شبیه سازی شبکه های کامپیوتری

شبیه سازی شبکه های کامپیوتری

توضیحاتی در مورد شبکه های کامپیوتری:

همانطور که می دانید امروزه در تمامی نقاط کره خاکی ما فعالیت های عظیم صنعتی و اقتصادی در دست انجام است و کارخانه ها و مراکز تولیدی، صنعتی با در نظر گرفتن نیروی کار و وجود مواد اولیه مورد نیازشان ، گاهی به صورت شبانه روزی نیز فعالیت می کنند.

 در این میان مهمترین مسئله ای که صاحبان صنایع و کارخانجات و یا موسسات خدماتی به آن توجه خاصی مبذول می دارند همانا بهینه سازی فعالیت ها و اعمالشان است تا بتوانند با به کار بردن حداقل مواد اولیه و قطعات و نیروی مورد نیاز، بالاترین کیفیت محصولات یا خدمات را ارائه نمایند. در حالت دیگر، اشخاص صاحب سرمایه و گروه هایی که در مراحل اولیه ورود به این نوع فعالیت ها هستند، نیاز دارند که تصویری با معنی از آنچه می خواهند بر رویش سرمایه گذاری کنند و نیز میزان مطلوبیت (بازدهی) آن فعالیت خاص به دست آورند. و یا به طور اختصار ، نیاز به داشتن شناخت کلی از چرخه (Input-Process-Output) فعالیت مورد نظرشان دارند.

شاید اولین پیشنهاد به منظور نیل به این هدف، نمونه سازی کوچک (آزمایشگاهی) باشد. که البته نیازمند هزینه های اولیه ای است در مورد طرحی که فعلاً شناخت جامعی بر مشکلات آن نداریم.

اندیشه شیه سازی از این جا آغاز می شود که ما برای بدست آوردن شناخت نسبت به آن کار، بدون اینکه متحمل هزینه های سنگین پیاده سازی مدل نمونه شویم، قبل از هر کار یک مدل کامپیوتری کامل از فعالیت مورد نظر بوجود آورده و نیازها، فعالیت ها، مواد اولیه، نیروی کار و کلاً عوامل دخیل در نتیجه فعالیت را لحاظ کنیم و می سنجیم و با در نظر گرفتن تمامی اثرات آنان، با ضریب اطمینان بیشتری نسبت به ادامه کار و فعالیت اقتصادی اقدام می نماییم.

استفاده های ما از شبکه های کامیوتری نیز به این تکنولوژی نقش مهمی در زندگی روزمره ما بخشیده است و لزوم بهینه سازی در سرعت، کیفیت ارائه و نیز هزینه خدمات شبکه ای به وضوح احساس می شود.

به همین جهت بر آن شدیم تا با ارائه مدلی کلی از اعمال انجام گرفته در یک شبکه محلی (Lan) که برخورد بیشتری با آن داریم، یکی از راه های بهینه سازی در سرعت دسترسی به شبکه را مورد بررسی و تحلیل قرار دهیم و موضوع مقایسه بین فعالیت های انجام گرفته توسط هاب و هاب-سوییچ در شبکه محلی را انتخاب نمودیم.  

 

 

شبکه کامپیوتری چیست ؟

اساساً یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار ونرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری ونرم افزاری موجود در شبکه منبع1(Source) گویند.

در این تشریک مساعی با توجه به نوع پیکربندی کامپیوتر ، هر کامپیوتر کاربر می تواند در آن واحد منابع خود را اعم از ابزارها وداده ها با کامپیوترهای دیگر همزمان بهره ببرد.

دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد :

1 – استفاده مشترک از منابع :

استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند.

2 – کاهش هزینه :

متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها وپرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف واستفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت .

3 – قابلیت اطمینان :

این ویژگی در شبکه ها بوجود سرویس دهنده های پشتیبان در شبکه اشاره می کند ، یعنی به این معنا که می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی وسیستم ها در شبکه نسخه های دوم وپشتیبان تهیه کرد ودر صورت عدم دسترسی به یک از منابع اطلاعاتی در شبکه ” بعلت از کارافتادن سیستم ” از نسخه های پشتیبان استفاده کرد. پشتیبان از سرویس دهنده ها در شبکه کارآیی،، فعالیت وآمادگی دایمی سیستم را افزایش می دهد.

4 – کاهش زمان :

یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای ، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است ؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد.

5 – قابلیت توسعه :

یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد وتبدیل به یک شبکه بزرگتر شود. در اینجا هزینه توسعه سیستم هزینه امکانات وتجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مد نظر است.

6 – ارتباطات:

کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی ویا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند ؛ حتی امکان انتقال فایل نیز وجود دارد.

مدل OSI و توضیح وظایف لایه های آن:

هر فعالیتی در شبکه مستلزم ارتباط بین نرم‌افزار و سخت‌افزار کامپیوتر و اجزای دیگر شبکه است. انتقال اطلاعات بین کامپیوترهای مختلف در شبکه وابسته به انتقال اطلاعات بین بخش های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری درون هر یک از کامپیوترها است.

هر یک از فرایندهای انتقال اطلاعات را می توان به بخش‌های کوچک‌تری تقسیم کرد. هر یک از این فعالیت‌های کوچک را سیستم عامل براساس دسته‌ای از قوانین مشخص انجام می‌دهد. این قوانین را پروتکل می‌نامند. پروتکل‌ها تعیین‌کننده روش کار در ارتباط بین بخش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری شبکه هستند. بخش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تولیدکنندگان مختلف دارای مجموعه پروتکل‌های متفاوتی می‌باشند.

برای استانداردسازی پروتکل‌های ارتباطی، سازمان استانداردهای بین‌المللی (ISO) در سال ۱۹۸۴ اقدام به تعیین مدل مرجع)  OSI یا‌ (Open Systems Interconnection نمود.

مدل مرجع OSI ارائه‌دهنده چارچوب طراحی محیط‌های شبکه‌ای است. در این مدل، جزئیات بخش‌های نرم افزاری و سخت افزاری برای ایجاد سهولت انتقال اطلاعات مطرح شده است و در آن کلیه فعالیت‌های شبکه‌ای در هفت لایه مدل‌سازی می‌شود. هنگام بررسی فرآیند انتقال اطلاعات بین دو کامپیوتر، مدل هفت لایه‌ای OSI روی هر یک از کامپیوترها پیاده‌سازی می‌گردد. در تحلیل این فرایندها می‌توان عملیات انتقال اطلاعات را بین لایه‌های متناظر مدل‌ OSI واقع در کامپیوترهای مبدا و مقصد در نظر گرفت.

این تجسم از انتقال اطلاعات را انتقال مجازی (Virtual) می نامند. اما انتقال واقعی اطلاعات بین لایه‌های مجاور مدل OSI واقع در یک کامپیوتر انجام می‌شود. در کامپیوتر مبدا اطلاعات از لایه فوقانی به طرف لایه تحتانی مدل OSI حرکت کرده و از آن جا به لایه زیرین مدل‌ OSI واقع در کامپیوتر مقصد ارسال می‌شوند. در کامپیوتر مقصد اطلاعات از لایه‌های زیرین به طرف بالاترین لایه مدل‌ OSI حرکت می کنند.

عمل انتقال اطلاعات از یک لایه به لایه دیگر در مدل‌ OSI از طریق واسطه‌ها یاInterface ‌ها انجام می‌شود. این واسطه ها تعیین‌کننده سرویس‌هایی هستند که هر لایه مدل OSI می تواند برای لایه مجاور فراهم آورد.

بالاترین لایه مدل‌ OSI یا لایه هفت، لایه کاربرد یا‌ Application است. این لایه تأمین‌کننده سرویس‌های پشتیبانی برنامه های کاربردی نظیر انتقال فایل، دسترسی به بانک اطلاعاتی و پست الکترونیکی است.

لایه شش، لایه نمایش یا‌ Presentation است. این لایه تعیین‌کننده فرمت یا قالب انتقال داده‌ها بین کامپیوترهای واقع در شبکه است. این لایه در کامپیوتر مبدا داده‌هایی که باید انتقال داده شوند را به یک قالب میانی تبدیل می‌کند. این لایه در کامپیوتر مقصد اطلاعات را از قالب میانی به قالب اولیه تبدیل می کند.

