فرمت :WORD تعداد صفحه :60
عنوان
مقدمه 1
شبکه کامپیوتری چیست ؟ 2
مدل های شبکه : 4
اجزا ء شبکه : 7
انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی : 8
ریخت شناسی شبکه 9
پروتکل های شبکه : 14
مدل 17
ابزارهای اتصال دهنده 20
مفاهیم مربوط به ارسال سیگنال و پهنای باند 25
کابل شبکه 27
کارت شبکه 34
عملکردهای اساسی کارت شبکه 35
نصب کارت شبکه 37
تنظیمات مربوط به ویندوز برای ایجاد شبکه 41
شبکه های بی سیم 43
پارامترهای مؤثر در انتخاب و پیادهسازی یک سیستم WLAN 50
جمعبندی 54
فهرست منابع و ماخذ
نام کتــاب : اصول طراحی شبکه های کامپیوتری / نویسنده : مهندس احسان ملکیان / محل و تاریخ نشر : تهران – 1384
نام کتاب : اصول و مبانی عیب یابی شبکه های کامپیوتری/ نویسنده : جاناتان فلدمن / مترجم : حمیدرضا فیروزی / محل نشر : تهران
مقدمه
استفاده از شبکه های کامپیوتری در چندین سال اخیر رشد فراوانی کرده وسازمانها وموسسات اقدام به برپایی شبکه نموده اند . هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط وسیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد. در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند ؛ در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگهداری شبکه
وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود.
در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود :
- برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟
- چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟
- هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟
- انتظار کاربران از شبکه چیست ؟
- آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟
- چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟
بطور کلی قبل از طراحی فیزیکی یک شبکه کامپیوتری ، ابتدا باید خواسته ها شناسایی وتحلیل شوند، مثلا در یک کتابخانه چرا قصد ایجاد یک شبکه را داریم واین شبکه باید چه سرویس ها وخدماتی را ارائه نماید؛ برای تامین سرویس ها وخدمات مورد نظر اکثریت کاربران ، چه اقداماتی باید انجام داد ؛ مسائلی چون پروتکل مورد نظر برای استفاده از شبکه ، سرعت شبکه و از همه مهمتر مسائل امنیتی شبکه ، هریک از اینها باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. سعی شده است پس از ارائه تعاریف اولیه ، مطالبی پیرامون کاربردهای عملی آن نیز
ارائه شود تا در تصمیم گیری بهتر یاری کند.
شبکه کامپیوتری چیست ؟
اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی
مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور 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 یک 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 سیــــستم 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 دهید شامل موارد ذیل هستند :
1 - اندازه سازمان
2 - سطح امنیت
3 - نوع فعالیت
4 - سطح مدیریت
5 - مقدار ترافیک
6 - بودجه
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.
فرمت :WORD تعداد صفحه :29
این نوع شبکه برای کاربران محلی از جمله محیطهای(Campus) دانشگاهی یا آزمایشگاهها که نیاز به استفاده از اینترنت دارند مفید می باشد. در این حالت اگر تعداد کاربران محدود باشند می توان بدون استفاده از Access Point این ارتباط را برقرار نمود .در غیر اینصورت استفاده از Access Point ضروری است.می توان با استفاده از آنتن های مناسب مسافت ارتباطی کاربران را به شرط عدم وجود مانع تاحدی طولانی تر نمود.
دو تکنولوژی مورد استفاده برای این شبکه ها عبارت از :IR (Infra Red ) و Bluetooth (IEEE 802.15 ) می باشد که مجوز ارتباط در محیطی حدود 90 متر را می دهد البته در IR نیاز به ارتباط مستقیم بوده و محدودیت مسافت وجود دارد .
توسط این تکنولوژی ارتباط بین چندین شبکه یا ساختمان در یک شهر برقرار می شود برای Backup آن می توان از خطوط اجاره ای ،فیبر نوری یا کابلهای مسی استفاده نمود .
برای شبکه هائی با فواصل زیاد همچون بین شهرها یا کشورها بکار می روداین ارتباط از طریق آنتن ها ی بی سیم یا ماهواره صورت می پذیرد .
Wimax استاندارد جدید شبکه های بی سیم.
