2.184.150.30

http://www.google.com/url?q=http://rsbweb.nih.gov/ij/docs/menus/process.html&sa=U&ei=5R-dTpTTKsm1hAeEgbWQCQ&ved=0CBcQFjAE&usg=AFQjCNHVJSZwGAtO_A-_Pnk7a-wI9fCslg

home | contents | previous | next

Process Menu

• Smooth
• Sharpen
• Find Edges
• Find Maxima
• Enhance Contrast
• Noise>
• Shadows>
• Binary>
• Math>
• FFT>
• Filters>
• Image Calculator...
• Subtract Background...
• Repeat Command

Smooth

Blurs the active image or selection. This filter replaces each pixel with the average of its 3x3 neighborhood.

Sharpen

Increases contrast and accentuates detail in the image or selection, but may also accentuate noise. This filter uses the following weighting factors to replace each pixel with a weighted average of the 3x3 neighborhood.

    -1 -1 -1
    -1 12 -1
    -1 -1 -1

Find Edges

Uses a Sobel edge detector to highlight sharp changes in intensity in the active image or selection. Two 3x3 convolution kernels (show below) are used to generate vertical and horizontal derivatives. The final image is produced by combining the two derivatives using the square root of the sum of the squares.

     1  2  1     1  0 -1
     0  0  0     2  0 -2
    -1 -2 -1     1  0 -1

Find Maxima...

Determines the local maxima in an image and creates a binary (mask-like) image of the same size with the maxima, or one segmented particle per maximum, marked. For RGB images, maxima of luminance are selected, with the luminance defined as weighted or unweighted average of the colors depending on the Edit>Options>Conversions settings. This command is based on a plugin contributed by Michael Schmid.

A dialog box is displayed with the following options:

• "Noise Tolerance" - Maxima are ignored if they do not stand out from the surroundings by more than this value (calibrated units for calibrated images). In other words, a threshold is set at the maximum value minus noise tolerance and the contiguous area around the maximum above the threshold is analyzed. For accepting a maximum, this area must not contain any point with a value higher at than the maximum. Only one maximum within this area is accepted.
• "Output Type" can be:
  • "Single Points" - results in one single point per maximum
  • "Maxima Within Tolerance" - all points within the "Noise Tolerance" for each maximum
  • "Segmented Particles" - Assumes that each maximum belongs to a particle and segments the image by a watershed algorithm applied to the values of the image (in contrast to Process>Binary>Watershed, which uses the Euclidian distance map).
  • "Display Point selection" - Displays a multi-point selection with a point at each maximum
  • "Count" - Displays the number of maxima in the Results window
• "Exclude Edge Maxima" - Excludes maxima if the area within the noise tolerance surrounding a maximum touches the edge of the image (edge of the selection does not matter).
• Check Light Background if the image background is brighter than the objects you want to find, as it is in the Cell Colony image in the illustration above.
• "Above Lower Threshold" - (This option appears for thresholded images only.) Finds maxima above the lower threshold only. The upper threshold of the image is ignored. If "Segmented Particles" is selected as "Output Type", the area below the lower threshold is considered a background.

Output is a binary image, with foreground 255 and background 0, using an inverted or normal LUT depending on the "Black Background" option in Process>Binary>Options. The number of particles (as obtained by "Analyze Particles") in the output image does not depend on the "Output Type" selected. Note that "Segmented Particles" will usually result in particles touching the edge if "Exclude Edge Maxima" is selected. "Exclude Edge Maxima" applies to the maximum, not to the particle.

Find Maxima does not work on stacks, but the FindStackMaxima macro runs it on all the images in a stack and creates a second stack containing the output images. The FindMaximaRoiManager macro demonstrates how to add particles found by Find Maxima to the ROI Manager.

Enhance Contrast

Enhances image contrast by using either histogram stretching or histogram equalization. Both methods are described in detail in the Hypermedia Image Processing Reference. Look up "enhancement" in the index. This command does not alter pixel values as long as Normalize or Equalize Histogram are not checked.

The Saturated Pixels value determines the number of pixels in the image that are allowed to become saturated. Increasing this value will increase contrast. This value should be greater than zero to prevent a few outlying pixel from causing the histogram stretch to not work as intended.

Check Normalize and ImageJ will recalculate the pixel values of the image so the range is equal to the maximum range for the data type, or 0-1.0 for float images. The maximum range is 0-255 for 8-bit images and 0-65535 for 16-bit images. Note that normalization of RGB images is not supported.

Check Equalize Histogram to enhance the image using histogram equalization. Create a selection and the equalization will be based on the histogram of the selection. Uses a modified algorithm that takes the square root of the histogram values. Hold the alt key down to use the standard histogram equalization algorithm. The "Saturated Pixels" and "Normalize" parameters are ignored when Equalize Histogram is checked. The equalization code was contributed by Richard Kirk.

Noise Submenu

Use the commands in this submenu to add noise to images or remove it. For more advanced capabilities, check out Erik Meijering's RandomJ package (Binomial, Exponential, Gamma, Gaussian, Poisson and Uniform) at www.imagescience.org/meijering/software/randomj/.

Add Noise

Adds random noise to the image or selection. The noise is Gaussian (normally) distributed with a mean of zero and standard deviation of 25.

Add More Noise

Adds Gaussian noise with a mean of zero and standard deviation of 75.

Salt and Pepper

Adds salt and pepper noise to the image or selection by randomly replacing 2.5% of the pixels with black pixels and 2.5% with white pixels. Note: this command only works with 8-bit images.

Despeckle

This is a median filter. It replaces each pixel with the median value in its 3 x 3 neighborhood. This is a time consuming operation because, for each pixel in the selection, the nine pixels in the 3x3 neighborhood must be sorted and the center pixel replaced with the median value (the fifth). Median filters a good at removing salt and pepper noise.

Remove Outliers

Replaces a pixel by the median of the pixels in the surrounding if it deviates from the median by more than a certain value (the threshold). Useful for correcting, e.g., hot pixels or dead pixels of a CCD image.

Radius determines the area used for calculating the median (uncalibrated, i.e., in pixels). See Process>Filters>Show Circular Masks to see how radius translates into an area. Threshold determinates by how much the pixel must deviate from the median to get replaced, in raw (uncalibrated) units. Which Outliers determines whether pixels brighter or darker than the surrounding (the median) should be replaced.

Remove NaNs

This filter replaces NaN (Not-a-Number) pixels in 32-bit (float) images by the median of the neighbors inside the kernel area. It does not remove patches of NaNs larger than the kernel size, however.

Radius determines the area of the circular kernel used for calculating the median. The NaNs macro demonstrates how to create, count and remove NaNs. Note that some ImageJ filters, such as Gaussian Blur, Mean, and Variance destroy the surrounding of NaN pixel by setting it also to NaN. Other filters may produce invalid results in the position of NaN pixels.

Shadows Submenu

Commands in this submenu produce a shadow effect, with light appearing to come from a direction corresponding to the command name. The commands use Convolve3x3, ImageJ's 3x3 convolution function. Two of the convolution kernels are shown in the illustration. Shadows Demo uses all eight kernels to demonstrate the speed of Convolve3x3.

Binary Submenu

This submenu contains commands that create or process binary (black and white) images. They assume that objects are black and background is white unless "Black Background" is checked in the Process>Binary>Options dialog box.

Make Binary

Converts an image to black and white. The threshold level is determined by analysing the histogram of the current selection, or of the entire image if there is no selection. The algorithm used to calculate the threshold is described in the FAQs. If a threshold has been set using the Image>Adjust>Threshold tool, a dialog pops up that lets you specify which pixels are set to the background color and which to the foreground color, and whether the background is black and the foreground is white.

With stacks, all images in the stack are converted to binary using the calculated threshold of the currently displayed slice. Use the ConvertStackToBinary macro to convert a stack to binary using locally calculated thresholds. The MakeSliceBinary macro converts the current stack slice to binary and advances to the next when you press a key.

Convert to Mask

Converts the image to black and white based on the current threshold settings (if set) or on a threshold calculated by analyzing the histogram. The mask will have an inverting LUT (white is 0 and black is 255) unless "Black Background" is checked in the Process>Binary>Options dialog box.

Erode

Removes pixels from the edges of black objects. Use Process>Filters>Minimum to do grayscale erosion.

Dilate

Adds pixels to the edges of black objects. Use Process>Filters>Maximum to do grayscale dilation.

Open

Performs an erosion operation, followed by dilation. This smoothes objects and removes isolated pixels.

Close

Performs a dilation operation, followed by erosion. This smoothes objects and fills in small holes.

Options...

Displays a dialog box that allows several settings used by commands in the Binary submenu to be altered.

Iterations specifies the number of times erosion, dilation, opening, and closing are performed.

Count specifies the number of adjacent background pixels necessary before a pixel is removed from the edge of an object during erosion and the number of adjacent foreground pixels necessary before a pixel is added to the edge of an object during dilation.

Check Black background if the image has white objects on a black background. Plugins can set this option using

    Prefs.blackBackground = b;

and macros can set it using

    setOption("black background", b);

where b is 'true' or 'false'.

If Pad edges when eroding is checked, Process>Binary>Erode does not erode from the edges of the image. This setting also affects Process>Binary>Close, which erodes from the edges unless this checkbox is selected.

EDM output determines the output type for the Process>Binary>Distance Map, Ultimate Points and Voronoi commands. Set it to "Overwrite" for 8-bit output that overwrites the input image; "8-bit", "16-bit" or "32-bit" for separate output images. 32-bit output has floating point (subpixel) distance resolution.

Outline

Generates a one pixel wide outline of objects in a binary image.

Skeletonize

Repeatably removes pixels from the edges of objects in a binary image until they are reduced to single pixel wide skeletons.

Distance Map

Generates a Euclidian distance map (EDM). Each foreground pixel in the binary image is replaced with a gray value equal to that pixel's distance from the nearest background pixel.

Ultimate Points

Generates the ultimate eroded points (UEPs) of the EDM. Requires a binary image as input. The UEPs represent the centers of particles that would be separated by segmentation. The UEP's gray value is equal to the radius of the inscribed circle of the corresponding particle.

Watershed

Watershed segmentation is a way of automatically separating or cutting apart particles that touch. It first calculates the Euclidian distance map (EDM) and finds the ultimate eroded points (UEPs). It then dilates each of the UEPs (the peaks or local maxima of the EDM) as far as possible - either until the edge of the particle is reached, or the edge of the region of another (growing) UEP. Watershed segmentation works best for smooth convex objects that don't overlap too much.

Enable debugging in Edit>Options>Misc and the Watershed command will create an animation that shows how the watershed algorithm works. An example is available.

Voronoi

Splits the image by lines of points having equal distance to the borders of the two nearest particles. Thus, the Voronoi cell of each particle includes all points that are nearer to this particle than any other particle. For the case of the particles being single points, this is a Voronoi tessellation (also known as Dirichlet tessellation).

In the output, the value inside the Voronoi cells is zero; the pixel values of the dividing lines between the cells are equal to the distance to the two nearest particles. This is similar to a medial axis transform of the background, but there are no lines in inner holes of particles. Choose the output type ("Overwrite", "8-bit", "16-bit" or "32-bit") in the Process>Binary>Options dialog box.

Math Submenu

The commands in this submenu add (subtract, multiply, etc.) a constant to each pixel in the active image or selection. When the result value overflows/underflows the legal range of the image's data type, the value is reset to the maximum/minimum value. With stacks, a "Process Stack?" dialog is displayed. This dialog has Yes (process entire stack), No (process current image) and Cancel buttons.

Add...

Adds a constant to the image or selection. With 8-bit images, results greater than 255 are set to 255. With 16-bit signed images, results greater than 65,535 are set to 65,535.

Subtract...

Subtracts a constant from the image or selection. With 8-bit and 16-bit images, results less than 0 are set to 0.

Multiply...

Multiplies the image or selection by the specified real constant. With 8-bit images, results greater than 255 are set to 255. With 16-bit signed images, results greater than 65,535 are set to 65,535.

Divide...

Divides the image or selection by the specified real constant. Except for 32-bit (float) images, attempts to divide by zero are ignored. With 32-bit images, dividing by zero results in either NaN (0/0) or Infinity.

AND...

Does a bitwise AND of the image and the specified binary constant.

OR...

Does a bitwise OR of the image and the specified binary constant.

XOR...

Does a bitwise XOR of the image and the specified binary constant.

Min...

Pixels in the image with a value less than the specified constant are replaced by the constant.

Max...

Pixels in the image with a value greater than the specified constant are replaced by the constant.

Gamma...

Applies the function f(p) = (p/255)^gamma*255 to each pixel (p) in the image or selection, where 0.1 <= gamma <= 5.0. For RGB images, this function is applied to all three color channels. For 16-bit images, the image min and max are used for scaling instead of 255.

Set...

Fills the image or selection with the specified value.

Log...

For 8-bit images, applies the function f(p) = log(p) * 255/log(255) to each pixel (p) in the image or selection. For RGB images, this function is applied to all three color channels. For 16-bit images, the image min and max are used for scaling instead of 255. For float images, no scaling is done. To calculate log10 of the image, multiply the result of this operation by 0.4343 (1/log(10).

Reciprocal

Generates the reciprocal of the active image or selection. Only works with 32-bit float images.

NaN Background

Sets non-thresholded pixels in 32-bit float images to the NaN (Not a Number) value. For float images, the "Apply" option in Image>Adjust Threshold runs this command. Pixels with a value of Float.NaN (0f/0f), Float.POSITIVE_INFINITY (1f/0f) or Float.NEGATIVE_INFINITY (-1f/0f) are ignored when making measurements on 32-bit float images.

Abs

Generates the absolute value of the active image or selection. Only works with 32-bit float images.

Macro (Expression Evaluator)

This command performs image arithmetic using a user-specified expression. It can be used to create fully-synthetic images or to perform precise pixel manipulations on existing images or stacks. The MathMacroDemo macro, written by Tiago Ferreira, demonstrates how to use it.

FFT Submenu

The commands in this submenu support frequency domain display, editing and processing. They are based on an implementation of the 2D Fast Hartley Transform (FHT) contributed by Arlo Reeves, the author of the ImageFFT spinoff of NIH Image. For 3D FHTs, check out Bob Dougherty's 3D Fast Hartley Transform plugin.

FFT

Computes the Fourier transform and displays the power spectrum. The frequency domain image is stored as 32-bit float FHT attached to the 8-bit image that displays the power spectrum. Commands in this submenu, such as Inverse FFT, operate on the 32-bit FHT, not on the 8-bit power spectrum. All other ImageJ commands only "see" the power spectrum.

If the mouse is over an active frequency domain (FFT) window, its location is displayed in polar coordinates. The angle is expressed in degrees, while the radius is expressed in pixels per cycle (p/c). The radius is expressed in [units] per cycle (e.g. mm/c) if the spatial scale of the image was defined using Analyze>Set Scale. With v1.39b or later, the polar coordinates of point selections are recorded by Analyze>Measure. An example is available.

Inverse FFT

Computes the inverse Fourier transform. You can filter or mask spots on the transformed (frequency domain) image and do an inverse transform to produce an image which only contains the frequencies selected or which suppresses the frequencies selected. Use ImageJ's selection tools and fill/clear commands to draw black or white areas that mask portions of the transformed image. Black areas (pixel value=0) cause the corresponding frequences to be filtered (removed) and white areas (pixel value=255) cause the corresponding frequences to be passed. It is not, however, possible to both filter and pass during the same inverse transform.

Note that areas to be filtered in the frequency domain image must be zero filled and areas to be passed must be filled with 255. You can varify that this is the case by moving the cursor over a filled area and observing that the values displayed in the status bar are either 0 or 255.

This example illustrates how to create masks that remove or pass the low frequencies of an image.

With off-center selections, the same spatial frequency appears twice in the power spectrum, at points opposite from the center. With ImageJ 1.41k and later, it is sufficient to fill/clear only one of these. In the following example (courtesy of Arlo Reeves), the cleared selections in the upper half of the power spectrum have been automatically mirrored to the lower half, as shown in the power spectrum of the filtered image.

The image used in this example is available at rsb.info.nih.gov/ij/images/abe.tif. There is also an example that demonstrates how to remove noise from images generated by a laser scanning confocal microscope.

Redisplay Power Spectrum

Recomputes the power spectrum from the frequency domain image (32-bit FHT). This command allows you to start over if you mess up while editing the 8-bit power spectrum image.

FFT Options...

Displays the FFT Options dialog box.

• Display - These are checkboxes that specify which image(s) are created by the FFT command:
  • FFT Window is the standard output. It consists of an 8-bit image of the power spectrum and the actual data, which remain invisible for the user. The power spectrum image is displayed with logarithmic scaling, enhancing the visibility of components that are weakly visible. The actual data are used for the Inverse FFT command.
  • Raw Power Spectrum is the power spectrum without logarithmic scaling.
  • Fast Hartley Transform is the internal format used by the command, which is based on a Hartley transform rather than Fourier transform.
  • Complex Fourier Transform is a stack with two slices for the real and imaginary parts of the FFT.
• Check Do Forward Transform and the current image is transformed immediately when closing the FFT Options dialog.

Bandpass Filter..

This is a built in version of Joachim Walter's FFT Filter plugin. It removes high spatial frequencies (blurring the image) and low spatial frequencies (similar to subtracting a blurred image). It can also suppress horizontal or vertical stripes that were created by scanning an image line by line.

• Filter Large Structures Down to - Smooth variations of the image with typical sizes of bright or dark patches larger than this value are suppressed (background).

• Filter Small Structures Up to - Determines the amount of smoothing. Objects in the image smaller than this size are strongly attanuated. Note that these values are both half the spatial frequencies of the actual cutoff. The cutoff is very soft, so the bandpass will noticeably attenuate even spatial frequencies in the center of the bandpass unless the difference of the two values is large (say, more than a factor of 5 or so).

• Suppress Stripes - Select whether to eliminate horizontal or vertical stripes. Removal of horizontal stripes is similar to subtracting an image that is only blurred in the horizontal direction from the original.

• Tolerance of Direction - This is for Suppress Stripes; higher values remove shorter stripes and/or stripes that are running under an angle with respect to the horizontal (vertical) direction.

• Autoscale After Filtering puts the lowest intensity to 0 and the highest intensity to 255, preserving all intensities.

• Saturate allows some intensities to go into saturation, and produces a better visual contrast. Saturate only has an effect when Autoscale is enabled.

• Display Filter shows the filter generated. Note that this disables Undo of the filter operation on the original image.

The Bandpass Filter uses a special algorithm to reduce edge artifacts (before the Fourier transform, the image is extended in size by attaching mirrored copies of image parts outside the original image, thus no jumps occur at the edges).

Custom Filter..

This command does fourier space filtering of the active using a user-supplied image as the filter. This command does Fourier space filtering of the active image using a user-supplied image as the filter. This image will be converted to 8-bits. For pixels that have a value of 0, the corresponding spatial frequences will be blocked. Pixel with values of 255 should be used for passing the respective spatial frequencies without attenuation. Note that the filter should be symmetric with respect to inversion of the center: Points that are opposite of the center point (defined as x=width/2, y=height/2) should have the same value. Otherwise, artifacts can occur.

For some examples, see the FFTCustomFilterDemo and FFTRemoveStreaks macros.

FD Math..

This command correlates, convolves or deconvolves two images. It does this by converting the images to the frequency domain, performing conjugate multiplication, multiplication or division, then converting the result back to the space domain. These three operations in the frequency domain are equivalent to correlation, convolution and deconvolution in the space domain. Refer to the DeconvolutionDemo and MotionBlurRemoval macros for an examples.

Filters Submenu

This submenu contains miscellaneous filters and plugin filters that have been installed by the Plugins>Utilities>Install Plugin command. For more information, refer to the Hypermedia Image Processing Reference at http://www.dai.ed.ac.uk/HIPR2/. Click on Index and look up the keywords convolution, Gaussian, median, mean, erode, dilate and unsharp.

Convolve...

Does spatial convolution using a kernel entered into a text area. A kernel is a matrix whose center corresponds to the source pixel and the other elements correspond to neighboring pixels. The destination pixel is calculated by multiplying each source pixel by its corresponding kernel coefficient and adding the results. If needed, the input image is effectively extended by duplicating edge pixels outward. There is no arbitrary limit to the size of the kernel but it must be square and have an odd width.

Rows in the text area must all have the same number of coefficients, the rows must be terminated with a carriage return, and the coefficients must be separated by one or more spaces. Kernels can be pasted into the text area using the ctrl+v keyboard shortcut. Checking Normalize Kernel causes each coefficient to be divided by the sum of the coefficients, preserving image brightness.

The kernel shown is a 9 x 9 "Mexican hat", which does both smoothing and edge detection in one operation. Note that kernels can be saved as a text file by clicking on the "Save" button, displayed as an image using File>Import>Text Image, scaled to a reasonable size using Image>Adjust>Size and plotted using Analyze>Surface Plot.

The ConvolutionDemo macro demonstrates how to use this command in a macro.

Gaussian Blur...

This filter uses convolution with a Gaussian function for smoothing. Sigma is the radius of decay to exp(-0.5) ~ 61%, i.e. the standard deviation sigma of the Gaussian (this is the same as in Photoshop, but different from earlier versions of ImageJ, where a value 2.5 times as much had to be entered.

Like all ImageJ convolution operations, it assumes that out-of-image pixels have a value equal to the nearest edge pixel. This gives higher weight to edge pixels than pixels inside the image, and higher weight to corner pixels than non-corner pixels at the edge. Thus, when smoothing with very high blur radius, the output will be dominated by the edge pixels and especially the corner pixels (in the extreme case, with a blur radius of e.g. 1e20, the image will be raplaced by the average of the four corner pixels).

For increased speed, except for small blur radii, the lines (rows or columns of the image) are downscaled before convolution and upscaled to their original length thereafter.

Median...

Reduces noise in the active image by replacing each pixel with the median of the neighboring pixel values.

Mean...

Smooths the current image by replacing each pixel with the neighborhood mean. The size of the neighborhood is specified by entering its radius in a dialog box.

Minimum...

This filter does grayscale erosion by replacing each pixel in the image with the smallest pixel value in that pixel's neighborhood.

Maximum...