لایه پنجم در این مدل، لایه جلسه یا‌ session است. این لایه بر برقراری اتصال بین دو برنامه کاربردی روی دو کامپیوتر مختلف واقع در شبکه نظارت دارد. همچنین تأمین کننده همزمانی فعالیت های کاربر نیز هست.

لایه چهارم یا لایه انتقال (Transmission)مسؤول ارسال و دریافت اطلاعات و کمک به رفع خطاهای ایجاد شده در طول ارتباط است. هنگامی که حین یک ارتباط خطایی بروز کند، این لایه مسؤول تکرار عملیات ارسال داده است.

لایه سوم در مدل OSI، مسؤول آدرس یا نشانی گذاری پیام‌ها و تبدیل نشانی‌های منطقی به آدرس‌های فیزیکی است. این لایه همچنین مسؤول مدیریت بر مشکلات مربوط به ترافیک شبکه نظیر کند شدن جریان اطلاعات است. این لایه، لایه شبکه یا Network نام دارد.

لایه دوم مدل OSI، لایه پیوند یا‌ Data link است. این لایه وظیفه دارد تا اطلاعات دریافت شده از لایه شبکه را به قالبی منطقی به نام فریم (frame) تبدیل کند. در کامپیوتر مقصد این لایه همچنین مسؤول دریافت بدون خطای این فریم‌ها است.

لایه زیرین در این مدل لایه فیزیکی یا Physical است. این لایه اطلاعات را به صورت جریانی از رشته های ‌داده ای و به صورت الکتریکی روی کابل هدایت می کند. این لایه تعریف کننده ارتباط کابل و کارت شبکه و همچنین تعیین‌کننده تکنیک ارسال و دریافت داده ها نیز هست.

انجمن مهندسان برق و الکترونیک آمریکا (IEEE) برای وضع استانداردهای شبکه‌های‌ LAN اصطلاحاتی بر مدل OSI انجام داده است. این استانداردها اکنون با عنوان استاندارد IEEE ۸۰۲ شناسایی می شوند.

در پروژه ۸۰۲ استانداردهایی وضع شده است که در برگیرنده مشخصه‌های ارسال و دسترسی به اطلاعات از محیط فیزیکی است. این مشخصه‌ها شامل فرایندهای اتصال، حفظ و قطع ارتباط تجهیزات شبکه نیز هستند.

مشخصه های ۸۰۲ به دوازده گروه تقسیم می‌شوند که هر یک به صورت ۱.۸۰۲ تا ۱۲.۸۰۲ نام‌گذاری شده‌اند. هر یک از این گروه‌ها تعریف‌کننده استانداردهایی برای اعمال اجرایی گوناگون شبکه هستند.

مشخصات ۸۰۲ همچنین شامل اصلاحاتی بر لایه های ‌فیزیکی و‌ پیوند در مدل OSI نیز هست. این اصلاحات در هنگام طراحی اکثر محیط های‌ LAN مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کمیته پروژه ۸۰۲ با تفکیک لایه پیوند مدل OSI به دو زیرلایه، جزئیات بیشتری به مدل‌ OSI افزوده است. این لایه‌های فرعی عبارتند از لایه LLC یا‌ Logical link control و لایه MAC یا Media Access Control . لایه فرعی بالایی یعنی‌ LLC با تعریف چندین نقطه دسترسی به سرویس یا ( Service Access Point SAP)  بر ارتباطات لایه پیوند مدیریت می کندSAPها نقاط اتصالی هستند که به ارتباط بین لایه‌های هفت گانه در مدل‌ OSI کمک می‌کنند.

کامپیوترها از این نقاط برای انتقال اطلاعات از لایه فرعی‌ LLC به لایه‌های بالایی بهره می گیرند. استانداردهای انتقال اطلاعات بین لایه فرعی‌ LLC و لایه‌های بالایی در مدل OSI، تحت عنوان

IEEE 802,2  جمع آوری شده اند.

لایه فرعی‌ MAC پایین لایه فرعی‌ LCC قرار گرفته است. این لایه وظیفه انتقال اطلاعات را از لایه فیزیکی مدل‌ OSI به محیط فیزیکی بر عهده دارد. این لایه مسؤول انتقال بدون خطای اطلاعات بین دو کامپیوتر واقع در شبکه نیز هست.

استانداردهای مربوط به عملکرد لایه فرعی‌ MAC و لایه فیزیکی مدل OSI در گروه های 802,3  802,4  802,12  آمده اند.

فرآیند به اشتراک گذاشتن اطلاعات نیازمند ارتباط همزمان‌شده‌ای بین کامپیوترهای شبکه است. برای ایجاد سهولت در این فرایند، برای هر یک از فعالیت‌های ارتباط شبکه‌ای، مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها تعریف شده است.

هر دستورالعمل ارتباطی یک پروتکل یا قرارداد نام دارد. یک پروتکل تأمین‌کننده توصیه‌هایی برای برقراری ارتباط بین اجزای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری در انجام یک فعالیت شبکه‌ای است.

هر فعالیت شبکه‌ای به چندین مرحله سیستماتیک تفکیک می‌شود. هر مرحله با استفاده از یک پروتکل منحصر به فرد، یک عمل مشخص را انجام می‌دهد.

این مراحل باید با ترتیب یکسان در تمام کامپیوترهای واقع در شبکه انجام شوند. در کامپیوتر مبدا مراحل ارسال داده از لایه بالایی شروع شده و به طرف لایه زیرین ادامه می یابد. در کامپیوتر مقصد مراحل مشابه در جهت معکوس از پایین به بالا انجام می شود.

در کامپیوتر مبدا، پروتکل‌ها اطلاعات را به قطعات کوچک شکسته، به آن‌ها آدرس‌هایی نسبت می‌دهند و قطعات حاصله یا بسته‌ها را برای ارسال از طریق کابل آماده می‌کنند.

در کامپیوتر مقصد، پروتکل‌ها داده‌ها را از بسته‌ها خارج کرده و به کمک نشانی‌های آن‌ها بخش‌های مختلف اطلاعات را با ترتیب صحیح به هم پیوند می‌دهند تا اطلاعات به صورت اولیه بازیابی شوند.

پروتکل‌های مسؤول فرآیندهای ارتباطی مختلف برای جلوگیری از تداخل و یا عملیات ناتمام، لازم است که به صورت گروهی به کار گرفته شوند.

لایه‌های بالایی در پشته پروتکل‌ها تعیین‌کننده مشخصه‌های جلسات ارتباطی برای برنامه‌های کاربردی می‌باشند. پروتکل‌ها براساس آن که به کدام لایه‌ از مدل OSI متعلق باشند، سه نوع طبقه‌بندی می‌شوند.

پروتکل‌های مربوط به سه لایه بالایی مدل OSI به پروتکل های Application یا کاربرد معروف هستند. پروتکل‌های لایه Application تأمین‌کننده سرویس‌های شبکه در ارتباطات بین برنامه‌های کاربردی با یکدیگر هستند. این سرویس‌ها شامل انتقال فایل، چاپ، ارسال پیام و سرویس‌های بانک اطلاعاتی هستند.

پروتکل‌های لایه نمایش یا Presentation وظیفه قالب‌بندی و نمایش اطلاعات را قبل از ارسال برعهده دارند. پروتکل‌های لایه جلسه یا Session اطلاعات مربوط به جریان ترافیک را به داده‌ها اضافه می‌کنند.

پروتکل‌های نوع دوم که به پروتکل‌های انتقال‌‌ (Transport) معروف هستند، منطبق بر لایه انتقال مدل OSI هستند. این پروتکل‌ها اطلاعات مربوط به ارسال بدون خطا یا در واقع تصحیح خطا را به دادها می افزایند.

وظایف سه لایه زیرین مدل‌ OSI بر عهده پروتکل های شبکه است. پروتکل‌های لایه شبکه تأمین‌کننده فرایندهای آدرس‌دهی در سطوح بالاتر از شبکه محلی و مسیریابی اطلاعات هستند. پروتکل‌های لایه‌ Data Link اطلاعات مربوط به بررسی و کشف خطا را به داده‌ها اضافه می‌کنند و به درخواست‌های ارسال مجدد اطلاعات پاسخ می‌گویند.

پروتکل‌های لایه فیزیکی تعیین‌کننده استانداردهای ارتباطی در محیط مشخصی هستند.

توضیحاتی در مورد شبکه محلی (LAN) و هم بندی های معروف:

مدل های شبکه:

در یک شبکه ، یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده وهم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی وهمچنین سیستم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بعهده دارد – را نگهداری می کند.

