شبکه محلی (LAN) یک زیرساخت متشکل از رایانه‌ها و دستگاه‌های جانبی است که از طریق یک خط ارتباطی مشترک یا اتصال بی‌سیم به یک سرور متصل می‌شوند و در یک منطقه جغرافیایی محدود با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

شبکه محلی می‌تواند در محیط‌های مختلفی از چندین کاربر در یک دفتر خانگی تا هزاران کاربر در دفتر مرکزی یک شرکت ایجاد شود. صاحبان کسب و کار و مدیران فناوری اطلاعات از شبکه‌های LAN برای اشتراک منابع مانند چاپگرها یا ذخیره‌سازهای شبکه استفاده می‌کنند.

برای فعال کردن شبکه LAN، نیاز به کابل‌های اترنت، سوئیچ‌های لایه ۲ و دستگاه‌هایی است که از اترنت پشتیبانی می‌کنند و ارتباط را برقرار می‌کنند. در شبکه‌های محلی بزرگتر، اغلب از سوئیچ‌ها یا روترهای لایه ۳ استفاده می‌شود که جریان ترافیک را ساده‌تر می‌کنند.

شبکه LAN به کاربران این امکان را می‌دهد که به سرورهای داخلی، وب‌سایت‌ها و دیگر شبکه‌های محلی که به شبکه گسترده (WAN) تعلق دارند، متصل شوند.

دو روش اصلی برای فعال کردن اتصالات Local Area Network شامل اترنت و Wi-Fi هستند. اترنت مشخصه موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) است که رایانه‌ها را قادر می‌سازد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

Wi-Fi از امواج رادیویی در باندهای فرکانسی 2.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز برای اتصال کامپیوترها به شبکه LAN استفاده می‌کند.

با پیشرفت سرعت اترنت و Wi-Fi و کاهش هزینه‌های اتصال، فناوری‌های قدیمی مانند حلقه توکن، FDDI و ARCNET که در گذشته استفاده می‌شدند، دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

آشنایی با شبکه محلی یا LAN

دو نوع شبکه اصلی وجود دارد: شبکه‌های سیمی و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN).

شبکه لن سیمی از سوئیچ‌ها و کابل‌های اترنت برای اتصال نقاط پایانی، سرورها و دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) به شبکه شرکت استفاده می‌کند. برای کسب‌وکارهای کوچک که دستگاه‌های معدودی دارند، یک شبکه لن سیمی می‌تواند از یک سوئیچ لن مدیریت نشده با پورت‌های اترنت لازم برای اتصال همه دستگاه‌ها تشکیل شود.

اما شبکه‌های محلی بزرگ‌تر که هزاران دستگاه را به هم متصل می‌کنند، به سخت‌افزار، نرم‌افزار و انجام پیکربندی‌های اضافی نیاز دارند تا از عملکرد بهینه شبکه اطمینان حاصل کنند. اینجاست که مفهوم شبکه‌های محلی مجازی (VLAN) مطرح می‌شود.

با توجه به اینکه یک شبکه اترنت یک رسانه مشترک است، اگر سازمانی تعداد زیادی دستگاه متصل به یک شبکه محلی داشته باشد، میزان ترافیک همه پخشی که توسط همه دستگاه‌های موجود در شبکه LAN شنیده می‌شود، می‌تواند باعث ایجاد ازدحام و گلوگاه شود.

برای کاهش میزان ترافیک همه پخشی ارسال و دریافت در یک LAN، می‌توان شبکه را به چندین VLAN تقسیم کرد. این امر ترافیک همه پخشی را متراکم می‌کند، زیرا فقط توسط دستگاه‌های موجود در هر VLAN شنیده می‌شود نه کل شبکه. این اقدام بسیاری از سربارهای پخش فراگیر که می‌تواند منجر به مشکلات عملکردی شود را برطرف می‌کند.

هر چند شبکه‌های محلی مجازی می‌توانند به کاهش مشکلات تراکم پخش فراگیر کمک کنند، اما این روند نیازمند ایجاد چالش‌های جدیدی است.