This filter does grayscale dilation by replacing each pixel in the image with the largest pixel value in that pixel's neighborhood.

Unsharp Mask...

Unsharp masking subtracts a blurred copy of the image and rescales the image to obtain the same contrast of large (low-frequency) structures as in the input image. This is equivalent to adding a high-pass filtered image and thus sharpens the image. Radius is the standard deviation (blur radius) of the Gaussian blur that is subtracted. Mask Weight determines the strength of filtering, whereby Mask Weight=1 would be an infinite weight of the high-pass filtered image that is added.

Variance...

Heighlights edges in the image by replacing each pixel with the neighborhood variance.

Show Circular Masks

Generates a stack containing examples of the circular masks used by the Median, Mean, Minimum, Maximum and Variance filters for various neighborhood sizes.

Image Calculator...

Performs arithmetic and logical operations between two images selected from popup menus. Image1 or both Image1 and Image2 can be stacks. If both are stacks, they must have the same number of slices. Image1 and Image2 must be the same data type but they do not have to be the same size.

You can select one of 12 operators from the Operation: popup menu. Check Create New Window and a new image or stack will be created to hold the result. Otherwise, the result of the operation replaces some or all of Image1. Check "32-bit Result" and the source images will be converted to 32-bit floating point before the specified operation is performed.

With 32-bit (float) images, pixels resulting from division by zero are set to Infinity, or to NaN (Not a Number) if a zero pixel is divided by zero. The divide-by-zero value can be redefined in Edit>Options>Misc.

Add	img1 = img1+img2
Subtract	img1 = img1-img2
Multiply	img1 = img1*img2
Divide	img1 = img1/img2
AND	img1= img1 AND img2
OR	img1 = img1 OR img2
XOR	img1 = img1 XOR img2
Min	img1 = min(img1,img2)
Max	img1 = max(img1,img2)
Average	img1 = (img1+img2)/2
Difference	img1 = |img1-img2|
Copy	img1 = img2

In these examples, the source and destination have inverted LUTs so zero pixels are white. Operations on images with non-inverted LUTs, and RGB images, will not produce the same results.

Subtract Background...

Removes smooth continuous backgrounds from gels and other images. Based on the "rolling ball" algorithm described in Stanley Sternberg's article, "Biomedical Image Processing", IEEE Computer, January 1983. Imagine a 3D surface with the pixel values of the image being the height, then a ball rolling over the back side of the surface creates the background. The current algorithm (since v1.39f) uses an approximation of a paraboloid of rotation instead of a ball.

The Rolling Ball Radius is the radius of curvature of the paraboloid. As a rule of thumb, for 8-bit or RGB images it should be at least as large as the radius of the largest object in the image that is not part of the background. Larger values will also work unless the background of the image is too uneven. For 16-bit and 32-bit images with pixel value ranges different from 0-255, the radius should be inversely proportional to the pixel value range. For example, typical values of the radius are around 0.2 to 5 for 16-bit images (pixel values 0-65535).

The Light Background option allows the processing of images with bright background and dark objects.

With the Create Background option, the output is not the image with the background subtracted but rather the background itself. This option is useful for examining the background created (in conjunction with the Preview option). Create Background can be also used for custom background subtraction algorithms where the image is duplicated and filtered (e.g. removing "holes" in the background) before creating the background and finally subtracting it with Process>Image Calculator.

For calculating the background ("rolling the ball"), images are maximum-filtered (3x3 pixels) to remove outliers such as dust and then smoothed to reduce noise (average over 3x3 pixels). With Disable Smoothing, the unmodified image data are used for creating the background. Check this option to make sure that the image data after subtraction will never be below the background.

Repeat Command

Reruns the previous command. The Undo and Open commands are skipped. For a shortcut, type shift-R.

top | home | contents | previous | next

ادامه نوشته

 saeidrezapour.persiangig.com/Kar%20Amozi.doc‏

فهرست مطالب

مقدمه	5
تعریف	6
مفهوم شبکه ( Network )	6
مفهوم گره  Node وایستگاههای کاری Work Stations	7
مدل های شبکه	7
مدل شبکه نظیر به نظیر	7
مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده	8
مدل سرویس دهنده / سرویس گیرنده :	8
هر شبکه اساسا از سه بخش ذیل تشکیل می شود:	8
سازگار کننده هاAdaptor	8
اجزا ءشبکه	8
سیستم عامل شبکه  NOS  Network Operating System	9
کابل کشی شبکه	9
کابل در شبکه	10
کابل Unshielded Twisted pair )UTP)	10
پروتکل ها	10
توپولوژی شبکه  Net work Topology	11
توپولوژی BUS	12
توپولوژی توریMesh	12
توپولوژی درختیTree	12
توپولوژی ترکیبی  Hybrid	13
مزايای توپولوژی BUS	13
معايب توپولوژی BUS	13
مزايای توپولوژی STAR	14
معايب توپولوژی STAR	14
توپولوژی RING	14
مزايای توپولوژی RING	15
معايب توپولوژی RING	15
شبکه های LAN	15
شبکه های MAN	16
شبکه های WAN	16
کاربردهای شبکه	16
شبکه اترنت (Ethernet)	17
اترنت:	18
خدمات مهندسی شبکه	19
نرم افزار Anta media Bandwidth Manager	20
برنامه PuTTY	20
رایانه مجازی تحت شبکه	21
امنیت شبکه	21
OSI (هفت لایه شبکه)	22
Wireless چيست؟	23
فوايد تکنولوژی Wireless	24
سيستم های Wireless	24
آينده  Wireless	24
شبكه هاي بي سيم Wireless Networking	25
انواع شبكه هاي بي سيم	25
شبكه هاي بي سيم	26
تشريح مقدماتي شبكه هاي بي سيم و كابلي	26
انواع شبكه هاي بي سيم	28
Bluetooth	30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم به منظور 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 یکی 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.

در طراحی شبکه مواردی که قبل از راه اندازی شبکه باید مد نظر قرار داد شامل موارد ذیل هستند:

 

1 - اندازه سازمان

2 - سطح امنیت

3 - نوع فعالیت

4 - سطح مدیریت

5 - مقدار ترافیک

6 – بودجه

 

مفهوم شبکه ( Network )

شبکه درساده ترین حالت خود شامل دو رایانه‌است که به وسیله کابل (خط انتقال) به یکدیگر متصل شده‌اند به گونه ای که بتوانند از دادها به طور مشترک (share) استفاده نمایند. همین شبکه ساده منشا تمام شبکه‌ها صرف نظر از کیفیت پیچیدگی آنهاست .

 

تعریف

شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. مستقل بودن کامپیوترها بدین معناست که هر کدام دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا بوده و بود و نبود یکی بر دیگری تاثیرگذار نیست.

متصل بودن کامپیوترها یعنی از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل ، فیبر نوری ، ماهواره‌ها و ... به هم وصل می‌باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می‌باشند اما شرط کافی برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری داشتن ارتباط و تبادل داده بین کامپیوترهاست.

این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه‌ مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند تشکیل یک شبکه می‌دهند. در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان «ارتباطات راه دور: واژه‌نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور»، یک شبکه رایانه‌ای را این طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این طور تعریف شده‌است: «اتصال سه با چند نهاد ارتباطی». رایانه‌ای که به وسیله‌ای غیر رایانه‌ای متصل شده‌است (به عنوان نمونه از طریق ارتباط «اترنت» به یک پرینتر متصل شده‌است) ممکن است که یک شبکه رایانه‌ای به حساب آید، اگرچه این نوشتار به این نوع پیکربندی نمی‌پردازد.

 

این نوشتار از تعاریفی استفاده می‌کند که به دو یا چند رایانه متصل به هم نیازمند است تا تشکیل یک شبکه را بدهد. در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.

 

مفهوم گره  Node وایستگاههای کاری Work Stations

هرگاه شما کامپیوتری را به شبکه اضافه می کنید، این کامپیوتر به یک ایستگاه کاری یا گره تبدیل می شود. یک ایستگاه کاری؛ کامپیوتری است که به شبکه الصاق شده است و در واقع اصطلاح ایستگاه کاری روش دیگری است برای اینکه بگوییم یک کامپیوتر متصل به شبکه است. یک گره چگونگی وارتباط شبکه یا ایستگاه کاری ویا هر نوع ابزار دیگری است که به شبکه متصل است وبطور ساده تر هر چه را که به شبکه متصل والحاق شده است یک گره گویند. برای شبکه جایگاه وآدرس یک ایستگاه کاری مترادف با هویت گره اش است.

 

مدل های شبکه

در یک شبکه، یک کامپیوتر می تواند هم سرویس دهنده و هم سرویس گیرنده باشد. یک سرویس دهنده (Server) کامپیوتری است که فایل های اشتراکی و همچنین 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 به کار می رود.

 

مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده

در این مدل شبکه، یک کامپیوتر به عنوان 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 Hubs  سیم ها، کابل ها وسایر رسانه هایی که برای اتصال ابزارهای شبکه استفاده می شوند.

 

سازگار کننده هاAdaptor

که به عنوان 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 : NIC- Network Interface Card

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 متداول ترین رسانه های انتقال عبارتند از: کابل زوج سیم بهم تابیده " Twisted- Pair" ، کابل کواکسیال  Coaxial وکابل فیبر نوری Fiber- Optic .

 

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  Print files، مدیریت شبکه  Net work management  را در اختیار کاربران می گذارد.

 

کابل کشی شبکه

هر چند به کارگیری شبکه های بی سیم ( Wireless ) روز به روز در حال گسترش است اما در اغلب شبکه های LAN در حال حاضر از کابل شبکه به عنوان رسانه شبکه استفاده می کنند. به کارگیری فیبر نوری هم انتخاب دیگری است که روز به روز بر محبوبیت آن افزوده می شود. به عناون مثال، اتصال بین دو ساختمان مجاور بهتر است از طریق فیبر نوری برقرار شود تا کابل مسی که این به بحث تقلیل Attenution در خود کابل ارتباط دارد با این وجود استانداردهای خاصی همانند استاندارد AWG در این زمینه وجود دارند تقسيم بندی بر اساس توپولوژی، الگوی هندسی استفاده شده جهت اتصال کامپيوترها ، توپولوژی ناميده می شود. توپولوژی انتخاب شده برای پياده سازی شبکه ها، عاملی مهم در جهت کشف و برطرف نمودن خطاء در شبکه خواهد بود. انتخاب يک توپولوژی خاص نمی تواند بدون ارتباط با محيط انتقال و روش های استفاده از خط مطرح گردد. نوع توپولوژی انتخابی جهت اتصال کامپيوترها به يکديگر، مستقيماً بر نوع محيط انتقال و روش های استفاده از خط تاثير می گذارد. با توجه به تاثير مستقيم توپولوژی انتخابی در نوع کابل کشی و هزينه های مربوط به آن، می بايست با دقت و تامل به انتخاب توپولوژی يک شبکه همت گماشت. عوامل مختلفی جهت انتخاب يک توپولوژی بهينه مطرح می شود. مهمترين اين عوامل به شرح ذيل است :

- هزينه: هر نوع محيط انتقال که برای شبکه LAN انتخاب گردد، در نهايت می بايست عمليات نصب شبکه در يک ساختمان پياده سازی گردد. عمليات فوق فرآيندی طولانی جهت نصب کانال های مربوطه به کابل ها و محل عبور کابل ها در ساختمان است. در حالت ايده آل کابل کشی و ايجاد کانال های مربوطه می بايست قبل از تصرف و بکارگيری ساختمان انجام گرفته باشد. بهرحال می بايست هزينه نصب شبکه بهينه گردد.

- انعطاف پذيری: يکی از مزايای شبکه های LAN ، توانائی پردازش داده ها و گستردگی و توزيع گره ها در يک محيط است. بدين ترتيب توان محاسباتی سيستم و منابع موجود در اختيار تمام استفاده کنندگان قرار خواهد گرفت. در ادارات همه چيز تغيير خواهد کرد. ( لوازم اداری، اتاقها و ... ). توپولوژی انتخابی می بايست به سادگی امکان تغيير پيکربندی در شبکه را فراهم نمايد. مثلاً ايستگاهی را از نقطه ای به نقطه ديگر انتقال و يا قادر به ايجاد يک ايستگاه جديد در شبکه باشيم .

 

کابل در شبکه

در شبکه های محلی از کابل بعنوان محيط انتقال و به منظور ارسال اطلاعات استفاده می گردد. ازچندين نوع کابل در شبکه های محلی استفاده می گردد. در برخی موارد ممکن است در يک شبکه صرفاً از يک نوع کابل استفاده و يا با توجه به شرايط موجود از چندين نوع کابل استفاده گردد. نوع کابل انتخاب شده برای يک شبکه به عوامل متفاوتی نظير: توپولوژی شبکه، پروتکل و اندازه شبکه بستگی خواهد داشت. آگاهی از خصايص و ويژگی های متفاوت هر يک از کابل ها و تاثير هر يک از آنها بر ساير ويژگی های شبکه، بمنظور طراحی و پياده سازی يک شبکه موفق بسيار لازم است .

 

کابل Unshielded Twisted pair )UTP)

متداول ترين نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد، کابل های بهم تابيده می باشند. اين نوع کابل ها دارای دو رشته سيم به هم پيچيده بوده که هر دو نسبت زمين دارای يک امپدانش يکسان می باشند. بدين ترتيب امکان تاثير پذيری اين نوع کابل ها از کابل های مجاور و يا ساير منابع خارجی کاهش خواهد يافت . کابل های بهم تابيده دارای دو مدل متفاوت :

Shielded ( روکش دار ) و Unshielded ( بدون روکش )

 می باشند. کابل UTP نسبت به کابل STP به مراتب متداول تر بوده و در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد. کيفيت کابل های UTP متغير بوده و از کابل های معمولی استفاده شده برای تلفن تا کابل های با سرعت بالا را شامل می گردد. کابل دارای چهار زوج سيم بوده و درون يک روکش قرار می گيرند. هر زوج با تعداد مشخصی پيچ تابانده شده ( در واحد اينچ ) تا تاثير پذيری آن از ساير زوج ها و يا ساير دستگاههای الکتريکی کاهش يابد.

 

پروتکل ها

فرآیند به اشتراک گذاشتن اطلاعات نیازمند ارتباط همزمان شده ای بین کامپیوتر های شبکه است. برای ایجاد سهولت در این فرایند، برای هر یک از فعالیت های ارتباط شبکه ای، مجموعه ای از دستور العمل ها تعریف شده است. هر دستور العمل ارتباطی یک پروتکل یا قرارداد نام دارد. یک پروتکل تامین کننده توصیه هایی برای برقراری ارتباط بین اجزای نرم افزاری و سخت افزاری در انجام یک فعالیت شبکه ای است. هر فعالیت شبکه ای به چندین مرحله سیستماتیک تفکیک می شود. هر مرحله با استفاده از یک پروتکل منحصر به فرد، یک عمل مشخص را انجام می دهد. 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، پروتکل اطلاعات را به قطعات کوچک شکسته، به آن ها آدرس هایی نسبت می دهند و قطعات حاصله یا بسته ها را برای ارسال از طریق کابل آماده می کنند. در کامپیوتر مقصد، پروتکل ها داده ها را از بسته ها خارج کرده و به کمک نشانی های آن ها بخش های مختلف اطلاعات را با ترتیب صحیح به هم پیوند می دهند تا اطلاعات به صورت اولیه بازیابی شوند.

پروتکل های مسئول فرآیندهای ارتباطی مختلف برای جلوگیری از تداخل و یا عملیات ناتمام، لازم است که به صورت گروهی به کار گرفته شوند. این عمل به کمک گروه بندی پروتکل های مختلف در یک معماری لایه ای به نام Protocol Stack یا پشته پروتکل انجام می گیرد. لایه های پروتکل های گروه بندی شده با لایه های مدل OSI انطباق دارند. هر لایه در مدل OSI پروتکل مشخصی را برای انجام فعالیت های خود به کار می برد. لایه های زیرین در پشته پروتکل ها تعیین کننده راهنمایی برای اتصال اجزای شبکه از تولیدکنندگان مختلف به یکدیگر است.

لایه های بالایی در پشته پروتکل ها تعیین کننده مشخصه های جلسات ارتباطی برای برنامه های کاربردی می باشند. پروتکل ها براساس آن که به کدام لایه از مدل OSI متعلق باشند، سه نوع طبقه بندی می شوند. پروتکل های مربوط به سه لایه بالایی مدل OSI به پروتکل های Application یا کاربرد معروف هستند. پروتکل های لایه Application تامین کننده سرویس های شبکه در ارتباط بین برنامه های کاربردی با یکدیگر هستند. این سرویس ها شامل انتقال فایل، چاپ، ارسال پیام و سرویس های بانک اطلاعاتی هستند. پروتکل های لایه نمایش (Presentation) وظیفه قالب بندی و نمایش اطلاعات را قبل از ارسال بر عهده دارند. پروتکل های لایه جلسه یا Session اطلاعات مربوط به جریان ترافیک را به داده ها اضافه می کنند.

پروتکل های نوع دوم که به پروتکل های انتقال (Transparent) معروف هستند، منطبق بر لایه انتقال مدل OSI هستند. این پروتکل ها اطلاعات مربوط به ارسال بدون خطا یا در واقع تصحیح خطا را به داده ها می افزایند. وظایف سه لایه زیرین مدل OSI بر عهده پروتکل های شبکه است. پروتکل های لایه شبکه تامین کننده فرآیندهای آدرس دهی و مسیریابی اطلاعات هستند. پروتکل های لایه Data Link اطلاعات مربوط به بررسی و کشف خطا را به داده ها اضافه می کنند و به درخواست های ارسال مجدد اطلاعات پاسخ می گویند. پروتکل های لایه فیزیکی تعیین کننده استاندارد های ارتباطی در محیط مشخصی هستند

 يک شبکه شامل مجموعه ای از دستگاهها ( کامپيوتر ، چاپگر و ... ) بوده که با استفاده از يک روش ارتباطی ( کابل ، امواج راديوئی ، ماهواره ) و به منظور اشتراک منابع فيزيکی ( چاپگر) و اشتراک منابع منطقی ( فايل )  به يکديگر متصل می گردند. شبکه ها می توانند با يکديگر نيز مرتبط شده و شامل زير شبکه هائی باشند.

 

توپولوژی 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 :

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 می توان استفاده کرد.

 

توپولوژی BUS

در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل 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. در این توپولوژی که متداول ترین توپولوژی هایی است که در شبکه محلی مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی، کم هزینه بودن وتوسعه آسان این شبکه، از نقاط قوت این توپولوژی 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.

 

توپولوژی توریMesh

در این توپولوژی هر کامپیوتری مستقیماً 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 زمانی که تعداد ایستگاه ها افزایش یابند. به همین جهت این توپولوژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای مثال، در یک شبکه با صد ایستگاه کاری، ایستگاه شماره یک نیازمند به نود ونه می باشد. تعداد کابل های مورد نیاز در این توپولوژی با رابطه N(N-1)/2 محاسبه می شود که در آن N تعداد ایستگاه های شبکه می باشد.

 

توپولوژی درختیTree

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.

 

توپولوژی ترکیبی  Hybrid

این توپولوژی ترکیبی است از چند شبکه با توپولوژی متفاوت که توسط یک کابل اصلی بنام استخوان بندی  Backbone به یکدیگر مرتبط شده اند . هر شبکه توسط یک پل ارتباطی  Bridg به کابل استخوان بندی متصل می شود.

 

مزايای توپولوژی BUS

- کم بودن طول کابل: بدليل استفاده از يک خط انتقال جهت اتصال تمام کامپيوترها، در توپولوژی فوق از کابل کمی استفاده می شود. موضوع فوق باعث پايين آمدن هزينه نصب و ايجاد تسهيلات لازم در جهت پشتيبانی شبکه خواهد بود.

- ساختار ساده: توپولوژی BUS دارای يک ساختار ساده است. در مدل فوق صرفاً از يک کابل برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.

- توسعه آسان: يک کامپيوتر جديد را می توان به راحتی در نقطه ای از شبکه اضافه کرد. در صورت اضافه شدن ايستگاههای بيشتر در يک سگمنت، می توان از تقويت کننده هائی به نام Repeater استفاده کرد.

 

معايب توپولوژی BUS

- مشکل بودن عيب يابی: با اينکه سادگی موجود در تويولوژی BUS امکان بروز اشتباه را کاهش می دهند، ولی در صورت بروز خطاء کشف آن ساده نخواهد بود. در شبکه هائی که از توپولوژی فوق استفاده می نمايند ، کنترل شبکه در هر گره دارای مرکزيت نبوده و در صورت بروز خطاء می بايست نقاط زيادی به منظور تشخيص خطا بازديد و بررسی گردند.

- ايزوله کردن: ايزوله کردن خطا مشکل است. در صورتي که يک کامپيوتر در توپولوژی فوق دچار مشکل گردد، می بايست کامپيوتر را در محلی که به شبکه متصل است رفع عيب نمود. در موارد خاص می توان يک گره را از شبکه جدا کرد. در حالتي که اشکال در محيط انتقال باشد، تمام يک سگمنت می بايست از شبکه خارج گردد.

- ماهيت تکرارکننده ها: در مواردي که برای توسعه شبکه از تکرارکننده ها استفاده می گردد، ممکن است در ساختار شبکه تغييراتی نيز داده شود. موضوع فوق مستلزم به کارگيری کابل بيشتر و اضافه نمودن اتصالات مخصوص شبکه است.

توپولوژی STAR: در اين نوع توپولوژی همان گونه که از نام آن مشخص است، از مدلی شبيه "ستاره" استفاده می گردد. در اين مدل تمام کامپيوترهای موجود در شبکه معمولاً به يک دستگاه خاص با نام " هاب " متصل خواهند شد.

مزايای توپولوژی STAR

- سادگی سرويس شبکه:

توپولوژی STAR شامل تعدادی از نقاط اتصالی در يک نقطه مرکزی است . ويژگی فوق تغيير در ساختار و سرويس شبکه را آسان می نمايد.

- در هر اتصال يک دستگاه:

نقاط اتصالی در شبکه ذاتاً مستعد اشکال هستند. در توپولوژی STAR اشکال در يک اتصال، باعث خروج آن خط از شبکه و سرويس و اشکال زدائی خط مزبور است. عمليات فوق تاثيری در عملکرد ساير کامپيوترهای موجود در شبکه نخواهد گذاشت .