برای آنکه سرویس گیرنده ” Client” بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند ، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس سرویس دهنده اطلاعات در خواست شده را به سرویس گیرنده ارسال خواهد کرد.

سه مدل از شبکه هایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از :

1 – شبکه نظیر به نظیر ” Peer- to- Peer “

2 – شبکه مبتنی بر سرویس دهنده ” Server- Based “

3 – شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده ” Client /Server”

 

مدل شبکه نظیر به نظیر:

در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی وسیستم عامل شبکه وجود ندارد. هر ایستگاه می تواند به منابع سایر ایستگاه ها در شبکه دسترسی پیدا کند. هر ایستگاه خاص می تواند هم بعنوان Server وهم بعنوان Client عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت وارتقاء دادن نرم افزارهای ایستگاه خود را بعهده دارد. از آنجایی که یک ایستگاه مرکزی برای مدیریت عملیات شبکه وجود ندارد ، این مدل برای شبکه ای با کمتر از 10 ایستگاه بکار می رود .

مدل شبکه نظیر به نظیر
مدل شبکه نظیر به نظیر

 

توضیحاتی در مورد شبکه محلی (LAN) و هم بندی های معروف:

مدل های شبکه:

در یک شبکه ، یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده وهم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی وهمچنین سیستم عامل شبکه که مدیریت عملیات شبکه را بعهده دارد – را نگهداری می کند.

برای آنکه سرویس گیرنده ” Client” بتواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کند ، ابتدا سرویس گیرنده باید اطلاعات مورد نیازش را از سرویس دهنده تقاضا کند. سپس سرویس دهنده اطلاعات در خواست شده را به سرویس گیرنده ارسال خواهد کرد.

سه مدل از شبکه هایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از :

1 – شبکه نظیر به نظیر ” Peer- to- Peer “

2 – شبکه مبتنی بر سرویس دهنده ” Server- Based “

3 – شبکه سرویس دهنده / سرویس گیرنده ” Client /Server”

 

مدل شبکه نظیر به نظیر:

در این شبکه ایستگاه ویژه ای جهت نگهداری فایل های اشتراکی وسیستم عامل شبکه وجود ندارد. هر ایستگاه می تواند به منابع سایر ایستگاه ها در شبکه دسترسی پیدا کند. هر ایستگاه خاص می تواند هم بعنوان Server وهم بعنوان Client عمل کند. در این مدل هر کاربر خود مسئولیت مدیریت وارتقاء دادن نرم افزارهای ایستگاه خود را بعهده دارد. از آنجایی که یک ایستگاه مرکزی برای مدیریت عملیات شبکه وجود ندارد ، این مدل برای شبکه ای با کمتر از 10 ایستگاه بکار می رود .

مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده :

در این مدل شبکه ، یک کامپیوتر بعنوان سرویس دهنده کلیه فایل ها ونرم افزارهای اشتراکی نظیر واژه پرداز ها، کامپایلرها ، بانک های اطلاعاتی وسیستم عامل شبکه را در خود نگهداری می کند. یک کاربر می تواند به سرویس دهنده دسترسی پیدا کرده وفایل های اشتراکی را از روی آن به ایستگاه خود منتقل کند

 

مدل سرویس دهنده / سرویس گیرنده :

در این مدل یک ایستگاه در خواست انجام کارش را به سرویس دهنده ارائه می دهد وسرویس دهنده پس از اجرای وظیفه محوله ، نتایج حاصل را به ایستگاه در خواست کننده عودت می دهد. در این مدل حجم اطلاعات مبادله شده شبکه ، در مقایسه با مدل مبتنی بر سرویس دهنده کمتر است واین مدل دارای کارایی بالاتری می باشد.

هر شبکه اساسا از سه بخش ذیل تشکیل می شود:

ابزارهایی که به پیکربندی اصلی شبکه متصل می شوند بعنوان مثال : کامپیوتر ها، چاپگرها، هاب ها.

سیم ها ، کابل ها وسایر رسانه هایی که برای اتصال ابزارهای شبکه استفاده می شوند.

 

سازگار کننده هاAdaptor)  ) :

که بعنوان اتصال کابل ها به کامپیوتر هستند . اهمیت آنها در این است که بدون وجود آنها شبکه تنها شامل چند کامپیوتر بدون ارتباط موازی است که قادر به سهیم شدن منابع یکدیگر نیستند . عملکرد سازگارکننده در این

است که به دریافت وترجمه سیگنال ها ی درون داد از شبکه از جانب یک ایستگاه کاری وترجمه وارسال برون داد به کل شبکه می پردازد.

اجزا ءشبکه :

اجزا اصلی یک شبکه کامپیوتری عبارتند از :

1 – کارت شبکه (Card  ( NIC- Network Interface:

برای استفاده از شبکه وبرقراری ارتباط بین کامپیوتر ها از کارت شبکه ای استفاده می شود که در داخل یکی از شیارهای برد اصلی کامپیوتر های شبکه ” اعم از سرویس دهنده وگیرنده ” بصورت سخت افزاری وبرای کنترل ارسال ودریافت داده نصب می گردد.

2 – رسانه انتقال Transmission Medium)):

رسانه انتقال کامپیوتر ها را به یکدیگر متصل کرده وموجب برقراری ارتباط بین کامپیوتر های یک شبکه می شود . برخی از متداولترین رسانه های انتقال عبارتند از : کابل زوج سیم بهم تابیده ” Twisted- Pair” ، کابل کواکسیال ” Coaxial” وکابل فیبر نوری “Fiber- Optic” .

3- سیستم عامل شبکه (NOS- Network Operating System) :

سیستم عامل شبکه برروی سرویس دهنده اجرا می شود و سرویس های مختلفی مانند: اجازه ورود به سیستم “Login” ، رمز عبور “Password” ، چاپ فایل ها ” Printfiles” ، مدیریت شبکه ” Net work management ” را در اختیار کاربران می گذارد.

 

انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی:

نوع شبکه توسط فاصله بین کامپیوتر های تشکیل دهنده آن شبکه مشخص می شود:

شبکه محلی (LAN= Local Area Network) :

ارتباط واتصال بیش از دو یا چند رایانه در فضای محدود یک سازمان از طریق کابل شبکه وپروتکل بین رایانه ها وبا مدیریت نرم افزاری موسوم به سیستم عامل شبکه را شبکه محلی گویند. کامپیوتر سرویس گیرنده باید از طریق کامپیوتر سرویس دهنده به اطلاعات وامکانات به اشتراک گذاشته دسترسی یابند. همچنین ارسال ودریافت پیام به یکدیگر از طریق رایانه سرویس دهنده انجام می گیرد. از خصوصیات شبکه های محلی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1 – اساسا در محیط های کوچک کاری قابل اجرا وپیاده سازی می باشند.

2 – از سرعت نسبتا بالایی برخوردارند.

3 – دارای یک ارتباط دایمی بین رایانه ها از طریق کابل شبکه می باشند.

شبکه گسترده (WAN = Wide Area Network) :

اتصال شبکه های محلی از طریق خطوط تلفنی ، کابل های ارتباطی ماهواره ویا دیگر سیستم هایی مخابراتی چون خطوط استیجاری در یک منطقه بزرگتر را شبکه گسترده گویند. در این شبکه کاربران یا رایانه ها از مسافت های دور واز طریق خطوط مخابراتی به یکدیگر متصل می شوند. کاربران هر یک از این شبکه ها می توانند به اطلاعات ومنابع به اشتراک گذاشته شده توسط شبکه های دیگر دسترسی یابند. از این فناوری با نام شبکه های راه دور ” Long Haul Network” نیز نام برده می شود. در شبکه گسترده سرعت انتقال داده نسبت به شبکه های محلی خیلی کمتر است. بزرگترین ومهم ترین شبکه گسترده ، شبکه جهانی اینترنت می باشد.

ریخت شناسی شبکه (Net work (Topology :

توپولوژی شبکه تشریح کننده نحوه اتصال کامپیوتر ها در یک شبکه به یکدیگر است. پارامترهای اصلی در طراحی یک شبکه ، قابل اعتماد بودن ومقرون به صرفه بودن است. انواع متداول توپولوژی ها در شبکه کامپیوتری عبارتند از :

1 – توپولوژی ستاره ای (Star) :

در این توپولوژی ، کلیه کامپیوتر ها به یک کنترل کننده مرکزی با هاب متصل هستند. هرگاه کامپیوتری بخواهد با کامپیوتر ی دیگری تبادل اطلاعات نماید، کامپیوتر منبع ابتدا باید اطلاعات را به هاب ارسال نماید. سپس از طریق هاب آن اطلاعات به کامپیوتر مقصد منتقل شود. اگر کامپیوتر شماره یک بخواهد اطلاعاتی را به کامپیوتر شماره 3 بفرستد ، باید اطلاعات را ابتدا به هاب ارسال کند، آنگاه هاب آن اطلاعات را به کامپیوتر شماره سه خواهد فرستاد.

