آموزش کامل شبکه (بخش چهارم)

آموزش کامل شبکه (بخش چهارم)

  روتر

اينترنت يکی از شاهکارهای بشريت در زمينه ارتباطات است . با ايجاد زير ساخت مناسب ارتباطی ، کاربران موجود در اقصی نقاط دنيا قادر به ارسال نامه های الکترونيکی ،  مشاهده صفحات وب ، ارسال و دريافت فايل های اطلاعاتی در کمتر از چند ثانيه  می باشند. شبکه ارتباطی موجود با بکارگيری انواع تجهيزات مخابراتی، سخت افزاری و نرم افزاری ، زير ساخت مناسب ارتباطی را برای عموم کاربران اينترنت فراهم آورده است . يکی از عناصر اصلی و مهم که شايد اغلب کاربران اينترنت آن را تاکنون مشاهده ننموده اند ، روتر است . روترها کامپيوترهای خاصی هستند که پيام های اطلاعاتی کاربران را با استفاده از هزاران مسير موجود به مقاصد مورد نظر هدايت می نمايند.

نحوه ارسال پيام

برای شناخت عملکرد روترها در اينترنت با يک مثال ساده شروع می نمائيم . زمانيکه برای يکی از دوستان خود ، يک E-mail را ارسال می داريد ، پيام فوق به چه صورت توسط دوست شما دريافت می گردد ؟ نحوه مسير يابی پيام فوق به چه صورت انجام می گيرد که فقط کامپيوتر دوست شما در ميان ميليون ها کامپيوتر موجود در دنيا ، آن را دريافت خواهد کرد. ؟ اکثر عمليات مربوط به ارسال يک پيام توسط  کامپيوتر فرستنده  و دريافت آن توسط کامپيوتر گيرنده ، توسط روتر انجام می گيرد.روترها  دستگاههای خاصی می باشند  که امکان حرکت پيام ها در طول شبکه را فراهم می نمايند.

بمنظور آگاهی از عملکرد روتر ، سازمانی را در نظر بگيريد که دارای يک شبکه داخلی و اختصاصی خود است . کارکنان سازمان فوق  هر يک با توجه به نوع کار خود از شبکه استفاده می نمايند. در سازمان فوق تعدادی گرافيست کامپيوتری مشغول بکار هستند که بکمک کامپيوتر طرح های مورد نظر را طراحی می نمايند. زمانيکه يک گرافيست فايلی را از طريق شبکه برای همکار خود ارسال می دارد ، بدليل حجم بالای فايل ارسالی ، اکثر ظرفيت شبکه اشغال  و بدنبال آن برای ساير کاربران ، شبکه کند خواهد شد. علت فوق ( تاثير عملکرد يک کاربر بر تمام عملکرد شبکه برای ساير کاربران ) به ماهيت شبکه های اترنت برمی گردد. در شبکه های فوق هر بسته اطلاعاتی که توسط کاربری ارسال می گردد ، برای تمام کامپيوترهای موجود در شبکه نيز ارسال خواهد شد. هر کامپيوتر آدرس بسته اطلاعاتی دريافت شده را بمنظور آگاهی از مقصد بسته اطلاعاتی بررسی خواهد کرد. رويکرد فوق در رفتار شبکه های اترنت ، طراحی و پياده سازی آنان را ساده می نمايد ولی همزمان با گسترش شبکه و افزايش عمليات مورد انتظار ،  کارآئی شبکه کاهش پيدا خواهد کرد. سازمان مورد نظر ( در مثال فوق ) برای حل مشکل فوق تصميم به ايجاد دو شبکه مجزا می گيرد. يک شبکه برای گرافيست ها ايجاد و شبکه دوم برای ساير کاربران سازمان در نظر گرفته می شود. بمنظور ارتباط دو شبکه فوق بيکديگر و اينترنت از يکدستگاه روتر استفاده می گردد.

روتر، تنها دستگاه موجود در شبکه است  که تمام پيامهای ارسالی توسط کامپيوترهای  موجود در شبکه های سازمان  ، را مشاهده می نمايد.   زمانيکه يک گرافيست، فايلی با ظرفيت بالا را برای گرافيست ديگری ارسال می دارد ، روتر  آدرس دريافت کننده  فايل را بررسی و با توجه به اينکه فايل مورد نظر مربوط به شبکه گرافيست ها در سازمان است ، اطلاعات را بسمت شبکه فوق هدايت خواهد کرد. در صورتيکه يک گرافيست اطلاعاتی را برای يکی از پرسنل شاغل در بخش مالی سازمان ارسال دارد ، روتر با بررسی آدرس مقصد بسته اطلاعاتی به اين نکنه پی خواهد برد که پيام فوق را می بايست به شبکه ديگر انتقال دهد. بدين ترتيب روتر قادر به مسيريابی صحيح يک بسته اطلاعاتی و هدايت آن به شبکه مورد نظر شده است .

يکی از ابزارهائی که روتر از آن برای تعيين مقصد يک بسته اطلاعاتی استفاده می نمايد ،  ” جدول پيکربندی ” است . جدول فوق شامل مجموعه اطلاعاتی بشرح ذيل است :

• اطلاعاتی در رابطه با نحوه هدايت  اتصالات به  آدرس های  مورد نظر
• اولويت های تعريف شده برای هر اتصال
• قوانين مربوط به تبين  ترافيک در حالت طبيعی وشرايط خاص

جدول فوق می تواند ساده ويا شامل صدها خط برنامه در يک روترهای کوچک باشد. در روترهای بزرگ جدول فوق پيچيده تر بوده بگونه ای که قادر به عمليات مسيريابی در اينترنت باشند.  يک روتر دارای دو وظيفه اصلی است :

• تضمين عدم ارسال اطلاعات به محلی که به آنها نياز نيست
• تضمين ارسال اطلاعات به مقصد صحيح

با توجه به وظايف اساسی فوق ، مناسبترين محل استفاده از يک روتر، اتصال  دو شبکه است . با اتصال  دو شبکه توسط روتر ، اطلاعات موجود در يک شبکه قادر به ارسال در شبکه ديگر و بالعکس خواهند بود. در برخی موارد ترجمه های لازم با توجه به پروتکل های استفاده شده در هريک از شبکه ها ، نيز توسط روتر انجام خواهد شد. روتر شبکه ها را در مقابل يکديگر حفاظت و از ترافيک غيرضروری پيشگيری می نمايد.( تاثير ترافيک موجود در يک شبکه بر شبکه ديگر با فرض غير لازم بودن اطلاعات حاصل از ترافيک در شبکه اول برای شبکه دوم )  . همزمان با گسترش شبکه ، جدول پيکربندی نيز رشد و توان پردازنده روتر نيز می بايست افزايش يابد. صرفنظر از تعداد شبکه هائی که به يک روتر متصل می باشند ، نوع و نحوه انجام عمليات در تمامی روترها مشابه است . اينترنت بعنوان بزرگترين شبکه کامپيوتری از هزاران شبکه کوچکتر تشکيل شده است. روترها در اتصال شبکه های کوچکتر در اينترنت دارای نقشی اساسی و ضروری می باشند.

ارسال بسته های اطلاعاتی

زمانيکه از طريق تلفن با شخصی تماسی برقرار می گردد ، سيستم تلفن، يک مدار پايدار بين تماس گيرنده و شخص مورد نظر ايجاد می نمايد. مدار ايجاد شده می بايست مراحل  متفاوتی را با استفاده  از کابل های مسی ، سوئيچ ها ،  فيبر های نوری ، ماکروويو و ماهواره  انجام دهد. تمام مراحل مورد نظر بمنظور برپاسازی يک ارتباط پايدار بين تماس گيرنده و مخاطب مورد نظر در مدت زمان تماس ، ثابت خواهند بود. کيفيت خط ارتباطی مشروط به عدم بروز مشکلات فنی و غيرفنی در هر يک از تجهيزات اشاره شده ، در مدت برقراری  تماس ثابت خواهد بود. با بروز هر گونه اشکال نظير خرابی يک سوئيچ و .. خط ارتباطی  ايجاد شده با مشکل مواجه خواهد شد.

اطلاعات موجود در اينترنت ( صفحات وب ، پيام های الکترونيکی و … ) با استفاده از سيستمی با نام Packet -switching network به حرکت در می آيند. در سيستم فوق ، داده های موجود در يک پيام و يا يک فايل به بسته های 1500 بايتی تقسيم می گردند.هر يک از بسته های فوق شامل اطلاعات مربوط به : آدرس فرستنده ، آدرس گيرنده ، موقعيت  بسته در  پيام  و بررسی ارسال درست اطلاعات توسط گيرنده است. هر يک از بسته های فوق را Packet می گويند. در ادامه بسته های فوق با استفاده از بهترين و مناسبترين مسير برای مقصد ارسال خواهند شد. عمليات فوق در مقايسه با سيستم استفاده شده در تلفن پيچيده تر بنظر می آيد ، ولی در يک شبکه مبتنی بر داده دودليل ( مزيت) عمده برای استفاده از تکنولوژی Packet switching وجود دارد :

• شبکه قادر به تنظيم لود موجود بر روی هر يک از دستگاهها با سرعت بالا است( ميلی ثانيه )
• در صورت وجود اشکال در يک دستگاه ، بسته اطلاعاتی از مسير ديگر عبور داده شده تا به مقصد برسد.

روترها که بخش اصلی شبکه اينترنت را تشکيل می دهند ، قادر به ” پيکربندی مجدد مسير ” بسته های اطلاعاتی می باشند. در اين راستا شرايط حاکم بر خطوط نظير تاخير در دريافت و ارسال اطلاعات و ترافيک موجود بر روی عناصر متفاوت شبکه بصورت دائم مورد بررسی قرار خواهند گرفت .  روتر دارای اندازه های متفاوت است – در صورتيکه از امکان Internet connection sharing بين دو کامپيوتری که بر روی آنها ويندوز 98 نصب شده است استفاده گردد،  يکی از کامپيوترها که خط اينترنت به آن متصل شده است بعنوان يک روتر ساده رفتار می نمايد. در مدل فوق روتر، عمليات ساده ای را انجام می دهد. داده  مورد نظر بررسی تا مقصد آن برای يکی از دو کامپيوتر تعيين گردد.

– روترهای بزرگتر نظير روترهائی که يک سازمان کوچک را به اينترنت متصل می نمايند ، عمليات بمراتب بيشتری را نسبت به مدل قبلی انجام می دهند. روترهای فوق از مجموعه قوانين امنيتی حاکم بر سازمان مربوطه تبعيت و بصورت ادواری سيستم امنيتی تبين شده ای را بررسی می نمايند.

– روترهای بزرگتر مشابه روترهائی که ترافيک اطلاعات را در نقط حساس ومهم اينترنت کنترل می نمايند ،  در هر ثانيه ميليون ها بسته اطلاعاتی  را مسيريابی می نمايند.

در اغلب سازمانها و موسسات از روترهای متوسط استفاده می گردد. در اين سازمانها از روتر بمنظور اتصال دو شبکه استفاده می شود. شبکه داخلی سازمان از طريق روتر به شبکه اينترنت متصل می گردد. شبکه داخلی سازمان از طريق يک خط اترنت ( يک اتصال 100base-T 9 ، خط فوق دارای نرخ انتقال  100 مگابيت در ثانيه بوده و از کابل های بهم تابيده هشت رشته استفاده می گردد )  به روتر متصل می گردد. بمنظور ارتباط روتر به مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت (ISP) می توان از خطوط اختصاصی با سرعت های متفاوت استفاده کرد. خط اختصاصی T1 يک نمونه متداول در اين زمينه بوده و دارای سرعت 1.5 مگابيت در ثانيه است . برخی از موسسات با توجه به حساسيت و نوع کار خود می توانند از يک خط ديگر نيز بمنظور ارتباط روتر با ISP استفاده نمايند. خط فوق بصورت Backup بوده و بمحض بروز اشکال در خط اختصاصی ( مثلا” T1 ) می توان از خط دوم استفاده نمود. با توجه به اينکه خط فوق بصورت موقت و در مواقع اضطراری استفاده می شود ، می توان يک خط با سرعت پايين تر را استفاده کرد.