- کنترل مرکزی و عيب يابی:

با توجه به اين مسئله که نقطه مرکزی مستقيماً به هر ايستگاه موجود در شبکه متصل است، اشکالات و ايرادات در شبکه به سادگی تشخيص و مهار خواهند گرديد.

- روش های ساده دستيابی:

هر اتصال در شبکه شامل يک نقطه مرکزی و يک گره جانبی است. در چنين حالتی دستيابی به محيط انتقال جهت ارسال و دريافت اطلاعات دارای الگوريتمی ساده خواهد بود.

 

معايب توپولوژی STAR

- زياد بودن طول کابل: بدليل اتصال مستقيم هر گره به نقطه مرکزی، مقدار زيادی کابل مصرف می شود. با توجه به اينکه هزينه کابل نسبت به تمام شبکه، کم است، تراکم در کانال کشی جهت کابل ها و مسائل مربوط به نصب و پشتيبانی آنها بطور قابل توجهی هزينه ها را افزايش خواهد داد.

- مشکل بودن توسعه: اضافه نمودن يک گره جديد به شبکه مستلزم يک اتصال از نقطه مرکزی به گره جديد است. با اينکه در زمان کابل کشی پيش بينی های لازم جهت توسعه در نظر گرفته می شود، ولی در برخی حالات نظير زمانيکه طول زيادی از کابل مورد نياز بوده و يا اتصال مجموعه ای از گره های غير قابل پيش بينی اوليه، توسعه شبکه را با مشکل مواجه خواهد کرد.

- وابستگی به نقطه مرکزی: در صورتيکه نقطه مرکزی ( هاب ) در شبکه با مشکل مواجه شود ، تمام شبکه غيرقابل استفاده خواهد بود.

 

توپولوژی RING

در اين نوع توپولوژی تمام کامپيوترها بصورت يک حلقه به يکديگر مرتبط می گردند. تمام کامپيوترهای موجود در شبکه ( سرويس دهنده ، سرويس گيرنده ) به يک کابل که بصورت يک دايره بسته است، متصل می گردند. در مدل فوق هر گره به دو و فقط دو همسايه مجاور خود متصل است. اطلاعات از گره مجاور دريافت و به گره بعدی ارسال می شوند. بنابراين داده ها فقط در يک جهت حرکت کرده و از ايستگاهی به ايستگاه ديگر انتقال پيدا می کنند.

مزايای توپولوژی RING

- کم بودن طول کابل: طول کابلی که در اين مدل بکار گرفته می شود، قابل مقايسه با توپولوژی BUS نبوده و طول کمی را در بردارد. ويژگی فوق باعث کاهش تعداد اتصالات ( کانکتور) در شبکه شده و ضريب اعتماد به شبکه را افزايش خواهد داد.

- نياز به فضائی خاص جهت انشعابات در کابل کشی نخواهد بود. بدليل استفاده از يک کابل جهت اتصال هر گره به گره همسايه اش، اختصاص محل هائی خاص به منظور کابل کشی ضرورتی نخواهد داشت .

- مناسب جهت فيبر نوری: استفاده از فيبر نوری باعث بالا رفتن نرخ سرعت انتقال اطلاعات در شبکه است. چون در توپولوژی فوق ترافيک داده ها در يک جهت است، می توان از فيبر نوری به منظور محيط انتقال استفاده کرد. در صورت تمايل می توان در هر بخش ازشبکه از يک نوع کابل بعنوان محيط انتقال استفاده کرد . مثلاً در محيط های ادرای از مدل های مسی و در محيط کارخانه از فيبر نوری استفاده کرد.

 

معايب توپولوژی RING

- اشکال در يک گره باعث اشکال در تمام شبکه می گردد. در صورت بروز اشکال در يک گره، تمام شبکه با اشکال مواجه خواهد شد. و تا زمانيکه گره معيوب از شبکه خارج نگردد، هيچ گونه ترافيک اطلاعاتی را روی شبکه نمی توان داشت .

- اشکال زدائی مشکل است. بروز اشکال در يک گره می تواند روی تمام گرههای ديگر تاثير گذار باشد. بمنظور عيب يابی می بايست چندين گره بررسی تا گره مورد نظر پيدا گردد.

- تغيير در ساختار شبکه مشکل است. در زمان گسترش و يا اصلاح حوزه جغرافيائی تحت پوشش شبکه، بدليل ماهيت حلقوی شبکه مسائلی بوجود خواهد آمد .

- توپولوژی بر روی نوع دستيابی تاثير می گذارد. هر گره در شبکه دارای مسئوليت عبور دادن داده ای است که از گره مجاور دريافت داشته است. قبل از اينکه يک گره بتواند داده خود را ارسال نمايد، می بايست به اين اطمينان برسد که محيط انتقال برای استفاده قابل دستيابی است .

تقسيم بندی بر اساس حوزه جغرافی تحت پوشش

شبکه های کامپيوتری با توجه به حوزه جغرافيائی تحت پوشش به سه گروه تقسيم می گردند :

شبکه های محلی LAN

شبکه های متوسط MAN

شبکه های گسترده WAN

 

شبکه های LAN

شبکه های LAN، حوزه جغرافيائی که توسط اين نوع از شبکه ها پوشش داده می شود ، يک محيط کوچک نظير يک ساختمان اداری است .

 

 اين نوع از شبکه ها دارای ويژگی های زير می باشند :

توانائی ارسال اطلاعات با سرعت بالا

 محدوديت فاصله

قابليت استفاده از محيط مخابراتی ارزان نظير خطوط تلفن بمنظور ارسال اطلاعات

نرخ پايين خطاء در ارسال اطلاعات با توجه به محدود بودن فاصله

 

شبکه های MAN

شبکه های MAN، حوزه جغرافيائی که توسط اين نوع شبکه ها پوشش داده می شود، در حد و اندازه يک شهر و يا شهرستان است.

ويژگی های اين نوع از شبکه ها به شرح زير است :

پيچيدگی بيشتر نسبت به شبکه های محلی

قابليت ارسال تصاوير و صدا

قابليت ايجاد ارتباط بين چندين شبکه

 

شبکه های WAN

شبکه های WAN، حوزه جغرافيائی که توسط اين نوع شبکه ها پوشش داده می شود، در حد و اندازه کشور و قاره است.

ويژگی اين نوع شبکه ها بشرح زير است :

قابليت ارسال اطلاعات بين کشورها و قاره ها

قابليت ايجاد ارتباط بين شبکه های LAN

سرعت پايين ارسال اطلاعات نسبت به شبکه های LAN

نرخ خطای بالا با توجه به گستردگی محدوده تحت پوشش

 

کاربردهای شبکه

هسته اصلی سیستم های توزیع اطلاعات را شبکه های کامپیوتری تشکیل می دهند. مفهوم شبکه های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات سخت افزاری به یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند. کامپیوتر هایی که در یک شبکه واقع هستند، میتوانند اطلاعات، پیام، نرم افزار و سخت افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرایند نسخه ها یا کپی اطلاعات نرم افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می شود. هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت افزار سخن می گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن ها استفاده نمود.

به عنوان مثال در یک سازمان معمولاً اطلاعات مربوط به حقوق و دستمزدپرسنل در بخش حسابداری نگهداری می شود. در صورتی که در این سازمان از شبکه کامپیوتری استفاده شده باشد، مدیر سازمان می تواند از دفتر خود به این اطلاعات دسترسی یابد و آن ها را مورد بررسی قرار دهد. به اشتراک گذاشتن اطلاعات و منابع نرم افزاری و سخت افزاری دارای مزیت های فراوانی است. شبکه های کامپیوتری می توانند تقریباً هر نوع اطلاعاتی را به هر شخصی که به شبکه دسترسی داشته باشد عرضه کنند. این ویژگی امکان پردازش غیر متمرکزاطلاعات را فراهم می کند. در گذشته به علت محدود بودن روش های انتقال اطلاعات کلیه فرایند های پردازش آن نیز در یک محل انجام می گرفته است. سهولت و سرعت روش های امروزی انتقال اطلاعات در مقایسه با روش هایی نظیر انتقال دیسکت یا نوار باعث شده است که ارتباطات انسانی نیز علاوه بر مکالمات صوتی، رسانه ای جدید بیابند.

به کمک شبکه های کامپیوتری می توان در هزینه های مربوط به تجهیزات گران قیمت سخت افزاری نظیر هارد دیسک، دستگاه های ورود اطلاعات و... صرفه جویی کرد. شبکه های کامپیوتری، نیازهای کاربران در نصب منابع سخت افزاری را رفع کرده یا به حداقل می رسانند.

از شبکه های کامپیوتری می توان برای استاندارد سازی برنامه های کاربردی نظیر واژه پردازها و صفحه گسترده ها، استفاده کرد. یک برنامه کاربردی می تواند در یک کامپیوتر مرکزی واقع در شبکه اجرا شود و کاربران بدون نیاز به نگهداری نسخه اصلی برنامه، از آن در کامپیوتر خود استفاده کنند.

استاندارد سازی برنامه های کاربردی دارای این مزیت است که تمام کاربران و یک نسخه مشخص استفاده می کنند. این موضوع باعث می شود تا پشتیبانی شرکت عرضه کننده نرم افزار از محصول خود تسهیل شده و نگهداری از آن به شکل موثرتری انجام شود.

مزیت دیگر استفاده از شبکه های کامپیوتری، امکان استفاده از شبکه برای برقراری ارتباطات روی خط (Online) از طریق ارسال پیام است. به عنوان مثال مدیران می توانند برای ارتباط با تعداد زیادی از کارمندان از پست الکترونیکی استفاده کنند.

 

شبکه اترنت (Ethernet)

دستیابی به اطلاعات با روشهای مطمئن و با سرعت بالا یکی از رموز موفقیت در هر سازمان و مؤسسه ای است. در سالیان اخیر، هزاران پرونده و کاغذ حاوی اطلاعات باارزش برای هر سازمان در رایانه ذخیره شده اند. بااطلاعات داده شده به رایانه، امکان مدیریت الکترونیکی اطلاعات فراهم شده است. کاربران متفاوت در اقصی نقاط جهان قادر به اشتراک اطلاعات اند و تصویری زیبا از همیاری و همکاری اطلاعاتی را به نمایش می گذارند. شبکه های رایانه ای در این راستا و جهت نیل به اهداف فوق نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند.

اینترنت عالی ترین تبلور شبکه ای رایانه ای در سطح جهان است که امروزه در مقیاس بسیار گسترده ای استفاده شده است و عرضه کنندگان اطلاعات یا فراورده های اطلاعاتی خود را در قالب محصولات تولیدی و یا خدمات در اختیار استفاده کنندگان قرار می دهند.                           

شبکه ها به دو گروه عمده  LAN)Local area network) و WAN)Wide area network) تقسیم می شود. در شبکه های LAN ، مجموعه ای از دستگاههای موجود در حوزه جغرافیایی محدود، نظیر ساختمان، به یکدیگر متصل می شود .

در شبکه های WAN تعدادی دستگاه که از یکدیگر کیلومترها فاصله دارند به یکدیگر متصل خواهند شد. مثلا اگر دو کتابخانه که هر یک در ناحیه ای از شهر بزرگی مستقرند، قصد اشتراک اطلاعات را داشته باشند، باید شبکه WAN ایجاد و کتابخانه ها را به یکدیگر متصل کرد. برای اتصال دو کتابخانه یادشده، می توان از امکانات مخابراتی متفاوتی نظیر خطوط اختصاصی (Leased) استفاده کرد. شبکه های LAN نسبت به شبکه های WAN  سرعت بیشتری دارند.

 

اترنت:

 در سال ۱۹۷۳، پژوهشگری با نام «متکالف» در مرکز تحقیقات شرکت زیراکس اولین شبکه اترنت را به وجود آورد. هدف وی ارتباط رایانه به چاپگر بود. وی روشی فیزیکی به منظور کابل کشی بین دستگاههای متصل به هم در اترنت طرح کرد. اترنت در مدت زمان کوتاهی به عنوان یکی از فناوریهای رایج برای برپاسازی شبکه در سطح دنیا مطرح شد. همزمان با پیشرفتهای مهم در زمینه شبکه های رایانه ای و تجهیزات و دستگاههای مربوط، شبکه های اترنت نیز با تحولات یادشده همگام و ظرفیتهای متفاوتی را در بطن خود ایجاد کرد. با توجه به تغییرات و اصلاحات انجام شده در شبکه های اترنت، عملکرد و نحوه کار آنان نسبت به شبکه های ابتدایی تفاوت چندانی نکرده است .

در اترنت اولیه، ارتباط تمام دستگاههای موجود در شبکه از طریق کابلی انجام می گرفت که در تمام دستگاهها به اشتراک گذاشته می شد. پس از اتصال دستگاه به کابل مشترک، باید ظرفیتهای لازم به منظور ایجاد ارتباط با سایر دستگاههای مربوط نیز در بطن دستگاه وجود داشته باشد (کارت شبکه). بدین ترتیب، امکان گسترش شبکه به منظور استفاده از دستگاههای جدید بسادگی وجود دارد و نیازی به اعمال تغییرات روی دستگاههای موجود در شبکه نخواهد بود. اترنت نوعی فناوری محلی (LAN) است. اکثر شبکه های اولیه در حد و اندازه یک ساختمان است و دستگاهها نزدیک به هم بودند. دستگاههای موجود روی شبکه اترنت صرفا قادر به استفاده از چند صد متر کابل بیشتر نبودند. به تازگی، با توجه به توسعه امکانات مخابراتی و محیط انتقال زمینه استقرار دستگاههای موجود در شبکه اترنت با مسافتهای چند کیلومتر نیز فراهم شده است.

محدودیتهای اترنت در هر شبکه اترنت دارای محدودیتهایی متفاوت از ابعاد گوناگون (به کارگیری تجهیزات) است. طول کابلی که تمام ایستگاهها به صورت اشتراکی از آن به عنوان محیط انتقال استفاده می کنند یکی از موارد بسیار شاخص در این زمینه است. علامات الکتریکی در طول کابل بسرعت منتشر می شود. همزمان با پیمودن مسافتی، علامتها ضعیف می شود؛ و چون میدانهای الکتریکی که دستگاههای مجاور کابل (نظیر لامپهای فلورسنت) ایجاد می کنند باعث تلف شدن سیگنال می شود، طول کابل شبکه باید کوتاه باشد تا امکان دریافت سیگنال برای دستگاههای موجود در دو نقطه ابتدایی و انتهایی کابل به صورت شفاف و با حداقل تأخیر زمانی فراهم شود. همین امر باعث بروز محدودیت در طول کابل استفاده شده می شود. در قرارداد « CSMA/CD » امکان ارسال اطلاعات صرفا برای هر دستگاه را در هر لحظه فراهم می کند. بنابر این، از لحاظ تعداد دستگاههایی که ممکن است روی شبکه ای مجزا وجود داشته باشد نیز محدودیتهایی به وجود خواهد آمد.

 

خدمات مهندسی شبکه

درمراکز نوین شبکه با هدف ارائه رهيافت هاي جامع و خدمات تخصصي در زمينه شبكه هاي رايانه اي بر مبناي متدولوژيهاي نوين انفورماتيك خدمات متنوعی را در زمینه راه اندازی و اجرای شبکه های کامپیوتری انجام می شود. ساختار بخش شبکه مرکز  با ديدگاه گسترش فعاليتهاي تحقيق و توسعه، طراحي و پياده سازي شبكه هاي رايانه اي، عرضه بهترين محصولات فعال (Active) و غيرفعال (Passive) شبكه و خدمات پشتيباني و آموزشي شكل يافته است.

 

برخی از جدید ترین محصولات شبکه عبارتند از

تجهیزات فعال (Active):

دوربین های مداربسته - دیجیتال و آنالوگ (IP Camera)

انواع تجهیزات ویدئو کنفرانس ( IP Surveillance/ Internet Video Conferencing)

سیستم های تلفن اینترنتی (Internet - Telephony Gateway)

انباره های ذخیره سازی (NAS - (Network Attached Storage

انواع Print Server) )

انواع تجهیزات شبکه های بی سیم (Wireless) و (Bluetooth )

انواع تجهیزات فیبر نوری (Fiber Optic Media Converter)

انواع مودم دیجیتال و ADSL

انواع کارت شبکه (10/100/1000)

انواع درگاه و روتر پیشرفته (Advanced Router / Multi-Homing Security Gateway)

تجهیزات Power Line Communication – PLC) )

تجهیزات L4-L7 Ethernet Devices

انواع سوئیچ های KVM

تجهیزات IP Power Management

انواع سوئیچ های خانگی و صنعتی

تجهیزات غیر فعال (Passive):

انواع Patch Panel (برای کابلهای Cat 5, Cat6 و Fiber Optic)

انواع Cable Management و Rack Panel

انواع Power Module برای Rack

انواع کابل

انواع Patch Cable

انواع Connector

انواع Keystone

انواع FLB - FLOOR BOXES FOR RAISED FLOORS

انواع FACE PLATE

انواع سوکت دیواری

انواع Inline Coupler

انواع ابزار نظیر Crimping، Striper، Punch Down  و...

انواع USB HUB

انواع تستر

انواع رک آماده نصب ( با تجهیزات داخلی)

 

نرم افزار Anta media Bandwidth Manager

نرم افزار Anta media Bandwidth Manager یک نرم افزار مدیریت پهنای باند در شبکه است که به شما کمک می کند تا بر روی دانلود و آپلود کلاینت های شبکه کامپیوتری خود نظارت داشته باشید و آنها را کنترل کنید. کامپیوتر های شبکه شما می توانند در هر بار لاگین توسط کاربر مقدار خاصی پهنای بند مصرف کند با این کار هم شما هزینه اینترنت شبکه خود را پایین آورده اید و هم در پهنای باند اضافی صرفه جویی کرده اید. این محدودیت ها برای کاربران شبکه و کافی نت ها بسیار لازم و ضروری احساس می شود. همچنین این نرم افزار مدیریت شبکه با نرم افزار Anta media Internet Cafe سازگاری کامل دارد.

 

برنامه PuTTY

Putty برنامه‌ای برای سرویس‌گیرنده‌ها است تا به کمک پروتکل‌های SSH، Telnet و Rlogin از راه دور به سیستم تحت لینوکس متصل می‌شود. برای شرح این نرم‌افزار بایستی با برخی اصطلاحات آشنا باشیم: درگاه(Port): شماره برنامه بر روی یک کامپیوتر خاص و یا به عبارت بهتر شماره شناسایی نرم‌افزار است. مثلاً معمولاً برنامه web server دارای درگاه ۸۰ است.

SSH: استانداردی برای اتصال به هسته لینوکس می‌باشد این استاندارد اطلاعات را به صورت رمز شده ارسال می‌کند.

Telnet: امکانی است برای چک کردن وجود یک برنامه روی یک درگاه و اتصال به آن.

Rlogin: استاندارد دیگری برای اتصال به سیستم از راه دور.

Raw: استاندارد دیگری برای اتصال است که امروزه کمتر استفاده می‌شود.

به کمک Putty می‌توان در محیط ویندوز از راه دور به یک سیستم لینوکس اتصال برقرار کرد. برای این منظور ابتدا فایل Putty.exe را اجرا می‌کنیم. محیطی همچون شکل روبرو باز می‌گردد. از طریق بخش Category می‌توان تنظیمات این برنامه را جهت اتصال به سرور مورد نظر تغییر داد. در بخش host name or IP address نام یا IP سیستم موردنظر را وارد می‌نماییم. برای اتصال امن‌تر از استاندارد SSH و درگاه پیش‌فرض ۲۲ استفاده می‌کنیم. می‌توان این نام و IP جهت استفاده مجدد ذخیره نمود. بعد از وارد نمودن IP سیستم، کلید Open را فشار می‌دهیم تا محیط Linux باز گردد. اگر با شبکه جهانی متصل نباشیم پیام خطایی می‌گردد. در صورتی که بدون خطا به سرور لینوکس متصل شویم در آغاز نام کاربری و رمز عبور پرسیده می‌شود: و آنگاه پرامت لینوکس که دارای فرم کلی زیر است ظاهر می‌گردد:

‎نام کاربری@localhost~

 

رایانه مجازی تحت شبکه

رایانه مجازی تحت شبکه (Virtual Network Computing) یا VNC، سیستم تعریف شده برای انتقال محتویات کامپیوتر با استفاده از پروتکل RFT)Remote FrameBuffer) است تا بتوان از راه دور کامپیوتری را کنترل نمود. این سیستم ، تصویر نقش بسته به روی کامپیوتر راه دور را به کامپیوتر کاربر در مکانی دیگر ارسال می‌کند و همچنین اطلاعات کلیدهایی که کاربر فشار می‌دهد یا کلیک‌های ماوس را به کامپیوتر مقصد می‌رساند. با این روش می‌توان به هر کامپیوتری تحت شبکه وصل شد و آن را همانند کامپیوتر معمولی هدایت نمود.

"وی‌ان‌سی" به یک یا چند سیستم عاملی محدود نمی‌شود و تحت هر سیستم عاملی قابل استفاده است. یک باز کنندۀ "وی‌ان‌سی" (VNC View) می‌تواند به هر "وی‌ان‌سی" سروری متصل شود و آن سرور را هدایت نماید. همچنین سرور اجازه متصل شدن چند کاربر را در یک زمان را می‌دهد.

"وی‌ان‌سی" در ابتدا توسط شرکت "ای‌تی‌اند‌تی" (AT&T) طراحی و ساخته شد. متن اصلی "وی‌ان‌سی" و "وی‌ان‌سی"‌های مدرن تحت جواز "جی‌اِن‌یو" (GNU) یا جواز استفاده عمومی (General Public License) منتشر شده است.

 

امنیت شبکه

یکی از مهم ترین فعالیت های مدیر شبکه، تضمین امنیت منابع شبکه است. دسترسی غیر مجاز به منابع شبکه و یا ایجاد آسیب عمدی یا غیر عمدی به اطلاعات، امنیت شبکه را مختل می کند. از طرف دیگر امنیت شبکه نباید آنچنان باشد که کارکرد عادی کاربران را مشکل سازد.