نقاط ضعف این توپولوژی آن است که عملیات کل شبکه به هاب وابسته است. این بدان معناست که اگر هاب از کار بیفتد، کل شبکه از کار خواهد افتاد . نقاط قوت توپولوژی ستاره عبارتند از:

* نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.

* توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.

* اگر یکی از خطوط متصل به هاب قطع شود ، فقط یک کامپیوتر از شبکه خارج می شود.

2- توپولوژی حلقوی (Ring) :

این توپولوژی توسط شرکت IBM اختراع شد وبهمین دلیل است که این توپولوژی بنام IBM Tokenring مشهور است.

در این توپولوژی کلیه کامپیوتر ها به گونه ای به یکدیگر متصل هستند که مجموعه آنها یک حلقه را می سازد. کامپیوتر مبدا اطلاعات را به کامپیوتری بعدی در حلقه ارسال نموده وآن کامپیوتر آدرس اطلاعات رابرای خود کپی می کند، آنگاه اطلاعات را به کامپیوتر بعدی در حلقه منتقل خواهد کرد وبهمین ترتیب این روند ادامه پیدا می کند تا اطلاعات به کامپیوتر مبدا برسد. سپس کامپیوتر مبدا این اطلاعات را از روی حلقه حذف می کند.

نقاط ضعف توپولوژی فوق عبارتند از:

*اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد ، کل شبکه متوقف می شود.

* به سخت افزار پیچیده نیاز دارد ” کارت شبکه آن گران قیمت است “.

* برای اضافه کردن یک ایستگاه به شبکه باید کل شبکه را متوقف کرد.

نقاط قوت توپولوژی فوق عبارتند از :

* نصب شبکه با این توپولوژی ساده است.

* توسعه شبکه با این توپولوژی به راحتی انجام می شود.

* در این توپولوژی از کابل فیبر نوری میتوان استفاده کرد.

3- توپولوژی اتوبوسی (BUS) :

در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل بنام اتوبوسی متصل می شوند. در این توپولوژی ، رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. یکی از مشهورترین قوانین نظارت بر خطوط ارتباطی در شبکه های محلی اترنت است. توپولوژی اتوبوس از متداوالترین توپولوژی هایی است که در شبکه محلی مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی ، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه ، از نقاط قوت توپولوژی اتوبوسی می باشد. نقطه ضعف عمده این شبکه آن است که اگر کابل اصلی که بعنوان پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه می باشد قطع شود، کل شبکه از کار خواهد افتاد.

4- توپولوژی توری (Mesh) :

در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیما به کلیه کامپیوترهای شبکه متصل می شود. مزیت این توپولوژی آن است که هر کامپیوتر با سایر کامپیوتر ها ارتباطی مجزا دارد. بنابراین ، این توپولوژی دارای بالاترین درجه امنیت واطمینان می باشد. اگر یک کابل ارتباطی در این توپولوژی قطع شود ، شبکه همچنان فعال باقی می ماند.
از نقاط ضعف اساسی این توپولوژی آن است که از تعداد زیادی خطوط ارتباطی استفاده می کند، مخصوصا

زمانیکه تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

5- توپولوژی درختی (Tree) :

این توپولوژی از یک یا چند هاب فعال یا تکرار کننده برای اتصال ایستگاه ها به یکدیگر استفاده می کند. هاب مهمترین عنصر شبکه مبتنی بر توپولوژی در ختی است : زیرا کلیه ایستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند. وظیفه هاب دریافت اطلاعات از یک ایستگاه و تکرار وتقویت آن اطلاعات وسپس ارسال آنها به ایستگاه دیگر می باشد.

6- توپولوژی ترکیبی (Hybrid) :

این توپولوژی ترکیبی است از چند شبکه با توپولوژی متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام استخوان بندی “Back bone” به یکدیگر مرتبط شده اند . هر شبکه توسط یک پل ارتباطی “Bridg” به کابل استخوان بندی متصل می شود.
پروتکل چیست؟
برای برقراری ارتباط بین رایانه ها ی سرویس گیرنده و سرویس دهنده قوانین کامپیوتری برای انتقال ودریافت داده مشخص شده اند که به قرارداد یا پروتکل موسومند. این قرارداد ها وقوانین بصورت نرم افزاری در سیستم برای ایجاد ارتباط ایفای نقش می کنند. پروتکل با قرارداد ، در واقع زبان مشترک کامپیوتری است که برای درک وفهم رایانه بهنگام در خواست وجواب متقابل استفاده می شود. پروتکل تعیین کننده مشخصه های شبکه ، روش دسترسی وانواع فیزیکی توپولوژی ها ، سرعت انتقال داده ها وانواع کابل کشی است .

توضیحاتی در مورد شبیه سازی:

تکنولوژی و نرم افزارهای شبیه سازی (Simulation) یکی قدرتمندترین روش‏ها و ابزارهای در خدمت مدیران، مهندسان صنایع، تحلیل‌گران سیستم‌ها و … می‌باشد که آنها را قادر می‌سازد قبل از اتخاذ هر تصمیمی در خصوص هر سیستم تولیدی یا خدماتی و یا سیستم‏های در دست اجرا و یا در حال کار را مدل و شبیه‌سازی نموده و بررسی‌های لازم آماری را در تمامی ابعاد آن، جهت اتخاذ تصمیم بهتر و با هدف کاهش هزینه و افزایش سود ( یا راندمان) به‏ عمل آورند.

با استفاده از شبیه‌سازی می‏توان طیف گسترده‌ای از مسائل دینامیک (پویا) را در حوزه‌های ساخت و تولید، پشتیبانی و خدمات تجزیه و تحلیل نمود. شبیه‌سازی این امکان را فراهم می ‏آورد تا بتوان جریان مواد و کالاها، منابع انسانی، و اطلاعات را در سازمان خود مدل نمایید و بواسطه شبیه سازی و تنظیم سناریو‏های مختلف، انیمیشن 3 بعدی و … سیستم را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و نسبت به انجام بهبودهای بالقوه در آن اهتمام ورزید.

شبیه سازی چیست :

شبیه سازی علم و هنر ساختن نمایشی (مدلی) از یک پروسه یا سیستم، به منظور ارزیابی و آزمایش راهبردها می باشد، و یا شبیه سازی روشی برای آگاهی از نتایج ایده های پیشنهادی قبل از اجرای آنها.

چه زمان باید از شبیه سازی استفاده کرد :

شرایطی که تجزیه تحلیل جبری میسر نمی باشد :

  • سیستم های  غیر قطعی
  • سیستم های  پویا
  • سیستم های  پیچیده

شرایطی که امکان آزمایش در دنیای واقعی وجود ندارد :

  • سیستم هنوز ایجاد نشده است.
  • ریسک های زیاد و خطرناکی وجود دارد.
  • هزینه آزمایش بالاست.

چه زمان نباید از شبیه سازی استفاده کرد :

  • مسئله به طور کامل بررسی ومطالعه نشده است.
  • هدف فرموله شده ای وجود ندارد.
  • مسئله را می توان از طریق محاسبات جبری حل کرد.
  • هیچ دیدی نسبت به جواب های مسئله وجود ندارد.
  • بهره وری سیستم بسیار بالاست و الگوی ورود نیز بی نظم می باشد.

شبیه سازی شامل چه مراحلی می باشد :

1) تعریف مسئله :

  • آیا اصلا مسئله ای وجود دارد ؟ اگر جواب مثبت است ؛مسئله مورد نظر چیست؟
  • رویکرد کل به جزء داشته باشید : ابتدا مسئله را به طور کلی تعریف کرده و سپس هر جا لازم است تعاریف دقیق‌تری ارائه نمایید.
  • رویکردتان به مسئله اولویت در انتخاب بدترین حالت(آلترناتیو) موجود باشد
  • ابتدا مدل را نسازید و سپس به فکر حل مسئله ای بوسیله آن باشید !
  • دستیابی به مدلی که همه جهات یک سیستم را بیان کند تقریبا غیر ممکن و بسیار پرهزینه خواهد بود.
  • مدل و مسئله را طوری طراحی نمایید که 100 درصد به منظور حل مشکل مورد نظر باشد (از زواید بکاهید).

