی منت و سختی میکشید تا یه چیزی یاد بگیره. اما حالا همه چیز زیر دست ماست. بدون زحمت. بدون منت. بدون محدودیت.
اگر ما باوجود اینهمه امکانات تنبلی کنیم، چه چیزی جز بی‌عرضگی ما رو میرسونه؟

ضمنا آدم در هر چیزی وقتی جدی فعالیت کنه با گذشت زمانی که شاید طولانی بنظر برسه، بالاخره برجسته میشه. میخواد ورزش باشه، میخواد علم باشه و قدرت ذهنی. وقتی زیاد مطالعه کنی عادت میکنی و سرعت و تحمل و ظرفیتت در این کار زیاد میشه. ولی در شروع و اوایل کار برای آدم خیلی سخت تره چون هنوز توانایی و سرعتی نداره و از طرف دیگه یه راه طولانی و سخت رو جلوی خودش میبینه که تازه در ابتداش قرار داره.

[A B C D]

البته بنده مطمئن نیستم این مطالب هیچ نقص و اشتباهی نداشته باشن؛ رشتهء بنده شبکه نیست. واسه همین مطرح کردم تا علاوه بر جنبهء آموزشی، متخصصان صحتش رو تایید و اگر نقص و/یا اشتباهی داره برطرف کنن.