استاندارد جدید WIMax برای شبکه های شهری بی سیم ، بازار دستیابی به اینترنت رامتحول خواهدکرد. امروزه یافتن و خریدن یک کامپیوتر کیفی مجهز به تراشه Wi-Fi نباشد،
کاری دشوار است، دکمه ای که به کاربران کامپیوترهای همراه اجازه دستیابی
به اینترنت ر فارغ از مکانی که کاربردر آن حضور دارد می دهد. بدین ترتیب از
اتاق غذاخوری ، اتاق نشیمن و یا کافی شاپ می توان به اینترنت وصل شد. عموم
مردم به WI-Fi به عنوان یک ایستگاه مرکزی کاری که
می تواند ارتباط را بین چندین کاربر به طور یکسان به اشتراک بگذارد
علاقمندند. البته با این محدودیت که فاصله کاربرانبران برای محیط داخلی ( indoor) کمتراز100متر و برای محیط خارجی (outdoor) کمتر از 400 متر باشد.
اما استاندارد جدیدی معرفی شده است که عملا توانایی Wi-Fi را زیر سوال برده است . این استاندارد معروف به WiMax می باشد که باعث ایجاد ارتباطات بی سیم اینترنتی با پهنای باند بالا با سرعتی نزدیک به Wi-Fi به محدو دیت های آن را هم ندارد یعنی تا فواصل بالای حدود 50 کیلومتر را هم پشتیبانی می کند.
شبکه های شهری بی سیم با سرعت های پهنای باند بالا چندان جدید نیستند، اما
تجهیزات خاص باند پهن عمدتا گران قیمت هستند. در حال حاضر شرکت ها به تدریج
در حال رسیدن به توافق هایی بر روی جزییات استاندارد WiMax هستند که این منجر به کاهش قیمت این تجهیزات خواهدشد.
توافقات صنعتی روی جزییاتی نظیر این که چگونه سیگنال های WiMax را
رمز گشایی کنیم تا فرکانس هایی را ایجاد کنیم که قابل استفاده باشند و
چگونه امکان برقراری ارتباط چندین کاربر تا دستیابی به آن فرکانس ها را
فراهم کنیم ، سر انجام به شرکت هایی نظیر اینتل اجازه خواهد داد تا تراشه
که حاوی قابلیت WiMax برای استفاده درتجهیزات بی سیم با پهنای باند بالا هستند را بسازند .
و در نهایت انتظار می رود که قیمت receiver به حدود 50 تا 100 دلار یعنی چیزی حدود قیمت DSL ها
یا مودم های کابلی امروزی برسد و این یعنی میلیون ها نفر از کاربران
بالاخره می توانند از سرویس های رایج اینترنت استفاده کندو به آسانی از
طریق آنتن های نصب شده روی بام از هرگوشه شهر به اینترنت وصل شوند.
اگر چه ظهور اولیه WiMax در حوزه های عمومی بوده
است. اما با ظهور تدریجی تجهیزات و استانداردها، شاهد موج جدیدی از صنایع
کوچک و متوسط بی سیم خواهیم بود که دیگر خطوط گران قیمت T1/E1 نیستندو
ایستگاه های کاری همچنین می توانند خدمات خود را در مکان هایی بدون خطوط
تلفن هم ارایه دهند و این یعنی دستیابی پر سرعت به اینترنت در نواحی دور
افتاده ای که غالبا هیچ تجهیزات ارتباطی ندارند.
WiMax که مخفف Woldwide Interoperability for Microware Access می
باشد،کمی فراتر از یک لیست طولانی از مشخصات تکمیلی و تخصصی که نمایشگر
تجهیزات بی سیم کارخانه های مختلف که می توانند با سرعت های زیاد با هم کار
کند، است . این استاندارد با نام IEEE 802.16 نیز شناخته می شود که از سال 1990 کاربرد آن شروع شده است و نقطه مقابل فناوری های اینترنت یا Wi-Fi بوده است. یک واحد انتقال دهنده WiMax می
تواند صوت ، تصویر و سیگنال های اطلاعاتی را در طول فواصل بالای 50
کیلومتر (با رعایت خط دید مستقیم) وبا سرعتی در حدود 70 مگابیت در ثانیه
(یعنی سرعتی برای دستیابی 60 شرکت با سرعت خطوط T1 یا صدها کاربر خانگی با سرعت DSL کفایت می کند) انتقال دهد.
اعلان شرکت اینتل (درژانویه 2004) که موضوع اصلی اش در رابطه با WiMax بود باعث رونق یافتن سریع این فناوری توسعه این استاندارد شد.