2) مشخص کردن اهداف :

  • اهداف باید کاملا روشن و واضح بیان شوند و در ضمن عملی و امکان پذیر باشد.
  • اهداف، خطوط راهنمای شما در کل پروژه محسوب می شوند.
  • بهتر است لیست معیارهای عملکرد مورد نظر خود را لیست شده داشته باشید:
  • میزان توان عملیاتی
  • بهره وری
  • زمان لازم برای تکمیل محصول
  • ….
  • آلترناتیو های مورد نظر خود را مشخص نمایید :
  • به عنوان یکی از کارهای اولیه , به تعریف آلترناتیوها بپردازید.
  • مشخص بودن آلترناتیوها طراحی مدل را تحت شعاع قرار می دهد.
  • تمام فرض ها و شروط حاکم در مسئله را مشخص کنید :
  • کل حجم سرمایه گذاری مشخص می باشد.
  • مدت زمان کاری سازمان غیر قابل تغییر است

 3) بیان شرح کلی از سیستم :

  • منابع
  • پروسه ها
  • صف ها
  • جابه جا کننده ها
  • منابع مشترک (اپراتورها)
  • محصولات
  • ورودی ها
  • موجودی های اولیه
  • الگوی جریان مواد
  • ترکیب ها
  • تغییر مسیرها
  • تغییر حالت محصولات
    • مونتاژها
    • دمونتاژها
    • محدودیت ها و کنترل ها در حرکت محصولات
    • تاخیرهای اجباری
    • جابه جایی های دسته ای
    • کنترل در ارسال کالاها و مواد
    • زمان از کارافتادگی منابع
    • قابل پیش بینی
    • غیرقابل پیش بینی

    4) جمع آوری داده ها :

    پارامترهای ورودی و نتایج خروجی در واقعیت (به منظور مقایسه نتایج مدل)

    • سنجش ها:
    • زمان سنجی
    • نمونه برداری از کار
    • تخمین ها :
    • بر مبنای تجارب
    • سعی و خطا
    • فرض ها :
    • آیا داده از هم مستقل هستند؟
    • آیا تنها به دنبال جواب‌های نسبی هستید؟ (مثلا اگر A افزایش می‌یابد،‌B و C کاهش می‌یابند یا خیر)
    • و …

    5)ساخت مدل :

    • اهداف مسئله را در ذهن داشته باشید.
    • بخش‌های سخت مدل سازی را ابتدا به صورت مدل‌های ساده و آزمایشی بسازید.
    • مدل ها را به فازهای مختلف تقسیم کرده و مدل سازی را فاز به فاز انجام دهید.
    • اگر مدل موردنظر بزرگ می باشد ؛ آن را به مدل های کوچک تری با درجه انتزاع مختلف از واقعیت تبدیل نمایید که هریک توانایی پاسخ گویی به بخشی از سوالات را داشته باشد.
    • اینشتین می گوید : “در ساده ترین حالت ممکن عمل کنید اما نه به صورت ساده لوحانه ! “
    • از افزودن جزئیات زیاد به مدل پرهیز کنید زیرا جزئیات زیاد ,مدل را شلوغ کرده و تشخیص روابط بین المان‌های مدل را سخت می کند.

    6) اعتبارسنجی و اعتبار بخشی Validation & Verification

    • اعتبارسنجی : تعیین میزان تطابق مدل با واقعیت
    • راه های تشخیص میزان اعتبار:
    • هم خوانی نتایج گرفته شده از مدل با واقعیت
    • هم خوانی رفتار مدل با تئوری
    • آیا مدل می‌تواند پیش بینی نماید.
    • آیا مدل مورد تأیید سایر افراد شبیه‌ساز می‌باشد؟
    • اعتباربخشی : افزایش تطابق مدل با واقعیت
    • تطابق صد در صد مدل با واقعیت غیر ممکن است .در ایده آل ترین شرایط تنها می توان ادعا کرد مدل با واقعیت در تقابل نیست!

    7) اجرای مدل :

    • مدل را به دفعات زیاد اجرا کرده و برای هر یک از معیارهای عملکرد خود یک فاصله اطمینان تعیین کنید.
    • در هر آزمایش تنها یک پارامتر را تغییر دهید .در غیر این صورت تشخیص وآنالیز تغییرات مشکل خواهد بود.
    • سعی نمایید به یک مقدار بهینه برای تعداد تکرار آزمایش ها یا استفاده از روش‌های متاهیورستیک برسید.

    8) تجزیه و تحلیل نتایج :

    • تمرکز خود را روی معیارهای عملکرد معطوف نمایید.
    • اهداف خود را به یاد داشته باشید.
    • از گراف ها و جداول و … استفاده نمایید.
    • در نتایج به دنبال یک روند قابل اعتماد باشید
    • نتایج را با مقیاس های مالی مقایسه نمایید.

    9) جمع بندی و ارائه گزارش

    • یک شبیه سازی مناسب به خاطر عدم ارائه مناسب می تواند اثربخش واقع نشود.
    • با توجه به میزان کاربرد مدل‌تان (یک بار مصرف یا چندبار مصرف) از رابط‌های کاربر و یا Interface ها استفاده کنید.

     

    نرم افزار Arena و توضیحات کلی در مورد ساختمان کاری آن:

     

     ARENA برای انیمیشن و مدل سازی گرافیکی مسایل شبیه سازی بسیار مناسب است . این برنامه به کاربر اجازه می دهد که اشیا مدل سازی به نام کاژول ایجاد کند که این ماژول ها سنگ بنای تهیه مدل هستند . تمام اجزا یک فرایند شامل منطق ، داده ، انیمیشن و جمع آوری آمار می توانند ماژول هایی برای مشخص کردن فرایندی باشند که موجودیت ها از آنها می گذرند.

     ARENA با ارایه الگوهایی امکان ساخت انیمیشن مناسب برای مسایل شبیه سازی را به سادگی فراهم می کند.

    الگوها دسته ای از ماژول ها  می باشند که موجودیت ها ، پردازش ها و واژگان نوع خاصی از مسایل را در بر می گیرند . در این نرم افزار الگوهایی برای مهندسی مجدد فرایندهای تجاری ، مراکز تلفن ، ساخت و تولید با سرعت بالا ، ساخت نیمه هادی ها و بسیاری کاربردهای دیگر به عنوان نمونه تهیه شده است

     ARENA دارای یک تحلیل گر ورودی و یک تحلیل گر خروجی می باشد . کاربر می تواند با استفاده از تحلیل گر ورودی داده های خام را مشاهده کند . تحلیل گر خروجی نیز برای مشاهده و تجزیه و تحلیل داده های شبیه سازی می باشد . همچنین ARENA ، ویژوال بیسسیک شرکت مایکروسافت را پشتیبانی می کند و به کاربر اجازه می دهد تا از اطلاعات نرم افزارهای کاربردی دیگر مانند Excel استفاده کند یا خروجی های Arena را به این نرم افزارها منتقل کند.

    توضیحاتی کوتاه در مورد قطعات مختلف موجود در ماژول Basic Process:

     

     قرار دارند.Basic Process ماژول های داده ای به همراه ماژول های فلوچارت در قسمت

     

    ماژول های فلوچارت :

    Create :

    شروع فرآیند جریان است که عناصر از این قسمت وارد مدل شبیه سازی می گردند.

     

    Dispose :

    پایان روند فرایند است و موجودیت ها (Entities) از طریق این ماژول است یعنی پس از آنکه تمام اعمال بر روی یک موجودیت (Entity) انجام شد، لازم است که این موجودیت به قسمت انبار ( در مورد کارخانه های تولیدی) یا لایه بالاتر ( در مورد پروژه من) منتقل گردند و به زبان ساده از شبیه سازی خارج شوند.

     

    Process :

    یک فعالیت است که توسط یک یا چند منبع کاری انجام می شود که البته هرکدام از این کارها به مقداری زمان برای تکمیل شدن نیاز دارند.