روترها علاوه بر قابليت روتينگ بسته های اطلاعاتی از يک نقطه به نقطه ديگر ، دارای امکانات مربوط به پياده سازی سيستم امنيتی نيز می باشند. مثلا” می توان مشخص کرد که نحوه دستيابی کامپيوترهای خارج از شبکه داخلی سازمان به شبکه داخلی به چه صورت است . اکثر سازمانها و موسسات دارای يک نرم افزار و يا سخت افزار خاص فايروال بمنظور اعمال سياست های امنيتی می باشند. قوانين تعريف شده در جدول پيکربندی روتر از لحاظ امنيتی دارای صلابت بيشتری می باشند.

يکی از عمليات ادواری ( تکراری ) که هر روتر انجام می دهد ، آگاهی از استقرار يک بسته اطلاعاتی در شبکه داخلی است . در صورتيکه بسته اطلاعاتی مربوط به شبکه داخلی بوده نيازی به روت نمودن آن توسط روتر نخواهد بود. بدين منظور از مکانيزمی با نام Subnet mask استفاده می شود. subnet مشابه يک آدرس IP بوده و اغلب بصورت 255.255.255.0 است . آدرس فوق به روتر اعلام می نمايد که تمام پيام های  مربوط به فرستنده و يا گيرنده که دارای يک آدرس مشترک در  سه گروه اول می باشند ، مربوط به يک شبکه مشابه بوده و نيازی به ارسال آنها برای يک شبکه ديگر وجود ندارد. مثلا” کامپيوتری با آدرس 15.57.31.40 پيامی را برای کامپيوتر با آدرس 15.57.31.52 ارسال می دارد. روتر که در جريان تمام بسته های اطلاعاتی است ،  سه گروه اول در آدرس های فرستنده و گيرنده را مطابقت می نمايد و بسته اطلاعاتی را بر روی شبکه داخلی نگه خواهد

داشت .

آگاهی از مقصد يک پيام

روتر يکی از مجموعه دستگاههائی است که در شبکه استفاده می شود. هاب ، سوئيچ و روتر سيگنال هائی را ار کامپيوترها و يا شبکه ها دريافت و آنها را برای کامپيوترها و يا شبکه های ديگر ارسال می دارند. روتر تنها دستگاه موجود می باشد که در رابطه با مسير يک بسته اطلاعاتی تصميم گيری می نمايد. بمنظور انجام عمليات فوق ، روترها می بايست نسبت به دو موضوع آگاهی داشته باشند : آدرس ها و ساختار شبکه .

زمانيکه توسط يکی از دوستانتان برای شما يک کارت تبريک سال نو ارسال می گردد ، از آدرسی مطابق زير استفاده می نمايد : ” تهران – خيابان ايران – کوچه شميرانات – پلاک 110 ” آدرس فوق دارای چندين بخش بوده که به اداره پست مربوطه امکان پيدا نمودن آدرس فوق را خواهد داد.  استفاده از کد پستی  باعث سرعت در ارسال کارت تبريک و دريافت آن توسط شخص مورد نظر می نمايد .ولی حتی در صورتيکه از کد پستی هم استفاده نشود ، امکان دريافت کارت تبريک با توجه به مشخص شدن شهرستان ، خيابان ، کوچه و پلاک نيز وجود خواهد داشت . آدرس فوق يک نوع آدرس منطقی است . آدرس فوق روشی  را برای دريافت کارت تبريک ، مشخص می نمايد. آدرس فوق به يک آدرس فيزيکی مرتبط خواهد شد.

هر يک از دستگاههای موجود که به  شبکه  متصل می گردند ، دارای يک آدرس فيزيکی می باشند. آدرس فوق منحصر بفرد بوده و توسط دستگاهی که به کابل شبکه متصل است ، در نظر گرفته خواهد شد. مثلا” در صورتيکه کامپيوتر شما دارای يک کارت شبکه (NIC) می باشد ، کارت فوق دارای يک آدرس فيزيکی دائمی بوده که در يک محل خاص از حافظه ذخيره شده است . آدرس فيزيکی که آدرس MAC )Media Access Control) نيز ناميده می شود ، دارای دو بخش بوده که هر يک سه بايت می باشند. اولين سه بايت ، شرکت سازنده کارت شبکه را مشخص می نمايد . دومين سه بايت يک شماره سريال مربوط به کارت شبکه است .

کامپيوتر می تواند دارای چندين آدرس منطقی در يک لحظه باشد. وضعيت فوق در رابطه با اشخاص نيز صدق می کند. مثلا” يک شخص می تواند دارای آدرس پستی ، شماره تلفن ، آدرس پست الکترونيکی و … باشد. از طريق هر  يک از آدرس های فوق امکان ارسال پيام برای شما وجود خواهد داشت .  آدرس های منطقی در کامپيونر نيز مشابه سيستم فوق کار می کنند. در اين راستا ممکن است از مدل های متفاوت آدرس دهی و يا پروتکل های مربوط به شبکه های متفاوت بطور همزمان استفاده گردد. در زمان اتصال به اينترنت ،  شما دارای يک آدرس بوده که از پروتکل TCP/IP مشتق شده است . در صورتيکه دارای يک شبکه کوچک می باشيد ، ممکن است از پروتکل NetBEUI مايکروسافت استفاده می نمائيد. بهرحال يک کامپيوتر می تواند دارای چندين آدرس منطقی بوده که پروتکل استفاده شده قالب آدرس فوق را مشخص خواهد کرد.

آدرس فيزيکی يک کامپيونر می بايست به يک آدرس منطقی تبديل گردد. از آدرس منطقی در شبکه برای ارسال و دريافت اطلاعات استفاده می گردد. برای مشاهده آدرس فيزيکی کامپيوتر خود می توانيد از دستور IPCONFIG ( ويندوز 2000و XP) استفاده نمايد.

پروتکل ها

اولين و مهمترين وظيفه روتر ، آگاهی از محلی است که می بايست اطلاعات ارسال گردند. اکثر روترها که يک پيام را برای شما مسيريابی می نمايند، از آدرس فيزيکی کامپيوتر شما آگاهی ندارند. روترها بمنظور شناخت اکثر پروتکل های رايج ، برنامه ريزی می گردند. بدين ترتيب روترها نسبت به فورمت هر يک از مدل های آدرس دهی دارای شناخت مناسب می باشند. ( تعداد بايت های موجود در هر بسته اطلاعاتی ، آگاهی از نحوه ارسال درست اطلاعات به مقصد و … )  روترها بعنوان مهمترين عناصر در ايجاد ستون فقرات اينترنت مطرح می باشند. روترها در هر ثانيه ميليون ها بسته اطلاعاتی را مسيريابی می نمايند. ارسال يک بسته اطلاعاتی به مقصد مورد نظر ، تنها وظيفه يک روتر نخواهد بود. روترها می بايست قادر به يافتن بهترين مسير ممکن باشند. دريک شبکه پيشرفته هر پيام الکترونيکی به چندين بخش کوچکتر تقسيم می گردد. بخش های فوق بصورت مجزا ارسال و در مقصد مجددا” با ترکيب بخش های فوق بيکديگر ، پيام اوليه شکل واقعی خود را پيدا خواهد کرد. بخش های اطلاعاتی اشاره شده Packet ناميده شده و هر يک ازآنان می توانند از يک مسير خاص ارسال گردند. اين نوع از شبکه ها را Packet-Switched network می گويند. در شبکه های فوق يک مسير اختصاصی بين کامپيوتر فرستنده بسته های اطلاعاتی و گيرنده  ايجاد نخواهد گرديد. پيام های ارسالی از طريق يکی از هزاران مسير ممکن حرکت تا در نهايت توسط  کامپيوتر گيرنده ، دريافت گردد. با توجه به ترافيک موجود در شبکه ممکن است در برخی حالات عناصر موجود در شبکه  لود بالائی را داشته باشند ، در چنين مواردی روترها با يکديگر ارتباط و ترافيک شبکه را  بهينه خواهند کرد. ( استفاده از مسيرهای ديگر برای ارسال اطلاعات باتوجه به وجود ترافيک بالا در بخش های خاصی از شبکه )

رديابی يک پيام

در صورتيکه از سيستم عامل ويندوز استفاده می نمائيد ، با استفاده از دستور Traceroute می توانيد مسير بسته های اطلاعاتی  را دنبال نمائيد.  مثلا” در صورتيکه بخواهيم از مسير پيوستن به سايت www.microsoft.com آگاهی پيدا نمائيم ، کافی است دستور فوق را بصورت زير تايپ نمائيم :

Tracert www.microsoft.com

 خروجی دستور فوق مشابه زير است :

اولين اعداد نشاندهنده تعداد روترموجود بين کامپيوتر شما و سايت مايکروسافت است .  در اين مدل خاص از    روتر استفاده شده است . سه عدد بعدی ، نشاندهنده مدت زمانی است که  اطلاعات از کامپيوتر شما برای روتر ( مشخص شده ) ارسال و مجددا” مراجعت می نمايند. در برخی موارد ممکن است نام روتر نيز اعلام گردد. در نهايت آدرس IP هر يک از روترها نشان داده شده است .بدين ترتيب برای رسيدن به سايت مايکروسافت از محلی که دستور فوق تايپ می گردد ، …. روتر استفاده و    ثانيه زمان برای دريافت اطلاعات از سرويس دهنده و مراجعت مجدد اطلاعات  ، نياز خواهد بود.

ستون فقرات اينترنت

باتوجه به گستردگی اينترنت و وجود ميليون ها بسته اطلاعاتی در هر ثانيه بمنظور مسيريابی ، می بايست از روترهای با سرعت بالا استفاده شود. روتر سری 12000 سيسکو يکی از اين نوع روترها بوده که بعنوان ستون فقرات اصلی در اينترنت استفاده می شود. تکنولوژی بکار گرفته شده در طراحی روترهای فوق مشابه سوپر کامپيوترها می باشد. ( استفاده از پردازنده های با سرعت بالا بهمراه مجموعه ای از سويئچ های پر سرعت ). در روتر مدل 12000 از پردازنده های 200MHZ MIPS R5000  استفاده می شود. 12016 ، يکی از مدل های سری فوق است . مدل فوق قادر دارای توان عمليات  320 ميليارد بيت از اطلاعات را در ثانيه را دارد.   در صورتيکه مدل فوق با تمام توان و ظرفيت خود نصب گردد ، امکان انتقال  60 ميليون بسته اطلاعاتی در هر ثانيه را دارا است .

روترها با استفاده از جدول پيکربندی خود قادر به مسيريابی صحيح بسته های اطلاعاتی خواهند بود. قوانين موجود در جدول فوق سياست مسيريابی يک بسته اطلاعاتی را تبين خواهند کرد . قبل از ارسال بسته های اطلاعاتی توسط  مسير مشخص شده ، روتر خط( مسير ) مربوطه را از از نقطه نظر کارآئی  بررسی می نمايد . در صورتيکه مسير فوق فاقد کارآئی لازم باشد ، روتر مسير فوق را چشم پوشی نموده و مجددا” يک مسير ديگر را مشخص خواهد کرد. پس از اطمينان از کارآئی مسير مشخص شده ، بسته اطلاعاتی توسط مسير مورد نظر ارسال خواهد گرديد. تمام عمليات فوق صرفا” در کسری از ثانيه انجام می گردد. در هر ثانيه، فرآيند فوق ميليون ها مرتبه تکرار خواهد شد.

آگاهی از محلی که پيام ها می بايست ارسال گردند ، مهمترين وظيفه يک روتر است . برخی از روترهای ساده،  صرفا” عمليات فوق را انجام داده و برخی ديگر از روترها عمليات بمراتب بيشتر و پيچيده تری  را انجام می دهند.