شرکت سازنده Centrino قبلا طی یک ابتکار تراشه های Wi-Fi را
درون کامپیوتر های کیفی قرارداده بود. اسکات ریچارد سون مدیر گروه بی سیم
باند پهن شرکت اینتل در این رابطه گفت :« ما به دنبال این بودیم که آیا می
توان همه شهرها را با Wi-Fi تحت پوشش اینترنتی قرارداد یا خیر و این که شاید پوشش اینترنتی دادن یک شهر با تکنولوژی Wi-Fi کار ساده ای باشد اما مشکل از این قرار است که مدیریت این شبکه بسیار بسیار سخت می شد که و در ضمن Wi-Fi بسیار هم محدود عمل می کرد.
ریچارد سون می افزاید: ما متوجه شدیم که Wi-Fi نیازمند این است که فراتر از یک تکنولوژی حامل رفتار کند و در ضمن از طیف وسیعی از توانایی ها هم بهره مند شود.
مسلما WiMax که می تواند در فواصل دورتر و تحت بازه
وسیعی از فرکانس ها کار کند، ایده آل خواهد بود. پس اینتل شروع به طراحی
پردازنده های ارتباطی برای کار، تحت این فرکانس ها (از 12 تا 11 گیگا هرتز
یعنی ناحیه اصلی که توسط Wi-Fi استفاده می شود، امواج مایکرویو و انواع مخصوصی از رادارها) نمود و اولین تراشه را در ماه سپتامبر تولید کردند و سپس شروع به ایجاد و گسترش اتحادیه WiMax نمودند تا محصولات مختلف کارخانه را در این مورد تایید کند ومدعیان و پیشگامان این تکنولوژی را مشخص سازند.
همچنین Intel Capital، یکی از این بخش های اصلی شرکت اینتل، شروع به سرمایه گذاری در چندین شرکت نمود تا بتواند WiMax را تبدیل به وسیله سود آور نمایند و از آن به بهترین شیوه استفاده کند.
شرکت Speakeasy در سیاتل، یکی از این شرکت هاست و البته می تواند یکی از اولین از گسترش دهندگان بازار WiMax باشد.
این شرکت در سال 1994، به عنوان یک کافی نت تاسیس شد تا ارتباطات فوق العاده سریع DSL را برای بازیگران، کسانی که بازی های کامپیوتری مفصل online انجام می دادند یا متخصصینی که در منزل کار می کردند، فراهم آورد اما به خاطر این که DSL هم
تحت خطوط تلفن کار می کند، در نتیجه یک محدودیت ذاتی را با خود به ارث
برده است. مثلا حدود 30 درصد از اهالی شهرهایی که از خدمات شرکت Speakeasy استفاده می کنند از مراکز اصلی تلفن دور هستند. به
نقل از یکی از مدیران این شرکت، همین دوری افراد از مراکز اصلی تلفن مهم
ترین محرک برای این شرکت بود تا به دنبال شیوه ها و روش های جدیدی باشد و
به همین علت، اکنون WiMax مهم ترین و استراتژیک ترین پدیده برای تجارت آن ها است.
Speakeasy شروع به آزمایش و بررسی فنی تجهیزات WiMax با استفاده از تراشه های اینتل نموده استو امیدوار است تا اواسط سال 2005 مشتریان زیادی را به خود جلب کند.
اگر چه ضرورت استفاده از WiMax برای مصرف کنندگان، کسب و کارها و مردم در نواحی دور افتاده و صعب العبور برای داشتن یک دسترسی خوب و موفقیت آمیز و پر سرعت به اینترنت کاملا واضح و مبرهن است، اما این اتفاق هم یک شبه هم رخ نخواهد داد.
و همین مساله احتمالا باعث می شود مدت زمانی طول بکشد تا صنایع به سود اقتصادی این فناوری دست بیابند و آن را عمومی کنند. پس هنوز هم ساختن شبکه ای از اتصال دهنده ها با ارزش است. ریچارد سون می گوید: مردم فکر می کنند که شما می توانید تنها یک برج و برج فرستنده اصلی WiMax را روی تپه ای در اطراف شهر قراردهید و با آن اینترنت همه شهر را تامین کنید. اما این همه مساله نیست ، در اینجا هم دقیقا مانند شبکه های تلفنی با افزایش تقاضا ما مجبور به اضافه کردن برج های جدید هستیم. امال شرکت Tower Stream ، شرکتی که قصد اضافه کردن WiMax را به سرویس های خود دارد، اعلام نموده که این مشکل بدین شیوه حل می شود که می توان بر روی ساختمان های بلند در شیکاگو، نیویورک،بوستون و شهرهای دیگر، انتقال دهنده های ویژه WiMax را نصب کرد و از یک اینترنت پر سرعت با ساختاری بی سیم بهره مند شد. ساختاری که مطمئنا بسیار ارزان تر از سیم ، فیبر نوری و کابل تمام خواهد شد
فرمت :WORD تعداد صفحه :34
شبکه های بی سیم (Wi-Fi)
شبکه های بی سیم (Wireless) یکی از تکنولوژی های جذابی هستند که توانسته اند توجه بسیاری را بسوی خود جلب نمایند و عده ای را نیز مسحور خود نموده اند. هرچند این تکنولوژی جذابیت و موارد کاربرد بالایی دارد ولی مهمترین مرحله که تعیین کننده میزان رضایت از آن را بدنبال خواهد داشت ارزیابی نیاز ها و توقعات و مقایسه آن با امکانات و قابلیت های این تکنولوژی است.