هنگامی که دستگاه‌های موجود در VLANهای مختلف بخواهند با یکدیگر گفتگو کنند، نیازمند یک سوئیچ لایه 3 برای انتقال و دریافت ترافیک بین دو VLAN هستند که به عنوان مسیریابی بین VLAN شناخته می‌شود.

علاوه بر این، از آنجایی که شبکه‌های بزرگ سازمانی تقریباً همیشه به صدها VLAN تقسیم می‌شوند، نیازمند استقرار روترها در سراسر بخش‌های شبکه هستند.

امروزه، فروشندگان قابلیت‌های مسیریابی لایه 3 را در سوئیچ‌های شبکه ادغام می‌کنند. بنابراین، یک سوئیچ لایه 3 می‌تواند عملکرد سوئیچینگ و مسیریابی بین VLAN را از طریق یک دستگاه واحد انجام دهد.

شبکه‌های محلی بی‌سیم از مشخصات IEEE 802.11 برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌های پایانی و شبکه با استفاده از طیف بی‌سیم استفاده می‌کنند. در بسیاری از مواقع، یک لن بی‌سیم به دلیل انعطاف‌پذیری و صرفه‌جویی در هزینه، به لن سیمی ترجیح داده می‌شود، زیرا نیازی به کابل‌کشی در سراسر ساختمان ندارد.

شرکت‌هایی که WLANها را به عنوان ابزار اصلی اتصال انتخاب می‌کنند، معمولا کاربرانی دارند که منحصراً به تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و سایر دستگاه‌های تلفن همراه متکی هستند.

سرور فیزیکی و مجازی

راه اندازی یک شبکه LAN اولیه

سیستم‌های عامل امروزی، از جمله مایکروسافت ویندوز، لینوکس، Apple macOS، اندروید و iOS، قادر به پشتیبانی از پروتکل‌های شبکه IPv4 و IPv6 هستند. به علاوه، سخت‌افزارهای رایانه‌های شخصی، تبلت‌ها و گوشی‌های هوشمند، همگی دارای پورت‌های اترنت، تراشه‌های Wi-Fi یا هر دو هستند.

تا زمانی که یک مدیر شبکه دستگاه‌های رایانه رومیزی یا لپ‌تاپ‌ها را به‌روز نگه دارد، شبکه‌بندی این دستگاه‌ها با هم در یک شبکه LAN سیمی یا بی‌سیم بسیار ساده خواهد بود.

راه‌اندازی یک لن سیمی ساده نیازمند اتصال دستگاه‌های پایانی به یک سوئیچ LAN با استفاده از کابل اترنت زوج‌سیم است. پس از اتصال، این دستگاه‌ها می‌توانند در یک LAN فیزیکی یا VLAN با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

برای راه‌اندازی یک شبکه بی‌سیم، مدیر نیاز دارد که یک نقطه دسترسی بی‌سیم (WAP) را پیکربندی کند. WAP می‌تواند برای پخش SSID و احراز هویت دستگاه‌ها با استفاده از تکنیک‌های احراز هویت Wi-Fi مانند pre-shared key یا WPA2 Enterprise، پیکربندی شود.

مزایای استفاده از LAN

استفاده از LAN یا شبکه‌های محلی برای سازمان‌ها و کاربران دارای مزایای بسیاری است که شامل موارد زیر می‌شود:

1. اشتراک منابع: یکی از بزرگترین مزایای LAN این است که به کاربران این امکان را می‌دهد که منابعی مانند چاپگرها، فایل‌ها، دیتابیس‌ها و دیگر دستگاه‌ها را به اشتراک بگذارند. این امر به بهبود همکاری و کارایی کاربران کمک می‌کند.

2. مدیریت مرکزی: LAN امکان مدیریت مرکزی اطلاعات، امنیت، تنظیمات و منابع شبکه را فراهم می‌آورد. این به مدیران شبکه این امکان را می‌دهد که از یک نقطه مرکزی، تمامی دستگاه‌ها و منابع شبکه را کنترل کنند و به‌روزرسانی‌ها را انجام دهند.