شبکه

DNS

 DNS مسئوليت حل مشکل اسامی کامپيوترها ( ترجمه نام به آدرس ) در يک شبکه و مسائل مرتبط با برنامه های Winsock را بر عهده دارد. بمنظور شناخت برخی از مفاهيم کليدی و اساسی DNS ، لازم است که سيستم فوق را با سيستم ديگر نامگذاری در شبکه های مايکروسافت(NetBIOS ) مقايسه نمائيم .
قبل از عرضه ويندوز 2000 تمامی شبکه های مايکروسافت از مدل NetBIOS برای نامگذاری ماشين ها و سرويس ها ی موجود بر روی شبکه استفاده می کردند. NetBIOS در سال 1983 به سفارش شرکت IBM طراحی گرديد. پروتکل فوق در ابتدا بعنوان پروتکلی در سطح لايه ” حمل ” ايفای وظيفه می کرد.در ادامه مجموعه دستورات NetBIOS بعنوان يک اينترفيس مربوط به لايه Session نيز مطرح تا از اين طريق امکان ارتباط با ساير پروتکل ها نيز فراهم گردد. NetBEUI مهمترين و رايج ترين نسخه پياده سازی شده در اين زمينه است . NetBIOS برای شيکه های کوچک محلی با يک سگمنت طراحی شده است . پروتکل فوق بصورت Broadcast Base است . سرويس گيرندگان NetBIOS می توانند ساير سرويس گيرندگان موجود در شبکه را از طريق ارسال پيامهای Broadcast بمنظور شناخت و آگاهی از آدرس سخت افزاری کامپيوترهای مقصد پيدا نمايند. شکل زير نحوه عملکرد پروتکل فوق در يک شبکه و آگاهی از آدرس سخت افزاری يک کامپيوتر را نشان می دهد. کامپيوتر ds2000 قصد ارسال اطلاعات به کامپيوتری با نام Exeter را  دارد. يک پيام Broadcast برای تمامی کامپيوترهای موجود در سگمنت ارسال خواهد شد. تمامی کامپيوترهای موجود در سگمنت مکلف به بررسی پيام می باشند. کامپيوتر Exeter پس از دريافت پيام ،آدرس MAC خود را برای کامپيوتر ds2000 ارسال می نمايد.

همانگونه که اشاره گرديد استفاده از پروتکل فوق برای برطرف مشکل اسامی ( ترجمه نام يک کامپيوتر به آدرس فيزيکی و سخت افزاری ) صرفا” برای شبکه های محلی با ابعاد کوچک توصيه شده و در شبکه های بزرگ نظير شبکه های اترنت با ماهيت Broadcast Based با مشکلات عديده ای مواجه خواهيم شد.در ادامه به برخی از اين مشکلات اشاره شده است .
● بموازات افزايش تعداد کامپيوترهای موجود در شبکه ترافيک انتشار بسته های اطلاعاتی بشدت افزايش خواهد يافت .
● پروتکل های مبتنی بر NetBIOS ( نظير NetBEUI) دارای مکانيزمهای لازم برای روتينگ نبوده و دستورالعمل های مربوط به روتينگ در مشخصه فريم بسته های اطلاعاتی NetBIOS تعريف نشده است .
● در صورتيکه امکانی فراهم گردد که قابليت روتينگ به پيامهای NetBIOS داده شود ( نظير Overlay نمودن NetBIOS بر روی پروتکل ديگر با قابليت روتينگ ، روترها بصورت پيش فرض بسته های NetBIOS را منتشر نخواهند کرد.
ماهيت BroadCast بودن پروتکل NetBIOS يکی از دو فاکتور مهم در رابطه با محدوديت های پروتکل فوق خصوصا” در شبکه های بزرگ است . فاکتور دوم ، ساختار در نظر گرفته شده برای نحوه نامگذاری است . ساختار نامگذاری در پروتکل فوق بصورت مسطح (Flat) است .

Flat NetBios NameSpace

بمنظور شناخت و درک ملموس مشکل نامگذاری مسطح در NetBIOS لازم است که در ابتدا مثال هائی در اين زمينه ذکر گردد. فرض کنيد هر شخص در دنيا دارای يک نام بوده و صرفا” از طريق همان نام شناخته گردد. در چنين وضعيتی اداره راهنمائی و رانندگی اقدام به صدور گواهينمامه رانندگی می نمايد. هر راننده دارای يک شماره سريال خواهد شد. در صورتيکه از اداره فوق سوالاتی نظير سوالات ذيل مطرح گردد قطعا” پاسخگوئی به آنها بسادگی ميسر نخواهد شد.
– چند نفر با نام احمد دارای گواهينامه هستند؟
– چند نفر با نام رضا دارای گواهينامه هستند؟
در چنين حالی اگر افسر اداره راهنمائی و رانندگی راننده ای را بخاطر تخلف متوقف نموده و از مرکز و بر اساس نام وی استعلام نمايد که آيا ” راننده ای با نام احمد قبلا” نيز مرتکب تخلف شده است يا خير ؟” در صورتيکه از طرف مرکز به وی پاسخ مثبت داده شود افسر مربوطه هيچگونه اطمينانی نخواهد داشت که راننده در مقابل آن همان احمد متخلف است که قبلا” نيز تخلف داشته است .
يکی از روش های حل مشکل فوق، ايجاد سيستمی است که مسئوليت آن ارائه نام بصورت انحصاری و غيرتکراری برای تمامی افراد در سطح دنيا باشد. در چنين وضعيتی افسر اداره راهنمائی و رانندگی در برخورد با افراد متخلف دچار مشکل نشده و همواره اين اطمينان وجود خواهد داشت که اسامی بصورت منحصر بفرد استفاده شده است . در چنين سيستمی چه افراد و يا سازمانهائی مسئله عدم تکرار اسامی را کنترل و اين اطمينان را بوجود خواهند آورند که اسامی بصورت تکراری در سطح دنيا وجود نخواهد داشت؟. بهرحال ساختار سيستم نامگذاری می بايست بگونه ای باشد که اين اطمينان را بوجود آورد که نام انتخاب شده قبلا” در اختيار ديگری قرار داده نشده است . در عمل پياده سازی اينچنين سيستم هائی غير ممکن است.مثال فوق محدوديت نامگذاری بصورت مسطح را نشان می دهد.
سيستم نامگذاری بر اساس NetBIOS بصورت مسطح بوده و اين بدان معنی است که هر کامپيوتر بر روی شبکه می بايست دارای يک نام متمايز از ديگران باشد. در صورتيکه دو کامپيوتر موجود بر روی شبکه های مبتنی بر NetBIOS دارای اسامی يکسانی باشند پيامهای ارسالی از يک کامپيوتر به کامپيوتر ديگر که دارای چندين نمونه ( نام تکراری ) در شبکه است، می تواند باعث بروز مشکلات در شبکه و عدم رسيدن پيام ارسال شده به مقصد درست خود باشد.

اينترفيس های NetBIOS و WinSock

DNS مسائل فوق را بسادگی برطرف نموده است . سيستم فوق از يک مدل سلسله مراتبی برای نامگذاری استفاده کرده است . قبل از پرداختن به نحوه عملکرد و جزئيات سيستم DNS لازم است در ابتدا با نحوه دستيابی برنامه ها به پروتکل های شبکه و خصوصا” نحوه ارتباط آنها با پروتکل TCP/IP آشنا شويم .
برنامه های با قابليت اجراء بر روی شبکه هائی با سيستم های عامل مايکروسافت، با استفاده از دو روش متفاوت با پروتکل TCP/IP مرتبط می گردنند.
● اينترفيس سوکت های ويندوز (WinSock)

● اينترفيس NetBIOS
اينترفيس های فوق يکی از مسائل اساسی در نامگذاری و ترجمه اسامی در شبکه های مبتنی بر TCP/IP را به چالش می کشانند.برنامه های نوشته شده که از اينترفيس NetBIOS استفاده می نمايند از نام کامپيوتر مقصد بعنوان ” نقطه آخر” برای ارتباطات استفاده می نمايند در چنين مواردی برنامه های NetBIOS صرفا” مراقبت های لازم را در خصوص نام کامپيوتر مقصد بمنظور ايجاد يک session انجام خواهند داد. در حاليکه پروتکل های TCP/IP )IP,TCP) هيچگونه آگاهی از اسامی کامپيوترهای NetBIOS نداشته و در تمامی موارد مراقبت های لازم را انجام نخواهند داد.
بمنظور حل مشکل فوق( برنامه هائی که از NetBIOS بکمک اينترفيس NetBIOS با پروتکل TCP/IP مرتبط خواهند شد) از اينترفيس  netBT و يا NetBIOS over TCP/IP استفاده می نمايند. زمانيکه درخواستی برای دستيابی به يک منبع در شبکه از طريق يک برنامه با اينترفيس NetBIOS ارائه می گردد و به لايه Application می رسد از طريق اينترفيس NetBT با آن مرتبط خواهد شد.در اين مرحله نام NetBIOS ترجمه و به يک IP تبديل خواهد شد. زمانيکه نام NetBIOS کامپيوتر به يک آدرس فيزيکی ترجمه می گردد درخواست مربوطه می تواند لايه های زيرين پروتکل TCP/IP را طی تا وظايف محوله دنبال گردد. شکل زير نحوه انجام عمليات فوق را نشان می دهد.

اينترفيس Winsock
اغلب برنامه هائی که براساس پروتکل TCP/IP نوشته می گردنند، از اينترفيس Winsock استفاده می نمايند. اين نوع برنامه ها نيازمند آگاهی از نام کامپيوتر مقصد برای ارتباط نبوده و با آگاهی از آدرس IP کامپيوتر مقصد قادر به ايجاد يک ارتباط خواهند بود.
کامپيوترها جهت کار با اعداد ( خصوصا” IP ) دارای مسائل و مشکلات بسيار ناچيزی می باشند.در صورتيکه انسان در اين رابطه دارای مشکلات خاص خود است . قطعا” بخاطر سپردن اعداد بزرگ و طولانی برای هر شخص کار مشکلی خواهد بود. هر يک از ما طی روز به وب سايت های متعددی مراجعه و صرفا” با تايپ آدرس مربوطه که بصورت يک نام خاص است (www.test.com) از امکانات سايت مربوطه بهره مند می گرديم. آيا طی اين نوع ملاقات ها ما نيازمند آگاهی از آدرس IP سايت مربوطه بوده ايم؟ بهرحال بخاطر سپردن اسامی کامپيوترها بمراتب راحت تر از بخاطر سپردن اعداد ( کد ) است . از آنجائيکه برنامه های Winsock نيازمند آگاهی از نام کامپيوتر و يا Host Name نمی باشند می توان با رعايت تمامی مسائل جانبی از روش فوق برای ترجمه اسامی استفاده کرد. فرآيند فوق را ترجمه اسامی (Host Name Resoulation) می گويند.
موارد اختلاف بين NetBIOS و WinSock
برنامه های مبتنی بر NetBIOS می بايست قبل از ايجاد ارتباط با يک کامپيوتر، نام NetBIOS را به يک IP ترجمه نمايند.( قبل از ايجاد ارتباط نام NetBIOS به IP تبديل خواهد شد.) در برنامه های مبتنی بر WinSock می توان از نام کامپيوتر (Host name) در مقابل IP استفاده کرد. قبل از عرضه ويندوز 2000 تمامی شبکه های کامپيوتری که توسط سيستم های عامل ويندوز پياده سازی می شدند از NetBIOS استفاده می کردند. بهمين دليل در گذشته زمان زيادی صرف ترجمه اسامی می گرديد. ويندوز وابستگی به NetBIOS نداشته و در مقابل از سيستم DNS استفاده می نمايد.
DNS NameSpace
همانگونه که اشاره گرديد DNS از يک ساختار سلسله مراتبی برای سيستم نامگذاری خود استفاده می نمايد. با توجه به ماهيت سلسله مراتبی بودن ساختار فوق، چندين کامپيوتر می توانند دارای اسامی يکسان بر روی يک شبکه بوده و هيچگونه نگرانی از عدم ارسال پيام ها وجود نخواهد داشت. ويژگی فوق درست نقطه مخالف سيستم نامگذاری NetBIOS است . در مدل فوق قادر به انتخاب دو نام يکسان برای دو کامپيوتر موجود بر روی يک شبکه يکسان نخواهيم نبود.
بالاترين سطح در DNS با نام Root Domain ناميده شده و اغلب بصورت يک “.” و يا يک فضای خالی “” نشان داده می شود. بلافاصله پس از ريشه با اسامی موجود در دامنه بالاترين سطح (Top Level) برخورد خواهيم کرد. دامنه های .Com , .net , .org , .edu نمونه هائی از اين نوع می باشند. سازمانهائی که تمايل به داشتن يک وب سايت بر روی اينترنت دارند، می بايست يک دامنه را که بعنوان عضوی از اسامی حوزه Top Level می باشد را برای خود اختيار نمايد. هر يک از حوزه های سطح بالا دارای کاربردهای خاصی می باشند. مثلا” سازمان های اقتصادی در حوزه .com و موسسات آموزشی در حوزه .edu و … domain خود را ثبت خواهند نمود.شکل زير ساختار سلسله مراتبی DNS را نشان می دهد

در هر سطح از ساختار سلسله مراتبی فوق می بايست اسامی با يکديگر متفاوت باشد. مثلا” نمی توان دو حوزه .com و يا دو حوزه .net را تعريف و يا دو حوزه Microsoft.com در سطح دوم را داشته باشيم .استفاده از اسامی تکراری در سطوح متفاوت مجاز بوده و بهمين دليل است که اغلب وب سايت ها دارای نام www می باشند.
حوزه های Top Level و Second level تنها بخش هائی از سيستم DNS می باشند که می بايست بصورت مرکزی مديريت و کنترل گردنند. بمنظور ريجستر نمودن دامنه مورد نظر خود می بايست با سازمان و يا شرکتی که مسئوليت ريجستر نمودن را برعهده دارد ارتباط برقرار نموده و از آنها درخواست نمود که عمليات مربوط به ريجستر نمودن دامنه مورد نظر ما را انجام دهند. در گذشته تنها سازمانی که دارای مجوز لازم برای ريجستر نمودن حوزه های سطح دوم را در اختيار داشت شرکت NSI)Network Solutions Intcorporated) بود. امروزه امتياز فوق صرفا” در اختيار شرکت فوق نبوده و شرکت های متعددی اقدام به ريجستر نمودن حوزه ها می نمايند.
مشخصات دامنه و اسم Host
هر کامپيوتر در DNS بعنوان عضوی از يک دامنه در نظر گرفته می شود. بمنظور شناخت و ضرورت استفاده از ساختار سلسله مراتبی بهمراه DNS لازم است در ابتدا با FQDN آشنا شويم .