نادیده گرفتن حقایق، امکانات فنی و موارد کاربرد این تکنولوژی نتیجه ای جز شکست و عدم رضایت نخواهد داشت. نکاتی که در اینجا به آنها اشاره میکنم مجموعه دانسته هایی است که میتواند در انتخاب و یا عدم انتخاب شبکه بی سیم و بکارگیری موثر و مفید آن به شما کند.
شخصاً با افراد و سازمان ها متعددی برخورد داشته ام که در بکارگیری شبکه های بی سیم دچار شکست شده اند فقط به این دلیل که صرفاً مسحور جدابیت کلمه Wireless گردیده اند بدون اینکه ارزیابی و شناختی نسبت به واقعیات و موارد کاربرد آن داشته باشند لذا فکر کردم جمع آوری برخی دانستنی ها، بایدها ونباید ها که شرکت های ارائه کننده تجهیزات بی سیم کمتر آن را به مشتری منتقل میکنند میتواند آگاه بخش و موثر در تصمیم گیری درست باشد.
آنچه در این نوشته به آن توجه شده با این فرض صورت گرفته که هدف از بکارگیری تکنولوژی Wireless جهت راه اندازی شبکه LAN بصورت بی سیم است و شامل سناریو های ارتباطات Point-to-Point نمی شود.
در هر شبکه بی سیم Access Point ها نقش سرویس دهنده و کارت های شبکه بی سیم که میتواند بصورت PCI، PCMCIA و USB باشند کاربران سیستم را تشکیل میدهد.
غالب تجهیزات بی سیم که برای برپایی شبکه LAN مورد استفاده قرار میگیرند مبتنی بر استاندارد 802.11 از نوع دید مستقیم هستند و گیرنده و فرستنده باید دید مستقیم به یکدیگر داشته باشند.
فاصله کاربر از Access Point، تعداد دیوارها، جنس دیوارها و نوع مصالح ساختمانی و مبلمان داخلی تاثیر گذار بر سرعت و برد شبکه دارد.
بالاترین سرعت قابل دسترس مطابق استانداردهای 802.11a و 802.11g معادل 54Mbps میباشد و سرعت های بالاتر از مکانیزم های نرم افزاری و شرایط خاص استفاده میکنند.
سرعتی که این تجهیزات مدعی آن هستند بر خلاف پیش فرض فکری بسیاری بصورت Half-Duplex است که برای مقایسه ظرفیت شبکه های بی سیم با شبکه های Ethernet باید رقم ارائه شده تجهیزات بی سیم را بر عدد دو تقسیم نمود.
در شبکه بی سیم Access Point دستگاهی است که میتوان آن را معادل هاب در شبکه Ethernet دانست و مانند هاب پهنای باند آن بصورت Shared در اختیار کاربران قرار میگیرد.
با توجه به اطلاعات بالا میتوان نتیجه گرفت که یک Access Point منطبق بر 802.11g دارای پهنای باند اشتراکی و Half-Duplex برابر 54Mbps میباشد . که میتوان گفت برابر 25Mbps بصورت Full-Duplex خواهد بود. از آنجایی که این پهنای باند اشتراکی میباشد چنانچه 5 کاربر از این Access Point بخواهند استفاده کنند هرکدام پهنای باندی برابر 5Mbps خواهند داشت مگر آنکه آنقدر خوش شانس باشند که در هر لحظه فقط یکی از این کاربران نیاز به دسترسی به منابع شبکه ای داشته باشد تا بتواند بتنهایی از 25Mbps استفاده نماید. پس محاسبه تعداد Access Pointهای مورد نیاز رابطه مستقیم با تعداد کاربران همیشه Online و میزان مصرف آنها دارد.