برای تضمین امنیت اطلاعات و منابع سخت افزاری شبکه، از دو مدل امنیت شبکه استفاده می شود. این مدل ها عبارتند از: امنیت در سطح اشتراک (Share-Level) و امنیت در سطح کاربر (User-Level). در مدل امنیت در سطح اشتراک، این عمل با انتساب اسم رمز یا Password برای هر منبع به اشتراک گذاشته تامین می شود. دسترسی به منابع مشترک فقط هنگامی برقرار می گردد که کاربر اسم رمز صحیح را برای منبع به اشتراک گذاشته شده را به درستی بداند.

به عنوان مثال اگر سندی قابل دسترسی برای سه کاربر باشد، می توان با نسبت دادن یک اسم رمز به این سند مدل امنیت در سطح Share-Level را پیاده سازی کرد. منابع شبکه را می توان در سطوح مختلف به اشتراک گذاشت. برای مثال در سیستم عامل ویندوز ۹۵ می توان دایرکتوری ها را بصورت فقط خواندنی (Read Only)، برحسب اسم رمز یا به شکل کامل (Full) به اشتراک گذاشت. از مدل امنیت در سطح Share-Level می توان برای ایجاد بانک های اطلاعاتی ایمن استفاده کرد.

در مدل دوم یعنی امنیت در سطح کاربران، دسترسی کاربران به منابع به اشتراک گذاشته شده با دادن اسم رمز به کاربران تامین می شود. در این مدل کاربران در هنگام اتصال به شبکه باید اسم رمز و کلمه عبور را وارد نمایند. در اینجا سرور مسئول تعیین اعتبار اسم رمز و کلمه عبور است. سرور در هنگام دریافت درخواست کاربر برای دسترسی به منبع به اشتراک گذاشته شده، به بانک اطلاعاتی خود مراجعه کرده و درخواست کاربر را رد یا قبول می کند.

تفاوت این دو مدل در آن است که در مدل امنیت در سطح Share-Level، اسم رمز به منبع نسبت داده شده و در مدل دوم اسم رمز و کلمه عبور به کاربر نسبت داده می شود. بدیهی است که مدل امنیت در سطح کاربر بسیار مستحکم تر از مدل امنیت در سطح اشتراک است. بسیاری از کاربران به راحتی می توانند اسم رمز یک منبع را به دیگران بگویند. اما اسم رمز و کلمه عبور شخصی را نمی توان به سادگی به شخص دیگری منتقل کرد.

 

OSI (هفت لایه شبکه)

هر فعالیتی در شبکه مستلزم ارتباط بین نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر و اجزای دیگر شبکه است. انتقال اطلاعات بین کامپیوترهای مختلف در شبکه وابسته به انتقال اطلاعات بین بخش های نرم افزاری و سخت افزاری درون هر یک از کامپیوتر هاست. هر یک از فرایند های انتقال اطلاعات را می توان به بخش های کوچک تری تقسیم کرد. هر یک از این فعالیت های کوچک را سیستم عامل براساس دسته ای از قوانین مشخص انجام می دهد. این قوانین را پروتکل می نامند. پروتکل ها تعیین کننده روش کار در ارتباط بین بخش های نرم افزاری و سخت افزاری شبکه هستند. بخش های نرم افزاری و سخت افزاری تولیدکنندگان مختلف دارای مجموعه پروتکل های متفاوتی می باشند. برای استاندارد سازی پروتکل های ارتباطی، سازمان استاندارد های بین المللی (ISO) در سال 1984 اقدام به تعیین مدل مرجع OSI یا Open Systems Interconnection نمود. مدل مرجع OSI ارائه دهنده چارچوب طراحی محیط های شبکه ای است. در این مدل، جزئیات بخش های نرم افزاری و سخت افزاری برای ایجاد سهولت انتقال اطلاعات مطرح شده است و در آن کلیه فعالیت های شبکه ای در هفت لایه مدل سازی می شود. هنگام بررسی فرآیند انتقال اطلاعات بین دو کامپیوتر، مدل هفت لایه ای OSI روی هر یک از کامپیوتر ها پیاده سازی می گردد. در تحلیل این فرآیند ها می توان عملیات انتقال اطلاعات را بین لایه های متناظر مدل OSI واقع در کامپیوتر های مبدا و مقصد در نظر گرفت. این تجسم از انتقال اطلاعات را انتقال مجازی (Virtual) می نامند. اما انتقال واقعی اطلاعات بین لایه های مجاور مدل OSI واقع در یک کامپیوتر انجام می شود. در کامپیوتر مبدا اطلاعات از لایه فوقانی به طرف لایه تحتانی مدل OSI حرکت کرده و از آنجا به لایه زیرین مدل OSI واقع در کامپیوتر مقصد ارسال می شوند. در کامپیوتر مقصد اطلاعات از لایه های زیرین به طرف بالاترین لایه مدل OSI حرکت می کنند. عمل انتقال اطلاعات از یک لایه به لایه دیگر در مدل OSI از طریق واسطه ها یا Interface ها انجام می شود. این واسطه ها تعیین کننده سرویس هایی هستند که هر لایه مدل OSI می تواند برای لایه مجاور فراهم آورد.

بالاترین لایه مدل OSI یا لایه هفت، لایه کاربرد (Application) است. این لایه تامین کننده سرویس های پشتیبانی برنامه های کاربردی نظیر انتقال فایل، دسترسی به بانک اطلاعاتی و پست الکترونیکی است.

لایه شش، لایه نمایش(Presentation) است. این لایه تعیین کننده فرمت یا قالب انتقال داده ها بین کامپیوتر های واقع در شبکه است. این لایه در کامپیوتر مبدا داده هایی که باید انتقال داده شوند را به یک قالب میانی تبدیل می کند. این لایه در کامپیوتر مقصد اطلاعات را از قالب میانی به قالب اولیه تبدیل می کند.

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

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

لایه سوم در مدل OSI، مسئول آدرس یا نشانی گذاری پیام ها و تبدیل نشانی های منطقی به آدرس های فیزیکی است. این لایه همچنین مسئول 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 مسئول دریافت بدون خطای این فریم ها است.

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

 

Wireless چيست؟

Wireless به تکنولوژی ارتباطی اطلاق می شود که در آن از امواج راديويی، مادون قرمز و مايکروويو، به جای سيم و کابل، برای انتقال سيگنال بين دو دستگاه استفاده می شود. از ميان اين دستگاه ها می توان پيغامگيرها، تلفن های همراه، کامپيوتر های قابل حمل، شبکه های کامپيوتری، دستگاه های مکان ياب، سيستم های ماهواره ای و PDA ها را نام برد. تکنولوژی Wireless به سرعت در حال پيشرفت است و نقش کليدی را در زندگی ما در سرتاسر دنيا ايفا می کند.

 

 

 

فوايد تکنولوژی Wireless

تکنولوژی Wireless به کاربر امکان استفاده از دستگاه های متفاوت ، بدون نياز به سيم يا کابل، در حال حرکت را می دهد. شما می توانيد صندوق پست الکترونيکی خود را بررسی کنيد، بازار بورس را زير نظر بگيريد، اجناس مورد نياز را خريداری کنيد و يا حتی برنامه تلويزيون مورد علاقه خود را تماشا کنيد. بسياری از زمينه های کاری از جمله مراقبت های پزشکی، اجرا قوانين و سرويس های خدماتی  دارند، احتياج به تجهيزات  wireless دارند. تجهيزات Wireless  به شما کمک می کند تا تمام اطلاعات را به راحتی برای مشتری خود به نمايش در بياوريد. از طرفی می توانيد تمامی کارهای خود را در حال حرکت به سادگی به روز رسانی کنيد و آن را به اطلاع همکاران خود برسانيد. تکنولوژی Wireless  در حال گسترش است تا بتواند ضمن کاهش هزينه ها، به شما امکان کار در هنگام حرکت را نيز بدهد. در مقايسه با شبکه های سيمی، هزينه نگهداری شبکه های  wireless کمتر می باشد. شما می توانيد از شبکه های wireless برای انتقال اطلاعات از روی درياها، کوهها و ... استفاده کنيد و اين در حالی است که برای انجام کار مشابه توسط شبکه های سيمی، کاری مشکل در پيش خواهيد داشت.

 

سيستم های Wireless

  سيستم هایWireless  می توانند به سه دسته اصلی تقسيم شوند :

  سيستمWireless ثابت : از امواج راديويی استفاده می کند و خط ديد مستقيم برای برقراری ارتباط لازم دارد. بر خلاف تلفن های همراه و يا ديگر دستگاههایWireless، اين سيستم ها از آنتن های ثابت استفاده می کنند و به طور کلی می توانند جانشين مناسبی برای شبکه های کابلی باشند و می توانند برای ارتباطات پرسرعت اينترنت و يا تلويزيون مورد استفاده قرار گيرند.امواج راديويی وجود دارند که می توانند اطلاعات بيشتری را انتقال دهند و در نتيجه از هزينه ها می کاهند.

سيستم  Wireless  قابل حمل : دستگاهی است که معمولا خارج از خانه، دفتر کار و يا در وسايل نقليه مورد استفاده قرار می گيرند.نمونه های اين سيستم عبارتند از : تلفن های همراه، نوت بوکها، دستگاه های  پيغام گير و PDA  ها.اين سيتم از مايکروويو و امواج راديويی جهت انتقال اطلاعات استفاده می کند.

 سيستم Wireless  مادون قرمز : اين سيستم از امواج مادون قرمز جهت انتقال سيگنالهايی محدود بهره می برد.اين سيستم معمولا در دستگاه های کنترل از راه دور، تشخيص دهنده های حرکت، و دستگاه های بي سيم کامپيوترهای شخصی استفاده می شود.با پيشرفت حاصل در سالهای اخير، اين سيستم ها امکان اتصال کامپيوتر های نوت بوک و کامپيوتر های معمول به هم را نيز می دهند و شما به راحتی می توانيد توسط اين نوع از سيستم های Wireless ، شبکه های داخلی راه اندازی کنيد.

 

آينده  Wireless

نسل سوم شبکه ها  ،نسل آينده شبکه هایG،۳ Wireless نامگذاری شده است. سيستم های G۳  کمک می کنند تا صدا و تصوير داده را با کيفيت مناسب و به سرعت انتقال دهيم.پيش بينی IDC برای کاربردی شدن G۳ سال ۲۰۰۴ می باشد و تا آن موقع در حدود  ۲۹ ميليون کاربرm-commerce) mobile commerce )در آمريکا وجود خواهند داشت. از طرفی  IBM  معتقد است که بازارکلی تجهيزات  Wireless در سال ۲۰۰۴ به رقمی بالغ بر ۸۳  بیلیون دلار خواهد رسید.

 

شبكه هاي بي سيم Wireless Networking

به تكنولوژي ارتباطي اطلا‌ق مي‌شود كه در آن از امواج راديويي، مادون قرمز و مايكروويو به جاي كابل براي انتقال اطلاعات بين دو دستگاه فرستنده و گیرنده استفاده مي‌شود. در ساختار اغلب شبکه های بی سیم از يك دستگاه فرستنده و گيرنده مركزي بنام  Access Point = AP  استفاده مي‌شود. AP با آنتني كه به آن متصل است، مي‌تواند در محل مرتفع و يا هر مكاني كه امكان ارتباط بهتر را فراهم مي‌كند، نصب شود .

فوايد تكنولوژي Wireless

تكنولوژي Wireless به كاربر امكان استفاده ‌از دستگاه‌هاي متفاوت، بدون نياز به سيم يا كابل و در حال ‌حركت را مي‌دهد. شما مي توانيد صندوق پست الكترونيكي، وب سایت مورد نظر خود و ... را مشاهده نمایید.

 

انواع شبكه هاي بي سيم

· Wireless Local Area Networks = WLAN 

اين نوع شبكه براي كاربران محلي از جمله محيطهاي دانشگاهي يا آزمايشگاهها كه نياز به استفاده از اينترنت دارند مفيد مي باشد. در اين حالت بایستی از Access Point استفاده نمود. در این حالت مي توان با استفاده از آنتن هاي مناسب مسافت ارتباطي كاربران را به شرط عدم وجود مانع تا حدي طولاني تر نمود.

 · Wireless Personal Area Networks = WPANS

دو تكنولوژي مورد استفاده براي اين شبكه ها عبارت از: Infra Red و Bluetooth  كه مجوز ارتباط در محيطي حدود 90 متر را مي دهد البته در IR نياز به ارتباط با دید کاملا مستقيم بوده و محدوديت مسافت وجود دارد.

· Wireless Metropolitan Area Networks = WMANS

توسط اين تكنولوژي ارتباط بين چندين شبكه يا ساختمان در يك شهر برقرار مي شود و براي Backup آن مي توان از خطوط اجاره اي و فيبر نوري استفاده نمود.

 · Wireless Wide Area Networks = WWANS

براي شبكه هائي با فواصل زياد همچون بين شهرها يا كشورها بكار مي رود اين ارتباط از طريق ماهواره ها صورت مي پذيرد.

 

 

 شبكه هاي بي سيم

نياز روز افزون به پويايي كارها ، استفاده از تجهيزاتي مانند تلفن همراه ، پيجرها و ... بواسطه وجود شبكه هاي بي سيم امكان پذير شده است.

اگر كاربر يا شركت يا برنامه كاربردي خواهان آن باشد كه داده و اطلاعات مورد نياز خود را به صورت متحرك در هر لحظه در اختيار داشته باشند شبكه هاي بي سيم جواب مناسبي براي آنها ست.

اين مقاله دربخش‌هاي مختلفي ارائه ميشود، در بخش حاضر فقط به بيان كلياتي در رابطه با شبكه‌هاي بي‌سيم و كابلي پرداخته شده، در بخش‌هاي بعدي به جزئيات بيشتري در رابطه با شبكه‌هاي بي‌سيم خواهيم پرداخت.

 

تشريح مقدماتي شبكه هاي بي سيم و كابلي

شبكه هاي محلي (LAN ) براي خانه و محيط كار مي توانند به دو صورت كابلي (Wired ) يا بي سيم (Wireless ) طراحي گردند. درابتدا اين شبكه ها به روش كابلي با استفاده از تكنولوژي Ethernet طراحي مي شدند اما اكنون با روند رو به افزايش استفاده از شبكه هاي بي سيم با تكنولوژي Wi-Fi مواجه هستيم .

در شبكه هاي كابلي (كه در حال حاضر بيشتر با توپولوژي ستاره اي بكار مي روند ) بايستي از محل هر ايستگاه كاري تا دستگاه توزيع كننده (هاب يا سوئيچ ) به صورت مستقل كابل كشي صورت پذيرد(طول كابل ازنوع CAT5 نبايستي 100 متر بيشتر باشد در غير اينصورت از فيبر نوري استفاده ميگردد) كه تجهيزات بكار رفته از دونوع غير فعال (Passive ) مانند كابل ، پريز، داكت ، پچ پنل و........... و فعال (Active ) مانند هاب ،سوئيچ ،روتر ، كارت شبكه و........... هستند .

موسسه مهندسي IEEE استانداردهاي 802.3u را براي Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را براي Gigabit Ethernet ( مربوط به كابلهاي الكتريكي و نوري ) در نظر گرفته است.

شبكه هاي بي سيم نيز شامل دستگاه مركزي (Access Point ) مي باشد كه هر ايستگاه كاري مي تواند حداكثر تا فاصله 30 متر ي آن (بدون مانع ) قرار گيرد.

شبكه هاي بي سيم (Wlan ) يكي از سه استاندارد ارتباطي Wi-Fi زير را بكار مي برند:

802.11b كه اولين استانداردي است كه به صورت گسترده بكار رفته است .

802.11a سريعتر اما گرانتر از 802.11b مي باشد.

802.11g جديدترين استاندارد كه شامل هر دو استاندارد قبلي بوده و از همه گرانتر ميباشد.

هر دونوع شبكه هاي كابلي و بي سيم ادعاي برتري بر ديگري را دارند اما انتخاب صحيح با در نظر گرفتن قابليتهاي آنها ميسر مي باشد.

عوامل مقايسه

در مقايسه شبكه هاي بي سيم و كابلي مي تواند قابليتهاي زير مورد بررسي قرار گيرد:

نصب و راه اندازي

هزينه

قابليت اطمينان

كارائي

امنيت

نصب و راه اندازي

در شبكه هاي كابلي بدليل آنكه به هر يك از ايستگاههاي كاري بايستي از محل سويئچ مربوطه كابل كشيده شود با مسائلي همچون سوارخكاري ، داكت كشي ، نصب پريز و......... مواجه هستيم در ضمن اگر محل فيزيكي ايستگاه مورد نظر تغيير يابد بايستي كه كابل كشي مجدد و .......صورت پذيرد

شبكه هاي بي سيم از امواج استفاده نموده و قابليت تحرك بالائي را دارا هستند بنابراين تغييرات در محل فيزيكي ايستگاههاي كاري به راحتي امكان پذير مي باشد براي راه اندازي آن كافيست كه از روشهاي زير بهره برد:

Ad hoc كه ارتباط مستقيم يا همتا به همتا (peer to peer ) تجهيزات را با يكديگر ميسر مي سازد.

Infrastructure كه باعث ارتباط تمامي تجهيزات با دستگاه مركزي مي شود.

بنابراين ميتوان دريافت كه نصب و را ه اندازي شبكه هاي كابلي يا تغييرات در آن بسيار مشكل تر نسبت به مورد مشابه يعني شبكه هاي بي سيم است .

 

هزينه

تجهيزاتي همچون هاب ، سوئيچ يا كابل شبكه نسبت به مورد هاي مشابه در شبكه هاي بي سيم ارزانتر مي باشد اما درنظر گرفتن هزينه هاي نصب و تغييرات احتمالي محيطي نيز قابل توجه است .

قابل به ذكر است كه با رشد روز افزون شبكه هاي بي سيم ، قيمت آن نيز در حال كاهش است .

 

قابليت اطمينان

تجهيزات كابلي بسيار قابل اعتماد ميباشند كه دليل سرمايه گذاري سازندگان از حدود بيست سال گذشته نيز همين مي باشد فقط بايستي در موقع نصب و يا جابجائي ، اتصالات با دقت كنترل شوند.

تجهيزات بي سيم همچون Broadband Router ها مشكلاتي مانند قطع شدن‌هاي پياپي، تداخل امواج الكترومغناظيس، تداخل با شبكه‌هاي بي‌سيم مجاور و ... را داشته اند كه روند رو به تكامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابليت اطمينان نيز داشته است .

 

كارائي

شبكه هاي كابلي داراي بالاترين كارائي هستند در ابتدا پهناي باند 10 Mbps سپس به پهناي باندهاي بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزايش يافتند حتي در حال حاضر سوئيچهائي با پهناي باند 1Gbps نيز ارائه شده است .

شبكه هاي بي سيم با استاندارد 802.11b حداكثر پهناي باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهناي باند 54 Mbps را پشتيباني مي كنند حتي در تكنولوژيهاي جديد اين روند با قيمتي نسبتا بالاتر به 108Mbps نيز افزايش داده شده است علاوه بر اين كارائي Wi-Fi نسبت به فاصله حساس مي باشد يعني حداكثر كارائي با افزايش فاصله نسبت به َAccess Point پايين خواهد آمد. اين پهناي باند براي به اشتراك گذاشتن اينترنت يا فايلها كافي بوده اما براي برنامه هائي كه نياز به رد و بدل اطلاعات زياد بين سرور و ايستگاهاي كاري (Client to Server ) دارند كافي نيست .

 

امنيت

بدليل اينكه در شبكه هاي كابلي كه به اينترنت هم متصل هستند، وجود ديواره آتش از الزامات است و تجهيزاتي مانند هاب يا سوئيچ به تنهايي قادر به انجام وظايف ديواره آتش نميباشند، بايستي در چنين شبكه هايي ديواره آتش مجزايي نصب شود.

تجهيزات شبكه هاي بي سيم مانند Broadband Routerها ديواره آتش بصورت نرم افزاري وجود داشته و تنها بايستي تنظيمات لازم صورت پذيرد. از سوي ديگر به دليل اينكه در شبكه‌هاي بي‌سيم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده مي شود، بدون پياده سازي تكنيك‌هاي خاصي مانند رمزنگاري، امنيت اطلاعات بطور كامل تامين نمي گردد استفاده از رمزنگاري WEP (Wired Equivalent Privacy ) باعث بالا رفتن امنيت در اين تجهيزات گرديده است .

انتخاب صحيح كدام است ؟

با توجه به بررسي و آناليز مطالبي كه مطالعه كرديد بايستي تصميم گرفت كه در محيطي كه اشتراك اطلاعات وجود دارد و نياز به ارتباط احساس مي شو د كدام يك از شبكه هاي بي سيم و كابلي مناسبتر به نظر مي رسند .

جدول زير خلاصه اي از معيارهاي در نظر گرفته شده در اين مقاله مي باشد . بعنوان مثال اگر هزينه براي شما مهم بوده و نياز به استفاده از حداكثر كارائي را داريد ولي پويائي براي شما مهم نمي باشد بهتر است از شبكه كابلي استفاده كنيد.

بنابراين اگر هنوز در صدد تصميم بين ايجاد يك شبكه كامپيوتري هستيد جدول زير انتخاب را براي شما ساده تر خواهد نمود.

 

انواع شبكه هاي بي سيم

WLANS(Wireless Local Area Networks )

اين نوع شبكه براي كاربران محلي از جمله محيطهاي(Campus) دانشگاهي يا آزمايشگاهها كه نياز به استفاده از اينترنت دارند مفيد مي باشد. در اين حالت اگر تعداد كاربران محدود باشند مي توان بدون استفاده از Access Point اين ارتباط را برقرار نمود .در غير اينصورت استفاده از Access Point ضروري است.مي توان با استفاده از آنتن هاي مناسب مسافت ارتباطي كاربران را به شرط عدم وجود مانع تاحدي طولاني تر نمود.

 

WPANS(Wireless Personal Area Networks )

دو تكنولوژي مورد استفاده براي اين شبكه ها عبارت از :IR (Infra Red ) و Bluetooth (IEEE802.15 ) مي باشد كه مجوز ارتباط در محيطي حدود 90 متر را مي دهد البته در IR نياز به ارتباط مستقيم بوده و محدوديت مسافت وجود دارد .