معرفی FQDN)Fully Qualified Domain Names)
يک FQDN محل يک کامپيوتر خاص را در DNS مشخص خواهد نمود. با استفاده از FQDN می توان بسادگی محل کامپيوتر در دامنه مربوطه را مشخص و به آن دستيابی نمود. FQDN يک نام ترکيبی است که در آن نام ماشين (Host) و نام دامنه مربوطه قرار خواهد گرفت . مثلا” اگر شرکتی با نام TestCorp در حوزه سطح دوم دامنه خود را ثبت نمايد (TestCorp.com) در صورتيکه سرويس دهنده وب بر روی TestCorp.com اجراء گردد می توان آن را www ناميد و کاربران با استفاده از www.testCorp.com به آن دستيابی پيدا نمايند.
دقت داشته باشيد که www از نام FQDN مثال فوق نشاندهنده يک شناسه خدماتی نبوده و صرفا” نام host مربوط به ماشين مربوطه را مشخص خواهد کرد. يک نام FQDN از دو عنصر اساسی تشکيل شده است :

● Label  : شامل نام حوزه و يا نام يک host است .
●Dots    : نقطه ها که باعت جداسازی بخش های متفاوت خواهد شد.
هر lable توسط نقطه از يکديگر جدا خواهند شد. هر lable می تواند حداکثر دارای ۶۳ بايت باشد. دقت داشته باشيد که طول ( اندازه ) هر lable بر حسب بايت مشخص شده است نه بر حسب طول رشته . علت  اين است که DNS در ويندوز 2000 از کاراکترهای UTF-8 استفاده می نمايد. بر خلاف کاراکترهای اسکی که قبلا” از آنان استفاده می گرديد. بهرحال FQDN می بايست دارای طولی به اندازه حداکثر 255 بايت باشد.
طراحی نام حوزه برای يک سازمان
قبل از پياده سازی  سيستم ( مدل ) DNS برای يک سازمان ، می بايست به نمونه سوالات ذيل بدرستی پاسخ داد:
– آيا سازمان مربوطه در حال حاضر برای ارتباط اينترانتی خود از DNS استفاده می نمايد؟
– آيا سازمان مربوطه دارای يک سايت اينترنتی است ؟
– آيا سازمان مربوطه دارای يک حوزه( دامنه ) ثبت شده ( ريجستر شده ) است ؟
– آيا سازمان مربوطه از اسامی حوزه يکسان برای منابع مربوطه موجود بر روی اينترنت / اينترانت استفاده می نمايد؟

استفاده از نام يکسان دامنه برای منابع اينترنت و اينترانت
استفاده از اسامی يکسان برای نامگذاری دامنه بمنظور استفاده از منابع موجود داخلی و منابع اينترنتی در مرحله اول بسيار قابل توجه و جذاب خواهد بود. تمامی ماشين ها بعنوان عضو يک دامنه يکسان محسوب و کاربران نياز به بخاطر سپردن دامنه های متفاوت بر اساس نوع منبع که ممکن است داخلی و يا خارجی باشد نخواهند داشت ..با توجه  به وجود مزايای فوق، بکارگيری اين روش  می تواند باعث بروز برخی مشکلات نيز گردد. بمنظور حفاظت از ناحيه (Zone) های DNS از دستيابی غير مجاز نمی بايست هيچگونه اطلاعاتی در رابطه با منابع داخلی بر روی سرويس دهنده DNS نگهداری نمود. بنابراين می بايست برای يک دامنه از دو Zone متفاوت استفاده نمود. يکی از Zone ها منابع داخلی را دنبال و Zone ديگر مسئوليت پاسخگوئی به منابعی است که بر روی اينترنت قرار دارند. عمليات فوق قطعا” حجم وظايف مديريت سايت را افزايش خواهد داد.
پياده سازی نام يکسان برای منابع داخلی و خارجی
يکی ديگر از عملياتی که می بايست در زمان پياده سازی دامنه های يکسان برای منابع داخلی و خارجی مورد توجه قرار دارد Mirror نمودن منابع خارجی بصورت داخلی است . مثلا” فرض نمائيد که Test.com نام انتخاب شده برای دستيابی به منابع داخلی ( اينترانت) و منابع خارجی ( اينترنت ) است.درچنين وضعيتی دارای سرويس دهنده وب برا یاينترانت باشيم که پرسنل سازمان از آن بمنظور دستيابی به اطلاعات اختصاصی و ساير اطلاعات داخلی سازمان استفاده می نمايند.در اين مدل دارای سرويس دهندگانی خواهيم بود که بمنظور دستيابی به منابع اينترنت مورد استفاده قرار خواهند گرفت . ما می خواهيم از اسامی يکسان برای سرويس دهندگان استفاده نمائيم . در مدل فوق اگر درخواستی برای www.test.com صورت پذيرد مسئله به کامپيوتری ختم خواهد شد که قصد داريم برای کاربران اينترنت قابل دستيابی باشد. در چنين وضعيتی ما نمی خواهيم کاربران اينترنت قادر به دستيابی به اطلاعات شخصی و داخلی سازمان باشند. جهت حل مشکل فوق Mirror نمودن منابع اينترنت بصورت داخلی است و ايجاد يک zone در DNS برای دستيابی کاربران به منابع داخلی ضروری خواهد بود. زمانيکه کاربری درخواست www.test.com را صادر نمائيد در ابتدا مسئله نام از طريق سرويس دهنده داخلی DNS برطرف خواهد شد که شامل zone داخلی مربوطه است . زمانی که يک کاربر اينترنت قصد دستيابی به www.test.com را داشته باشد درخواست وی به سرويس دهنده اينترنت DNS ارسال خواهدشد که در چنين حالتی آدرس IP سرويس دهنده خارجی DNS برگردانده خواهد شد.

استفاده از اسامی متفاوت برای دامنه ها ی اينترنت و اينترانت
در صورتيکه سازمانی به اينترنت متصل و يا در حال برنامه ريزی جهت اتصال به اينترنت است می توان از دو نام متفاوت برای دستيابی به منابع اينترانتی و اينترنتی استفاده نمود. پياده سازی مدل فوق بمراتب از مدل قبل ساده تر است . در مدل فوق نيازی به نگهداری Zone های متفاوت برای هر يک از آنها نبوده و هريک از آنها دارای يک نام مجزا و اختصاصی مربوط به خود خواهند بود. مثلا” می توان نام اينترنتی حوزه را Test.com و نام اينترانتی آن را TestCorp.com قرار داد.

برای نامگذاری هر يک از زير دامنه ها می توان اسامی انتخابی را براساس نوع فعاليت و يا حوزه جفرافيائی انتخاب نمود.
Zones of Authority
DNS دارای ساختاری است که از آن برای گروه بندی و دنبال نمودن ماشين مربوطه براساس نام host در شبکه استفاده خواهد شد. بمنظور فعال نمودن DNS در جهت تامين خواسته ای مورد نظر می بايست روشی جهت ذخيره نمودن اطلاعات در DNS وجود داشته باشد.اطلاعات واقعی در رابطه با دامنه ها در فايلی با نام Zone database ذخيره می گردد. اين نوع فايل ها، فايل های فيزيکی بوده که بر روی سرويس دهنده DNS ذخيره خواهند شد. آدرس محل قرار گيری فايل های فوق %systemroot%\system32\dns خواهد بود. در اين بخش هدف بررسی Zone های استاندارد بوده که به دو نوع عمده تقسيم خواهند شد.
●Forward Lookup Zone
●Reverse Lookup Zone
در ادامه به تشريح عملکرد هر يک از Zone های فوق خواهيم پرداخت .
Forward Lookup Zone
از اين نوع Zone برای ايجاد مکانيزمی برای ترجمه اسامی host به آدرس IP برای سرويس گيرندگان DNS استفاده می گردد. Zone ها دارای اطلاعاتی هستند که بصورت رکوردهای خاص در بانک اطلاعاتی مربوطه ذخيره خواهند شد. اين نوع رکوردها را ” رکوردهای منبع Resource Record ” می گويند. رکوردهای فوق اطلاعات مورد نياز  در رابطه با منابع قابل دسترس در هر Zone را مشخص خواهند کرد.
تفاوت بين Domain و Zone
در ابتدا می بايست به اين نکته اشاره نمود که Zone ها با دامنه ها (Domain) يکسان نبوده و يک Zone می تواند شامل رکوردهائی در رابطه با چندين دامنه باشد. مثلا” فرض کنيد ،  دامنه www.microsoft.com  دارای دو زير دامنه با نام East , West باشد. (West.microsoft.com , East.microsoft.com ). مايکروسافت دارای دامنه اختصاصی msn.com بوده که خود شامل دارای يک زيردامنه با نام mail.microsoft.com است

دامنه های همجوار و غير همجوار در شکل فوق نشان داده شده است . دامنه های همجوار همديگر را حس خواهند کرد ( برای يکديگر ملموس خواهند بود ) . در رابطه با مثال فوق دامنه های موجود در Zone Microsoft.com همجوار و دامنه های Msn.com و Microsoft.com غير همجوار هستند.
Zone ها مجوز واگذاری مسئوليت برای پشتيبانی منابع موجود در Zone را فراهم خواهند کرد. Zone ها روشی را بمنظور واگذاری مسئوليت پشتيبانی و نگهداری بانک اطلاعاتی مربوطه فراهم خواهند کرد. فرض کنيد شرکتی با نام TACteam وجودداشته باشد. شرکت فوق از دامنه ای با نام tacteam.net استفاده می نمايد. شرکت فوق دارای شعباتی در San Francisco, Dallas, and Boston است . شعبه اصلی در Dallas بوده که مديران متعددی برای مديريت شبکه در آن فعاليت می نمايند. شعبه San Francisco نيز دارای چندين مدير ورزيده بمنظور نظارت بر سايت است . شعبه Boston دارای مديريتی کارآمد برای مديريت DNS نمی باشد. بنابراين همواره نگرانی های مربوط به واگذاری مسئوليت نگهداری بانک اطلاعاتی به يک فرد در Boston خواهيم بود. منابع موجود بر روی سايت Dallas در حوزه tacteam.net بوده و منابع موجود در San Francisco در سايت west.tacteam.net و منابع موجود در Boston در سايت east.tacteam.net نگهداری می گردنند. در چنين وضعيتی ما صرفا” دو Zone را برای مديريت سه دامنه ايجاد خواهيم کرد. يک Zone برای tacteam.net که مسئوليت منابع مربوط به tacteam.net و east.tacteam.net را برعهده داشته و يک Zone ديگر برای west.tacteam.net که منابع موجود بر روی سايت San Francisco را برعهده خواهد گرفت . اسامی مورد نظر برای هر Zone به چه صورت می بايست انتخاب گردنند؟ هر Zone نام خود را از طريق ريشه و يا بالاترين سطح دامنه اقتباس خواهند شد. زمانيکه درخواستی برای يک منبع موجود بر روی دامنه west.tacteam.net برای DNS واصل گردد ( سرويس دهنده DNS مربوط به tacteam.net ) سرويس دهنده tacteam.net صرفا” شامل يک Zone نخواهد بود.در چنين وضعينی سرويس دهنده فوق دارای يک Delegation ( واگذاری مسئوليت ) بوده که به سرويس دهنده DNS مربوط به west.tacteam.net اشاره خواهد کرد. بنابراين درخواست مربوطه برای ترجمه اسامی به آدرس بدرستی به سرويس دهنده مربوطه هدايت تا مشکل برطرف گردد