     مثال:توسط این ماژول می توان فعالیت یک منشی (ساعات کار، بیکاری، هزینه هر ساعت و …) را شبیه سازی کرد

     

    Decide :

    گاهی اوقات پس از اینکه عملیاتی بر روی یک سری از موجودیت ها در داخل سیستم انجام گرفت که منجر به ایجاد تغییری در آن ها گردید، لازم است که مسیر موجودیت ها با شرایط خاص را تغییر دهیم که این عمل به کمک تصمیم گیری با این ماژول امکان پذیر است.

     

    Batch :

    برای اینکه تعدادی از مواد، قبل از ادامه فرایند در یک بسته ای جمع آوری گردند نیاز به این ابزار داریم. در مشخص کردن قسمت Type برای این ماژول دقت می نیم که آیا می خواهیم بسته بندی ها را به صورت موقت یا دائمی داشته باشیم؟ در بسته بندی به صورت موقت از حالت Temporary و در بسته بندی به صورت دائم از تنظیم Permanent استفاده می شود.تعداد در هر بسته و ترتیب در بسته بندی کردن را نیز می توان از جمله خصلت های آن مشخص نمود.

     

    Separate :

    همانطور که از نامش پیداست، برای چند قسمت کردن در مورد فرایندهای موازی یا هم زمان و یا برای جدا کردن تعدادی موجودیت (Entity) که قبلاً توسط Batch به هم چسبیده اند به کار می رود.

     

    Assign :

    در این قسمت تغییر ارزش برخی پارامترها ملاک است که البته این تغییر در موقع شبیه سازی صورت می گیرد. نمونه ای از آن را می توان تغییر نوع بعضی مواد یا تغییر متغیر های مدل تعریف نمود.

     

    Record :

    جمع آوری بعضی از آمار و ارقام می تواند توسط این عنصر انجام گیرد.

     

    ماژول های داده ای:

    از طریق ماژول های داده ای مجمو عه ای از عناصر سازنده فرایند (منابع ،مواد،صف ها و…) را در نمای  (Spreadsheet View) تعریف می کنیم.

     

    ماژول های داده ای به شش دسته زیر تقسیم می شوند:

     Entity   ماژول (1

    و تصویر آنها در شبیه سازی استفاده می شود. (Entity Typeاین ماژول برای تعریف انواع مواد (

     ها در آن وارد می شوند.Entity همچنین اطلاعات هزینه های اولیه و هزینه های نگهداری

    مثال:

    انواع  قطعاتی که تولید و سر هم می شوند(مانند:میز،قطعه الکترونیک)

    اسناد(مانند:فرم ها،ایمیل ها،فکس ها،گزارشات)

    افرادی که در یک فرایند در حال حرکتند(مانند:مشتریان،ملاقات کننده ها

    و یا می توان فریم ها در شبکه را مثال زد.

     

    Queue    ماژول (2

    این ماژول برای تعیین روش در صف قرار گرفتن مورد استفاده دارد.

    ترتیب در صف قرار گرفتن پیش بینی برای تمام صف ها،حالت اولین ورودی-اولین خروجی است مگر اینکه آن را تغییر دهید.

    موارد استفاده:

    Processمقدار کارهای در صف مانده در ماژول

     بسته بندی شوند.Batchمحل جمع آوری و نگهداری برگه هایی که باید در ماژول

    (First In,First Out)

     

    Resource  ماژول  (3

    این ماژول اطلاعات منابع شبیه سازی را برای مدل تعریف می کند.

    از جمله این اطلاعات می توان هزینه،قابلیت های منبع ،تعداد منبع و …را نام برد.

    ممکن است ظرفیت کاری منبع ثابت باشد و یا اینکه بر اساس برنامه زمانی

     خاصی کار کند.

    همچنین از کار افتادن و حالت های مختلف منبع از دیگر اطلاعاتی هستند که

     می توان در این ماژول تعریف کرد.

     

    Variable   ماژول(4

    و مقدارهای چند گانه (Variableاین ماژول داده ای برای تعریف مقدار ابتدایی یک متغیر(

    آن در سیستم مورد استفاده قرار می گیرد.

    این متغیرها می توانند به عنوان مرجعی برای اطلاعات ماژول های دیگر باشند.

    موارد استفاده:

    1)تعداد برگه هایی که در هر ساعت تکمیل می شوند.

    2)شماره سریال هایی که برای منحصر به فرد شدن قطعات,برای آنها در نظر گرفته شده است.

    3)مساحت یک بخش.

     

    Schedule   ماژول(5

    از این ماژول می توان در ترکیب با ماژول های دیگر استفاده کرد.به عنوان مثال در استفاده با

     برای تعریف برنامه زمانبندی شده فعالیت منبع کاری و یا با ماژول  Resourseماژول

    در سیستم.  Entityبرای تعریف برنامه ریزی ورود و ایجاد یک   create

    و می توان از آن به عنوان یک عامل تعیین کننده میزان تاخیر درزمان شبیه سازی استفاده کرد.

     و یا (Duration-Formatساختارهایی از این ماژول از طریق تعریف دوره های زمانی (

    ) ایجاد می شود.Calendar-Formatزمانبندی تقویمی (

    موارد استفاده:

    برنامه کاری و استراحت کارگران.

    دوره های تعمیراتی و یا از کار افتادن دستگاهها و تجهیزات.

    برنامه های زمانی حجم ورود مشتریان به فروشگاه.

    خط سیر یادگیری برای کارگران جدید.

     

    :Calender Exception

    زمانهای خاصی که یک منبع بر طبق روند مشخص شده در تقویم کلی پیش نخواهد رفت و استثنا ایجاد خواهد شد را در این قسمت تعریف می کنند.

     در برنامه به جای مقدار پایه تعریف شده خواهد(Exception  Valueمقدار حالت استثنا (

    نشست و مقدار قبلی را باطل می کند.

    موارد استفاده:

    1)اضافه کاری ها

    2)تعطیلات رسمی

     

    Set ماژول   (6

     ,شمارنده ها(Resourseاین ماژول برای تعریف مجموعه های مختلفی مانند:منابع(

    (Entity Pictureو تصویر های مواد((Entity Type,نوع مواد((Conter or Tally(

    به کار می رود.

    Process     è         (Resource Setمجموعه منابع (

    Record    è              Counter and Tally set

    موارد استفاده:

    تعدادی از ماشین آلات که فعالیت های مشابه در یک کارخانه انجام می دهند.

    دربان ها و یا صندوقداران که ناظر خروج مشتریان از فروشگاه هستند.

    مسئولان فروش و یا افراد پذیرش در یک اداره یا هتل.

    مجموعه ای از تصاویر که نشان دهنده مجموعه ای از انواع مواد هستند.

مدل سازی از LAN و توضیحات مرحله ای از روند انجام کار:

 

فرضیات و توضیحات اولیه:

همانطور که در ابتدا توضیح دادیم ، در این پروژه قصد داریم اعمال انجام گرفته در لایه دوم از مدل OSI (لایه Data Link) را شبیه سازی نماییم. لازم به یا آوری است، تمام اعمالی که در حوزه شبکه محلی انجام می گیرد در گستره لایه دوم قرار دارد و اعمالی مانند دسترسی به اینترنت، خارج از محدوده این پروژه است زیرا فرایند آدرس دهی برای شبکه های بزرگتر از LAN توسط پروتکل IP صورت می گیرد که در لایه سوم است.

لذا برای رعایت اختصار، ورودی مدل در قسمت فرستنده را بسته های IP که از لایه سوم دریافت می شوند در نظر گرفتیم و سپس این بسته ها باگذشتن از قسمت های مختلف و لایه فیزیکی به گیرنده انتقال داده می شوند و در آن جا نیز فریم های دریافت شده از لایه فیزیکی را پس از پیاده سازی اعمال مربوطه بر رویشان به لایه سوم در ماشین مقصد تحویل می دهیم.

در ابتدای کار یک تصویر کلی از شمای پروژه را در صفحه بعد مشاهده می نمایید. همانطور که از این شکل بر می آید، کل پروژه از پنج قسمت کلی تشکیل شده که در بعضی از قسمت ها دارای مدل های زیر مجموعه ای برای انجام عمل مربوط به خود می باشد.

 

تذکر :

در بیشتر قسمت های لازم از مدل، نماهای اصلی به ترتیب ذخیره گردیده است و با فشردن کلیدهای میانبر (با شروع از 1) می توانید مراحل مختلف پیشرفت مدل را مرور کنید.