 

WMANS(Wireless Metropolitan Area Networks )

توسط اين تكنولوژي ارتباط بين چندين شبكه يا ساختمان در يك شهر برقرار مي شود براي Backup آن مي توان از خطوط اجاره اي، فيبر نوري يا كابلهاي مسي استفاده نمود .

 

WWANS(Wireless Wide Area Networks )

براي شبكه هائي با فواصل زياد همچون بين شهرها يا كشورها بكار مي رود اين ارتباط از طريق آنتن ها ي بي سيم يا ماهواره صورت مي پذيرد .

امنيت در شبكه هاي بي سيم

سه روش امنيتي در شبكه هاي بي سيم

عبارتند از :

- WEP(Wired Equivalent Privacy )

در اين روش از شنود كاربرهايي كه در شبكه مجوز ندارند جلوگيري به عمل مي آيد كه مناسب براي شبكه هاي كوچك بوده زيرا نياز به تنظيمات دستي( KEY ) مربوطه در هر Client مي باشد. اساس رمز نگاري WEP بر مبناي الگوريتم RC4 بوسيله RSA مي باشد.

 

- SSID (Service Set Identifier )

شبكه هاي WLAN داراي چندين شبكه محلي مي باشند كه هر كدام آنها داراي يك شناسه (Identifier ) يكتا مي باشند اين شناسه ها در چندين Access Point قرار داده مي شوند . هر كاربر براي دسترسي به شبكه مورد نظر بايستي تنظيمات شناسه SSID مربوطه را انجام دهد .

 

- MAC (Media Access Control )

ليستي از MAC آدرس هاي مورد استفاده در يك شبكه به AP ) Access Point  (مربوطه وارد شده بنابراين تنها كامپيوترهاي داراي اين MAC آدرسها اجازه دسترسي دارند به عبارتي وقتي يك كامپيوتر درخواستي را ارسال مي كند MAC آدرس آن با ليست MAC آدرس مربوطه در AP مقايسه شده و اجازه دسترسي يا عدم دسترسي آن مورد بررسي قرار مي گيرد. اين روش امنيتي مناسب براي شبكه هاي كوچك بوده زيرا در شبكه هاي بزرگ امكان ورود اين آدرسها به AP بسيار مشكل مي باشد.

انواع استاندارد 802.11

اولين بار در سال 1990 بوسيله انستيتيو IEEE معرفي گرديد كه اكنون تكنولوژيهاي متفاوتي از اين استاندارد براي شبكه هاي بي سيم ارائه گرديده است .

802.11

براي روشهاي انتقال FHSS(frequency hopping spared spectrum ) يا DSSS (direct sequence spread spectrum ) با سرعت 1 Mbpsتا 2Mbps در كانال 2.4 GHz قابل استفاده مي باشد.

802.11a

براي روشهاي انتقال OFDM (orthogonal frequency division multiplexing ) با سرعت 54Mbps در كانال 5GHz قابل استفاده است.

802.11b

اين استاندارد با نام WI-Fi يا High Rate 802.11 قابل استفاده در روش DSSS بوده و در شبكه هاي محلي بي سيم نيز كاربرد فراواني دارد همچنين داراي نرخ انتقال 11Mbps مي باشد.

802.11g اين استاندارد براي دستيابي به نرخ انتقال بالاي 20Mbps در شبكه هاي محلي بي سيم و در كانال 2.4GHz كاربرد دارد.

 

Bluetooth

نوع ساده اي از ارتباط شبكه هاي بي سيم است كه حداكثر ارتباط 8 دستگاه را با تكنولوژي Bluetooth پشتيباني مي كند دستگاههايي از قبيل PDA، نوت بوك، تلفن هاي همراه و كامپيوترهاي شخصي از جمله اين موارد هستند مي دهد اگرچه اين تكنولوژي ممكن است در صفحه كليدها، ماوس ها و Headset و Hands-free تلفن هاي همراه نيز ديده شود اين تكنولوژي در سال 1994 توسط شركت اريكسون ايجاد شد در سال 1998 تعداد كوچكي از كمپانيهاي مشهور مانند اريكسون ،نوكيا ، اينتل و توشيبا استفاده شد . بلوتوس در فواصل كوتاهي بين 9 تا 90 متر كار مي كنند اين فاصله پشتيباني به امنيت اين تكنولوژي مي افزايد .چرا كه اگر كسي بخواهد ارتباط شما را شنود كند گر چه به ابزار خاصي نياز ندارد اما بايستي در فاصله نزديكي از شما قرار بگيرد مهمتري ويژگي بلوتوس اين است كه بر خلاف Infrared موانعي مانند ديوار تاثيري بر روي سيگنال آن ندارند از تكنولوژي راديوئي استفاده كرده كه خيلي گران نبوده و مصرف برق خيلي كمي دارد .

مسیریاب

مسیریاب (انگلیسی: Router) دستگاه رایانه‌ای شبکه‌ای (یا یک رایانه) است که بسته‌های داده‌ را بر روی یک شبکه بهم‌پیوسته برای رسیدن به مقصدشان، هدایت می‌کند. به این فرآیند «مسیریابی» گفته می‌شود. مسیریابی در لایهٔ سوم مدل مرجع OSI (لایهٔ شبکه) رخ می‌دهد. مسیریاب جهت اتصال دو یا چند شبکه محلی به هم یا اتصال چندین خط شبکه بزرگ به هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک مسیریاب بیش‌تر یک سیستم عامل تخصصی(مانند IOS از سیسکو یا JUNOS و JUNOSe از Juniper Networks یا XOS از Extreme Networks یا ...)، Flash memory، NVRAM، RAM و یک یا دو پردازشگر را شامل می‌شود.

ساختار

یک مسیریاب شبکه از دو بخش عمده سخت افزار و نرم افزار تشکیل می‌شود. نرم افزار مسیریاب شامل سیستم عامل و رابط کاربری آن است. یک سیستم عامل معروف که شرکت سیسکو در مسیریاب های خود استفاده می‌کند، IOS نام دارد.

 

اجزای زیر را برای یک مسیر یاب مرسوم می‌توان نام برد:

بدنه (شامل کانکتورها و ...)

سخت افزار مسیریابی

رابط های شبکه

سیستم عامل

رابط کاربری

پروتکل ها

IGRP

BGP

OSPF

RIP1

RIP 2

IS-IS

 تولید کنندگان معروف

Juniper Networks

Cisco Systems, Inc.

Lucent Technologies (Alcatel-Lucent)

MRV Communications

مسیریاب بیسیم ( Wireless router ) دستگاه‌ای است که  بسته‌های داده‌ را بر روی یک شبکه بیسیم برای رسیدن به مقصدشان، هدایت می‌کند . این مسیریابی توسط آدرس  آی پی  مقصد و الگوریتم طراحی شده در نرم افزار مسیریاب انجام می شود .

این دستگاه توانایی دسترسی به اینترنت بصورت بیسیم را با انتشار امواج رادیوئی با سرعت بالا در یک شبکه فراهم میسازد یک مسیریاب بیسیم با استانداد IEEE 802.11 کار می کند. (این استاندارد مربوط به شبکه های بیسیم میباشد که در پست های بعدی بیشتر آشنا می شویم )

مسیریاب جهت اتصال دو یا چند شبکه محلی به هم یا اتصال چندین خط شبکه بزرگ به هم مورد استفاده قرار می گیرند.

مسیریاب بیسیم یک سیستم عامل تخصصی "اساسی‌ترین برنامه سیستمی است که مدیریت کلیه منابع سیستم را به عهده گرفته و بستری را فراهم می سازد که برنامه‌های کاربردی می‌توانند بر روی آن اجرا شوند" و یک یا دو پردازشگر را شامل می‌شود

مسیریاب شبکه از دو بخش عمده سخت افزار و نرم افزار تشکیل می شود. نرم افزار مسیریاب شامل سیستم عامل و رابط کاربری آن است. سیستم عامل معروفی که شرکت سیسکو " شرکت سیسکو از جمله بزرگترین شرکتهای طراحی و راه اندازی تجهیزات سخت افزاری شبکه است " در مسیریاب های خود استفاده می کند ( Internetwork Operating System ) نام دارد .IOS این دستگاه علاوه براینکه همانند مسیریاب در شبکه عمل می کند نقش نقطه دستیابى بیسیم را در شبکه وایرلس نیز ایفا می کند . همچنین مسیریاب بی سیم برای کار با سایر دستگاه ها بصورت حالت نقطه - نقطه طراحی شده است که البته بیشتر به حالت یک به چند point to multipoint mode مورد استفاده قرار می گیرد. دستگاه های وایرلسی که با مسیریاب های بیسیم در ارتباطند بایستی دارای حوزه های شبکه ای مشترک باشند و همچنین بر روی یک کانال از فرکانسی خاص کار کنند. یک مسیریاب بیسیم کمک می کند تا ارتباط دریافتی از اینترنت بین یک یا چندین دستگاه در حوزه ی خود با تقویت سیگنال به اشتراک گذارده شود. هدایت اطلاعات در شبکه توسط ابزاری به نام مسیر یاب یا راه یاب (router) انجام می شود.

اینترنت را می توان بزرگترین دستاورد قرن بیستم و بزرگترین شبکه کامپیوتری جهان دانست. هر روز با اینترنت ایمیل خود را چک می کنید، اخبار را مطالعه می کنید [چطور زیرساخت های اینترنت کار می کنند؟]و همراه میلیون ها استفاده کننده دیگر به انتقال و تبادل اطلاعات می پردازید. تمام اطلاعات روی اینترنت مسیر مشخصی را طی می کنند تا به کامپیوترتان برسند. همانطور که برای رفتن به محل مشخصی قبل از حرکت آدرس و مسیر خود را باید بدانید، بسته های دیتا نیز برای رسیدن به هر کامپیوتر یا شبکه ای نیاز به آدرس دقیق دارند. فقط اینترنت نیست که این خصوصیت را دارد، تمام شبکه ها نیز نیاز به مسیر یابی بسته های دیتا دارند. هدایت اطلاعات به کامپیوتر شما و یا از کامپیوتر شما در شبکه توسط ابزاری به نام مسیر یاب (router) انجام می شود. بیایید با یک مثال ساده به کار یک مسیریاب [راهیاب] نگاه کنیم. در یک نشریه مفروض 10 کارمند وجود دارد. 5 نفر در قسمت سیاسی، 2 نفر در بخش اجتماعی و 3 نفر در بخش آگهی و تبلیغات. فرض کنید یک نفر از بخش آگهی یک فایل گرافیکی سنگین را برای همکار دیگر خود می فرستد. وقتی یک بسته دیتا روی شبکه اترنت فرستاده می شود تمام کامپیوترهای موجود در شبکه لایه خارجی این بسته را بررسی می کنند تا در صورت مطابقت آدرس آن را دریافت کنند. حال اگر در بدترین حالت بسته فرستاده شده به آخرین کامپیوتری که آن را بررسی می کند تعلق داشته باشد تمام کار شبکه تا رسیدن بسته قطع می شود. با بزرگتر شدن شبکه و اضافه شدن تعداد بیشتری کامپیوتر (هسته) زمان زیادی صرف این پروسه می شود. با استفاده از مسیر یاب می توان به حل این مشکل با دو قسمت کردن شبکه کمک کرد.

مسیریاب می تواند شبکه را در دو قسمت آگهی و خبر فرض کند. حال اگر بسته ای از بخش آگهی برای فردی در همین بخش فرستاده شود مسیر یاب بسته را بررسی و روی همان قسمت نگه می دارد و از انتقال آن به بخش خبر و مسدود کردن شبکه آن جلوگیری می کند. به همین طریق اگر از بخش خبر بسته ای برای بخش آگهی فرستاده شود بسته فقط مسیر شبکه آگهی را طی می کند و داخل شبکه خبر نمی شود.صفحه پیکر بندی configuration table یک ابزار است که مسیریاب برای آدرس دهی به بسته ها و کنترل ترافیک شبکه از آن استفاده می کند.دستورات این پیکربندی مشتمل است بر:اطلاعات و آدرس کامپیوترها در شبکه (و در این مورد همان بخش های خبر و آگهی). اولویت دادن به حرکت اطلاعات در هر کدام از شبکه ها؛ حتی در صورت ارسال همزمان. تنظیمات مربوط به کنترل ترافیک وقتی شبکه گسترش می یابد و چند شبکه دیگر اضافه می شود؛ مسیریاب می تواند نقش ترجمه دستورها با پروتکل های مختلف را نیز انجام دهد.

اینترنت هم مانند تمام شبکه های دیگر کار می کند. با این تفاوت که شامل میلیاردها جزء مختلف است. قطعا کار مسیریاب در اینترنت پررنگتر می باشد.اطلاعات در اینترنت تحت سیستمی به نام packet switching system جابجا می شود. در این سیستم؛ فایل ها به بسته های کوچکی [پکت] به اندازه 1500 بایت شکسته می شوند و هرکدام برچسبی شامل آدرس فرستنده و گیرنده و محل بسته در فایل اصلی و همچنین طریقه اطمینان حاصل کردن از سلامت بسته را دریافت می کنند.سپس هرکدام از بسته ها بهترین مسیر رسیدن به مقصد را طی می کند و و در آستانه رسیدن به مقصد به هم می پیوندند و فایل ارسال شده را دوباره از پکت های منفرد به حالت اولیه برمی گردانند.مسیریاب های اینترنت همواره با هم در ارتباطند و توسط پیش فرض های خود؛ دیتا را از کم ترافیکترین مسیرها به مقصد هدایت می کنند. با این روش؛ ترافیک اینترنت کاهش یافته و بسته ها و در نهایت فایل از سریع ترین مسیر به مقصد می رسند.مسیریاب تنها یکی از دستگاه های مدیریت شبکه است.اگر چه هاب و سوئیچ هم ابزارهایی هستند که مدیریت شبکه را بر عهده دارند؛ ولی تنها مسیریاب است که مشخص می کند هر بسته به کجا باید برود. برای انجام این کار مسیریاب ها باید اول آدرس تمام اجزای شبکه و سپس ساختار شبکه را داشته باشند.وقتی نامه ای را پست می کنید کشور، استان، شهر، خیابان، کوچه، پلاک و کد پستی گیرنده را روی پاکت می نویسید. ولی شاید بدون کد پستی و حتی بدون آدرس پستی دقیق و با کشیدن کروکی مقصد بتوانید خودتان نامه را به دست گیرنده برسانید، چون تعریف کلی از آدرس دارید.ولی پستچی به آدرس دقیق پستی نیاز دارد. تمام این آدرس ها و مشخصات به تعریف کلی که شما از مقصد دارید بازمی گردد.به بیان روشن تر با گفتن نام محل مورد نظر؛ مثلا منزل دوست شما؛ یا با گفتن آدرس پستی و یا حتی طول و عرض جغرافیایی، محل مورد نظر در ذهن شما تداعی می شود. در شبکه ها نیز آدرس ها به دو صورت بیان می شوند. یکی آدرس فیزیکی (physical address) و یکی آدرس منطقی (logical address).آدرس منطقی همانند نشانی پستی، کد پستی و کروکی مشخصات متفاوتی هستند که همگی شما را به محلی که از آن تعریف مشخصی دارید راهنمایی می کند.ولی آدرس فیزیکی همان داشتن یک برداشت کلی از آدرس است. به همین دلیل آدرسی که مسیریاب ها می شناسند، نشانی منطقی اجزای شبکه است. پستچی نیز بدون آدرس پستی و با گفتن اینکه می خواهید نامه به دست فلان دوستتان برسد؛ نمی تواند نامه شما را به مقصد ببرد. در کامپیوترها آدرس فیزیکی یک رمز است که به آن مک ادرس/ mac گفته می شود و به کارت شبکه شما داده شده و در لپ تاپ شما هم ثبت شده است.این کد از دو قسمت سه بایتی تشکیل شده است. سه بایت اول مشخصات کارخانه سازنده و باقی سریال کارت شبکه شماست که در حافظه کارت ضبط شده اند. این کد یکتاست. به این معنی که هیچ دو کارت شبکه ای در جهان با آدرس mac یکسان وجود ندارد. مسیریاب به این آدرس دسترسی ندارد و شما را با آدرسی که توسط شبکه به کامپیوترتان داده شده و به آن آدرس ip گفته می شود، می شناسد.

 نمونه ای از آدرس ip:

227.78.86.288

نمونه ای از آدرس mac:

44-45-53-54-12-34مسیریاب وظایف دیگری نیز دارد. هر شبکه ای با نوع خاصی از پروتکل کار می کند. نوع آدرس دهی به اعضای شبکه، طریقه تجزیه فایل ها به بسته ها و اندازه این پکت ها، چگونگی اطمینان حاصل کردن از رسیدن بسته به مقصد و کنترل ترافیک شبکه پروتکل نام دارد. مسیریاب ها پایه ای ترین پروتکل ها را در پیش فرض خود دارند. بعضی از مسیر یاب ها در صفحه پیکربندی خود نوعی دستور دارند که به یک استفاده کننده مشخص، اجازه فرستادن درخواست های مکرر برای دسترسی به حجم زیادی از اطلاعات را نمی دهد.با این کار از کندشدن سرورها برای مدت طولانی و ایجاد ترافیک در شبکه جلوگیری می شود. در سال 2000 حمله هایی به چند سایت معروف مانند yahoo و msn توسط هکرها انجام شد. حمله کننده ها از این پیش فرض مسیریاب ها اطلاع داشتند. آنها برنامه ای را روی تعدادی کامپیوتر ارسال کردند که کار اصلی حمله را بر عهده داشتند.این برنامه ها به هر کدام از بسته های دیتا که از کامپیوتر به سمت مسیر یاب و سرور می رفت آدرس ip مستقلی می دادند. هر بار که این برنامه ها به طور همزمان اجرا می شد؛ سرورها برای ساعت ها مشغول پاسخگویی به حجم زیادی از درخواست ها می شدند که بسیار بیشتر از ظرفیت شان بود و به این ترتیب حمله موسوم به denial of service به سرورهای این سایت ها انجام می شد.در حال حاضر مسیر یاب های جدیدی که در شبکه های مهم به کار گرفته می شوند دارای دستورات پیشرفته ای هستند که از ضعف های گذشته برخوردار نیستند.

 

مجازی ‌سازی ‌(‌Virtualization)

ه‌طور خلاصه، مجازی ‌سازی ‌(‌virtualization) یعنی استفاده از یك نرم افزار خاص برای جداسازی منابع فیزیكی یك كامپیوتر در قالب كامپیوترهای مجازی. لایه جداسازی امكان می‌دهد كه روی هر كامپیوتر فیزیكی چند VM‌ داشته باشیم. هریك از ‌VMها می‌توانند دارای سیستم‌ عامل خود باشند و آن را اجرا كنند. اگر راه‌اندازی ‌VM در لایه جداسازی به‌ درستی صورت گیرد، سیستم‌ عاملی كه روی‌ ‌VM اجرا می‌شود، درست مثل این‌كه روی خود سخت افزار نصب شده باشد، كار می‌كند. سیستم‌ عامل میزبان ‌(‌host)، اولین سیستم‌ عامل است و مستقیما روی سخت‌افزار فیزیكی نصب می‌شود. مجازی ‌سازی به وسیله نرم‌افزاری كه روی این سیستم‌ عامل نصب می‌شود و كار می‌كند، انجام می‌گیرد. سیسستم‌عامل‌های میهمان ‌(‌guest)، تحت نرم‌افزار مجازی ‌سازی و روی ‌VMهایاختصاصی خودشان اجرا می‌شوند.



سیستم‌ عامل‌های میهمان از طریق لایه مجازی ‌سازی به‌منابع ماشین فیزیكی (كامپیوتر اصلی) دسترسی دارند. ‌
بخش كلیدی در ساختن لایه جداسازی، معمولا ‌ناظر ماشین‌مجازی یا ‌Virtual Machine Monitor‌) VMM) و گاهی هم ‌Hypervisor خوانده می‌شود. این قسمت از نرم‌افزار مسئول به‌اشتراك گذاشتن منابع فیزیكی كامپیوتر بین ‌VMهایی است كه روی آن اجرا می‌شوند. نوشتن برنامه‌ ‌VMM كار ساده ای نیست. چون این برنامه باید طوری به‌سیستم‌ عامل میهمان وانمود كند كه انگار كنترل سخت افزار واقعی سیستم را در دست دارد. برای انجام این كار،‌VMM در سطح پردازنده، یعنی حلقه صفر، كار می‌كند.

سیستم‌ عامل میهمان یك سطح بالاتر و در حلقه یك اجرا می‌شود. اكثر سیستم‌ عامل‌ها برنامه‌های كاربردی را در حلقه سه اجرا می‌كنند. در این سطح حفاظتی، برنامه‌های كاربردی مجوزهای محدودی دارند و نمی‌توانند كارهایی را انجام دهند كه به ‌از كارافتادن سیستم‌ عامل یا خطرات امنیتی منجر می‌شوند. اجرا‌كردن ‌‌OS در حلقه یك باعث می‌شود ‌VMM عملیات مختلفی را كه سیستم‌ عامل می‌خواهد انجام دهد (مثلا دسترسی به‌حافظه)، تشخیص دهد وخودش آن‌ها را انجام دهد. ‌

بخش مهم دیگر در ساختن VM، جداسازی لایه سخت‌افزار است. نرم‌افزار ‌VM باید برای ‌‌OS میهمان، دستگاه‌ها و سخت‌افزارهای مختلف، نظیر چیپ ست IDE، كارت شبكه و كارت اسكازی را به‌طور مجازی شبیه‌سازی كند. هر یك از نرم‌افزارهای ‌VM،‌ سخت‌افزارهای خاصی را شبیه‌سازی می‌كنند. بعد، دستورات و داده‌هایی كه سیستم‌ عامل میهمان به‌این دستگاه مجازی ارسال ‌می‌‌كند، از طریق نرم‌افزار ‌‌VM برای سخت‌افزار فیزیكی موجود ترجمه و فرستاده می‌شود.
با استفاده از این دستگاه‌های سخت‌افزار مجازی، این امكان به وجود می‌آید كه سیستم‌ عامل میهمان را روی كامپیوتری با سخت‌افزار كاملا متفاوت كپی كنیم و بدون مشكل به‌كار خود ادامه دهیم. ‌VMM مسئول فرستادن داده‌ها و دستورات از دستگاه مجازی به‌دستگاه فیزیكی است. برای مثال، محصولات ‌VM مایكروسافت، كارت شبكه‌ ‌‌Intel 21141 و محصولات VMware‌ هم كارت ‌‌AMD PCnet را شبیه‌سازی می‌كنند.‌

در واقع امکان مقایسه مستقیم راهکارهای مجازی سازی با یکدیگر وجود ندارد چون راهکارهای مختلف از نظر راهبردی و اهداف با یکدیگر تفاوت‌های اساسی دارند. در این بحث، ما به بررسی VMWare ESX/ESXi و برخی راهکارهای مجازی سازی دیگر موجود، میپردازیم.
برای مقایسه دقیق بین vSphere و دیگر راهکارهای مجازی سازی، آن‌ها باید همگی راهکارهای مجازی سازی Bare-Metal باشند. یعنی مستقیماً روی سخت‌افزار کار کنند. در این مورد میتوان از Microsoft Hyper-V و Citrix XenServer نام برد. این بحث محصولاتی مانند VMWare Server یا Microsoft Virtual Server را شامل نمی شود چرا که هردوی اینها از محصولات مجازی سازی نوع دوم یا Hosted می باشند. حتی در بین هایپروایزرها (راهکارهای مجازی سازی) نوع ۱ نیز تفاوت های معماری وجود دارد که مقایسه مستقیم را مشکل می‌کند.