Reverse Lookup Zones
Zoneها ی از نوع Forward امکان ترجمه نام يک کامپيوتر به يک IP را فراهم می نمايند..يک Reverse Lookup اين امکان را به سرويس گيرندگان خواهد داد که عمليات مخالف عمليات گفته شده را انجام دهند: ترجمه يک آدرس IP به يک نام . مثلا” فرض کنيد شما می دانيد که آدرس IP مربوط به کامپيوتر مقصد 192.168.1.3 است اما علاقه مند هستيم که نام آن را نيز داشته باشيم . بمنظور پاسخگوئی به اين نوع درخواست ها سيستم DNS از اين نوع Zone ها استفاده می نمايد. Zone های فوق بسادگی و راحتی Forward Zone ها رفتار نمی نمايند. مثلا” فرض کنيد Forward Lookup Zone مشابه يک دفترچه تلفن باشد ايندکس اين نوع دفترچه ها بر اساس نام اشخاص است . در صورتيکه قصد يافتن يک شماره تلفن را داشته باشيد با حرکت بر روی حرف مربوطه و دنبال نمودن ليست که بترتيب حروف الفباء است قادر به يافتن نام شخص مورد نظر خواهيد بود. اگر ما شماره تلفن فردی را بدانيم و قصد داشته باشيم از نام وی نيز آگاهی پيدا نمائيم چه نوع فرآيندی را می بايست دنبال نمود؟. از آنجائيکه دفترچه تلفن بر اساس نام ايندکس شده است تنها راه حرکت و جستجو در تمام شماره تلفن ها و يافتن نام مربوطه است .قطعا” روش فوق روش مناسبی نخواهد بود. بمنظور حل مشکل فوق در رابطه با يافتن نام در صورتيکه IP را داشته باشيم از يک دامنه جديد با نام in-addr.arpa استفاده می گردد. دامنه فوق اسامی مربوطه به دامنه ها را بر اساس شناسه شبکه (Network ID) ايندکس و باعث افزايش سرعت و کارآئی در بازيابی اطلاعات مورد نظر با توجه به نوع درخواست ها خواهد شد.
با استفاده از برنامه مديريتی DNS می توان براحتی اقدام به ايجاد اين نوع Zone ها نمود. مثلا” اگر کامپيوتری دارای آدرس 192.168.1.0 باشد يک آدرس معکوس ايجاد و Zone مربوطه بصورت زير خواهد بود :

1.168.192.in-addr.arpa.dns

شبکه

  NAT

اينترنت  با سرعتی  باورنکردنی  همجنان در حال گسترش است . تعداد کامپيوترهای ارائه دهنده اطلاعات ( خدمات ) و کاربران اينترنت روزانه.

تغيير و رشد می يابد.  با اينکه نمی توان دقيقا” اندازه اينترنت را مشخص کرد ولی تقريبا” يکصد ميليون کامپيوتر ميزبان (Host) و 350 ميليون کاربر از اينترنت استفاده می نمايند. رشد اينترنت چه نوع ارتباطی باNetwork Address Translation) NAT )  دارد؟ هر کامپيوتر بمنظور ارتباط با ساير کامپيوترها و سرويس دهندگان وب بر روی اينترنت، می بايست دارای يک آدرس IP باشد. IP يک عدد منحصر بفرد 32 بيتی بوده که کامپيوتر موجود در يک شبکه را مشخص می کند.

اولين مرتبه ای که مسئله آدرس دهی توسط IP  مطرح گرديد، کمتر کسی به اين فکر می افتاد که ممکن است  خواسته ای  مطرح شود که نتوان به آن يک آدرس را نسبت داد. با استفاده از سيستم آدرس دهی IP می توان 4.294.976.296 (2³²) آدرس را توليد کرد. ( بصورت تئوری ). تعداد واقعی آدرس های قابل استفاده کمتر از مقدار ( بين 3.2 ميليارد و 3.3 ميليارد ) فوق است . علت اين امر، تفکيک آدرس ها به کلاس ها و رزو بودن برخی آدرس ها برای multicasting ، تست و موارد خاص ديگر است .

همزمان با انفجار اينترنت ( عموميت يافتن)  و افزايش شبکه های کامپيوتری ،  تعداد IP  موجود،  پاسخگوی نيازها نبود. منطقی ترين روش، طراحی مجدد سيستم آدرس دهی IP  است تا امکان استفاده از آدرس های IP بيشَتری فراهم گردد. موضوع فوق در حال پياده سازی بوده و نسخه شماره شش IP ، راهکاری در اين زمينه است . چندين سال طول خواهد کشيد تا سيستم فوق پياده سازی گردد، چراکه می بايست تمامی زيرساخت های اينترنت تغيير واصلاح گردند.  NAT با هدف کمک به مشکل فوق طراحی شده است . NAT به يک دستگاه اجازه می دهد که بصورت يک  روتر عمل نمايد. در اين حالت NAT بعنوان يک آژانس بين اينترنت ( شبکه عمومی ) و يک شبکه محلی ( شبکه خصوصی ) رفتار نمايد. اين بدان معنی است که صرفا” يک IP منحصر بفرد بمنظور نمايش مجموعه ای از کامپيوترها( يک گروه ) مورد نياز خواهد بود.

 

کم بودن تعداد IP صرفا” يکی از دلايل استفاده از NAT است .در ادامه به بررسی علل استفاده از NATخواهيم پرداخت .

قابليت های NAT

عملکرد NAT مشابه يک تلفتچی در يک اداره بزرگ است . فرض کنيد شما به تلفنچی اداره خود اعلام نموده ايد  که تماس های تلفنی مربوط به شما را تا به وی اعلام ننموده ايد ، وصل  نکند . در ادامه  با  يکی ازمشتريان تماس گرفته  و برای وی پيامی گذاشته ايد که  سريعا”  با شما تماس بگيرد.  شما به تلفتچی اداره می گوئيد که منتظر تماس تلفن از طرف يکی از مشتريان هستم، در صورت تماس وی ، آن را به دفتر من وصل نمائيد. در ادامه مشتری مورد نظر با اداره شما تماس گرفته و به تلفنچی اعلام می نمايد که قصد گفتگو با شما را دارد ( چراکه شما منتظر تماس وی هستيد ). تلفنچی جدول مورد نظر خود را بررسی تا نام شما را در آن پيدا نمايد. تلفنچی متوجه می شود که شما تلفن فوق را درخواست نموده ايد، بنابراين تماس مورد نظر به دفتر شما وصل خواهد شد.

NAT توسط شرکت سيسکو و بمنظور استفاده در يک دستگاه ( فايروال ، روتر، کامپيوتر ) ارائه شده است .NAT بين يک شبکه داخلی و يک شبکه عمومی مستقر و شامل مدل ها ی  متفاوتی  است .

– NAT ايستا .  عمليات مربوط به ترجمه يک آدرس IP غير ريجستر شده ( ثبت شده ) به يک آدرس IP ريجستر شده را انجام می دهد. ( تناظر يک به يک ) روش فوق زمانيکه قصد استفاده از يک دستگاه را از طريق خارج از شبکه داشته باشيم، مفيد و قابل استفاده است . در مدل فوق همواره IP 192.168.32.10 به  IP 213.18.123.110 ترجمه خواهد شد.

 

– NAT پويا . يک آدرس IP غير ريجستر شده را به يک IP ريجستر شده ترجمه می نمايد. در ترجمه فوق از گروهی  آدرس های IP ريجستر شده استفاده خواهد شد.

 

– OverLoading . مدل فوق شکل خاصی از NAT پويا است . در اين مدل چندين IP غير ريجستر شده به يک IP ريجستر شده با استفاده از پورت های متعدد، ترجمه خواهند شد. به روش فوق PAT)Port Address Translation) نيز گفته می شود.

 

– Overlapping . در روش فوق شبکه خصوصی از مجموعه ای IP ريجستر شده استفاده می کند که توسط  شبکه ديگر استفاده می گردند. NAT می بايست آدرس های فوق را به آدرس های IP ريجستر شده منحصربفرد ترجمه نمايد. NAT همواره آدرس های يک شبکه خصوصی را به آدرس های ريجستر شده منحصر بفرد ترجمه می نمايد. NAT همچنين آدرس های ريجستر شده عمومی را به آدرس های منحصر بفرد در يک شبکه خصوصی ترجمه می نمايد. ( در هر حالت خروجی NAT ، آدرس های IP منحصر بفرد خواهد بود. آدرس های فوق می تواند در شبکه های عمومی ريجستر شده جهانی باشند و در شبکه های خصوصی  ريجستر شده محلی باشند )

شبکه اختصاصی ( خصوصی ) معمولا” بصورت يک شبکه LAN می باشند . به اين نوع شبکه ها که از آدرس های IP داخلی استفاده می نمايند حوزه محلی می گويند. اغلب ترافيک شبکه در حوزه محلی بصورت داخلی بوده و بنابراين ضرورتی به ارسال اطلاعات  خارج از شبکه را  نخواهد داشت . يک حوزه محلی می تواند دارای آدرس های IP ريجستر شده و يا غيرريجستر شده  باشد. هر کامپيوتری که از آدرس های IP غيرريجستر شده استفاده می کنند، می بايست از NAT بمنظور ارتباط با دنيای خارج از شبکه محلی استفاده نمايند.

NAT می تواند با استفاده از روش های متفاوت پيکربندی گردد. در مثال زير NAT بگونه ای پيکربندی شده است که بتواند آدرس های غير ريجستر شده  IP ( داخلی و محلی ) که بر روی شبکه خصوصی ( داخلی ) می باشند را به آدرس های IP ريجستر شده ترجمه نمايد.

– يک ISP ( مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت ) يک محدوده از آدرس های IP را برای شرکت شما در نظر می گيرد. آدرس های فوق ريجستر و منحصر بفرد خواهند بود . آدرس های فوق Inside global ناميده می شوند. آدرس های IP خصوصی و غيرريچستر شده به دو گروه عمده تقسيم می گردند : يک گروه کوچک که توسط NAT استفاده شده (Outside local address) و گروه بزرگتری که توسط حوزه محلی استفاده خواهند شد ( Inside local address) . آدرس های Outside local بمنظور ترجمه به آدرس های منحصربفرد IP استفاده می شوند.آدرس های منحصر بفرد فوق، outside global ناميده شده و اختصاص به دستگاههای موجود بر روی شبکه عمومی ( اينترنت) دارند.

 

– اکثر کامپيوترهای موجود در حوزه داخلی با استفاده از آدرس های inside local با يکديگر ارتباط برقرار می نمايند.

– برخی از کامپيوترهای موجود در حوزه داخلی که نيازمند ارتباط دائم با خارج از شبکه باشند ،از آدرس های inside global استفاده  و بدين ترتيب نيازی به ترجمه  نخواهند داشت .

– زمانيکه  کامپيوتر موجود در حوزه محلی  که دارای يک آدرس inside local است، قصد ارتباط با خارج شبکه را داشته باشد بسته های اطلاعاتی وی در اختيار NAT قرار خواهد گرفت .

– NAT  جدول روتينگ خود را بررسی تا به اين اطمينان برسد که برای آدرس مقصد يک entry در اختيار دارد. در صورتيکه پاسخ مثبت باشد، NAT بسته اطلاعاتی مربوطه را ترجمه و يک entry برای آن ايجاد و آن را در جدول ترجمه آدرس (ATT) ثبت خواهد کرد. در صورتيکه پاسخ منفی باشد بسته اطلاعاتی دور انداخته خواهد شد.

– با استفاده از يک آدرس inside global  ، روتر بسته اطلاعاتی را به مقصد مورد نظر ارسال خواهد کرد.

–  کامپيوتر موجود در شبکه عمومی ( اينترنت )، يک بسته اطلاعاتی را برای شبکه خصوصی ارسال می دارد. آدرس مبداء بسته اطلاعاتی از نوع  outside global است . آدرس مقصد يک آدرس inside global است .