قسمت های مختلف مدل:

1- دریافت IP از لایه سوم و اعمال مربوط به تبدیل آن به فریم تا مرحله فرستادن

            1-1 پردازش اطلاعات و ساختن فریم ها

                        1-1-1 تقسیم IP در صورت نیاز

            1-2 اضافه کردن داده های کنترلی LLC

            1-3 اضافه کردن مشخص کننده های محدوده فریم (STSRT & Stop Bites)

            1-4 نسبت دادن آدرس MAC

            1-5 اضافه کردن بایت های کنترل خطا (مثل CRC )

            1-6 فرستادن از طریق کارت شبکه (NIC)

2- عبور فریم ها از هاب

            2-1 فرستادن یک فریم رسیده از یک پورت به تمامی پورت ها

            2-2 تقویت سیگنال دریافتی

            2-3 شمارش فریم های خروجی

3- عبور فریم ها از هاب-سوییچ

            3-1 تشخیص گیرنده فریم و هدایت فریم به پورت خروجی خاص

3-2 تقویت سیگنال دریافتی

3-3 شمارش فریم های خروج

4- دریافت فریم ها در مقصد (هاب یا هاب-سوییچ )

            4-1 دریافت سیگنال در کارت شبکه

            4-2 تشخیص آدرس MAC 

            4-3 پردازش خطاهای احتمالی

                        4-3-1 چک کردن خطا

4-3-2 اعمال مربوط به وجود خطا

4-3-3 اعمال مربوط به نبود خطا

4-4 به هم پیوند دادن فریم ها در صورت نیاز

4-5 فرستادن فریم ها به لایه بالاتر

 

 

قبل از هرچیز در ابتدا این توضیح را باید اضافه نماییم که همان طور که می دانید، اعمال انجام گرفته در یک شبکه محلی (LAN)، به صورت سوال و جواب است و یا به صورت ساده می توان گفت که حالت رفت و برگشتی دارد که مسیری دور مانند را ایجاد می نماید. اما با عنایت به این مطلب که هردو مسیر رفت و برگشت داده ها، یک فرستنده و یک گیرنده را در بر می گیرد می توان با در نظر گرفتن یک مدل منفرد در موقع رفت یا برگشت، عملیات مربوطه را شبیه سازی نمود و نیازی به تشکیل دور در مدل نیست.

مسئله بعدی اینکه ترتیب مشخص شده در مدل برای اعمالی که زیر مجموعه یک عمل خاص اند (Submodels) لزوماً همان ترتیب واقعی انجام کارها نیست. بلکه یک نوع ترتیب منطقی از اعمالی است که برای رسیدن به هدف خاصی به ترتیب ذکر گردیده است و در لایه مربوطه انجام می شود.

 

شرح و بسط :

حال یکی یکی هر مرحله را به اخصار بیان می کنیم :

 

1- دریافت IP از لایه سوم :

در مرحله اول از شبیه سازی ، ورودی مدلمان را IPهای خروجی از لایه سوم در نظر گرفته ایم که قرار است از این لایه به لایه های پایین تر بروند و از طریق لایه فیزیکی به کامپیوتر مقصد برسند.

 

1-1 پردازش اطلاعات و ساختن فریم ها

IPهای در یافت شده از لایه بالایی به قسمت Sender فرستاده می شوند تا به کمک ماژول های داخلی آن که به صورت Submodel اند، به فریم تبدیل گشته و از طریق کارت شبکه به داخل شبکه منتقل گردند.

سپس فریم ها در خروجی این ماژول، از طریق یک کپی کننده از نوع Separate با نام Duplicator ، کپی برداری می شوند تا بتوانیم به صورت همزمان هر فریم را هم در ورودی هاب و هم در ورودی هاب-سوییچ داشته باشیم و نتایج حاصل از ترافیک خروجی آن ها را باهم مقایسه نماییم.

1-1-1 تقسیم IP در صورت نیاز:

بعد از دریافت IP اگر حجم داده های آن به اندازه ای باشد که در یک فریم نگنجد، می باید IP مورد نظر را به چندین قسمت تقسیم نماییم و در همان مسیر جریان اصلی فریم ها قرار دهیم و اگر اندازه IP مناسب باشد آن را بدون تغییر در مسیر قرار می دهیم تا به بخش بعدی برود.

هر استاندارد ممکن است ساختار خاصی را برای فریم تعریف کرده باشد .

 یک فریم از چندین بخش ( فیلد ) تشکیل می گردد .

 هر فیلد نیز از مجموعه ای بایت تشکیل شده است :

 

 A

B

C

E

F

فیلد شروع فریم

فیلد آدرس

فیلد نوع / طول

فیلد داده

فیلد FCS

 

 

1-2 اضافه کردن داده های کنترلی LLC

لایه دوم از طریق LLC (برگرفته از Logical Link Control ) با لایه بالاتر ارتباط برقرار می نماید .

زیر لایه LLC ، مستقل از تجهیزات فیزیکی است و از آن به منظور فرآیند مبادله اطلاعات استفاده می گردد.

فریم ،‌واحد داده در لایه دوم بوده و با استفاده از فرآیند framing تمامی عملیات کپسوله می گردد .

1-3 اضافه کردن مشخص کننده های محدوده فریم (STSRT & Stop Bites)

    زمانی  که کامپیوترها به یک رسانه انتقال داده متصل می گردند ، می بایست آنان از روشی به منظور  استفاده از محیط انتقال برای ارسال پیام و آگاهی به سایر کامپیوترها استفاده نمایند . در این رابطه از تکنولوژی های متعددی استفاده می گردد که هر یک دارای روش مختص به  خود برای انجام این فرآیند می باشند . تمامی فریم ها ، صرفنظر از نوع تکنولوژی ،  دارای یک سیگنال آغازین مشتمل بر دنباله ای از بایت ها می باشند .

اکثر فریم ها دارای تعدادی فیلد خاص نیز می باشند . در برخی تکنولوژی ها ، یک فیلد طول مسئولیت مشخص نمودن طول واقعی یک فریم بر حسب بایت را برعهده دارد . برخی فریم ها دارای یک فیلد “نوع ” می باشند که پروتکل لایه سوم که درخواست را ارسال نموده است

، مشخص می نماید . 

1-4 نسبت دادن آدرس MAC

    تمامی فریم ها شامل اطلاعات نامگذاری نظیر نام گره مبداء ( آدرس MAC ) و نام گره مقصد ( آدرس MAC ) می باشد. در فرستنده هم آدرس گیرنده و هم آدرس خود فرستنده به فریم اضافه می گردد.

1-5 اضافه کردن بایت های کنترل خطا (مثل CRC )

علت ارسال فریم ها ،‌ دریافت داده لایه های بالاتر از مبداء به مقصد مورد نظر است . بسته داده دارای دو بخش مجزاء می باشد : داده User Application و بایت های کپسوله شده برای ارسال به کامپیوتر مقصد . در این رابطه ممکن است  بایت های دیگری نیز اضافه گردد . فریم ها دارای‌ یک حداقل طول برای فرآیند  تنظیم زمان می باشند . در فریم های استاندارد IEEE ، بایت های LLC نیز در فیلد داده قرار می گیرند . زیر لایه LLC ، داده پروتکل شبکه ، یک بسته اطلاعاتی IP را دریافت و اطلاعات کنترلی را به آن اضافه نموده تا شرایط مناسب برای توزیع بسته های اطلاعاتی به مقصد مورد نظر فراهم گردد .

    تمامی فریم ها  به همراه  بیت ها ، بایت ها و فیلدهای مربوطه مستعد خطاء از منابع متعددی می باشند. فیلد FCS  ( برگرفته از   Frame Check Sequence   ) شامل یک مقدار عددی است که توسط گره مبداء و بر اساس داده موجود در فریم محاسبه می گردد . پس از محاسبه FCS ،‌ مقدار استخراج شده به انتهای فریم ارسالی اضافه خواهد شد . زمانی که گره مقصد ، فریم را دریافت می نماید ،‌مجددا” مقدار FCS محاسبه و با مقدار موجود در فریم مقایسه می گردد . در صورتی که دو عدد با یکدیگر متفاوت باشند ، نشاندهنده بروز خطاء در زمان ارسال اطلاعات می باشد . در چنین مواردی ،‌فریم دورانداخته شده و از گره مبداء درخواست می شود که مجددا” اطلاعات را ارسال نماید .

1-6 فرستادن از طریق کارت شبکه (NIC) :

پس از اینکه فریم ها آماده انتقال شدند از طریق لایه فیزیکی و کارت شبکه برای سیستم مورد نظر ارسال می گردند.