3. سهولت دسترسی: با استفاده از LAN، کاربران می‌توانند به سرورها، دیتابیس‌ها، ایمیل و دیگر منابع شبکه با سرعت بالا دسترسی پیدا کنند. این دسترسی سریع و قابل اعتماد به منابع از این اهمیت برخوردار است که برای بسیاری از سازمان‌ها و شرکت‌ها حیاتی است.

4. امنیت: LAN امکانات امنیتی مانند شناسایی کاربر، کنترل دسترسی و رمزنگاری ارتباطات را فراهم می‌آورد. این امور به مدیران شبکه این اطمینان را می‌دهد که داده‌ها و منابع شبکه در مقابل حملات خارجی و دسترسی‌های غیرمجاز محافظت می‌شوند.

5. کاهش هزینه‌ها: استفاده از LAN می‌تواند به کاهش هزینه‌های مربوط به انتقال داده، اتصالات اینترنتی، نگهداری سیستم‌ها و مدیریت شبکه کمک کند. این به دلیل این است که منابع و خدمات به طور مشترک به اشتراک گذاشته می‌شوند.

6. انعطاف‌پذیری: LAN امکان افزودن و حذف دستگاه‌ها و ارتقاء شبکه را بدون اختلال در عملیات فعلی فراهم می‌کند. این انعطاف‌پذیری به سازمان‌ها کمک می‌کند تا با تغییرات سریع در نیازهای کسب‌وکار خود همگام شوند.

با توجه به این مزایا، استفاده از LAN به طور گسترده در شرکت‌ها، مؤسسات آموزشی، سازمان‌های دولتی و سایر محیط‌های کاری برای بهبود ارتباطات داخلی و مدیریت منابع فناوری اطلاعات بکار می‌رود.

تفاوت بین LAN و WAN و MAN

LAN، WAN و MAN اصطلاحاتی هستند که به شبکه‌های مختلف اشاره دارند بر اساس محدوده جغرافیایی که پوشش می‌دهند و از نظر اندازه و مقیاس متفاوتی هستند:

1. LAN (Local Area Network):
محدوده: LAN یک شبکه محلی است که در یک مکان فیزیکی محدودتر از یک شرکت، سازمان یا ساختمان وجود دارد.
مقیاس: تعداد دستگاه‌های متصل به لن معمولاً محدود است، از چند کامپیوتر و چندین دستگاه دیگر مثل چاپگرها و تلفن‌های VOIP تا چندین صد دستگاه.
تکنولوژی‌ها: اترنت (Ethernet) برای اتصالات با سیم و Wi-Fi برای اتصالات بی‌سیم معمولاً در لن استفاده می‌شود.
مزایا: سرعت بالا، امنیت بهتر، امکان اشتراک منابع محلی مانند چاپگرها و فایل‌ها و امکانات مدیریت مرکزی از جمله مزایای استفاده از LAN هستند.

2. WAN (Wide Area Network):
محدوده: WAN یک شبکه گسترده‌تر است که ارتباطات بین شبکه‌ها و دستگاه‌ها در مناطق جغرافیایی مختلف یا از طریق اتصالات عمومی مانند اینترنت فراهم می‌کند.
مقیاس: محدوده جغرافیایی WAN می‌تواند از چندین کیلومتر تا اینترنتی که جهانی است، متغیر باشد. WAN شامل ارتباطات بین شهرها، کشورها و حتی قاره‌ها است.
تکنولوژی‌ها: روترها، سوئیچ‌های لایه 3، مودم‌ها و اینترنت به عنوان ابزارهای اصلی برای اتصال و انتقال داده‌ها در WAN استفاده می‌شوند.
مزایا: پوشش گسترده، امکان اتصال به منابع دورتر، امکان ارائه خدمات برای کاربران مختلف در نقاط دور و امکانات امنیتی پیشرفته مانند VPN از جمله مزایای WAN هستند.

3. MAN (Metropolitan Area Network):
محدوده: MAN بین LAN و WAN قرار دارد و یک شبکه متوسط است که شامل یک منطقه شهری یا حتی یک شهر است.
مقیاس: MAN پوشش جغرافیایی بین چندین کیلومتر تا چند ده کیلومتر را در بر می‌گیرد و از میان محدوده‌های کوچکتر مانند ساختمان‌ها و شبکه‌های شهری بزرگتر می‌آید.
تکنولوژی‌ها: از تکنولوژی‌های ارتباطی مشابه لن استفاده می‌شود، اما ممکن است به تجهیزات متوسط ​​مانند مودم‌ها و روترهای مخصوص MAN نیاز باشد.
مزایا: پوشش شهری یا منطقه‌ای، سرعت و کارایی بالا برای اتصالات بین مراکز مختلف شهری، کاهش هزینه‌ها و امکان ارائه خدمات مشابه به LAN و WAN از جمله مزایای MAN هستند.

به طور کلی، هر کدام از این انواع شبکه بر اساس محدوده جغرافیایی و نیازهای ارتباطی مختلف طراحی شده‌اند تا به کاربران و سازمان‌ها امکان ارتباط بهینه را در مقیاس مورد نظر فراهم کنند.

5 توپولوژی محبوب LAN

توپولوژی‌های محبوب شبکه‌های لن شامل انواع مختلفی هستند که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند. پنج توپولوژی محبوب LAN عبارتند از:

1. توپولوژی اترنت (Ethernet Topology):

• این توپولوژی به عنوان ساده‌ترین و پراستفاده‌ترین توپولوژی LAN شناخته می‌شود.
• دستگاه‌ها به طور مستقیم به یک مدیریت‌کننده (Switch) متصل می‌شوند که بستر اصلی برای ارتباطات در لن فراهم می‌کند.
• توپولوژی اترنت از کابل‌های اترنت برای اتصال دستگاه‌ها به سوئیچ استفاده می‌کند.

2. توپولوژی شبکه ستاره (Star Topology):

• در این توپولوژی، تمامی دستگاه‌ها به یک نقطه مرکزی یا سوئیچ (Switch) وصل می‌شوند.
• این نقطه مرکزی می‌تواند سوئیچ یا حتی یک مودم باشد که ترافیک بین دستگاه‌ها را مدیریت می‌کند.
• توپولوژی ستاره به راحتی قابل مدیریت است و در صورت خرابی یک کابل، اثر کمتری بر عملکرد شبکه دارد.

در این توپولوژی، دستگاه‌ها به صورت یک حلقه متصل می‌شوند، به طوری که هر دستگاه به دستگاه دیگری متصل است و اتصالات به شکل حلقه تشکیل می‌شود.
این توپولوژی برای اتصال کمترین تعداد دستگاه‌ها مفید است و باعث کاهش تعداد کابل‌ها و هزینه‌های نصب می‌شود.

4. توپولوژی درختی (Tree Topology):

• توپولوژی درختی یک ترکیب از توپولوژی ستاره و اتصالات شبکه‌ای است که به یکدیگر متصل می‌شوند.
• این توپولوژی به عنوان یک شبکه متراکم استفاده می‌شود که به صورت سلسله مراتبی ساخته شده و ارتباطات بین سطوح مختلف را فراهم می‌کند.

5.توپولوژی شبکه شعاعی (Bus Topology):

• در این توپولوژی، تمام دستگاه‌ها به یک کابل مشترک به نام “باس” متصل هستند.
• این کابل می‌تواند کابل اترنت باشد که تمام دستگاه‌ها به آن متصل می‌شوند.
• توپولوژی شبکه شعاعی به دلیل سادگی و کاهش هزینه مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما در صورت خرابی باترافیک واگذاری مشکلاتی برای عملکرد شبکه ایجاد می‌کند.

هر یک از این توپولوژی‌ها ویژگی‌ها و مزایا منحصر به فردی دارند که بسته به نیازهای شبکه و محیط استفاده، انتخاب می‌شوند.