شبکهٔ رایانه‌ای (به اختصار: شبکه) به اتصال دو یا چند سیستم (مانند کامپیوتر، لپ‌تاپ، و…) که قابلیت انتقال اطلاعات بین خود را دارند شبکه رایانه‌ای گفته می‌شود.

شبکه رایانه‌ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می‌دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند.

ک شبکه رایانه‌ای اجازه به اشتراک‌گذاری منابع و اطلاعات را میان دستگاه‌های متصل شده به هم، می‌دهد. در دهه ۶۰ میلادی، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA) پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPANET) برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا اختصاص داد. این اولین شبکه رایانه‌ای در جهان بود. توسعه شبکه از سال ۱۹۶۹ و براساس طرح‌های توسعه یافته دهه ۶۰ آغاز شد.

هدف

شبکه‌های رایانه‌ای را می‌توان برای اهداف مختلف استفاده کرد:

• تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه، افراد می‌توانند به آسانی از طریق رایانامه، پیام‌رسانی فوری، اتاق گفتگو، تلفن، تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند.
• اشتراک‌گذاری سخت‌افزارها: در یک محیط شبکه‌ای، هر کامپیوتر در شبکه می‌تواند به منابع سخت‌افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن‌ها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده‌است.
• اشتراک‌گذاری پرونده‌ها، داده‌ها و اطلاعات: در یک محیط شبکه‌ای، هر کاربر مجاز می‌تواند به داده‌ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه‌های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده‌است دسترسی پیدا کند. قابلیت دسترسی به داده‌ها و اطلاعات در دستگاه‌های ذخیره‌سازی اشتراکی، از ویژگی‌های مهم بسیاری از شبکه‌های است.
• اشتراک‌گذاری نرم‌افزارها: کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می‌توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.

تعریف

شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل و متصل به یکدیگر هستند 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 تأثیرگذار 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 این‌طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این‌طور 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.

فهرست مطالب:

مقدمه

شبکه کامپیوتری

کاربردهای شبکه کامپیوتری

خدمات‌ معمول‌ در شبکه‌

تقسیم بندی مفاهیم شبکه ها

سخت افزار شبکه ‌ها از دیدگاه‌ تکنولوژی‌ انتقال‌

شبکه ‌های‌ پخش‌ فراگیر (Broadcast)

شبکه های نقطه به نقطه (Point to Point)

سخت افزار شبکه ها از دیدگاه مقیاس بزرگی

شبکه ‌های‌ شخصی‌ PAN

شبکه های محلی LAN

شبکه های بین شهری MAN

شبکه های منطقه ای RAN

شبکه های گسترده WAN

توپولوژی های LAN

توپولوژی خطی Bus

توپولوژی حلقه Ring

توپولوژی ستاره Star

توپولوژی درختی Tree

توپولوژی با اتصال کامل و توری شکل Full Mesh

ساختار شبکه بین شهری MAN

ساختار شبکه های گسترده WAN

الگویی‌ نمادین‌ از انتقال‌ بسته‌ حاوی‌ اطلاعات‌ در شبکه‌ WAN

روشهای انتقال اطلاعات در زیرساخت شبکه (بین دو ماشین)

سوئیچینگ‌ مداری

سوئیچینگ‌ پیام

سوئیچینگ‌ بسته‌ و سلول

تصویر زمانبندی‌ تأخیر در روشهای‌ سوئیچینگ‌

معماری لایه ای شبکه

تعاریفی در طراحی لایه به لایه

مدل مرجع OSI

لایه‌ فیزیکی‌

لایه‌ پیوند داده ‌ها

لایه‌ شبکه‌

لایه‌ انتقال‌

لایه‌ نشست‌

لایه‌ نمایش‌

لایه‌ کاربرد

مفاهیم مرتبط با خدمات لایه ای

کیفیت‌ خدمات‌

مدلهای‌ نرم ‌افزاری‌ خدمات‌ در سطح‌ لایه‌ کاربرد

مدل‌ چهار لایه ‌ای‌ TCP/IP

مولفه‌ های‌ TCP/IP

مدل‌ TCP/IP

و…