2- عبور فریم ها از هاب

2-1 فرستادن یک فریم رسیده از یک پورت به تمامی پورت ها

همانطور که در شکل نیز نشان داده شده است زمانی که فریمی به درون هاب وارد می شود، هاب آن فریم را به تمامی پورت های خروجی به غیر از پورتی که فریم را از آن دریافت کرده است می فرستد. برای این کار از دو Separator کمک گرفته ایم که فریم ها را بعد از دریافت کپی می کنند و به پورت های خروجی می فرستند.

 

2-2 تقویت سیگنال دریافتی

وظیفه دومی که هاب بر عهده دارد تقویت سیگنال دریافت شده است تا از افت سیگنال در مسیرهای طولانی جلوگیری کند و فریم ها به سلامت به مقصد برسند. برای نشان دادن این عمل نیز از سه Process با نام Revival Hub کمک گرفته ایم که هیچ منبعی ندارند و فقط کمی تاخیر در فراید ایجاد می نمایند که بسیار جزئی است.

 

2-3 شمارش فریم های خروجی

در انتها بر سر راه هر خروجی نیز یک شمارنده (Record) قرار داده شده تا ترافیک خروجی را اندازه گیری نماید.

 

3- عبور فریم ها از هاب-سوییچ

3-1 تشخیص گیرنده فریم و هدایت فریم به پورت خروجی خاص

فرق مهمی که هاب-سوییچ با هاب دارد این است که هاب-سوییچ آدرس MAC ذخیره شده در فریم را تشخیص می دهد و با جدولی از آدرس ها که درون حافظه داخلی خود دارد مقایسه می کند و فریم دریافت شده را به پورت خاصی که می داند گیرنده مقصد به آن متصل گشته است ارسال می کند. البته گاهی اوقات پیش می آید که فریم به تمامی پورتها ارسال می گردد مانند: Global بودن فریم، فریم های همانگ سازی و یا فریم هایی که مربوط به هیچکدام از وسایل متصل شده نیست (شاید وسایل تازه متصل شده).

 

3-2 تقویت سیگنال دریافتی

وظیفه دومی که هاب-سوییچ بر عهده دارد تقویت سیگنال دریافت شده است تا از افت سیگنال در مسیرهای طولانی جلوگیری کند و فریم ها به سلامت به مقصد برسند. برای نشان دادن این عمل نیز از سه Process با نام Revival Switch کمک گرفته ایم که هیچ منبعی ندارند و فقط کمی تاخیر در فراید ایجاد می نمایند که بسیار جزئی است.

 

3-3 شمارش فریم های خروجی

در انتها نیز همانند هاب بر سر راه هر خروجی نیز یک شمارنده (Record) قرار داده شده تا ترافیک خروجی را اندازه گیری نماید.

 

4- دریافت فریم ها در مقصد (هاب یا هاب-سوییچ )

در شکل های شماره 4 و 5 از صفحه اصلی مدل همانطور که مشاهده می نمایید ماشین های دریافت کننده به نمایش در آمده اند که هم در قسمت هاب و هم در قسمت هاب-سوییچ به خروجی ها متصل گشته اند. به علت تشابه در دریافت کننده ها تنها به توضیح مربوط به دریافت کننده در هاب اکتفا می کنیم.

لازم به یاد آوری است که آمارهای لازم از شبیه سازی که برای نتیجه گیری نهایی به کار رفته است به صورت بصری در هر دو شکل مربوط به دریافت کنننده ها به نمایش درآمده است و در تصاویر پایانی نیز خواهد آمد.

گیرنده ای هم که در انتهای مدل وجود دارد تعداد فریم های با موفقیت رسیده را تعیین می نماید.

 

4-1 دریافت سیگنال در کارت شبکه

فریم ها در بدو ورود به وسیله دریافت کننده ابتدا باید از طریق NIC دریافت شوند. کارت شبکه خود وظیفه هماهنگ سازی در زمینه نرخ ارسال را به عهده دارد و خود را با فرستنده هماهنگ می کند.

 

4-2 تشخیص آدرس MAC

پس از اینکه فریم در کارت شبکه دریافت شد نوبت به این می رسد که آزمایش شود آیا فریمی که دریافت شده است مربوط به این ماشین می گردد یا نه ؟ زیرا در بالا یادآوری نمودیم که توسط هاب یا پیام های همگانی در هاب-سوییچ این امکان وجود دارد که ماشین فریمی را دریافت نماید که مربوط به او نیست لذا این فریم های ناخواسته باید از مسیر جریان فریم های ورودی پاک شوند. فریم هایی که از جریان خارج می شوند به خروجی Dispose با نام Dropped Frames فرستاده می شوند.

در دریافت کننده اول از هاب در قسمت MAC Survey احتمال مربوط به مال خود بودن فریم را بر اساس تعداد پورت هایی از هاب که در مدل تعریف می شود در نظر گرفتیم که در اینجا 30% در نظر گرفته شده است. یعنی حداکثر

تعداد خروجی های هاب را 11 پورت فرض کرده ایم.پس در یک هاب 4 پورتی وقتی یک پورت به عنوان فرستنده عمل می کند، احتمال اینکه فریم فرستاده شده مربوط به هریک از خروجی ها باشد حدود 30 درصد می شود.

در دریافت کننده اول از هاب-سوییچ نیز در قسمت MAC Survey احتمال مربوط به مال خود بودن فریم را بر اساس اینکه تعدادی فریم همگانی فرستاده می شوند حدود 90 درصد فرض نمودیم.

 

4-3 پردازش خطاهای احتمالی

در این مرحله باید بررسی کنیم آیا فریمی که دریافت شده سالم است یا خیر ؟ تا براساس خراب بودن یا سالم بودن فریم اقدامات مربوطه صورت گیرد. نمونه روشی هم که در ابتدا مثال زدیم (CRC)، به این صورت است که در ماشین فرستنده عملیاتی ریاضی بر روی بایت های موجود در فریم انجام می گیرد و نتیجه در خود فریم ذخیره می گردد و هم اکنون در ماشین دریافت کننده دوباره همان عملیات ریاضی بر روی بایت های دریافت شده انجام می گیرد و نتیجه آن با عددی که ماشین فرستنده در فریم ثبت کرده است مقایسه می شود و در صورت داشتن اختلاف، پی به وجود خطا می بریم.  

اگر فریم دریافت شده آسیب دیده باشد باید دور انداخته شود و درخواستی مبنی بر دوباره فرستادن آن به فرستنده ارسال گردد. همچنین باید نوع Entity نیز از حالت معمولی به حالت Damaged تغییر نماید و در انتهای کار نیز تعداد آنها شمارده می شود.

و یا اگر فریم دریافت شده سالم باشد باید پیغامی مبنی بر دریافت درست فریم برای فرستنده ارسال گردد. همچنین باید نوع Entity نیز از حالت معمولی به حالت Vald تغییر نماید و در انتهای کار تعداد آنها شمارده شود.

 

4-4 به هم پیوند دادن فریم ها در صورت نیاز

همانطور که در خاطر دارید در ماشین فرستنده در زمان مقتضی اقدام به شکستن بسته های IP می نمودیم و هم اکنون که در انتهای پردازش خطا از فریم قرار داریم نیاز است فریم هایی که به آن صورت شکسته بودیم را دوباره به حالت اولیه بازگردانیم. برای این مقصود از شرط چک کننده و ابزار Batch کمک می گیریم.

 

4-5 فرستادن فریم ها به لایه بالاتر

در انتهای کار پس از پایان اعمال مربوط به خطایابی و دریافت درست فریم ها، آن ها را به لایه بالتر می فرستیم.

منابع و مأخذ :

 

 

نام های انگلیسی :

 

  1. Peter Norton’s Complete Guide to Networking

 

  1. Internet Sits:

www.ArenaSimulation.com    Rockwellوبگاه رسمی شرکت

 

www.srco.ir

 

www.simaron.com/

 

http://www.iepu.mihanblog.com/

 

http://www.iiend.com/

 

http://sharifi123.blogfa.com/  وبلاگ احمد شریفی زمیدانی  

 

 

Arena 9.01-  آموزش شبیه سازی عملیات با

نوشته و ترجمه : شهروز انتظامی عبد الوحید خراسانی   انتشارات ناقوس

 

خرید نهال خرید نهال گردو خرید نهال بادام

خرید لوازم آرایشی , خرید عطر و ادکلن

خرید کارت خوان

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *