درباره آموزش سیسکو و مدرک CCNA

ـــــــ برنامه ريزی و طراحی شبكه ( بخش اول ) :

‍CCNA( به معنی Cisco Certified Network Associate) نخستین مدرك معتبر شركت سيسكو در ارتباط با شبكه است
كه می توان آن را پيش نياز ساير مدارك اين شركت دانست .علاقه مندان به دريافت اين مدرك می بايست توانائی خود را در
چهار زمينه ذیل افزايش دهند :

برنامه ريزی و طراحی
پياده سازی و عمليات
اشكال زدائی
فناوری
در قسمت برنامه ريزی و طراحی می بايست بر روی موارد زير تاکید شود.

طراحی يك شبكه محلی ساده با استفاده از فناوری سيسكو
طراحی يك مدل آدرس دهی IPمنطبق بر طراحی شبكه
انتخاب يك پروتكل روتينگ مناسب
طراحی يك ارتباط بين شبكه ای ساده با استفاده از فناوری سيسكو
پياده سازی يك ليست دستيابی منطبق بر نياز كاربران
انتخاب سرويس های WANمنطبق بر نياز مشتريان
آزمون CCNA، صرفا” مربوط به پيكربندی دستگاه های شبكه ای نمی باشد و به مواردی از قبیل پيكربندی و اشكال زدائی نیز
اشاره دارد . در مجموعه مطالبی كه بدين منظور آماده شده به بررسی مسائلی‌ نظير فرآيند طراحی
شبكه ، اتخاذ تصميم در خصوص استفاده از دستگاه های شبكه ای ، آدرس دهی IPو انتخاب پروتكل های روتينگ خواهيم
پرداخت .

ـــــــ بخش اول : طراحی يك شبكه محلی ساده با استفاده از فناوری سيسكو

شبكه های محلی ( LAN) بنیان كار هر نوع ارتباط بين شبكه ای می باشند . در واقع يك ارتباط بين شبكه ای ، نتیجهء اتصال
مجموعه ای از شبكه های محلی به يكديگر می باشد. برای ايجاد شبكه محلی می توان از مجموعه ای دستگاه های شبكه ای (
نظير سوئيچ ، روتر و هاب ) و فناوری استفاده کرد. با بهره گیری از دستگاه های مذکور ، می توان هاست های متعددی را به
يكديگر متصل و يك شبكه محلی را ايجاد نمود . در صورت ضرورت می توان يك شبكه محلی را به شبكه محلی
ديگر متصل کرد تا يك ارتباط بين شبكه ای ايجاد شود
تعداد شبكه ها و ضرورت استفاده از آنها در ساليان اخير رشد چشمگیری داشته است . شبكه های امروزی می بايست به منظور
تامين طيف گسترده ای از خواسته ها نظير اشتراك داده و يا چاپگر و درخواست هائی خاص نظير ويدئو كنفرانس دارای سرعتی
قابل قبول و مناسب باشند . علاوه بر ضرورت به اشتراك گذاشتن منابع بر روی يك شبكه اين نياز بيش از گذشته احساس می
شود كه بتوان شبكه های متعددی را به يكديگر متصل تا كاربران آنها بتوانند از منابع موجود بر روی هر شبكه استفاده کنند.

همیشه اين احتمال وجود دارد كه به اجبار يك شبكه بزرگ را به چندين شبكه كوچكتر تقسيم کنیم. زیرا به موازات رشد شبكه و
افزايش ترافيك آن ، زمان پاسخ به كاربران بتدريج كاهش میابد . افزايش ترافيك و يا شلوغی شبكه ( Congestion) يكی از
مهمترین مسائل در شبكه های كامپيوتری است كه عوامل گوناگونی در ايجاد آن موثر می باشند :

وجود هاست های فراوان در يك broadcast domain
Broadcastsبيش از اندازه
Multicasting
پهنای باند كم و نارسا
استفاده از هاب برای ارتباطات شبكه
وجود حجم بالائی از ترافيك ARPو يا IPX(پروتكل روتينگ شركت ناول كه نظير IPاست ولی به شدت پرحرف است )
برای حل مشكلات مذکور و کاستن بار ترافيكی شبكه می توان يك شبكه بزرگ را به چندين شبكه كوچكتر تقسيم نمود . به اين
كار segmentationمی گویند که برای تحقق آن از روتر ، سوئيچ و bridgeاستفاده می شود.
روتر
کار روترها اتصال شبكه ها و مسيريابی بسته های اطلاعاتی از يك شبكه به شبكه ديگر است . روترها به صورت پيش فرض
باعث تفكيك broadcast domainمی شوند . broadcast domainبه مجموعه ای از دستگاه های موجود بر روی يك شبكه
كه به broadcastارسالی بر روی سگمنت گوش می دهند ، گفته می شود . تفكيك broadcast domainدر يك شبكه از
اهمیت خاصی برخوردار است زیرا پس از ارسال broadcastتوسط يك هاست و يا سرويس دهنده ، هر دستگاه موجود در
شبكه باید آن را دريافت و سپس پردازش نمايد . در صورت استفاده از روتر ، زمانی كه اينترفيس آن يك broadcastرا
دريافت می نمايد ، می تواند آن را بدون نياز فورواردينگ به شبكه ديگر ، دور بياندازد .

با اين كه روترها به صورت پيش فرض به عنوان دستگاه هائی جهت تفكيك broadcast domainمطرح و شناخته شده می
باشند ولی لازم به ذکر است كه روترها قادر به تفكيك collision domainsنيز می باشند .


برای کاستن شلوغی شبكه توسط روتر از روش های مختلفی استفاده می شود:
روترها به صورت پيش فرض broadcastرا فوروارد نمی نمايند ( در حالیکه سوئيچ و bridgeاينطور نیستند) .
روترها توانایی فيلترينگ شبكه را بر اساس اطلاعات لايه سه دارند (البته با استفاده از آدرس های IP) . اما سوئيچ و bridge
قادر به انجام اين كار نیستند.
از موارد استفاده روترها در شبكه جهت تامين اهداف میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
سوئيچينگ بسته های اطلاعاتی
فيلترينگ بسته های اطلاعاتی
ارتباطات بين شبكه ای
انتخاب مسير

سوئيچ
از اين نوع دستگاه های شبكه ای برای افزودن قابليت های جديد به يك شبكه محلی استفاده می شود . از کاربرد های مهم این
دستگاه میتوان به بهبود كاركرد شبكه های محلی بوسیله ارائه پهنای باند وسیع تر برای كاربران شبكه ااشاره کرد. سوئيچ ها
توانایی فوروارد فریم ها را از يك پورت به پورت ديگر نیز دارند.
سوئيچ ها توانایی فوروارد فريم ها را بين شبكه ها ندارند و فقط می توانند حامل فريم ها برای روترها باشند تا بواسطه
روترها به ساير شبكه ها فورواردشوند .


به صورت پيش فرض ، سوئيچ ها باعث تفكيك Collision domainدر يك شبكه می شوند .
با توجه به اين كه هاب فقط collision domainو يك broadcast domainرا ارائه می کند ولی‌ استفاده از آن باعث
شدت كاهش كارآئی شبكه می شود . در اینگونه شبکه ها ، هر هاست موجود در سگمنت به يكی از پورت های هاب متصل می
گردد . و در مقابل ، هر پورت موجود در يك سوئيچ collision domainمربوط به خود را ارائه می کند.


bridge
واژه bridgingقبل از پياده سازی هاب و روتر ، استفاده می شد. به خاطر همین است که برخی bridgeرا با نام همان سوئيچ
می شناسند . در کلیت، سوئيچ و bridgeدارای عملكردی مشابه هستند. دو دستگاه مذکور ، collision domainدر يك شبكه
محلی را تفكيك می نمايند . به این معنی كه سوئيچ در اصل يك bridgeچندين پورت با قدرك اداراك بيشتر است . با وجود
شباهت های زياد بين سوئيچ و bridge، تفاوت هائی نيز در اين رابطه وجود دارد . به عنوان نمونه سوئيچ ها به منظور انجام
وظايف خود دارای امكانات مديريتی و قابليت های پيشرفته ای می باشند . غالبآ موارد bridgeدارای يك ، دو و يا
چهار پورت می باشد.


از bridgeزمانی در شبكه استفاده می شود كه هدف كاهش collisionدر broadcast domainو افزايش
collision domainدر شبكه است . در چنين وضعی bridgeپهنای باند گسترده تری را برای كاربران ارائه می نمايد. يكی از
مزايای اوليه bridging، افزايش پهنای باند قابل دسترس بر روی يك سگمنت شبكه است ، زیرا با اين كار تعداد دستگاه های
موجود در يك collision domainکاسته می شود .

استفاده از روتر ، سوئيچ و bridgeدر شبكه
شكل زير نحوه استفاده از تجهيزات شبكه ای فوق را در يك شبكه فرضی نشان می دهد . در شكل زیر سه شبكه فرضی ( شبكه
متصل شده از طريق هاب در قسمت پائين شكل ، شبكه متصل شده از طريق سوئيچ در قسمت سمت چپ شكل و شبكه متصل
شده از طريق bridgeدر قسمت بالای شكل ) از طريق روتر به يكديگر متصل شده اند .

توضيحات :
همانگونه كه در شكل فوق مشاهده می نمائيد از روتر در مركز شبكه استفاده شده است . علت اين كار استفاده از فناوری های
قديمی تر نظير هاب و bridgeاست .
در شبكه های جديد می توان سوئيچ را در مركز شبكه قرار داد و از روتر برای اتصال شبكه های منطقی به يكديگر استفاده نمود
. در صورتی كه قصد پياده سازی چنین شبكه هائی را داشته باشيم ، می بايست شبكه های محلی مجازی ( VLANs) را ايجاد
نمود .
در قسمت بالای شكل فوق از يك bridgeاستفاده شده است تا به كمك آن هر دو هاب به روتر متصل شوند . همانگونه كه در
متن اين مقاله اشاره گرديد ، bridgeباعث تفكيك collision domainمی گردد ولی تمامی هاست های متصل شده به هر دو
هاب همچنان در يك broadcast domainمشابه قرار می گيرند . همچنين ، bridgeفوق صرفا” دو collision domainرا
ايجاد كرده است . بنابراين هر دستگاه متصل شده به يك هاب در يك collision domainمشابه قرار می گيرد .
در قسمت پائين شكل فوق ، سه عدد هاب متصل شده به هم به روتر متصل شده اند . وضعيت فوق باعث ايجاد يك
collision domainبزرگ و يك broadcast domainبزرگ می شود .
بهترين شبكه متصل شده به روتر ،‌ شبكه متصل شده از طريق سوئيچ موجود در قسمت سمت چپ شكل فوق است . چرا ؟ چون
هر پورت موجود بر روی سوئيچ باعث تفكيك collision domainمی گردد. ولی اين يك وضعيت مطلوب نمی باشد چون
تمامی دستگاه ها همچنان در يك broadcast domainمشابه قرار داشته و می بايست به تمامی broadcastارسالی گوش فرا
دهند و اگر broadcast domainخيلی بزرگ باشد ، كاربران پهنای باند كمتری را داشته و می بايست broadcastبيشتری
را پردازش نمايند . ماحصل اين وضعيت ، كاهش زمان پاسخ شبكه به كاربران خواهد بود .
بهترين شبكه ، شبكه ای است كه به درستی پيكربندی و منطبق بر نياز يك سازمان باشد . سوئيچ ها به همراه روترها زمانی كه
به درستی در يك شبكه كنار هم قرار داده شوند ، طراحی شبكه بهترين وضعيت ممكن را پيدا خواهد كرد .
در شبكه فوق ، نه collision domainو سه broadcast domainوجود دارد .
مشاهده broadcast domainدر شكل فوق ساده است چراكه روتر به صورت پيش فرض broadcast domainرا تفكيك
می نمايد و از آنجائی كه روتر فوق دارای سه اتصال است ، سه broadcast domainايجاد می گردد .
مشاهده collision domainدر شكل فوق به سادگی broadcast domainنمی باشد. تمامی شبكه متصل شده از طريق هاب
دارای يك collision domainاست . شبكه متصل شده از طريق bridgeشامل سه collision domainو شبكه متصل شده از
طريق سوئيچ شامل پنج collision domainاست ( يكی برای هر پورت سوئيچ ) . بنابراين در مجموع نه
collision domainدر شبكه فوق وجود دارد .
در بخش دوم به بررسی طراحی يك مدل آدرس دهی IPمنطبق بر طراحی شبكه خواهيم پرداخت .


CCNA: برنامه ريزی و طراحی شبكه ( بخش دوم )

در بخش اول به اين موضوع اشاره شد كه علاقه مندان به دريافت مدرك CCNAمی بايست توانائی خود را در چهار زمينه ذیل
افزايش دهند :
برنامه ريزی و طراحی شامل :
طراحی يك شبكه محلی ساده با استفاده از فناوری سيسكو
طراحی يك مدل آدرس دهی IPمنطبق بر طرح شبكه
انتخاب يك پروتكل روتينگ مناسب
طراحی يك ارتباط بين شبكه ای ساده با استفاده از فناوری سيسكو
پياده سازی يك ليست دستيابی منطبق بر نياز كاربران
انتخاب سرويس های WANمنطبق بر نياز مشتريان
پياده سازی و
عمليات اشكال زدائی
فناوری
در بخش اول با تمركز بر روی “برنامه ريزی و طراحی ” ، با نحوه طراحی يك شبكه محلی ساده با استفاده از فناوری سيسكو
آشنا شديم . در اين بخش ضمن تداوم تمركز خود بر روی ” برنامه ريزی و طراحی “، به بررسی طراحی يك مدل آدرس دهی
IPمنطبق بر طرح شبكه خواهيم پرداخت .

ـــــــ بخش دوم : طراحی يك مدل آدرس دهی IPمنطبق بر طرح شبكه

آدرس IP، يك شناسه عددی می باشد كه به هر ماشين موجود بر روی يك شبكه IPنسبت داده می شود . آدرس مذکور ، مكان
خاص يك دستگاه بر روی شبكه را مشخص می کند . آدرس IPيك آدرس نرم افزاری است. هر اينترفيس شبكه دارای يك آدرس
سخت افزاری نيز می باشد كه از آن به منظور يافتن هاست بر روی يك شبكه محلی استفاده می گردد . آدرس دهی مبتنی بر IP
، امكان مبادله اطلاعات بين هاست موجود در يك شبكه محلی با هاست موجود بر روی شبكه ديگر صرفنظر از نوع شبكه محلی
را فراهم می نمايد .
در زمان طراحی مدل آدرس دهی IPدر يك شبكه ، می بايست به مواردی متعددی توجه شود زیرا با در نظر گرفتن برخی
ملاحظات در زمان طراحی ، نگهداری شبكه در مدت زمان حيات آن راحت تر می گردد .

در ادامه به برخی از اصطلاحات اساسی در خصوص سيستم آدرس دهی IP، سيستم سلسله مراتبی آدرس دهی IP، كلاس های
متفاوت آدرس دهی IP، آدرس های IPخصوصی ، آدرس های broadcastو NAT( به معنی
network address translation) اشاره خواهيم كرد .


اصطلاحات IP
بيت ( bit) : يك بيت شامل يك رقم است . صفر و يا يك
بايت ( byte) : يك بايت بسته به اين كه از parityاستفاده شده باشد از هفت و يا هشت بيت تشكيل می گردد . در ادامه همواره
فرض ما بر اين است كه يك بايت از هشت بيت تشكيل شده است
اكتت ( octet) : يك اكتت از هشت بيت تشكيل می گردد و صرفا” يك عدد هشت بيتی در مبنای دو را نشان می دهد . در ادامه
از واژه های بايت و اكتت به جای هم استفاده شده است .
آدرس شبكه ( Network address) : از آدرس شبكه به منظور روتينگ و ارسال بسته های اطلاعاتی به يك شبكه راه دور
استفاده می شود . آدرس های 0 . 0 . 0 . 10 و 0 . 10 . 168 . 192 نمونه هائی در اين زمينه می باشند .
آدرس پخش ( Broadcast address) : از آدرس های فوق ، برنامه ها و هاست ها جهت ارسال اطلاعات برای تمامی گره
های موجود در يك شبكه استفاده می نمايند .
255 . 255 . 255 . 255 تمامی شبكه ها و تمامی گره ها
255 . 255 . 16 . 172 تمام subnetو هاست ها بر روی شبكه 0 . 0 . 16 . 172
255 . 255 . 255 . 10 به تمامی subnetو هاست موجود بر روی شبكه 0 . 0 . 0 . 10
نمونه هائی از آدرس های broadcastمی باشند .
مدل آدرس دهی سلسله مراتبی IP
يك آدرس IPشامل 32 بيت اطلاعات است . اين بيت ها به چهار قسمت تقسيم می گردند كه به هر قسمت بايت و يا اكتت گفته
می شود . هر بايت و اكتت شامل هشت بيت می باشد . برای نمايش يك آدرس IPمی توان از روش های متعددی استفاده نمود :

دهدهی – جدا شده توسط نقطه ( 56 . 30 . 16 . 172 )

باينری يا مبنای دو ( 00111000 . 00011110 . 00010000 . 10101100 )
مبنای شانزده ( AC.10.1E.38)
تمامی مثال های فوق يك آدرس IPمشابه را نمايش می دهند . در زمان بحث بر روی آدرس دهی IPاز مبنای شانزده به ميزانی
كه از “دهدهی – جدا شده توسط نقطه” و يا باينری استفاده می شود ، استفاده نمی گردد . در برخی برنامه ها ممكن است از يك
آدرس IPبه صورت مبنای شانزده استفاده گردد . به عنوان مثال ريجستری ويندوز يك نمونه مناسب از برنامه هائی است كه
آدرس IPماشين را به صورت مبنای شانزده ذخيره می نمايد .
آدرس سی و دو بيتی IP، يك آدرس ساختيافته و يا سلسله مراتبی است. با اين كه می توان از هر نوع مدل آدرس دهی استفاده
نمود ، ولی توصيه می شود كه از آدرس دهی سلسله مراتبی استفاده گردد . ارائه تعداد بسيار زيادی آدرس ، مزيت عمده استفاده
از يك مدل آدرس دهی سلسله مراتبی است . با توجه به اين كه آدرس IPسی و دو بيتی است و هر بيت می تواند مقدار صفر و
يا يك را دارا باشد ،‌ در مجموع دو به توان سی و دو آدرس را خواهيم داشت ( 3 / 4 ميليارد و يا 4,294,967,296 ) .
اشكال مدل آدرس دهی flatو علت عدم استفاده از آن برای آدرس دهی IPبه روتينگ مربوط می گردد . در صورتی كه هر
آدرس منحصربفرد باشد ، تمامی روترهای موجود در اينترنت می بايست آدرس هر ماشين موجود در اينترنت را ذخيره نمايند .
اين موضوع روتينگ موثر را غيرممكن ساخته حتی اگر صرفا” بخشی از آدرس های موجود استفاده شده باشد .
برای حل اين مشكل می توان از مدل آدرسی دهی سلسله مراتبی با دو و يا سه سطح استفاده نمود كه در آن آدرس ها بر اساس
شبكه ، هاست ( دو سطح ) و يا شبكه ، زير شبكه و هاست ( سه سطح ) سازماندهی می شوند .
مدل آدرس دهی سلسله مراتبی ( با دو و يا سه سطح ) را می توان با يك شماره تلفن مقايسه نمود . در يك شماره تلفن ، بخش
اول مربوط به كد شهر است . بخش دوم مربوط به يك ناحيه محلی در شهر مورد نظر است و بخش نهائی شماره مشترك است .
آدرس های IPاز يك ساختار لايه ای مشابه استفاده می نمايند . در مقابل اين كه تمامی سی و دو بيت به عنوان يك شناسه
منحصربفرد در نظر گرفته شود ( نظير مدل آدرس دهی flat) ، بخشی از آدرس ، شامل آدرس شبكه و ساير بخش ها به عنوان
زيرشبكه و يا هاست ( سه سطح ) و يا صرفا” آدرس هاست ( دو سطح ) در نظر گرفته می شود .

آدرس دهی شبكه
آدرس شبكه كه به آن شماره شبكه نيز گفته می شود ، بطور منحصربفرد هر شبكه را مشخص می نمايد . آدرس شبكه هر ماشين
موجود بر روی يك شبكه مشابه ، به عنوان بخشی از آدرس IPآن در نظر گرفته می شود . در آدرس IP:172.16.30.56،
اعداد 16 . 172 آدرس شبكه را مشخص می نمايد .
آدرس گره بطور منحصربفرد هر ماشين موجود بر روی يك شبكه را مشخص می نمايد. آدرس گره می بايست منحصربفرد باشد
زیرا كه اين آدرس يك ماشين خاص موجود بر روی يك شبكه را شناسائی می نمايد . به عدد فوق ( آدرس گره ) به عنوان يك
آدرس هاست مراجعه می گردد . در نمونه آدرس IP:172.16.30.56، اعداد 56 . 30 آدرس گره را مشخص می نمايد .
طراحان اينترنت ، با توجه به اندازه شبكه تصميم به ايجاد كلاس های مختلف شبكه نموده اند:

برای تعداد شبكه های اندكی كه گره های فراوانی را شامل می شوند، كلاس Aدر نظر گرفته شده است.

برای تعداد شبكه های زيادی كه دارای گره های كمتری می باشند ، كلاس Cدر نظر گرفته شده است .

برای شبكه های بين شبكه های بسيار بزرگ و بسيار كوچك ، كلاس Bدر نظر گرفته شده است