– NAT در جدول مربوطه به خود جستجو و آدرس مقصد را تشخيص و در ادامه آن را به  کامپيوتر موجود در حوزه داخلی نسبت خواهد کرد.

– NAT آدرس های inside global بسته  اطلاعاتی را به آدرس های inside local ترجمه و آنها را برای کامپيوتر مقصد ارسال خواهد کرد.

روش Overloading از يک ويژگی خاص پروتکل TCP/IP استفاده می نمايد. ويژگی فوق اين امکان را فراهم می آورد که يک کامپيوتر قادر به پشتيبانی از چندين اتصال همزمان با يک و يا چندين کامپيوتر با استفاده از پورت های متفاوت TCP و يا UDP باشد.. يک بسته اطلاعاتی IP  دارای يک هدر(Header) با اطلاعات زير است :

• §                         آدرس مبداء . آدرس کامپيوتر ارسال کننده اطلاعات است .
• §                         پورت مبداء. شماره پورت TCP و يا UDP بوده که توسط کامپيوتر مبداء به بسته اطلاعاتی نسبت داده شده است .
• §                         آدرس مقصد : آدرس کامپيوتر دريافت کننده اطلاعات است .
• §                         پورت مقصد. شماره پورتTCP و يا UDP بوده که کامپيوتر ارسال کننده برای باز نمودن بسته اطلاعاتی برای گيرنده مشخص کرده است .

آدرس ها ، کامپيوترهای مبداء و مقصد  را مشخص کرده ،  در حاليکه شماره پورت اين اطمينان را بوجود خواهد آورد که ارتباط بين دو کامپيوتر دارای يک مشخصه منحصر بفرد است . هر شماره پورت از شانزده بيت استفاده می نمايد.( تعداد پورت های ممکن 65536 ( ¹⁶ 2 ) خواهد بود ) . عملا” از تمام محدوده پورت های فوق استفاده نشده و 4000 پورت بصورت واقعی استفاده خواهند شد.

NAT پويا و Overloading

نحوه کار NAT پويا بصورت زير است :

– يک شبکه داخلی ( حوزه محلی) با استفاده از مجموعه ای از آدرس های IP که توسط IANA)Internet Assigned Numbers Authority) به شرکت و يا موسسه ای اختصاص داده نمی شوند پيکربندی می گردد. ( سازمان فوق مسئول اختصاص آدرس های IP در سطح جهان می باشد) آدرس های فوق بدليل اينکه منحصربفرد می باشند، غير قابل روتينگ ناميده می شوند.

– موسسه مربوطه يک روتر با استفاده از قابليت های NAT را پيکربندی می نمايد. روتر دارای يک محدوده از آدرس های IP منحصر بفرد بوده که توسط IANA د ر اختيار موسسه و يا شرکت مربوطه گذاشته شده است .

– يک کامپيوتر موجود بر روی حوزه محلی سعی درايجاد ارتباط با کامپيوتری خارج از شبکه ( مثلا” يک سرويس دهنده وب) را دارد.

– روتر بسته اطلاعاتی را از کامپيوتر موجود در حوزه محلی  دريافت می نمايد.

– روتر آدرس IP غيرقابل روت  را در  جدول ترجمه آدرس ها ذخيره می نمايد. روتر آدرس IP غير قابل روت را با يک آدرس از مجموعه آدرس های منحصر بفرد جايگزين می نمايد. بدين ترتيب جدول ترجمه، دارای يک رابطه ( معادله ) بين آدرس IP غيرقابل روت با يک آدرس IP منحصر بفرد خواهد بود.

– زمانيکه يک بسته اطلاعاتی از کامپيوتر مقصد مراچعت می نمايد، روتر آدرس مقصد بسته اطلاعاتی را بررسی خواهد کرد.بدين منظور روتر در جدول آدرسهای ترجمه شده جستجو تا از کامپيوتر موجود در حوزه محلی که بسته اطلاعاتی به آن تعلق دارد، آگاهی پيدا نمايد.روتر آدرس مقصد بسته اطلاعاتی را تغيير ( از مقادير ذخيره شده قبلی استفاده می کند ) و آن را برای کامپيوتر مورد نظر ارسال خواهد کرد. در صورتيکه نتيجه جستجو در جدول، موفقيت آميز نباشد، بسته اطلاعاتی دور انداخته خواهد شد.

– کامپيوتر موجود در حوزه  ، بسته اطلاعاتی را دريافت می کند. فرآيند فوق ماداميکه کامپيوتر با سيستم خارج از شبکه  ارتباط دارد، تکرار خواهد شد.

نحوه کار Overloading پويا بصورت زير است :

– يک شبکه داخلی ( حوزه محلی) با استفاده از مجموعه ای از آدرس های IP که توسط IANA)Internet Assigned Numbers Authority) به شرکت و يا موسسه ای اختصاص داده نمی شوند پيکربندی می گردد. آدرس های فوق بدليل اينکه منحصربفرد می باشند غير قابل روتينگ ناميده می شوند.

– موسسه مربوطه يک روتر را با استفاده از قابليت های NAT ، پيکربندی می نمايد. روتر دارای يک محدوده از آدرس های IP منحصر بفرد بوده که توسط IANA د ر اختيار موسسه و يا شرکت مربوطه گذاشته شده است .

– يک کامپيوتر موجود بر روی حوزه داخلی ، سعی درايجاد ارتباط با کامپيوتری خارج از شبکه( مثلا” يک سرويس دهنده وب) را دارد.

– روتر بسته اطلاعاتی را از کامپيوتر موجود در حوزه داخلی دريافت می نمايد.

– روتر آدرس IP غيرقابل روت و شماره پورت را در  جدول ترجمه آدرس ها ذخيره می نمايد. روتر آدرس IP غير قابل روت را با يک آدرس منحصر بفرد جايگزين می نمايد. روتر شماره پورت کامپيوتر ارسال کننده را با شماره پورت اختصاصی خود جايگزين و آن را در محلی ذخيره تا  با آدرس کامپيوتر ارسال کننده اطلاعات ، مطابقت نمايد.

– زمانيکه يک بسته اطلاعاتی از کامپيوتر مقصد مراچعت می نمايد ، روتر پورت مقصد بسته اطلاعاتی را بررسی خواهد کرد.بدين منظور روتر در جدول آدرس های ترجمه شده جستجو تا از کامپيوتر موجود در حوزه داخلی که بسته اطلاعاتی به آن تعلق دارد آگاهی پيدا نمايد.روتر آدرس مقصد بسته اطلاعاتی و شماره پورت را تغيير ( از مقادير ذخيره شده قبلی استفاده می کند ) و آن را برای کامپيوتر مورد نظر ارسال خواهد کرد. در صورتيکه نتيجه جستجو در جدول ، موفقيت آميز نباشد بسته اطلاعاتی دور انداخته خواهد شد.

– کامپيوتر موجود در حوزه داخلی ، بسته اطلاعاتی را دريافت می کند. فرآيند فوق ماداميکه کامپيوتر با سيستم خارج از شبکه  ارتباط دارد، تکرار خواهد شد.

– با توجه به اينکه NAT  آدرس کامپيوتر مبداء و پورت مربوطه آن را در جدول ترجمه آدرس ها ذخيره شده دارد، ماداميکه ارتباط فوق برقرار باشد از شماره پورت ذخيره شده ( اختصاص داده شده  به بسته اطلاعاتی ارسالی) استفاده خواهد کرد. روتر دارای يک Timer بوده وهر بار که يک آدرس از طريق آن استفاده می گردد reset می گردد.در صورتيکه در مدت زمان مربوطه ( Timer صفر گردد ) به اطلاعات ذخيره شده در NAT مراجعه ای نشود،  اطلاعات فوق ( يک سطر از اطلاعات ) از داخل جدول حذف خواهند شد.

 

 در صورتيکه برخی ازکامپيوترهای موجود در شبکه خصوصی از آدرس های IP اختصاصی خود استفاده می نمايند ، می توان يک ليست دستيابی از آدرس های IP را ايجاد تا به روتر اعلام نمايد که کداميک از کامپيوترهای موجود در شبکه به NAT نياز دارند.

تعداد ترجمه های همزمانی که يک روتر می تواند انجام دهد، ارتباط مستقيم با حافظه اصلی سيستم دارد. با توجه به اينکه در جدول ترجمه آدرس هر entry صرفا” 160 بايت را اشغال خواهد کرد، يک روتر با 4 مگابايت حافظه قادر به پردازش 26.214 ترجمه همزمان است. مقدار فوق برای اغلب موارد کافی بنظر می آيد.

IANA  محدوده ای از آدرس های IP را که غيرفابل روت بوده و شامل آدرس های داخلی شبکه هستند مشخص نموده است .آدرس های فوق غيرريجستر شده می باشند.. هيچ شرکت و يا آژانسی نمی تواند ادعای مالکيت آدرس های فوق را داشته باشد و يا آنها را در شبکه های عمومی ( اينترنت ) استفاده نمايد. روترها بگونه ای طراحی شده اند که آدرس های فوق را عبور (Forward) نخواهند کرد.

• §                         Range 1: Class A – 10.0.0.0       through 10.255.255.255
• §                         Range 2: Class B – 172.16.0.0    through 172.31.255.255
• §                         Range 3: Class C – 192.168.0.0  through 192.168.255.255

امنيت 

همزمان با پياده سازی يک NAT پويا، يک فايروال بصورت خودکار بين شبکه داخلی و شبکه های خارجی ايجاد می گردد. NAT صرفا” امکان ارتباط به کامپيوترهائی را که در حوزه داخلی می باشند را خواهد داد. اين بدان معنی است که يک کامپيوتر موجود در خارج از شبکه داخلی ، قادر به  ارتباط مستقيم با يک کامپيوتر موجود در حوزه داخلی  نبوده ،  مگر اينکه ارتباط فوق توسط کامپيوتر شما مقدار دهی اوليه ( هماهنگی های اوليه از بعد مقداردهی آدرس های مربوطه ) گردد. شما براحتی قادر به استفاده از اينترنت  دريافت فايل و … خواهيد بود ولی افراد خارج از شبکه نمی توانند با استفاده از آدرس IP شما، به کامپيوتر شما متصل گردند.  NAT ايستا ، امکان برقراری  ارتباط با يکی از کامپيوترهای موجود در حوزه داخلی توسط  دستگاههای موجود در  خارج از شبکه را ،  فراهم می نمايند.

برخی از روترهای مبتنی بر NAT امکان فيلترينگ و ثبت ترافيک را ارائه می دهند. با استفاده از فيلترينگ می توان سايت هائی را که پرسنل يک سازمان از آنها  استفاده می نمايند را کنترل کرد.با ثبت ترافيک يک سايت می توان از سايت های ملاقات شده توسط کاربران آگاهی و گزارشات متعددی را بر اساس اطلاعات ثبت شده  ايجاد کرد.

NAT دربرخی موارد  با سرويس دهندگان Proxy ، اشتباه در نظر گرفته می شود. NAT و Proxy دارای تفاوت های زيادی می باشند. NAT  بی واسطه بين کامپيوترهای مبداء و مقصد قرار می گيرد. Proxy بصورت بی واسطه نبوده و پس از استقرار بين کامپيوترهای مبداء و مقصد تصور هر يک از کامپيوترهای فوق را تغيير خواهد داد.  کامپيوتر مبداء می داند که درخواستی را از Proxy داشته و می بايست بمنظور انجام عمليات فوق ( درخواست ) پيکربندی گردد. کامپيوتر مقصد فکر می کند که سرويس دهنده Proxy بعنوان کامپيوتر مبداء می باشد. Proxy در لايه چهارم (Transport) و يا بالاتر مدل OSI ايفای وظيفه می نمايد در صورتيکه NAT در لايه سوم (Network)  فعاليت می نمايد. Proxy ، بدليل فعاليت در لايه بالاتر در اغلب موارد  از NAT کندتر است .

شبکه    

در طی ده سال گذشته دنيا دستخوش تحولات فراوانی در عرصه ارتباطات بوده است . اغلب سازمانها و موسسات ارائه دهنده کالا و خدمات که در گذشته بسيار محدود و منطقه ای مسائل را دنبال و در صدد ارائه راهکارهای مربوطه بودند ، امروزه بيش از گذشته نيازمند تفکر در محدوده جهانی برای ارائه خدمات و کالای توليده شده را دارند. به عبارت ديگر تفکرات منطقه ای و محلی حاکم  بر فعاليت های تجاری جای خود را به تفکرات جهانی و سراسری داده اند. امروزه  با سازمانهای زيادی برخورد می نمائيم که در سطح يک کشور دارای دفاتر فعال و حتی در سطح دنيا دارای دفاتر متفاوتی می باشند . تمام سازمانهای فوق قبل از هر چيز بدنبال  يک اصل بسيار مهم می باشند : يک روش سريع ، ايمن و قابل اعتماد بمنظور برقراری ارتباط با دفاتر و نمايندگی در اقصی نقاط يک کشور و يا در سطح دنيا

اکثر سازمانها و موسسات بمنظور ايجاد يک شبکه WAN از خطوط اختصاصی (Leased Line) استفاده می نمايند.خطوط فوق دارای انواع متفاوتی می باشند. ISDN ( با سرعت 128 کيلوبيت در ثانيه )، ( OC3 Optical Carrier-3) ( با سرعت 155 مگابيت در ثانيه ) دامنه وسيع خطوط اختصاصی را نشان می دهد. يک شبکه WAN دارای مزايای عمده ای نسبت به يک شبکه عمومی نظير اينترنت از بعد امنيت وکارآئی است . پشتيانی و نگهداری يک شبکه WAN در عمل و زمانيکه از خطوط اختصاصی استفاده می گردد ، مستلزم صرف هزينه بالائی است

همزمان با عموميت يافتن اينترنت ، اغلب سازمانها و موسسات  ضرورت توسعه شبکه اختصاصی خود را بدرستی احساس کردند. در ابتدا شبکه های اينترانت مطرح گرديدند.اين نوع شبکه بصورت کاملا” اختصاصی بوده و کارمندان يک سازمان با استفاده از رمز عبور تعريف شده ، قادر به ورود به شبکه و استفاده از منابع موجود می باشند. اخيرا” ، تعداد زيادی از موسسات و سازمانها با توجه به مطرح شدن خواسته های جديد ( کارمندان از راه دور ، ادارات از راه دور )، اقدام  به ايجاد شبکه های اختصاصی مجازی VPN)Virtual Private Network) نموده اند.

يک VPN ، شبکه ای اختصاصی بوده که از يک شبکه عمومی ( عموما” اينترنت ) ، برای ارتباط با سايت های از راه دور و ارتباط کاربران بايکديگر، استفاده می نمايد. اين نوع شبکه ها در عوض استفاده از خطوط واقعی نظير : خطوط Leased ، از يک ارتباط مجازی بکمک اينترنت برای شبکه اختصاصی بمنظور ارتباط به سايت ها  استفاده می کند.

عناصر تشکيل دهنده يک VPN

دو نوع عمده  شبکه های VPN وجود دارد :

● دستيابی از راه دور (Remote-Access) . به اين نوع از شبکه ها VPDN)Virtual private dial-up network)، نيز گفته می شود.در شبکه های فوق از مدل ارتباطی User-To-Lan ( ارتباط کاربر به يک شبکه محلی ) استفاده می گردد. سازمانهائی که از مدل فوق استفاده می نمايند ، بدنبال ايجاد تسهيلات لازم برای ارتباط پرسنل ( عموما” کاربران از راه دور و در هر مکانی می توانند حضور داشته باشند )   به شبکه سازمان  می باشند. سازمانهائی که تمايل به برپاسازی يک شبکه بزرگ ” دستيابی از راه دور ” می باشند ، می بايست از امکانات يک مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت جهانی ESP)Enterprise service provider) استفاده نمايند. سرويس دهنده ESP ، بمنظور نصب و پيکربندی VPN ، يک NAS)Network access server) را پيکربندی و نرم افزاری را در اختيار کاربران از راه دور بمنظور ارتباط با سايت قرار خواهد داد. کاربران در ادامه با برقراری ارتباط  قادر به دستيابی به NAS و استفاده از نرم افزار مربوطه بمنظور دستيابی به شبکه سازمان خود خواهند بود.

● سايت به سايت (Site-to-Site) . در مدل فوق يک سازمان با توجه به سياست های موجود ، قادر به اتصال چندين سايت ثابت از طريق يک شبکه عمومی نظير اينترنت است . شبکه های VPN که از روش فوق استفاده می نمايند ، دارای گونه های خاصی در اين زمينه می باشند:

▪ مبتنی بر اينترانت . در صورتيکه سازمانی دارای يک و يا بيش از يک محل ( راه دور) بوده و تمايل به الحاق آنها در يک شبکه اختصاصی باشد ، می توان يک اينترانت VPN را بمنظور برقرای  ارتباط هر  يک از شبکه های محلی با يکديگر ايجاد نمود.

▪ مبتنی بر اکسترانت . در موارديکه سازمانی در تعامل اطلاعاتی بسيار نزديک با سازمان ديگر باشد ، می توان يک اکسترانت VPN را بمنظور ارتباط شبکه های محلی هر يک از سازمانها ايجاد کرد. در چنين حالتی سازمانهای متعدد قادر به فعاليت در يک محيط اشتراکی خواهند بود.

استفاده از VPN برای يک سازمان دارای مزايای متعددی نظير : گسترش محدوه جغرافيائی ارتباطی ، بهبود وضعيت امنيت ، کاهش هزينه های عملياتی در مقايسه با روش های سنتی WAN  ، کاهش زمان ارسال و حمل اطلاعات برای کاربران از راه دور  ، بهبود بهره وری  ، توپولوژی آسان  ،… است . در يکه شبکه VPN به عوامل متفاوتی نظير : امنيت  ، اعتمادپذيری  ، مديريت شبکه و سياست ها نياز خواهد بود.

شبکه های LAN جزاير اطلاعاتی

فرض نمائيد در جزيره ای در اقيانوسی بزرگ  ، زندگی می کنيد. هزاران جزيره  در اطراف جزيره شما وجود دارد. برخی از جزاير نزديک و برخی ديگر دارای مسافت طولانی با جزيره شما می باشند. متداولترين روش بمنظور مسافرت به جزيره ديگر  ، استفاده از يک کشتی مسافربری است . مسافرت با کشتی مسافربری ، بمنزله عدم وجود امنيت است . در اين راستا هر کاری را که شما انجام دهيد  ، توسط ساير مسافرين قابل مشاهده خواهد بود. فرض کنيد هر يک از جزاير مورد نظر به مشابه يک شبکه محلی (LAN) و اقيانوس مانند اينترنت  باشند. مسافرت با يک کشتی مسافربری مشابه برقراری ارتباط  با يک سرويس دهنده وب و يا ساير دستگاههای موجود در اينترنت است . شما دارای هيچگونه کنترلی بر روی کابل ها و روترهای موجود در اينترنت نمی باشيد. ( مشابه عدم کنترل شما بعنوان مسافر کشتی مسافربری بر روی ساير مسافرين حاضر در کشتی ) .در صورتيکه تمايل به ارتباط بين دو شبکه اختصاصی از طريق منابع عمومی وجود داشته باشد  ، اولين مسئله ای که با چالش های جدی برخورد خواهد کرد  ، امنيت خواهد بود. فرض کنيد  ،  جزيره شما قصد ايجاد يک پل ارتباطی با جزيره مورد نظر را داشته باشد .مسير ايجاد شده يک روش ايمن  ، ساده و مستقيم برای مسافرت ساکنين جزيره شما به جزيره  ديگر را فراهم می آورد.   همانطور که حدس زده ايد  ، ايجاد و نگهداری يک پل ارتباطی بين دو جزيره مستلزم صرف هزينه های بالائی خواهد بود.( حتی اگر جزاير در مجاورت يکديگر باشند ) . با توجه به ضرورت و حساسيت مربوط به داشتن يک مسير ايمن و مطمئن  ، تصميم به ايجاد پل ارتباطی بين دو جزيره گرفته شده است . در صورتيکه جزيره شما قصد ايجاد يک پل ارتباطی با جزيره ديگر را داشته باشد که در مسافت بسيار طولانی نسبت به جزيره شما واقع است   ، هزينه های مربوط بمراتب بيشتر خواهد بود. وضعيت فوق  ، نظير استفاده از يک اختصاصی Leased است . ماهيت  پل های ارتباطی ( خطوط اختصاصی )  از اقيانوس ( اينترنت ) متفاوت بوده و کماکن قادر به ارتباط جزاير( شبکه های LAN) خواهند بود. سازمانها و موسسات متعددی از رويکرد فوق ( استفاده از خطوط اختصاصی) استفاده می نمايند.  مهمترين عامل در اين زمينه وجود  امنيت و اطمينان برای برقراری ارتباط هر يک سازمانهای مورد نظر با يکديگر است . در صورتيکه مسافت ادارات و يا شعب يک سازمان از يکديگر بسيار دور باشد  ، هزينه مربوط به برقرای ارتباط نيز افزايش خواهد يافت .

با توجه به موارد گفته شده  ، چه ضرورتی بمنظور استفاده از VPN وجود داشته و VPN تامين کننده  ، کداميک از اهداف و خواسته های مورد نظر است ؟ با توجه به مقايسه انجام شده در مثال فرضی  ، می توان گفت که با استفاده از VPN به هريک از ساکنين جزيره يک زيردريائی داده می شود. زيردريائی فوق دارای خصايص متفاوت نظير :

•  دارای سرعت  بالا است .
• هدايت آن ساده است .
• قادر به استتار( مخفی نمودن)  شما از ساير زيردريا ئيها و کشتی ها است .
• قابل اعتماد است .
• پس از تامين اولين زيردريائی ،  افزودن امکانات جانبی و حتی يک زيردريائی ديگرمقرون به صرفه خواهد بود

در مدل فوق  ، با وجود ترافيک در اقيانوس  ، هر يک از ساکنين دو جزيره قادر به تردد در طول مسير در زمان دلخواه خود با رعايت مسايل ايمنی می باشند. مثال فوق دقيقا” بيانگر تحوه عملکرد VPN است . هر يک از کاربران از راه دور شبکه قادربه برقراری ارتباطی امن و مطمئن با استفاده از يک محيط انتقال عمومی ( نظير اينترنت ) با شبکه محلی (LAN) موجود در سازمان خود خواهند بود. توسعه يک VPN ( افزايش تعداد کاربران از راه دور و يا افزايش مکان های مورد نظر ) بمراتب آسانتر از شبکه هائی است که از خطوط اختصاصی استفاده می نمايند.  قابليت توسعه فراگير از مهمتزين ويژگی های يک VPN نسبت به خطوط اختصاصی است .

امنيت VPN

شبکه های VPN بمنظور تامين امنيت (داده ها و ارتباطات)  از روش های متعددی استفاده می نمايند :

● فايروال . فايروال يک ديواره مجازی بين شبکه اختصای يک سازمان و اينترنت ايجاد می نمايد. با استفاده از فايروال می توان عمليات متفاوتی را در جهت اعمال سياست های امنيتی يک سازمان انجام داد. ايجاد محدوديت در تعداد پورت ها فعال  ، ايجاد محدوديت در رابطه به پروتکل های خاص  ، ايجاد محدوديت در نوع بسته های اطلاعاتی و … نمونه هائی از عملياتی است که می توان با استفاده از يک فايروال انجام داد.

● رمزنگاری . فرآيندی است که با استفاده از آن کامپيوتر مبداء اطلاعاتی رمزشده  را برای کامپيوتر ديگر ارسال می نمايد. ساير کامپيوترها ی مجاز قادر به رمزگشائی اطلاعات ارسالی خواهند بود. بدين ترتيب پس از ارسال اطلاعات توسط فرستنده  ، دريافت کنندگان، قبل از استفاده از اطلاعات می بايست اقدام به رمزگشائی اطلاعات ارسال شده نمايند. سيستم های رمزنگاری در کامپيوتر به دو گروه عمده تقسيم می گردد :

• رمزنگاری  کليد متقارن
• رمزنگاری کليد عمومی

در رمز نگاری ” کليد متقارن ” هر يک از کامپيوترها دارای يک کليد Secret ( کد ) بوده که با استفاده از آن قادر به رمزنگاری يک بسته اطلاعاتی قبل از ارسال در شبکه برای  کامپيوتر ديگر می باشند. در روش فوق می بايست در ابتدا نسبت به کامپيوترهائی که قصد برقراری و ارسال اطلاعات برای يکديگر را دارند  ، آگاهی کامل وجود داشته باشد. هر يک از کامپيوترهای شرکت کننده در مبادله اطلاعاتی می بايست دارای کليد رمز مشابه بمنظور رمزگشائی اطلاعات باشند. بمنظور رمزنگاری اطلاعات ارسالی نيز از کليد فوق استفاده خواهد شد. فرض کنيد قصد ارسال يک پيام رمز شده برای يکی از دوستان خود را داشته باشيد. بدين منظور از يک الگوريتم خاص برای رمزنگاری استفاده می شود .در الگوريتم فوق هر حرف به دوحرف بعد از خود تبديل می گردد.(حرف A به حرف C  ، حرف B به حرف D ) .پس از رمزنمودن پيام و ارسال آن  ، می بايست دريافت کننده پيام به اين حقيقت واقف باشد که برای رمزگشائی پيام لرسال شده  ، هر حرف به دو حرق قبل از خود می باطست تبديل گردد. در چنين حالتی می باطست به دوست امين خود  ، واقعيت فوق ( کليد رمز ) گفته شود. در صورتيکه پيام فوق توسط افراد ديگری دريافت گردد  ، بدليل عدم آگاهی از کليد  ، آنان قادر به رمزگشائی و استفاده از پيام ارسال شده نخواهند بود.

در رمزنگاری عمومی از ترکيب يک کليد خصوصی و يک کليد عمومی استفاده می شود. کليد خصوصی صرفا” برای کامپيوتر شما ( ارسال کننده) قابل شناسائی و استفاده است . کليد عمومی توسط کامپيوتر شما در اختيار تمام کامپيوترهای ديگر که قصد ارتباط با آن را داشته باشند  ، گذاشته می شود. بمنظور رمزگشائی يک پيام رمز شده  ، يک کامپيوتر می بايست با استفاده از کليد عمومی ( ارائه شده توسط کامپيوتر ارسال کننده )  ، کليد خصوصی  مربوط به خود اقدام به رمزگشائی پيام ارسالی نمايد . يکی از متداولترين ابزار “رمزنگاری کليد عمومی”  ، روشی با نام PGP)Pretty Good Privacy)   است . با استفاده از روش فوق می توان اقدام به رمزنگاری اطلاعات دلخواه خود نمود.

● IPSec . پروتکل IPsec)Internet protocol security protocol)  ، يکی از امکانات موجود برای ايجاد امنيت در ارسال و دريافت اطلاعات می باشد . قابليت روش فوق در مقايسه با الگوريتم های رمزنگاری بمراتب بيشتر است . پروتکل فوق دارای دو روش رمزنگاری است : Tunnel  ، Transport . در روش tunel  ، هدر و Payload رمز شده درحاليکه در روش transport صرفا” payload رمز می گردد. پروتکل فوق قادر به رمزنگاری اطلاعات بين دستگاههای متفاوت است :

• روتر به روتر
• فايروال به روتر
• کامپيوتر به روتر

کامپيوتر به سرويس دهنده

● سرويس دهنده AAA . سرويس دهندگان( AAA : Authentication ,Authorization,Accounting)  بمنظور ايجاد امنيت بالا در محيط های VPN از نوع ” دستيابی از راه دور ” استفاده می گردند. زمانيکه کاربران با استفاده از خط تلفن به سيستم متصل می گردند  ،  سرويس دهنده AAA درخواست آنها را اخذ و عمايات زير را انجام خواهد داد :

• شما چه کسی هستيد؟ ( تاييد ،  Authentication )
• شما مجاز به انجام چه کاری هستيد؟ ( مجوز ، Authorization )
• چه کارهائی را انجام داده ايد؟ ( حسابداری  ،  Accounting )

تکنولوژی های VPN

با توجه به نوع VPN  ( ” دستيابی از راه دور ” و يا ” سايت به سايت ” )  ، بمنظور ايجاد شبکه از عناصر خاصی استفاده می گردد:

• نرم افزارهای مربوط به کاربران از راه دور
• سخت افزارهای اختصاصی نظير يک ” کانکتور VPN” و يا يک فايروال PIX
• سرويس دهنده اختصاصی VPN بمنظور سرويُس های Dial-up
• سرويس دهنده NAS که توسط مرکز ارائه خدمات اينترنت بمنظور دستيابی به VPN از نوع “دستيابی از را دور” استفاده می شود.
• شبکه VPN و مرکز مديريت سياست ها

با توجه به اينکه تاکنون يک استاندارد قابل قبول و عمومی بمنظور ايجاد شVPN ايجاد نشده است  ،  شرکت های  متعدد هر يک اقدام به توليد محصولات اختصاصی خود نموده اند.

– کانکتور VPN . سخت افزار فوق توسط شرکت سيسکو طراحی و عرضه شده است.  کانکتور فوق در مدل های متفاوت و قابليت های گوناگون عرضه شده است . در برخی از نمونه های دستگاه فوق امکان فعاليت همزمان 100 کاربر از راه دور و در برخی نمونه های ديگر تا 10.000 کاربر از راه دور قادر به اتصال به شبکه خواهند بود.

– روتر مختص VPN . روتر فوق توسط شرکت سيسکو ارائه شده است . اين روتر دارای قابليت های متعدد بمنظور استفاده در محيط های گوناگون است . در طراحی روتر فوق شبکه های VPN نيز مورد توجه قرار گرفته و امکانات مربوط در آن بگونه ای  بهينه سازی شده اند.

– فايروال PIX . فايروال PIX(Private Internet eXchange)  قابليت هائی نظير NAT  ، سرويس دهنده Proxy  ، فيلتر نمودن بسته ای اطلاعاتی  ، فايروال و VPN  را در يک سخت افزار فراهم نموده است .

Tunneling( تونل سازی )

اکثر شبکه های VPN بمنظور ايجاد يک شبکه اختصاصی با قابليت دستيابی از طريق اينترنت از امکان ” Tunneling ” استفاده می نمايند. در روش فوق تمام بسته اطلاعاتی در يک بسته ديگر قرار گرفته و از طريق شبکه ارسال خواهد شد. پروتکل مربوط به بسته اطلاعاتی خارجی  ( پوسته ) توسط شبکه  و دو نفطه (ورود  و خروج بسته اطلاعاتی ) قابل فهم می باشد. دو نقظه فوق را “اينترفيس های تونل ” می گويند. روش فوق مستلزم استفاده از سه پروتکل است :

• پروتکل حمل کننده . از پروتکل فوق شبکه حامل اطلاعات استفاده می نمايد پروتکل کپسوله سازی . از پروتکل هائی نظير: IPSec,L2F,PPTP,L2TP,GRE استفاده می گردد.
• پروتکل مسافر . از پروتکل هائی نظير IPX,IP,NetBeui بمنظور انتقال داده های اوليه استفاده می شود.

با استفاده از روش Tunneling  می توان عمليات جالبی را انجام داد. مثلا” می توان از بسته ای اطلاعاتی که پروتکل اينترنت را حمايت نمی کند ( نظير NetBeui) درون يک بسته اطلاعاتی IP استفاده و آن را از طريق اينترنت ارسال نمود و  يا  می توان يک بسته اطلاعاتی را که از يک آدرس IP غير قابل روت ( اختصاصی ) استفاده می نمايد  ، درون يک بسته اطلاعاتی که از آدرس های معتبر IP استفاده می کند  ، مستقر و از طريق اينترنت ارسال نمود.

در شبکه های VPN از نوع ” سايت به سايت ”  ، GRE)generic routing encapsulation) بعنوان پروتکل کپسوله سازی استفاده می گردد. فرآيند فوق نحوه استقرار و بسته بندی ” پروتکل مسافر” از طريق پروتکل ” حمل کننده ” برای انتقال را تبين می نمايد. ( پروتکل حمل کننده  ، عموما” IP است ) . فرآيند فوق شامل اطلاعاتی در رابطه با نوع بست های اطلاعاتی برای کپسوله نمودن و اطلاعاتی در رابطه با ارتباط بين سرويس گيرنده و سرويس دهنده است . در  برخی موارد از پروتکل IPSec ( در حالت tunnel) برای کپسوله سازی استفاده می گردد.پروتکل IPSec  ، قابل استفاده در دو نوع شبکه VPN ( سايت به يايت و دستيابی از راه دور ) است . اينترفيش های Tunnel می بايست  دارای امکانات حمايتی از IPSec باشند.

در شبکه های VPN از نوع ” دستيابی از راه دور ”  ، Tunneling با استفاده از PPP انجام می گيرد. PPP بعنوان حمل کننده ساير پروتکل های IP در زمان برقراری ارتباط بين يک سيستم ميزبان و يک سيستم ازه دور  ، مورد استفاده قرار می گيرد.

هر يک از پروتکل های زير با استفاده از ساختار اوليه PPP ايجاد و توسط شبکه های VPN از نوع ” دستيابی از راه دور ” استفاده می گردند:

– L2F)Layer 2 Forwarding) . پروتکل فوق توسط سيسکو ايجاد شده است . در پروتکل فوق از مدل های  تعيين اعتبار کاربر که توسط PPP حمايت شده اند  ، استفاده شد ه است .

PPTP)Point-to-Point Tunneling Protocol) . پروتکل فوق توسط کنسرسيومی متشکل از شرکت های متفاوت ايجاد شده است . اين پروتکل امکان رمزنگاری 40 بيتی و 128 بيتی  را دارا بوده و از مدل های تعيين اعتبار کاربر که توسط PPP حمايت شده اند  ، استفاده می نمايد.

– L2TP)Layer 2 Tunneling Protocol) . پروتکل فوق با همکاری چندين شرکت ايجاد شده است .پروتکل فوق از ويژگی های PPTP و L2F استفاده کرده است .  پروتکل L2TP بصورت کامل IPSec را حمايت می کند. از پروتکل فوق بمنظور ايجاد تونل بين موارد زير استفاده می گردد :

• سرويس گيرنده  و  روتر
• NAS و روتر
• روتر و روتر

عملکرد Tunneling مشابه حمل يک کامپيوتر توسط يک کاميون است . فروشنده  ، پس از بسته بندی کامپيوتر ( پروتکل مسافر ) درون يک جعبه ( پروتکل کپسوله سازی ) آن را توسط يک کاميون ( پروتکل حمل کننده ) از انبار خود ( ايترفيس ورودی تونل ) برای  متقاضی   ارسال می دارد. کاميون ( پروتکل حمل کننده ) از طريق بزرگراه ( اينترنت ) مسير خود را طی ، تا به منزل شما ( اينترفيش  خروجی تونل ) برسد. شما در منزل جعبه ( پروتکل کپسول سازی ) را باز و کامپيوتر ( پروتکل مسافر) را از آن خارج می نمائيد

طراحی قالب وردپرس اصلی ترین حرفه در شرکت فناوی اطلاعات آنفایو است. مهمترین دستاوردطراحی قالب وردپرس باید شناساندن نام تجاری ، معرفی خدمات و محصولات شما باشد که رسیدن به این مهم با رعایت استانداردهای جهانی طراحی سایت که شامل بهینه سازی وب سایت بر اساس الگوریتم موتورهای جستجو ، در کنار داشتن ظاهری زیبا فراهم می شود. در دنیای مجازی امروز و عصر پیشرفته ارتباطات برای صاحبان سازمان ها ، نهادهای دولتی و صاحبان مشاغل وکسب وکار آزاد داشتن یک وب سایت امری ضروری است .از مزایای داشتن سایت معرفی ، اطلاع رسانی ، بازاریابی و قابلیت های نوین تبلیغاتی میباشد .کاربران میتوانند از هر نقطه دنیا فقط با یک کلیک به شما دسترسی داشته باشند.

شرکت آنفایو خدمات طراحی سایت (طراحی وب) خود را، با توجه به نیازهای کارفرمایان، نوع فعالیت و متناسب با بودجه در نظر گرفته شده برای طراحی سایت (طراحی وب) در نظر می گیرد. آنفایو با بهره گیری از بهتریت متخصصین حرفه ای برنامه نویسی ، داشتن تیم تخصصی طراحی سایت ، تسلط به علوم روز دنیای کامپیوتر و اینترنت و مشاوره رایگان وپشتیبانی ۲۴ ساعته آمادگی خود را برای طراحی وب سایت های دولتی ، سازمانی ، شرکتی وشخصی با تلفیق هنر گرافیک دیجیتالی و جدیدترین تکنیک های برنامه ویسی اعلام میدارد .افزایش آمار ، دسترسی ساده کاربران و سرعت وب سایت خود را به شرکت طراحی سایت و طراحی قالب وردپرس آنفایو بسپارید.