برای مثال، Microsoft Hyper-V و Citrix XenServer هردو تمام ورودی و خروجی های ماشین مجازی را از طریق پارتیشن والد یا dom0 هدایت می کنند. بدین ترتیب پشتیبانی سخت افزاری بهتری ایجاد میشود. در مورد Hyper-V اگر ویندوز سرور ۲۰۰۸ (سیستم عامل همه منظوره در پارتیشن والد) از سخت افزاری پشتیبانی کند، Hyper-V نیز از آن پشتیبانی می‌کند. Hyper-V با پشتوانه داریورهای سخت افزاری ویندوز و پشته ورودی/خروجی آن کار میکند. همین مورد را در XenServer نیز داریم که روی لینوکس موجود در dom0 کار میکند.

VMWare ESX/ESXi از طرفی، ورودی/خروجی را درون خود هایپروایزر مدیریت می‌کند. بدین ترتیب سرعت بیشتر و سربار کمتری ایجاد می‌شود ولی هزینه آن سخت‌افزار بسیار محدود است. برای اینکه پشتیبانی سخت افزاری بیشتر یا درایورهای بروزتر اضافه شود، هایپروایزر باید بروز شود چون پشته ورودی/خروجی و درایورها درون هایپروایزر قرار دارند.

این تفاوت معماری از اساس کار است. این اختلاف معماری در هیچ جایی بیشتر از ESXi نمایش داده نشده است که با کمترین ردپا، راهکاری کامل ارائه می‌کند. Citrix XenServer و Microsoft Hyper-V هردو نیاز به نصب کامل سیستم عامل همه منظوره (ویندوز سرور ۲۰۰۸ برای هایپر-وی، لینوکس برای زن سرور) در پارتیشن والد/dom0 برای کار دارند.

در نهایت، هریک از محصولات مجازی سازی دارای مزایا و معایب خاص خود است و سازمان های بزرگ شاید مجبور به استفاده ازچند محصول باشند. برای مثال، VMWare vSphere ممکن است برای یک دیتاسنتر بزرگ مناسب باشد و در عین حال Hyper-V یا XenServer جهت آزمایش، پیاده سازی یا راه اندازی شعبه ای دیگر قابل قبول باشند. سازمان هایی که نیاز به قابلیت های پیشرفته VMWare vSphere مانند VMWare DRS، VMWare FT یا Storage VMotion نداشته باشند، Microsoft Hyper-V یا Citrix XenServer را بهترین گزینه برای نیازهای خود خواهند یافت.

امروزی مجازی سازی مبحث بسیار مهمی در فناوری اطلاعات است، به خصوص در شرایط بحران اقتصاد جهانی و در سال اصلاح الگوی مصرف که شرکت ها در صدد صرفه جویی اقتصادی هستند، استفاده از تکنولوژی مجازی سازی برای میزبانی سرورهای متعدد مجازی روی یک سرور فیزیکی کاربرد زیادی پیدا می کند.
با استفاده از این فناوری نقش های مختلف شبکه مانند وب سرورها، سرویس دهنده پست الکترونیک، سرور های امنیتی و ... را که هر یک نیاز به سرور جداگانه دارند می توان در قالب ماشین های مجازی در یک سرور فیزیکی نصب و راه اندازی نمود.
این تکنولوژی علاوه بر صرفه جویی اقتصادی مزایای دیگری از جمله سهولت در مدیریت سرورها، عملیات پشتیبان گیری و نظارت بر کارایی و سلامت سرورها دارد. مجازی سازی همچنین کاربرد وسیعی در محیط های آزمایشی و تحقیقاتی دارد.

نرخ رشد ارتباطات سيار در حال بهبود است و در كنار آن محاسبات ابري يكي ديگر از مباحث جذاب و در حال رشد شبكه‌هاي كامپيوتري است. با توجه به اين مسائل و مزاياي مجازي سازي در آينده اكثر سرويسها بر روي سخت افزارهاي قوي و با قابليت اطمينان بالا و بصورت مجازي‌سازي شده عرضه خواهند شد. سرويسهاي اين تكنولوژي هنوز نياز به بهبود دارد و شركت‌هاي سخت‌افزاري در حال بالابردن ميزان حمايت محصولات خود از مجازي‌سازي هستند.
مويد اين مطلب، محصولات شركت سيسكو و HP و حمایت بزرگان عرصه IT از مجازي‌سازي است. محصول جديد شركت VMware كه در آوريل 2009 با نام VSphere ارائه شد، تاييدي بر اين ادعاست. شركت HP در 21 آوريل سال جاري اعلام حمايت از محصول جديد در سرورهاي HP Proliant و BladeSystem G6 كرد. اين محصول جديد باعث ايجاد تحولي شگرف در بازار شد و اين اميد را زنده نگه داشت كه آينده به سوي مجازي‌سازي پيش خواهد رفت. در اين محصول سرويسهاي مختلف به كاربران بدون نياز به نصب نرم‌افزارهاي مختلف بر روي سيستم‌هاي آنها قابل ارائه است.

به طور خلاصه مي توان گفت : براي مجازي‌سازي ، نويدهايي در رابطه با صرفه‌جويي در سخت‌افزارها و كاهش در تعداد و تنوع سرويس دهنده ها مي‌دهد. با كاربردي شدن فناوري محاسبات ابري، سرويس‌ دهنده ها به كلي از اين معادله خارج مي‌شوند. سازمان‌ها فضاي مورد نياز براي ذخيره اطلاعاتشان را روي سرويس‌ دهنده هاي مجازي اجاره مي‌كنند، از طريق اينترنت به آنها دسترسي دارند و از راه دور پردازش‌هاي لازم را با استفاده از پردازش‌گرهاي مستقر در مراكز داده‌ها انجام مي‌دهند. مشتريان تنها براي چيزي كه استفاده مي‌كنند پول مي‌پردازند و به اين ترتيب مقادير قابل توجهي در هزينه‌هاي دريافت خدماتي مانند روشنايي، گرما و سرما، صرفه‌جويي مي‌كنند.

VPS که مخفف Virtual Private Server به معناي سرور اختصاصي مجازي مي باشد و گاهي از آن به عنوان VDS يا Virtual Dedicated Server نيز نام مي برند، به طور ساده به سرويس هاي ميزباني فضايي گفته مي شود که همانند يک سرور اختصاصي مستقل با دسترسي سطح بالا به سرور عمل مينمايند لکن بصورت چندگانه و با هم بر روي يک سرور فيزيکي قرار مي گيرند. به عبارت بهتر، با استفاده از تکنولوژي مانند Virtuozzo و با بهره گيري از سخت افزارهاي بسيار قوي و پيشرفته، يک سرور فيزيکي به چندين VPS با امکانات يکسان يا متفاوت تقسيم مي شود.
هر VPS بنا به تعريف اوليه، سهم خاصي از منابع سرور از قبيل پردازنده، حافظه اصلي، فضاي ديسک سخت، پهناي باند و... را به صورت اختصاصي و تضمين شده در اختيار خواهد داشت. به عنوان مثال، يک VPS مي تواند شامل 512 مگابايت از 8 گيگابايت حافظه اصلي سرور را به صورت تضمين شده به همراه 50 گيگابايت فضاي ذخيره سازي و 500 گيگابايت پهناي باند ماهيانه باشد. اين بدين معنا است که صرفنظر از ميزان مصرف ساير VPS هاي موجود بر روي سرور، VPS مورد مثال ما تحت هر شرايطي به 512 مگابايت از حافظه اصلي سرور دسترسي خواهد داشت.
هر VPS به طور کاملاً جداگانه عـمـل مي کنـد در نتيجـه VPS هـاي موجود بر روي يک سـرور مي توانند از سيستم هاي عامل متفاوت و نرم افزارهاي مختلف و نسخه هاي متفاوتي استفاده نمايند. بر فرض يک VPS داراي لينوکس Fedora، ديگري داراي CentOS به عنوان سيستم عامل هاي سـرور خواهند بود. همين امر در رابطه با VPS هاي با سـيسـتـم عامل وينـدوز نيـز صادق مي باشد. همچنين تعريف Name Server هاي اختصاصي ، نصب ASP, PHP , MySQL , .NET و ساير برنامه ها با نسخه دلخواه ، نصب و اجراي كليه برنامه ها، DLL ها، ... بطور كامل در كنترل و اختيار هر مشترك ميباشد.
مهمترين مزاياي استفاده از VPS ها در مقايسه با ساير سرويس هاي ميزباني، هزينه بسيار کمتر VPS ها نسبت به سرورهاي اختصاصي و استقلال عملکرد و دسترسي بالاتر نسبت به سرويس هاي نمايندگي (Resseller/Shared Hosting) مي باشد بگونه اي که هزينه VPS ها در بسياري از اوقات يک پنجم تا يک دهم هزينـه سـرور هاي اختصاصـي بوده ولي تمامي امکانات آنهـا را دارا مي باشد. همچنين هر VPS ميتواند به تعداد دلخواه IP معتبر اختصاصي نيز داشته باشد. در مجموع از ديد کاربر نهايي، VPS درست همانند يک سرور اختصاصي بوده و کاربر به هيچ عنوان تفاوتي را در نحوه عملکرد و کيفيت خدمات اين دو مشاهده نخواهد کرد.

"محاسبات ابری" اصطلاحی است که این روزها ممکن است بیش از پیش در بین خبرهای آی تی بخوانید. پردازش در ابرها موضوعی است که توسط شرکت‌های بزرگ و کوچک دنیا به شدت دنبال می‌شود و این مبحث به قدری پر سروصدا بوده كه مدیرعامل شركت Oracle، آقای Larry Ellison در كنفرانسی اعلام كرد كه این پدیده فقط یك مُد زود گذر است.

الیسون می گوید: "شاید احمقانه به نظر برسد، اما چیزی از این حرف‌هایی كه می‌زنند نمی‌فهمم. چه می‌گویند؟ كاملاً مزخرف و بی‌معنی است."
خیلی خوب! نفسی عمیق بكشید. علی رغم بدبینی آقای الیسون، پردازش ابری مفهومی كاملاً با معناست. ایدهء آن بسیار ساده است. به جای حفظ اطلاعات‌تان بر روی كامپیوتر شخصی، آن را بر روی سروری در اینترنت نگهداری خواهید كرد. برای شما هیچ اهمیتی نخواهد داشت كه این كامپیوتر كجا قرار دارد. این امكان وجود دارد كه اطلاعات شما بر روی تعداد زیادی از كامپیوترها و نه فقط یك كامپیوتر حفظ و نگهداری شود. اطلاعات در جایی در هواست، در ابرها!
اما تاوقتی كه به اینترنت متصل باشید و پهنای باند كافی هم داشته باشید، می توانید عكس‌ها، فایل‌ها و حتی فیلم‌های خود را با استفاده از دستگاه مورد نظرتان مثل موبایل، كامپیوتر كیفی، یا كیوسك‌های اینترنت در فرودگاه به سرور مورد نظر منتقل كنید.
در اینجا منظور از ابر همان "سرورهای مرکزی" هستند. بدین معنا که تصور کنید شرکت ادوبی صاحب نرم افزار فتوشاپ بیاید و بر روی سرورهای خود این نرم افزار را نصب نماید و سپس شما از طریق مرورگر اینترنتی خود مثل فایرفاکس بتوانید عکس خود را آپلود کنید و سپس در همان مرورگر ویرایش کنید. همان طور که می‌بینید دیگر نیازی نیست که من حتما سیستم عامل خاصی داشته باشم و یا نرم افزار را نصب کرده باشم و یا نگران آپدیت‌های نرم افزار نصب شده باشم. همه این کارها توسط سرورهای ادوبی و متخصصان آنها انجام می‌شود و من کاربر دیگر فارغ از تمام مشکلات پشت پرده فقط به هدف خودم که ویرایش عکس هست فکر می‌کنم.
گوگل از مدت‌ها پیش با ارائه خدمات google docs خود گام مهمی را در قرار دادن سرویس‌ها در ابر قرار داد. شما می‌توانید فایل‌های متنی خود و یا اکسل را آپلود و یا حتی آنلاین ایجاد کنید و ویرایش کنید. می‌توانید دیگران را دعوت کنید تا این فایل‌ها را ببینند و همزمان باهم ویرایش آن را انجام دهید. دیگر شما باکی ندارید که اگر کامپیوتر شما خراب شود چرا که مطمئن هستید فایل‌ها بر روی سرورهای گوگل وجود دارند.
مانند هر پدیده دیگر قرار دادن فایل‌ها و اطلاعات بر روی یک سرور مرکزی نیز با مشکلات و مخالفت‌هایی روبه رو بوده است. طبیعتا برای بعضی از خدمات سنگین مثلا ویرایش عکس نیازمند به اینترنت پرسرعت هستیم که همگان در دسترس ندارند. مرورگرها می‌بایست بهینه شوند و آمادگی بیشتری برای سهولت چنین خدماتی را داشته باشند. از سویی عده‌ای امنیت سرورها و متمرکز کردن کلیه اطلاعات بر روی یک سرور را خوشایند نمی‌دانند که از دیدگاه من هر سه این موارد قابل حل است و قبلا هم شرکت‌های متعددی گام در حل این مسائل بر داشته‌اند و ما فقط در قفس زمان مانده‌ایم.
آینده از آنِ مرورگرهاست و دیری نخواهد پایید که یک کاربر اکثریت کارهای خود را از طریق مرورگر خود و با استفاده از سرویس‌هایی که روی سرورها ارائه می‌شوند انجام خواهد داد و بدرودی همیشگی خواهد گفت به نصب نرم افزارها و مشکلات آنها.

مجازی سازی سرور در طی سال گذشته به عنوان تكنولوژی جديد مراكز داده رواج يافته است. شركت مايكروسافت در اين راستا در رقابت با VMWare راهكار Virtual Server 2005 خود را ، كه به زودی لينوكس را نيز پشتيبانی خواهد كرد، عرضه نموده است. در ضمن تعداد زيادی از شركت‌هايی كه كار با اين تكنولوژی را آغاز كرده‌اند راهكارهای خود را در اختيار كاربران قرار می‌دهند.
به عنوان مثال SWsoft ابزاری عرضه می‌كند كه می‌تواند چند instance از يك سيستم عامل را از يك سيستم عامل نصب شده ايجاد كند، Meiosys و Trigence نيز برنامه‌های كاربردی مجازی تهيه می‌كنند و سرانجام Virtual Iron Software چند پردازشی مجازی متقارن را اجرا می‌نمايد. چهار نكته زير برای مديران شبكه مفيد واقع خواهد شد:

1- هدف را در نظر داشته باشيد. همچون ديگر پروژه‌های IT، بهترين روش برای شروع مجازی سازی داشتن ايده روشنی از هدف می‌باشد. اسكات داناهيوو يكی از تحليلگران Tier 1 Research می‌گويد، آگاهی از اينكه مجازی سازی چه منافعی را برای شركت ايجاد می‌كند و شركت از اين تكنولوژی چه می‌خواهد، بسيار مهم و اساسی می‌باشد. نتايجی مثل صرفه‌جويی در هزينه و يا كاهش دردسرهای مديريت در انتخاب گزينه مجازی سازی سرور مناسب به شما كمك نخواهد كرد. داناهيوو می‌گويد، وقتی درك كاملی از هدف خود داشته باشيد و بدانيد كه چه می‌خواهيد بكنيد، انتخاب راهكار مناسب و تمايز قائل شدن بين VMware و SWsoft يا مايكروسافت و يا بين Meiesys و Trigence برايتان آسان‌تر خواهد بود. اما اگر تنها به فكر داشتن يك محيط مجازی و يكپارچه و نيز صرفه‌جويی در هزينه باشيد، مشكلات زيادی بر سر راهتان خوهد بود. انواع مختلف راهكارهای مجازی سازی مزايای سطح بالايی را در اختيار شما قرار می‌دهند. در واقع همه آنها برای چنين هدفی طراحی شده‌اند. اشكال روشن نبودن هدف نهايی اين است كه به مزايای مورد نظر خود دست نخواهيد يافت. به طور مثال احتمالا به 40 درصد از منافع خواهيد رسيد و 60 درصد بقيه را به دست نخواهيد آورد.
باری لالون معمار پلاتفرم سرور Jack Henry & Associates (فراهم كننده تكنولوژی برای صنايع مالی) عقيده دارد كه بايد بيشترين تلاش در اين مورد صورت گيرد. او قبل از اينكه تعيين كند Virtuozzo محصول SWsoft بهترين انتخاب برای محيط ويندوز Lenexa محسوب می‌شود، تعدادی از تكنولوژی‌های مجازی سازی مختلف شامل Virtual Server ،VMware مايكروسافت و User Mode Linux را مورد بررسی قرار داده بود.

2- از كم شروع كنيد. بعد از رسيدن به درك كامل از تكنولوژی آن را مرحله به مرحله به كار گيريد.
بعد از اينكه در سال گذشته National Semiconductor تصميم گرفت برای افزايش ميزان كاربرد سرورهای ويندوز خود از VMware استفاده كند، كاركنان بخش IT عليرغم ناآشنا نبودن با اين مقوله كار خود را به تدريج و به آهستگی آغاز نمودند. شركت سال‌هاست كه پارتيشن‌ها را روی mainframe تقسيم می‌كند. آل‌ريچ سيف مدير ارشد اطلاعات شركت در سانتاكلارا می‌گويد، ما اين تكنولوژی را به عنوان يك تكنولوژی مزاحم می‌شناختيم. اما متوجه شديم كه بايد محيط را صادقانه توصيف نماييم و از يك روش مرحله به مرحله استفاده نمائيم. بنابراين ابتدا بايد هدف را در نظر گرفت و سپس برنامه‌هايی را كه هرازگاهی مورد استفاده قرار می‌گيرند، تهيه نمود. به گفته پل مكی، معمار سرور ويندوز National، سرورهای برنامه‌های كاربردی با مبنای "كاربر كوچك" يا "درخواست پيش‌بينی پذير زمانبندی شده" برای اين منظور مناسب هستند.

سيف در ادامه می‌گويد كه در مراحل بعد می توان برنامه‌های مهمتر را مجازی سازی نمود.
"هری ويليامز"، مدير تكنولوژی و سيستم‌های شركت Marist College در Pough Keepsie كه تعدادی از تكنولوژی‌های مجازی سازی همچون ماشين‌های مجازی مين‌فريم، VMware، مانيتور ماشين مجازی Open Source Xen و لينوكس User Mode را اجرا می‌كند با ايده آغاز كار با سرورهای كوچكتر موافق است و می‌گويد، اگر چهار سرور را كه 100 درصد محدوده پردازشگر را اجرا می‌كنند و هر يك 4 گيگابايت از فضای حافظه را مورد استفاده قرار می‌دهند انتخاب نماييد، نبايد انتظار داشته باشيد كه قادر به قرار دادن تمامی آنها در يك سرور منفرد كوچكتر هستيد. شما بايد سرورهايی را انتخاب كنيد كه ميزان استفاده آنها كم و زياد می‌شود. احتمالا بايد يك ماشين كمی بزرگتر را مورد استفاده قرار دهيد، اما مديريت يك ماشين منفرد آسانتر و ارزانتر از 4 ماشين كمی كوچكتر است. در ادامه مجبور خواهيد بود تنظيمات را سازگار كنيد. بار اول به نتيجه كاملی دست نخواهيد يافت.

3- مديريت را در نظر داشته باشيد . شما بايد از چگونگی مديريت سيستم‌های مجازی آگاهی داشته باشيد. يكپارچگی سرور و صرفه جويی در هزينه انگيزه‌هايی قوی برای استفاده از مجازی سازی سرور می‌باشند اما از آنجاييكه اين تكنولوژی بتدريج بخش مهمی از مركز ديتا پويا محسوب می‌شود توانايی فراهم ساختن و تخصيص سرورها از اهميت خاصی برخوردار می‌شود.
Electronic Data Systems يا EDS در شهر پلانو از سرور مجازی مايكروسافت و VMware برای مجازی سازی سرورهايی كه ميزبانی وب و ديگر برنامه‌ها را پشتيبانی می‌كنند، استفاده می‌نمايد. اين شركت پروژه مجازی سازی خود را با ابزارهای مديريت از VMware و Topspin Communications (فروشنده سوئيچ InfiniBand) كامل می‌كند.
EDS با استفاده از نرم‌افزار مديريت VFrame شركت Topspin، سوئيچ‌های InfiniBand را قادر می‌سازد تا سرورها، شبكه‌ها و ذخيره‌سازی را طبق سياست‌ها و قوانين آماده نمايند. در ضمن تكنولوژی VMotion برای اطلاع از چگونگی فراهم شدن و مورد استفاده قرار گرفتن منابع مجازی توسط اين شركت به كار گرفته می‌شود.
"رابرت كهی" مدير يكی از بخش‌های IT در EDS می‌گويد، برای مديريت يك محيط مجازی به ابزارهای خوب نياز داريم. بدون وجود چنين ابزارهايی به زودی پی خواهيم برد مجازی سازی را در بخش‌هايی كه نياز نداشته‌ايم نيز اجرا كرده‌ايم. اگر ابزارهای مديريت مناسب رابرای كنترل محيط آماده نكنيد، به زودی به موقعيتی می‌رسيد كه تاحدود زيادی كارآيی سرورهايتان كاهش می‌يابد.

4- چه زمانی مجازی سازی مفيد واقع خواهد شد؟ اين نكته مهمی است كه بايد در نظر داشته باشيد. گاهی‌اوقات مجازی سازی موجب صرفه‌جويی درهزينه و افزايش كارآمدی می‌شود اما گاهی استفاده از اين تكنولوژی بی معنی است.
از آنجاييكه مديران IT با استفاده از تكنولوژی‌های مجازی سازی سرور به راحتی بيشتر دست می‌يابند و احتمالا تمايل دارند از اين تكنولوژی در همه چيز استفاده كنند. اما عقيده كاربران اين است كه مجازی سازی هميشه بهترين روش نيست.
"كهی" می‌گويد، اگر دارای يك تركيب سرور/برنامه خوب تنظيم شده می‌باشيد ديگر لزومی ندارد كه يك لايه انتزاعی ديگر به اين محيط اضافه كنيد.
كاهش كارآيی و هزينه مسئله ساز می‌شود زيرا ابزارهای مجازی سازی می‌توانند با اين دو مشكل، بر سرورها تاثير گذارند.
Justin Schumacher، مهندس نرم‌افزار Adaptive Instruments (شركت توليد كننده سنسورهای صنعتی درماساچوست) می‌گويد: شما بايد مشخص نماييد كه آيا هزينه‌های پرداخت شده برای استفاده از اين تكنولوژی ارزش صرفه‌جويی در هزينه‌هايی را كه بعدها به آن خواهيد رسيد دارد يا خير.
نكته آخر در مورد مجازی سازی سرور اين است: درك كاملی از آنچه م‍ی‌خواهيد به دست آوريد داشته باشيد.
" گوردن هاف" تحليلگر Illuminata می‌گويد، اصطلاح مجازی سازی را فراموش كنيد. فقط در مورد كاری كه می‌خواهيد انجام دهيد فكر كنيد و ابزارهای مناسب برای رسيدن به آن را جستجو نماييد.

مجازي‌سازي در لينوكس

اشاره:

مجازي‌سازي و به ويژه پروژه Xen، يكي از مهم‌ترين موضوعاتي هستند كه در راس وقايع يك ساله اخير دنياي اپن‌سورس بوده‌اند. پشتيباني سه توزيع قدرتمند لينوكس (فدوراكور، دبيان و OpenSuSE) از اين پروژه، همكاري گروه توسعه‌دهنده برنامه مجازي‌سازي VMWare با پروژه Xen، تمايل شركت‌هاي بزرگي مانند اينتل و سان‌مايكروسيستمز به توسعه Xen، و نهايتاً بهبود چشمگير كارايي اين برنامه در نسخه‌هاي جديد، روي هم رفته باعث جلب توجه محافل و صنعت مجازي‌سازي به سوي اين برنامه اپن‌سورس شد و هزاران شركت اقدام به آزمايش و به كارگيري آن نمودند كه حاصل آن، انتشار هزاران گزارش، بررسي، مقاله و اسناد علمي معتبر درباره Xen و نهايتاً پيشرفت بيشتر در توسعه آن شد. در اين نوشتار ابتداً نگاهي به اين پروژه و ويژگي‌هاي آن خواهيم انداخت و در ادامه راه‌اندازي يك ماشين‌مجازي در لينوكس را بررسي مي‌نماييم.

Xen چيست؟
Xen Virtual Machine Monitor) Xen VMM) يك پروژه اپن‌سورس است كه در آزمايشگاه‌هاي كامپيوتر دانشگاه كمبريج انگليس توسعه داده مي‌شود. خروجي اين پروژه يك برنامه مجازي‌سازي به نام Xen است كه امكان ساخت و برپاسازي چندين ماشين مجازي با قابليت اجرا توسط سيستم‌عامل‌هاي مختلف روي يك سخت‌افزار واحد را فراهم مي‌كند. با اين ابزار، سيستم‌عامل‌هاي ميهمان به هسته لينوكس (نسخه‌هاي 2.4 و 2.6) متصل مي‌شوند و امكان يكپارچه‌سازي آن‌ها براي هسته سيستم‌عامل‌هاي NetBSD/FreeBSD نيز وجود دارد. نتيجتاً كاربران قادر خواهند بود با برنامه Xen چندين سيستم‌عامل ميهمان را روي سيستم‌عامل‌هاي خانواده يونيكس بدون نياز به تغيير و اصلاح كد و ساختار هسته سيستم‌عامل مادر راه‌اندازي نمايند. در اين ميان شركت سان‌مايكروسيستمز نيز تلاش مي‌كند Xen را براي سيستم‌عامل سولاريس سازگار نمايد.
جالب است به اين نكته اشاره شود كه پروژه توسعه برنامه Xen از ابتدا منبع‌باز نبود و چندين سال يك پروژه اصطلاحاً كد بسته تلقي مي‌شد در عوض پروژه‌هاي منبع‌بازي مانند Bochs IA-32 Emulator و qemu در دنياي اپن‌سورس مطرح بودند كه عمدتاً برنامه‌هاي شبيه‌سازي معماري‌هاي سخت‌افزاري بوده و ابداً از كارايي و قابليت‌هاي مورد انتظار برخوردار نبوده‌اند. در حقيقت موفقيت پروژه Xen در مقايسه با ديگر پروژه‌هاي منبع‌باز، سازگاري و يكپارچه‌سازي با هسته سيستم‌عامل لينوكس و فراهم‌سازي بستري براي پشتيباني سخت‌افزار سيستم‌هاي كامپيوتري مانند اينتل و اي‌ام‌دي است.

جهش ديگر Xen در آگوست 2005 بود كه شركت XenSource (شركت رسمي پشتيبان‌ و توسعه‌دهنده تجاري پروژه
Xen اقدام به انتشار‌ Intel Developer Forum) IDF) نمود كه امكان استفاده Xen روي سكوهاي سخت‌افزاري مبتني بر Intel TV را فراهم نمود و در پي آن امكان اجراي مجازي‌ ويندوز اكس‌پي سرويس‌پك دو، در كنار لينوكس فراهم شد. در چنين شرايطي برنامه مجازي‌سازي تجاري VMWare كه براي سرورهاي ESX نيز توسعه داده مي‌شود، همكاري جديدي را با توسعه‌دهند‌گان Xen براي دسترسي به كدهاي منبع VMware ESX Server و رابط كاربري آن آغاز كرد. مزيت برجسته برنامه VMWare در عدم يكپارچه‌سازي و اتصال سيستم‌عامل ميهمان و ارائه راه‌كارهاي اجراي سيستم‌عامل‌هاي ميهمان روي ويندوز است. 

در اين زمان واقعه مهم ديگري نيز براي Xen روي داد و آن، پشتيباني توزيع لينوكس Fedora Core4، دبيان و
 SuSE Professional9.3 از اين برنامه و اضافه‌‌شدن آن به توزيع لينوكس سرور RHEL5 بود. پروژه فدورا حتي به ارائه بسته‌هاي نرم‌افزاري RPM برنامه Xen پرداخت. تمام اين وقايع موجب شد برنامه Xen به عنوان گزينه اول برنامه مجازي‌سازي براي لينوكس و دنياي ‌اپن‌سورس مطرح شود و شركت‌هاي سخت‌افزاري مانند IBM و HP به سوي اين محصول حركت نمايند و ديگر توزيع‌ها و برنامه‌هاي اپن‌سورس Xen را در محصولات خود به كار بگيرند

روش مجازي‌سازي  
تفاوت عمده Xen با ديگر برنامه‌هاي مجازي‌سازي و شبيه‌ساز در شيوه پياده‌سازي ماشين‌هاي مجازي  روي يك سيستم است. برنامه Xen از تكنيك ‌Paravirtualization براي پياده‌سازي سيستم‌عامل‌هاي ميهمان بهره مي‌گيرد.

Paravirtualization سيستم‌عامل و سخت‌افزار مادر را در يك سطح و ماشين‌هاي مجازي را در سطح‌هاي ديگر پياده‌سازي مي‌كند. مزيت اين روش، عدم تداخل فرايندهاي اجرايي سيستم‌عامل‌ و امكان افزودن پروسه‌هاي جديد به هسته سيستم‌عامل بدون كامپايل هسته يا دستكاري آن است.
 
Xen از يك مدل چهار لايه‌اي براي سيستم‌هاي X86، X386 و X64 استفاده مي‌كند كه به هر لايه يك ring گفته مي‌شود. در ring0 سيستم‌عامل مادر و خود برنامه Xen اجرا مي‌شود. به برنامه Xen در اين مدل اصطلاحاًHypervisor مي‌گويند؛ چرا كه بايد در بالاترين سطح دسترسي براي كدهاي سيستم‌عامل ميهمان باشد.

ring1 و ring2 به سيستم‌عامل‌هاي ميهمان اختصاص دارد و در ring3 برنامه‌هاي كاربردي اجرا خواهند شد. در زمان شروع به كار، Xen به حافظه ring0 مراجعه مي‌نمايد و ماشين مجازي پايه كه Domain0 خوانده مي‌شود را در ring1  اجرا مي‌كند. از اين Domain ديگر Domainها ساخته، حذف و جايگزين مي‌شوند. 

در حقيقت Xen توسط  Domain0 ديگر ماشين‌هاي مجازي و سخت‌افزار را مديريت مي‌كند.  دايمون xend توسط Domain0 اجرا مي‌شود كه مديريت ماشين‌هاي مجازي را در هسته لينوكس بر عهده مي‌گيرد و كاربر توسط ابزار خط فرمان xm آن را كنترل و مديريت مي‌كند. توسط اين ابزار ديگر ماشين‌هاي مجازي نيز برپا مي‌شوند.

درايورهاي سخت‌افزاري نيز در Domain0 اجرا مي‌شوند. Xen به توابع و ماجول‌هاي سخت‌افزاري موجود در هسته سيستم‌عامل لينوكس تكيه مي‌كند و خود را از طراحي و ساخت ماجول‌هاي سخت‌افزاري براي ماشين‌هاي مجازي فارغ مي‌نمايد. اين موضوع يك مزيت براي اين برنامه محسوب مي‌شود. چون توسعه‌دهند‌گان Xen را از نوشتن ماجول‌هاي جديد براي درايورهاي سخت‌افزاري بي‌نياز مي‌كند

 

دايمون Xend 
دايمون Xend عهده‌دار ساخت Domain جديد و مديريت آن‌ها، حذف يك ماشين مجازي موجود يا سوييچ ميان چندين ماشين مجازي است. يكي از بزرگ‌ترين مسئوليت‌هاي اين دايمون در هسته لينوكس راه‌اندازي و اجراي سرويس‌دهنده HTTP است. پورت پيش‌فرض براي اين سرويس‌دهنده 8000‌ است كه Xend از آن براي ارتباط باDomain ها شامل ارسال يك درخواست براي ساخت Domain، خذف يك Domain يا ذخيره و شروع به كار مجدد آن و سوييچ ميان آن‌ها استفاده مي‌كند.

بخش اعظم دايمون Xend توسط زبان اسكريپت‌نويسي پايتون نوشته شده است و در كنار آن برخي توابع زبان C نيز فراخواني مي‌شوند. از پوسته خط فرمان و اجراي فرمان xend start مي‌توان دايمون Xend را براي بوت شدنXen فعال نمود. خود دايمون Xend يك سرويس‌دهنده با نام XCS را فعال مي‌‌كند. هنگامي كه xend را فعال مي‌نماييم، بايد بررسي شود كه آيا XCS نيز اجرا شده است يا خير. در صورت عدم اجراي آن، بايد به صورت دستي اجرا شود. XCS در حقيقت هسته اصلي دايمون Xend را تشكيل مي‌دهد و دو پورت TCP براي تبادل اطلاعات و كنترل پروسه‌هاي در حال اجرا باز مي‌كند. تفاوت اين دو پورت در همزمان‌سازي درخواست‌ها و هماهنگ‌سازي آن‌ها  است

 

Xen در فدوراكور
برنامه Xen همراه با توزيع لينوكس فدوراكور 4 و 5 ارائه شده است. همچنين مي‌توان بسته نرم‌افزاري نصب آن را از سايت اين پروژه به نشاني www.xensource.com/xen/downloads دريافت نمود. براي نصب اين برنامه يك ترمينال خط فرمان را باز كنيد و دستورات زير را به ترتيب اجرا نماييد: 

yum update $
 yum install xen$
yum install kernel-xen0 $
 yum install kernel-xenU$

از طريق ابزارهاي گرافيكي توزيع فدوراكور نيز مي‌توانيد به نصب برنامه Xen اقدام كنيد. براي اين منظور از منوي اصلي وارد بخش System و سپس Software Management شويد و از مجموعه برنامه‌هاي فهرست شده Xen را انتخاب نماييد. پس از نصب، يك گزينه جديد به برنامه بوت‌لودر لينوكس افزوده مي‌شود. براي مشاهده تغييرات انجام شده در برنامه بوت‌لودر، فايل grub.conf را باز نماييد. ملا‌حظه مي‌كنيد كه خطوط زير به اين فايل افزوده شده‌اند:  

title Xen 3.0 / XenLinux 2.6.9 
kernel /boot/xen.gz dom^0_ mem=131072 
 module /boot/vmlinuz-2.6.9-xen⁰
 root=  /dev/hda 1 ro console=tty⁰

 اكنون كامپيوتر را Restart نماييد. همان‌طور كه مي‌بينيد يك گزينه انتخابي جديد به منوي برنامه گراب اضافه شده است. با استفاده از اين گزينه سيستم را بوت كنيد. زماني كه لينوكس كاملاً اجرا شد، بايد دايمون Xend نيز در پس‌زمينه لينوكس فعال شده باشد. دستور xm list را اجرا نماييد تا آرگومان‌هاي اين ابزار مديريت دايمون xen را مشاهده نماييد. خروجي اين دستور بايد مشابه با خطوط زير باشد:

HOSTA:/etc/xen/scripts#xm list

Name    Id Mem(MB)  CPU State  Time(s) Console
  Domain-0       0     123      0         r----        41.2

برپاسازي ماشين مجازي‌
اكنون زمان ساخت يك ماشين مجازي فرارسيده است. براي برپاسازي ماشين مجازي چندين راهكار وجود دارد: استفاده از فايل‌هاي chroot image توزيع‌هاي مختلف كه از اينترنت قابل دريافت هستند يا ساختن آن‌ها  توسط خودتان. فايل‌هاي chroot يك فايل Image از سيستم‌عامل ميهمان هستند كه توسط برنامه Xen گشوده مي‌شوند.
 
همچنين برنامه Xen مي‌تواند از فايل‌هاي پشتيبان بلوك‌هاي سخت‌افزاري
(dd 1f=dev/zero of=vmdisk bs=1k seek 2048k count=1)، تجهيزات سخت‌افزاري فيزيكي
 (براي مثال  dev/hda9/) و ‌(phy:VolumeGroup/root_volume LVM ) استفاده نمايد. حتي امكان به كارگيري فرمت فايلي شبكه NFS براي برپاسازي يك ماشين مجازي وجود دارد.
 
انتخاب روش راه‌اندازي ماشين مجازي وابستگي زيادي به نوع كاركرد ماشين مجازي مورد نظرتان و امكانات موجود دارد. اما يكي از ساده‌ترين روش‌ها، استفاده از فناوري‌هاي LVM است. Logical Volume Manager يك فناوري براي ساخت ماشين‌هاي مجازي روي لايه‌هاي فيزيكي ديسك سخت و كار با پارتيشن‌هاي سيستم است. با LVM  مي‌توان بدون اضافه كردن فضاي فيزيكي روي سيستم از مقدار حافظه بيشتري استفاده كرد. LVM همچنين قابليت تغيير اندازه پارتيشن را بدون نياز به پارتيشن‌بندي مجدد فراهم مي‌كند. دليل انتخاب اين روش، انعطاف‌پذيري و سادگي آن است. در ادامه با يك مثال ساده چگونگي انجام‌دادن كار را مرور مي‌كنيم. فرض كنيد روي سيستم شما يك درايو dev/sda5/ وجود دارد. با استفاده از LVM مي‌خواهيم يك ماشين مجازي روي sda5 براي استفاده در آينده ايجاد نماييم: 

pvcreate /dev/sda5 $
 vgcreate vm_volumes /dev/sda5 $
 vgchange -a y vm_volumes$
 lvcreate -L4096 -nroot.dokeos vm_volumes$
 lvcreate -L2084 -nvar.dokeos vm_volumes$
 nswap.dokeos vmًvolumes $ lvcreate L256 -
 lvcreate -L1024 -nwww.dokeos vm_volumes$

‌ 








همان‌طور كه مي‌بينيد با دستور lvcreate پارتيشن‌هاي مجازي همراه با اندازه هر كدام از آن‌ها  روي sda5 تعريف شده است. اكنون وارد دايركتوري‌اي شويد كه پارتيشن‌هاي خود را به سيستم‌فايل لينوكس متصل (mount)  نموده‌ايد (براي مثال mnt/) و دايركتوري  vhosts/ را ايجاد نماييد. در ادامه از اين دايركتوري براي نصب فايل image توزيع فدوراكور استفاده مي‌نماييم: 

 yum --instal ‌lroot=/vhosts/root.dokeos/$
y groupinstall Base-
 MAKEDEV-d  /path/dev -x console  $
 MAKEDEV -d /path/dev -x null$
 MAKEDEV -d /path/dev -x zer$

فايل پيكربندي برنامه Xen غالباً در دايركتوري /etc/xen قرار دارد. براي ساخت هر ماشين مجازي لازم است اين فايل از نو پيكربندي و تنظيم شود. نهايتاً بايد فايل پيكربندي مشابه زير باشد: 

root@xen xen] #cat dokeos.x-tend.be ]
"kernel = "/boot/vmlinu-2.6.11-1.1366-fc4xenU
memory = 128
"name = "dokeos.x-tend.be
nics = 1
"extra  = "selinux=0  3 
 ['vif=['ip="10.10.11.13",'ipbridge=xen-br0

 'disk   =['phy:vm_volumes/root.dokeos,sda1,w 
           'phy:vm_volumes/var.dokeos,sda3,w' 
        'phy:vm_volumes/www.dokeos,sda4,w' 
        'phy:vm_volumes/swap.dokeos,sda2,w'
[ 
 "root   = "/dev/sda1 ro

 

اكنون همه‌چيز براي اجراي ماشين مجازي مهيا است. براي اين منظور دستور xm create config file را در ترمينال خط فرمان اجرا كنيد. اگر آرگومان c- را نيز به اين دستور بيفزاييد، مراحل بوت شدن ماشين مجازي نيز در خروجي پوسته خط فرمان نمايش داده مي‌شود.

آينده پيش روي Xen
مجازي‌سازي در چندين سال اخير اهميت بيشتري پيدا كرده است؛ چرا كه كاربران كاميپوتر به سكوي تك سيستم‌عاملي قانع نيستند. انقلاب مجازي‌سازي دارد به سمت و سويي حركت مي‌كند كه از يك سخت‌افزار بيشترين استفاده صورت گيرد و چندين سيستم روي يك سخت‌افزار پياده‌سازي شوند. برنامه Xen كانديداي عينيت بخشيدن به اين اهداف در سكوي سيستم‌عامل و نرم‌افزارهاي اپن‌سورس است و آزاد بودن پروژه توسعه آن، موجب شده است شركت‌هاي كوچك و بزرگي در آن شركت نمايند و به پيشرفت آن سرعت بيشتري بدهند.

نسخه سوم اين برنامه سروصداي زيادي برپا كرد و در كنفرانس LinuxWorld بوستون يكي از محوري‌ترين موضوعات كنفرانس بود. فكر مي‌كنم اگر اين برنامه مجازي‌سازي بتواند همچنان به پيشرفت و بهبود خود ادامه بدهد و همكاري‌هاي گسترده‌تري را با بزرگان صنعت مجازي‌سازي و سخت‌افزار آغاز كند، در آينده‌اي نزديك فناوري مطرحي در دنياي مجازي سازي باشد

ساختار لا‌يه‌اي Xen    

 

مجازی ‌سازی ‌(‌Virtualization)

---

به‌طور خلاصه، مجازی ‌سازی ‌(‌virtualization) یعنی استفاده از یك نرم افزار خاص برای جداسازی منابع فیزیكی یك كامپیوتر در قالب كامپیوترهای مجازی. لایه جداسازی امكان می‌دهد كه روی هر كامپیوتر فیزیكی چند VM‌ داشته باشیم. هریك از ‌VMها می‌توانند دارای سیستم‌ عامل خود باشند و آن را اجرا كنند. اگر راه‌اندازی ‌VM در لایه جداسازی به‌ درستی صورت گیرد، سیستم‌ عاملی كه روی‌ ‌VM اجرا می‌شود، درست مثل این‌كه روی خود سخت افزار نصب شده باشد، كار می‌كند. سیستم‌ عامل میزبان ‌(‌host)، اولین سیستم‌ عامل است و مستقیما روی سخت‌افزار فیزیكی نصب می‌شود. مجازی ‌سازی به وسیله نرم‌افزاری كه روی این سیستم‌ عامل نصب می‌شود و كار می‌كند، انجام می‌گیرد. سیسستم‌عامل‌های میهمان ‌(‌guest)، تحت نرم‌افزار مجازی ‌سازی و روی ‌VMهایاختصاصی خودشان اجرا می‌شوند.

سیستم‌ عامل‌های میهمان از طریق لایه مجازی ‌سازی به‌منابع ماشین فیزیكی (كامپیوتر اصلی) دسترسی دارند. ‌
بخش كلیدی در ساختن لایه جداسازی، معمولا ‌ناظر ماشین‌مجازی یا ‌Virtual Machine Monitor‌) VMM) و گاهی هم ‌Hypervisor خوانده می‌شود. این قسمت از نرم‌افزار مسئول به‌اشتراك گذاشتن منابع فیزیكی كامپیوتر بین ‌VMهایی است كه روی آن اجرا می‌شوند. نوشتن برنامه‌ ‌VMM كار ساده ای نیست. چون این برنامه باید طوری به‌سیستم‌ عامل میهمان وانمود كند كه انگار كنترل سخت افزار واقعی سیستم را در دست دارد. برای انجام این كار،‌VMM در سطح پردازنده، یعنی حلقه صفر، كار می‌كند.

سیستم‌ عامل میهمان یك سطح بالاتر و در حلقه یك اجرا می‌شود. اكثر سیستم‌ عامل‌ها برنامه‌های كاربردی را در حلقه سه اجرا می‌كنند. در این سطح حفاظتی، برنامه‌های كاربردی مجوزهای محدودی دارند و نمی‌توانند كارهایی را انجام دهند كه به ‌از كارافتادن سیستم‌ عامل یا خطرات امنیتی منجر می‌شوند. اجرا‌كردن ‌‌OS در حلقه یك باعث می‌شود ‌VMM عملیات مختلفی را كه سیستم‌ عامل می‌خواهد انجام دهد (مثلا دسترسی به‌حافظه)، تشخیص دهد وخودش آن‌ها را انجام دهد. ‌

بخش مهم دیگر در ساختن VM، جداسازی لایه سخت‌افزار است. نرم‌افزار ‌VM باید برای ‌‌OS میهمان، دستگاه‌ها و سخت‌افزارهای مختلف، نظیر چیپ ست IDE، كارت شبكه و كارت اسكازی را به‌طور مجازی شبیه‌سازی كند. هر یك از نرم‌افزارهای ‌VM،‌ سخت‌افزارهای خاصی را شبیه‌سازی می‌كنند. بعد، دستورات و داده‌هایی كه سیستم‌ عامل میهمان به‌این دستگاه مجازی ارسال ‌می‌‌كند، از طریق نرم‌افزار ‌‌VM برای سخت‌افزار فیزیكی موجود ترجمه و فرستاده می‌شود.
با استفاده از این دستگاه‌های سخت‌افزار مجازی، این امكان به وجود می‌آید كه سیستم‌ عامل میهمان را روی كامپیوتری با سخت‌افزار كاملا متفاوت كپی كنیم و بدون مشكل به‌كار خود ادامه دهیم. ‌VMM مسئول فرستادن داده‌ها و دستورات از دستگاه مجازی به‌دستگاه فیزیكی است. برای مثال، محصولات ‌VM مایكروسافت، كارت شبكه‌ ‌‌Intel 21141 و محصولات VMware‌ هم كارت ‌‌AMD PCnet را شبیه‌سازی می‌كنند.‌

مجازی سازی چیست؟ مجازی سازی (virtualization) ،اجتماع و به اشتراک گذاری منابع مختلف سخت افزاری، از قبیل پردازشگرها،ذخیره سازها،حافظه ها،... برای کارکرد بهینه آنهاست.  آمارها نشان میدهد: -  حدود یک چهارم بودجه IT سازمانها، صرف مراکز داده میشود. - مقدار قابل توجهی از انرژی در مراکز داده ، صرف سیستمهای غیر IT میشود. - میلیونها دلار هزینه برای خرید سرورها و تجهیزات سخت افزاری شده است که عملا بلااستفاده هستند.

تکنولوژی مجازی سازی (virtualization) باعث ایجاد ارزش افزوده در سازمان شده و مزایای بسیاری دارد. از جمله:

1-       صرفه جویی در هزینه های مستقیم و غیر مستقیم.

2-       استفاده بهینه از منابع سخت افزاری سازمان و بالابردن بهره وری.

3-       تجمیع سرویسهای سازمان در یک یا چند سرور، که باعث ایجاد مدیریت متمرکز و امنیت بالا میشود.

4-       تسریع در پیاده سازی سرویسهای مختلف و ایجاد سریع سرویسهای جدید در جهت افزایش کسب و کار سازمان.

5-       پشتیبانی از سیستمها و سرویسهای قدیمی موجود در سازمان.

6-       یکپارچه سازی منابع سخت افزاری سازمان.

7-       ایجاد محیطهای تست و گسترش سیستمها بدون ایجاد وقفه و بدون داشتن ریسک.

8-       پایین آمدن هزینه های نگهداری ،POWERING  ،COOLING و نیروی انسانی.

9-       ارائه ماشینهای مجازی به جای ماشینهای فیزیکی و اجرای سیستم عاملهای مختلف روی یک هاست فیزیکی.

10-   دسترس پذیری بالا (HIGH AVAILABILITY)

11-   بالا بودن ضریب امنیتی ماشینهای مجازی.

     برای پاسخ به چالشهای موجود و استفاده از مزایای این تکنولوژی، کمپانیهای بزرگ دنیا ، به مجازی سازی روی آورده اند. از آن جمله میتوان به شرکتهای XEN,MICROSOFT,HP,VMWARE, اشاره کرد.

در این میان:

-شرکت VMWARE با ارائه راه حلهای جامع و محصولات متنوع،  در این وادی پیشتاز است.

-بسیاری از شرکتها و موسسات بزرگ دنیا  نظیر شرکتهای نفتی، بانکها و بیمه ها ،از محصولات VMWARE استفاده میکنند.

-شرکتهای بزرگ IT همچون IBM,DELL,CISCO,EMC,HP از محصولات   VMWARE پشتیبانی میکنند.

-VMWARE ،محصولات مختلفی در حوزه مجازی سازی در سطوحDATACENTER,DESKTOP,NETWORK , و در راستای ایجاد ارزش افزوده به این تکنولوژی ارائه میکند.

 

آموزش کامل نصب زن(xen)

به نام خدا
برای امروز واستون آموزش کمل نصب مجازی ساز زن رو آماده کردم

خوب برای شروع نیاز به پارتیشن بندی هایی از نوع LVM داریم
مرحله یک : پارتیشن بندی
پیشنهاد من اینه که خودتون این کارو انجام ندید به دیتا سنتر بگید در اسرع وقت انجام میدن پارتیشن ها به شکل زیر هستن

کد:

1 - 200 MB EXT3 /boot
2 - 20 Gb EXT3 /
3 - 10 GB Swap
4 - End Of Space ( Linux LVM )

اما مدل پارتیشن بندی از نوع دوم که اینم دیتاسنتر به صورت پیش فرض اکثر موقع ها به این شکل میسازه

کد:

1 - 200 MB EXT3 /boot
2 - 20 Gb EXT3 /
3 - 10 GB Swap
4 - Available Space - FREE

اگه دیتا سنتر LVM ساخته بود که خیلی عالی میشه میرید به مرحله ی نصب اما اگه نساخته بود و به صورت دوم پارتیشن بندی کرده بود خوب مراحل زیر رو انجام میدیم

خوب اول باید مشخص کنید هار از چه نوعی هست :Scsi Ide و یا Raid
با زدن df -h نوع هارد معلوم میشه

کد:

[root@urserver ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1             444G  132G  290G  32% /
tmpfs                 3.8G     0  3.8G   0% /dev/shm

میبینم که هارد از نوع ساتا هست (sda1) پس با دستور fdisk اقدام به پارتیشن بندی میکنیم

کد:

[root@urserver ~]# fdisk /dev/sda

در این قسمت به ترتیب از دستورات زیر استفاده کنید و enter کنید .

- حرف n وارد کنید برای ساختن پارتیشن جدید
- حرف p وارد کنید برای ساخت پارتیشن از نوع primary
- عدد 1 را وارد کنید ( در صورت قبول نکردن عدد 4 را وارد کنید )
- حرف t را وارد کنید برای تعیین نوع فرمت پارتیشن
- حرف 8e را وارد کنید برای تغییر فرمت به Linux LVM ( البته گاهی از حرف دیگری استفاده میشه که برای اطمینان حرف L را وارد کنید تا لیست فرمت ها ظاهر شود )
- حرف p وارد کنید برای چک کردن پارتیشنی که ایجاد کردید

کد:

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1 57 457821 83  Linux
/dev/sda2              58        1332    10241437+  83  Linux
/dev/sda3            1333        2376     8385930   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda4            2377       30401   225110812+  8e  Linux LVM

پارتیشن با نام dev/sda4 و با فرمت LVM ساخته شده است و برای ذخیره و ایجاد پارتیشن حرف W مینویسیم و سپس ریبوت میزنیم
بعد از بالا آمدن سرور از دو دستور زیر استفاده میکنیم

کد:

[root@urserver~]# pvcreate /dev/sda4
Physical volume "/dev/sda4" successfully created
[root@urserver ~]# vgcreate xen /dev/sda4
Volume group "xen" successfully created

مرحله دوم: نصب زن(xen)
اول باید از این دستور SElinux رو غیر فعال کنید

کد:

nano /etc/sysconfig/selinux

این پیغام رو نمایش میده:

کد:

# This file controls the state of SELinux on the system.
# SELINUX= can take one of these three values:
#       enforcing - SELinux security policy is enforced.
#       permissive - SELinux prints warnings instead of enforcing.
#       disabled - SELinux is fully disabled.
SELINUX=disabled
# SELINUXTYPE= type of policy in use. Possible values are:
#       targeted - Only targeted network daemons are protected.
#       strict - Full SELinux protection.
SELINUXTYPE=targeted

میرسیم به زن و کرنلش

کد:

yum install kernel-xen xen virt-manager

مرحله بعدی باید فایل بوت لودر ویرایش کنیم که سرور با کرنل xen بوت بشه ( default=0 باید باشه ) :

کد:

nano /boot/grub/grub.conf

پیغامی که میده اینه :

کد:

# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda2
#          initrd /initrd-version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS (2.6.18-128.1.16.el5xen)
        root (hd0,0)
        kernel /xen.gz-2.6.18-128.1.16.el5
        module /vmlinuz-2.6.18-128.1.16.el5xen ro root=LABEL=/ rhgb quiet
        module /initrd-2.6.18-128.1.16.el5xen.img
title CentOS (2.6.18-128.1.16.el5PAE)

ریبوت کنید سرور رو بعدش ببینید که سرور با کرنل زن بالا اومده یا نه

کد:

[root@urserver ~]# uname -a
Linux learn.urserver.cm 2.6.18-128.1.16.el5xen #1 SMP Tue Jun 30 07:20:15 EDT

خوب حالا با دستور زیر فایل نصب هایپر وی ام رو دانلود کنید

کد:

wget http://download.lxlabs.com/download/hypervm/production/hypervm-install-master.sh

فایل نصب را اجرا کنید

کد:

sh ./hypervm-install-master.sh --virtualization-type=xen

ریبوت کنید بعدش به ترتیب دستورات زیر را اجرا کنید

کد:

cd /usr/local/lxlabs/hypervm/httpdocs/

lphp.exe ../bin/misc/fixfc6xen.php

lphp.exe ../bin/misc/fixcentos5xen.php

lphp.exe ../bin/common/setdriver.php --server=localhost --class=vps --driver=xen

خوب دیگه تموم شد خسته هم شدید دیگه

کد:

https://your-IP:8887 یا https://your-IP:8888

User: admin   password : admin

ساخت VPS WINDOWS در XEN

برای ساختن vps ویندوز در xen مراحل زیر را دنبال کنید :

- شما اول فایل iso ویندوز را دانلود کنید

- از دستور استفاده کنید ( به جای عبارت full-path-to-the-installation-cd-image مسیر فایل iso را وارد کنید )

کد:

ln -sf /full-path-to-the-installation-cd-image /home/wincd.img

- به قسمت ایجاد vps xen در hypervm برین و در قسمت ostemplate گزینه ی windows-lxblank.img را انتخاب کنید و vps را ایجاد نمایید .

- بعد از boot کردن vps شما باید با استفاده از VNC-client که در پنل Hypervm موجود هست به vps ریموت بشین و ویندوز را نصب کنید !

- بعد از نصب ویندوز شما می توانید VPS فوق را به Ostemplate تبدیل کنید و از دفعه دوم به راحتی ویندوز با انتخاب ostemplate فوق نصب کنید ! برای این کار از گزینه ی create Ostemplate در hypervm استفاده کنید

آموزش کامل نصب HyperVM + XEN و پارتیشن بندی LVM

اول - پارتیشن بندی

xen برای ساختن هارد مجازی برای vps ها به پارتیشنی از نوع LVM نیاز داره که این پارتیشن هم موقع نصب لینوکس میشه ساخت و هم یعد از نصب !

برای نصب xen شما به پارتیشن های فوق نیاز دارید :

کد:

1 - 200 MB EXT3 /boot
2 - 20 Gb EXT3 /
3 - 10 GB Swap
4 - End Of Space ( Linux LVM )

عموما اگر به دیتاسنتر بگین به این فرم براتون پارتیشن بندی می کنند ! اما بعضی دیتاسنتر ها LVM نمی سازند در این صورت نیازی به خرج کردن الکی نیست که بگیرین KVM سفارش بدید و خودتون موقع نصب پارتیشن بندی کنید ! فقط کافیه به دیتاسنتر بگید به صورت زیر براتون پارتیشن بندی انجام بده :

کد:

1 - 200 MB EXT3 /boot
2 - 20 Gb EXT3 /
3 - 10 GB Swap
4 - Available Space - FREE

اگر دیتاسنتر LVM براتون ساخته که مستقیم به مرحله نصب برید اما اگر نساخته و فضا باقی مونده خالی گذاشته ( مدل دوم پارتیشن بندی که ذکر کردم ) شما باید مراحل زیر انجام بدید :

اول باید مشخص کنید هارد شما از چه نوعی هست ؟ IDE , SCSI , PS/2 یا RAID

با زدن df -H این مشخص میشه . مثال :

کد:

[root@AOS ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1             444G  132G  290G  32% /
tmpfs                 3.8G     0  3.8G   0% /dev/shm

خوب هاردتون هر چیزی که هست با زدن این دستور مشخص میشه . برای مثال الان در این سرور هارد SATA هست و برای اسم اون هم با دستور بالا پیدا کردیم !

کد:

dev/sda1

حالا اقدام به پارتیشن بندی می کنیم , از دستور fdisk استفاده می کنیم :

کد:

[root@AOS ~]# fdisk /dev/sda

در این قسمت به ترتیب از دستورات زیر استفاده کنید و enter کنید .

- حرف n وارد کنید برای ساختن پارتیشن جدید
- حرف p وارد کنید برای ساخت پارتیشن از نوع primary
- عدد 1 را وارد کنید ( در صورت قبول نکردن عدد 4 را وارد کنید )
- حرف t را وارد کنید برای تعیین نوع فرمت پارتیشن
- حرف 8e را وارد کنید برای تغییر فرمت به Linux LVM ( البته گاهی از حرف دیگری استفاده میشه که برای اطمینان حرف L را وارد کنید تا لیست فرمت ها ظاهر شود )
- حرف p وارد کنید برای چک کردن پارتیشنی که ایجاد کردید

کد:

  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1 57 457821 83  Linux
/dev/sda2              58        1332    10241437+  83  Linux
/dev/sda3            1333        2376     8385930   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda4            2377       30401   225110812+  8e  Linux LVM

اینطور که در مثال بالا مشخص است . پارتیشن با نام dev/sda4 و با فرمت LVM ساخته شده است

- حرف w وارد کنید برای ذخیره و ایجاد پارتیشن و بعد با دستور reboot سرور را راه اندازی مجدد کنید

بعد از بالا آمدن سرور به ترتیب از دو دستور فوق استفاده کنید ( توجه داشته باشید که نام پارتیشن LVM که در قسمت fdisk مشاهده کرده بودید را جای dev/sda4 در دو دستور فوق جایگزین کنید )

کد:

[root@AOS ~]# pvcreate /dev/sda4
Physical volume "/dev/sda4" successfully created
[root@AOS ~]# vgcreate xen /dev/sda4
Volume group "xen" successfully created

خوب مراحل ایجاد LVM برای XEN به پایان رسید !

نصب XEN

میرسیم به مرحله نصب xen که بسیار راحت هست .

- اول از همه SELINUX غیر فعال کنید :

کد:

nano /etc/sysconfig/selinux

کد:

# This file controls the state of SELinux on the system.
# SELINUX= can take one of these three values:
#       enforcing - SELinux security policy is enforced.
#       permissive - SELinux prints warnings instead of enforcing.
#       disabled - SELinux is fully disabled.
SELINUX=disabled
# SELINUXTYPE= type of policy in use. Possible values are:
#       targeted - Only targeted network daemons are protected.
#       strict - Full SELinux protection.
SELINUXTYPE=targeted

- حالا نوبت به نصب xen و xen kernel میرسه :

کد:

yum install kernel-xen xen virt-manager

- در مرحله بعدی باید فایل بوت لودر ویرایش کنیم که سرور با کرنل xen بوت بشه ( default=0 باید باشه ) :

کد:

nano /boot/grub/grub.conf

کد:

# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda2
#          initrd /initrd-version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS (2.6.18-128.1.16.el5xen)
        root (hd0,0)
        kernel /xen.gz-2.6.18-128.1.16.el5
        module /vmlinuz-2.6.18-128.1.16.el5xen ro root=LABEL=/ rhgb quiet
        module /initrd-2.6.18-128.1.16.el5xen.img
title CentOS (2.6.18-128.1.16.el5PAE)

- حالا به دستور reboot سرور را ریستارت کنید !

بعد از بالا اومدن سرور با دستور فوق چک کنید که سرور با کرنل xen بالا اومده یا نه :

کد:

[root@AOS ~]# uname -a
Linux learn.aoscentral.net 2.6.18-128.1.16.el5xen #1 SMP Tue Jun 30 07:20:15 EDT 2009 i686 i686 i386 GNU/Linux

کد:

XEN با موفقیت نصب شد . با زدن دستور xm list می تونید لیست vps ها را مشاهده کنید .

نصب HyperVM

- فایل نصب hypervm دانلود کنید :

کد:

wget http://download.lxlabs.com/download/hypervm/production/hypervm-install-master.sh

- فایل نصب را اجرا کنید :

کد:

sh ./hypervm-install-master.sh --virtualization-type=xen

بزارین نصب تموم بشه و در آخر بدون هیچ تغییری دستور reboot بزنید .

بعد از بالا اومدن سرور به ترتیب دستورات زیر را اجرا کنید :

کد:

cd /usr/local/lxlabs/hypervm/httpdocs/ 

lphp.exe ../bin/misc/fixfc6xen.php 

lphp.exe ../bin/misc/fixcentos5xen.php 

lphp.exe ../bin/common/setdriver.php --server=localhost --class=vps --driver=xen

مراحل نصب HyperVm هم به اتمام رسید . حالا می تونید به hyperVM وارد بشید و vps ایجاد کنید :

کد:

https://your-IP:8887 یا https://your-IP:8888

User: admin   password : admin

ساخت VPS WINDOWS در XEN

برای ساختن vps ویندوز در xen مراحل زیر را دنبال کنید :

- شما اول فایل iso ویندوز را دانلود کنید

- از دستور استفاده کنید ( به جای عبارت full-path-to-the-installation-cd-image مسیر فایل iso را وارد کنید )

کد:

ln -sf /full-path-to-the-installation-cd-image /home/wincd.img

- به قسمت ایجاد vps xen در hypervm برین و در قسمت ostemplate گزینه ی windows-lxblank.img را انتخاب کنید و vps را ایجاد نمایید .

- بعد از boot کردن vps شما باید با استفاده از VNC-client که در پنل Hypervm موجود هست به vps ریموت بشین و ویندوز را نصب کنید !

- بعد از نصب ویندوز شما می توانید VPS فوق را به Ostemplate تبدیل کنید و از دفعه دوم به راحتی ویندوز با انتخاب ostemplate فوق نصب کنید ! برای این کار از گزینه ی create Ostemplate در hypervm استفاده کنید

Installing the Xen Software

When doing a fresh install of Fedora Core 5, you can specify that Xen should be installed by adding 'xen0' to your kernel command line. This will ensure that the Xen kernel and userspace support packages are installed.

If you already have a Fedora Core 5 system installed, you can install the Xen kernel by running the following command:

This installs the required packages and their dependencies. 'kernel-xen0' contains the Xen-enabled host system kernel (domain 0) as well as the hypervisor. Also, the 'xen' package will be installed, which contains the user-space tools for interacting with the hypervisor.

Once this is done, you should have an entry set up in the file /boot/grub/grub.conf for booting the xen0 kernel. The xen0 kernel is not set as the default boot option.

To set GRUB to boot with xen0 by default, edit /boot/grub/grub.conf and set the default to the xen0 [[FootNote(Note that you can change so that future kernel-xen0 packages are the default kernel by editing /etc/sysconfig/kernel)]

default=0

If the graphical boot screen or X-Windows fails on the next bootup, you may need to disable the graphical boot (rhgb) and switch to using runlevel 3 (command-line only mode).

This is an example /boot/grub/grub.conf, with the 3 option to start the host system on runlevel 3:

default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title Fedora Core (2.6.15-1.29_FC5hypervisor)
root (hd0,0)
kernel /xen.gz-2.6.15-1.29_FC5
module /vmlinuz-2.6.15-1.29_FC5xen0 ro root=/dev/VolGroup01/LogVol00 3
module /initrd-2.6.15-1.29_FC5xen0.img

The Xen facilities in Fedora Core uses VNC to provide a graphical interface that may be accessed from remote systems, as well as the host. Install the vnc package on those systems that will be used to manage Xen:

This provides the vncviewer client.

Enabling Xen

Once you've rebooted with the xen-hypervisor GRUB option, you should be running with a Xen-enabled kernel [[FootNote(To check that you are running a xen0 kernel use 'uname -r' - the name of the kernel should contain xen0)] . Also, the Xen service should already be running. To check that Xen is running successfully, enter the following command:

You should see Domain-0 (the Xen-enabled host) running.

Note that for the default setup, networking for guest OS's is bridged. This means that they will get an IP address on the same network as your host, thus, if you have a DHCP server providing addresses, you will need to ensure that it is configured to give addresses to your guests. You can change to another networking type by editing /etc/xen/xend-config.sxp