کاربران شبکه های بی سیم بیشترین رضایت را زمانی خواهند داشت که عمده کاربری آن جهت دسترسی به اینترنت و منابع اینترنتی باشد که برخوردای از 100Kbps هم برای کاربران کفایت خواهد کرد.
در هیچ کجا شما نمیتوانید یک خط نوشته پیدا کنید که شبکه های WLAN را جایگزینی برای شبکه های Ethernet معرفی کرده باشد! شبکه های WLAN یک راه حل هستند برای مواقعی که امکان کابل کشی و استفاده از شبکه Ethernet امکانپذیر نیست و یا اولویت با Mobility و یا حفظ زیبایی محیط است. سالن های کنفرانس، انبارها، محیط های کارخانه ای، کارگاه های عمرانی و محیط های نمایشگاهی بهترین نمونه ها برای استفاده موثر از شبکه های WLAN میباشند.
و اما قابل توجه دوستان امنیتی! راه اندازی یک شبکه بی سیم بسیار راحت و سریع امکانپذیر است ولیکن به همین سادگی و سرعت نیز امکان رخنه در آن وجود دارد. روش های مختلفی جهت امن سازی این شبکه های توسعه داده شده که با صرف کمی وقت میتوان یکی از این روش ها را بکار برد تا از سوء استفاده و یا صدمه جلوگیری شود.
با توجه محدود بودن پهنای باند شبکه های بی سیم کد های مخرب مخصوصاً کرم های اینترنتی (Worm) بسادگی میتوانند در صورت ورود به شبکه Access Point را بدلیل بار مضاعف مختل کنند. حتماً در شبکه های بی سیم هر چند کوچک از وجود برنامه های آنتی ویروس و بروز بودن آنها اطمینان حاصل کنید.
فرمت :WORD تعداد صفحه :17
فهرست
شبکه های LAN بی سیم
تحرک و پویایی اهمیت زیادی دارد . کاربران تمایل دارند تا پیرامون محل کار خود حرکت نموده و در این حال با شبکه داخلی در ارتباط باشند . پرسنل یک کارخانه یا انبار نیاز دارند تا از خارج کار بتوانند به شبکه داخلی اتصال یابند .
متأسفانه شبکه های معمولی با سیم قادر به فراهم نمودن این چیزها نیستند فرض شبکه های با سیم بر این است که یک کاربر در یک مکان فیزیکی کار می کند و در طول کاری خود همواره در آنجا می ماند .
اما فناوری با تکنولوژی های جدید با تصویب استاندارد IEEE802.11 برای شبکه های بی سیم به بازار عرضه شده اند . شبکه های بی سیم بر این اساس ایجاد شده اند که پرسنل یک محیط کاری نظیر پزشکان ، پلیس ها و مأموران آتش نشانی ، کارگران کارخانه و غیره مادامی که در اطراف فضای ، کاری خود هستند بتوانند به شبکه داخلی متصل شوند . در واقع چنین افرادی نیاز دارند تا در هنگام حرکت و مراجعه به اماکن مختلف با شبکه خود در ارتباط باشند .
برای اغلب ما یک اتصال سخت افزاری در میان کامپیوتر destop و بقیه شبکه کفایت می کند . به طور کلی اغلب ما پشت میزهایمان کار کرده و فقط زمانی که به چیزی در رابطه با کارمان احتیاج پیدا کنیم ، به مدت کوتاهی کامپیوترهای خود را ترک می نماییم .
ان روال برای کارمندان اداره یا دفتر کار متداول است . اما یک گروه کوچک از افراد وجود دارند که می خواهند از اماکن مختلف به شبکه ها متصل شوند . در محل های مختلف اداره یا شرکت ، زمانی که در راه و سفر هستند و موارد دیگر ، اغلب ، راه حل Ethcrnet در محل کار و شبکه شماره گیری یا dial-up در مسیر برای بعضی ها کفایت نمی کند . سپس مدیر شبکه باید به دشواری روشی برای ارائه سرویس های مورد نیاز کاربران پیدا کند که گاهی بسیار پیچیده و بغرنج می گردد .
چرا ؟ پاسخ ساده این است که شبکه های بی سیم پیچیده بود و به طور کامل استاندارد نشده اند . آنها در حال حاضر یک شاخه تقریبا” مبهم از شبکه محسوب می شوند .
بسیاری از مدیران شبکه با این پیچیدگی مواجه هستند آخرین پیشرفت ها در
استاندارد سازی تکنولوژی LAN بی سیم به سازگاری عملکرد در میان سیستم های مختلف فروشندگان منتهی شده است . رشد و گسترش Web نیز تمایل به کاربرد شبکه بی سیم را در میان کاربران افزایش داده است . LAN های
بی سیم هنوز به ندرت استفاده شده و در مسیر اصلی قرار نگرفته اند ، اما با
گذشت زمان روزی فرا می رسد که شما یک کامپیوتر جدید مجهز به کارت شبکه بی
سیم سفارش خواهید داد .
فرمت :WORD تعداد صفحه :19
فهرست:
شبکه های WLAN
چکیده - شبکه های محلی (LAN ) می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند . درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژیWi-Fi مواجه هستیم. در شبکه های کابلی بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد. شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله 30 متر ی آن قرار گیرد. شبکه های بی سیم (WLAN ) می تواند یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi را بکار می برند.
نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و ... بواسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است. وقتی از شبکه اطلاعرسانی سخن به میان میآید، اغلب کابل شبکه به عنوان وسیله انتقال داده در نظر گرفته میشود. در حالیکه چندین سال است که استفاده از شبکه سازی بیسیم در دنیا آغازگردیده است.
تا همین اواخر یک LAN بیسیم با سرعت انتقال پایین و خدمات غیرقابل اعتماد مترادف بود، اما هم اکنون تکنولوژیهای LAN بیسیم خدمات قابل قبولی را با سرعتی که حداقل برای کاربران معمولی شبکه کابلی پذیرفته شده می باشد، فراهم می کنند.
WLANها (یا LANهای بیسیم) از امواج الکترومغناطیسی (رادیویی یا مادون قرمز) برای انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده میکنند. اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشد شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.
هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط و سیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد . در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند؛در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگهداری شبکه وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود.
در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود:
-برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟
-چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟
-هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟
- انتظار کاربران از شبکه چیست ؟
- آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟
-چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟
راه اندازی شبکه خانگی به دو صورت کابلی و بی سیم میسر است که هریک از اینها مزایا و معایب خود را داراست. این که شبکه کابلی مناسب کار شماست یا شبکه بی سیم بستگی به شرایط شما دارد. همچنین می توانید ترکیبی از این دو نوع را داشته باشید.
فرمت :WORD تعداد صفحه :133
فهرست مطا لب
چکیده
مقدمه
فصل 1 جهان بی سیم .مقدمه ای بر مفاهیم
تعریف و معرفی شبکه های بی سبم
شبکه های شخصی (PAN) بی سیم
شبکه های محلی (LAN) بی سیم
شبکه های شهریMAN)) بی سیم
شبکه های گسترده (WAN) بی سیم
تاریخچه
روشهای ارتباطی بی سیم
فصل 2 شبکه های بی سیم :شبکه هایی برای مکانهای کوچک
اجزای شبکه خصوصی بی سیم
دستگاههای مورد استفاده کاربر
کارتهای رابط شبکه رادییویی
مبدل های USB
مسیریابها
تکنولوزی های شبکه خصوصی بی سیم
بلوتوث
مشخصات اولیه
آیا بلوتوث توانایی جایگزینی با دیگر شبکه های محلی بی سیم را دارد؟
آیا شبکه های محلی بی سیم می توانند جایگزین بلوتوث شوند ؟
به حداقل رساندن تداخل در بلوتوث
IrDA
مشخصات اولیه
فصل 3 شبکه های محلی بی سیم
اجزای LAN بی سیم
سیستم های کاربر
NIC های رادیویی
مسیرباب ها
تکرار کننده ها
آنتن
سیستم های LAN بی سیم
LAN های خانگی و دفاتر کاری کوچک
LAN های بی سیم در هتل ها
LAN های بی سیم تجاری
LAN های بی سیم AdHoc
تکنولوژی LAN بی سیم
تایید (Authentication)
معاشرت
WEP
RTS/CTS
تجزیه
منظور از Wi-Fi چیست؟
دسترسی حفاظت شده Wi-Fi
تقویت Hiper LAN/2
فصل 4 شبکه های شهری بی سیم
اجزای MAN بی سیم
پل ها
پل ها به جای نقاط دسترسی
پل های گروهی
سیستم های MAN بی سیم
سیستم های نقطه به نقطه
سیستم نقطه به چندین نقطه
تکنولوژی های MAN بی سیم
فصل 5 شبکه های گسترده بی سیم
اجزای WAN بی سیم
ابزارهای کاربر WAN بی سیم
NIC های رادیویی
آنتن
ایستگاه های پایه
سیستم های WAN بی سیم
WAN بی سیم سلولی
نسل اول سلولی
نسل دوم سلولی
نسل سوم سلولی
WAN بی سیم فضایی
ارتباطات انفجار شهاب سنگ ها
تکنولوژی WAN بی سیم
دسترسی تقسیم چند گانه فرکانسی
دسترسی چندگانه تقسیم زمانی
دسترسی چندگانه تقسیم فضایی
فصل 5 امنیت شبکه بی سیم
تهدیدات امنیتی
کنترل ترافیک
دسترسی بدون مجوز
حملات انسان در وسط
انکار سرویس
رمزگذاری (Encryption87)
WEP
پروتکل پیوستگی کلید موقت
دسترسی حفاظت شده Wi-Fi
شبکه های اختصاصی مجازی
تائید
وا زه نامه
منابع
جکیده:
از آنجا که شبکههای بی سیم، در دنیای کنونی هرچه بیشتر در حال گسترش هستند، و با توجه به ماهیت این دسته از شبکهها، که بر اساس سیگنالهای رادیوییاند، مهمترین نکته در راه استفاده از این تکنولوژی، آگاهی از نقاط قوت و ضعف آنست. نظر به لزوم آگاهی از خطرات استفاده از این شبکهها، با وجود امکانات نهفته در آنها که بهمدد پیکربندی صحیح میتوان بهسطح قابل قبولی از بعد امنیتی دست یافت، بنا داریم در این پروره با عنوان « شبکه های بی سیم» ضمن معرفی این شبکهها با تأکید بر ابعاد امنیتی آنها، بپردازیم.
جهان بی سیم : مقدمه ای بر مفاهیم
شبکه های بی سیم نقشی بسیار مهم درآزادی وزنده بودن ارتباطات مردمی درمحل کار، خانه ها ومکان های عمومی بازی می کنند.( این شبکه ها درچند سال اخیر رشد بسیار چشمگیر داشته اند وبه مهمترین وسریعترین صنعت ارتباطات تبدیل شده اند. ارتباطات بی سیم مانند تلفن های ماهواره ای مانند شبکه های محلی بی سیم استفاده گسترده ای پیدا کرده اند وتبدیل به وسیله ای ضرروی برای بسیاری از مردم درزندگی روزمره شده اند. محبوبیت شبکه های بی سیم آن قدر زیاداست که به زودی مردم درزندگی رومره شده اند. محبوبیت شبکه های بی سیم آن قدر زیاد است که به زودی به مرحله ای خواهند رسید که تعداد درخواست کننده های بی سیم از درخواست کنندگان شبکه های با سیم بیشتر خواهند شد و این تنها بع علت زیستهای شبکه های بی سیم بیشتر خواهند شد واین تنها به علت مزیتهای شبکه های بی سیم نسبت به با سیم بیشتر خواهند شد واین تنها به علت زیستهای شبکه های بی سیم نسبت به باسیم است. یکی از مهمترین مزیتهای آن بی نیازی این شبکه ها از کابلها می باشد که ارتباط با هر کس، درهر زمان، ودرهر کجا را ممکن می سازد. به طور مثال تماس گرفتن به تلفن همراه یک دوست یا همکار ارتباط با او را درمنطقه جغرافیایی ممکن می سازد واین مشکل تلفن های ثابت را حل می کند.هدف شبکه های بی سیم برقراری ارتباطی ساده بین کاربران ومنابع اطلاعاتی ، بدون استفاده از سیم های رابط می باشد.) درک مفاهیم وقراین شبکه های بی سیم برای راه اندازی این نوع از شبکه ها لازم است. این فصل به معرفی کامل انواع شبکه های بی سیم ونحوه استفاده کاربران از مزایای مختلف این شبکه ها خواهد پرداخت.
تعریف و معرفی شبکه های بی سیم
باگسترش شهرها وبه وجود آمدن فاصله های جغرافیایی بین مراکز سازمانها وشرکتها وعدم رشد امکانات مخابراتی با رشد نیاز ارتباطی داخل کشور، یافتن راه حل وجای گزین مناسب جهت پیاده ساز این ارتباط شدیدا احساس می شود که دراین زمینه سیستم های مبتنی بر تکنولوی بی سیم انتخاب مناسبی می باشد)
شبکه های بی سیم امکان برقراری ارتباط بین کاربران ودستگاههای متصل را جهت انتقال داده ها فراهم می کند. تفاوت شبکه های بی سیم با انواع دیگر شبکه های کامپیوتری درعدم استفاده از سیم های رابط برای انتقال اطلاعات است.این امکان، آزادی حرکت و توانایی گسترش نرم افزارهای کاربرد را درقسمت های مختلف یک ساختمان، شهرویا هر جایی از جهان فراهم می سازد. برای مثال مردم درخانه های خودشان درحالی که درکنار خانواده خود هستند می توانند به جستجو دراینترنت بپردازند. این کار را می توانند درجایی دور از سروصدای کودکان و یا دربرابر تلویزیون انجام دهند شبکه های بی سیم به کاربران خود این اجازه را می دهند که از هر مکانی که ترجیح می دهند با پست الکترونیکی خود یا دورگرهای اینترنت در ارتباط باشند.
شبکه های بی سیم سالهاست که دراطراف ما وجود دارند. درواقع اولین ارتباط بی سیم را می توان درمیان آمریکایی های بومی مشاهده کرد که با تکان دادن پوست گاوهای وحشی روی آتش وایجاد دودهایی با اشکال خاصی،اقدام به ارسال پیام می کردند . همچنین یکی دیگر از انواع ارتباطاتکه هنوز هم پابرجاست. استفاده از پالس های نوری یا کلاسهای مدرس است که در دریاهامیان 2 کشتی برای رد وبدل کردن اطلاعات استفاده می شود. البته، اربتاط با تلفن همراه نیز نوعی ارتباط بی سیم است که امروزه به طور گسترده ای از آن استفاده می گردد و مردم توسط آن می توانند با هر گوشه ای از جهان درارتباط باشند.
شبکه های بی سیم همچنین درکاهش هزینه های شبکه وراه اندازی آن سودمند هستند برای نصب شبکه های بی سیم به کابل های کمتری نیاز است ودربعضی مواقع هیچ کابلی استفاده نمی شود. این مسأله می تواندبه طور چشمگیری درمسائل زیر مفید واقع شود:
-نصب و گسترش شبکه درمکانهایی که کابل کشی سخت می باشد مانند کابل کشی دریاها، اقیانوسها وغیره. مثال دیگری از این موقعیت می تواند پیداشدن سنگ معدن درساختمانهای قدیمی باشد. اخراج کردن تکه های این سنگ بسیار خطرناک است و بنابراین احتیاطات خاصی باید هنگام نصب کابلها وخروج سنگ ها درنظر گرفته شود. متأسفانه هر دوراه حل هزینه کلی کابل کشی را افزایش می دهند.
ممنوعیت استفاده از کابل کشی:این شرایطی خاص درکابل کشی است مانند کابل کشی درمکانهای تاریخی وقدیمی
کابل کشی شبکه های موقتی دراین حالت کابل کشی معنای خاصی ندارد و فایده ای ندارد زیرا شبکه برای مدت کمی مورداستفاده قرار می گیرد.
کابل کشی شبکه های بی سیم مانند شبکه ها ی محلی بی سیم برای نمونه های بالا بسیار مقرون به صرفه می باشد همچنین، کابل کشی شبکه های بی سیم زمان کمتری را نسبت به کابل کشی شبکه های با سیم می برد. وهمانطور که می دانید علت آن بی نیازی این شبکه ها ازکابلهاست. شبکه های بی سیم از تنوع زیادی برخوردارند ولی وجه تمایز آنها درنوع ونحوه اتصال دستگاهها به این شبکه ها می باشد . این وسایل شامل پی دی ای ها [1]و کامپیوترهای قابل حمل[2] می شوند. تلفن های همراه نسل جدید ینز با استفاده از فناوری به روز شده ، امکان اتصال به برخی از شبکه های بی سیم را برای کاربران خود ایجادکرده اند. استفاده از گوشی های بی سیم و استفاده ازخدمات اینترنتی به اشتراک گذارده شده دردفاتر کرا، از این جمله می باشند. امروزه بسیاری از تجهیزات ساخته شده برای برقراری ارتباط ،امکان اتصال بی سیم را درخودپیش بینی کرده اند.
شبکه های بی سیم مانند شبکه های کابلی به وسیله سیم یا فیبر نور[3] برای انتقال اطلاعات دربین تجهیزات کامپیوتری برپا می شدند. این اطلاعات می توانند به شکل نامه های الکترونیکی[4] ، صفحات اینترنت [5]گزارش های پایگاه داده ، فایلهای صوتی وتصویری ویا اشکال دیگری از داده ها باشند . دراغلب مواردشبکه های بی سیم داده هایی[6] از قبیل نامه های الکترونیکی و فایلها را می توانند منتقل کنند اما پیشرفت درعملکرد شبکه های بی سیم موجب شده است که پشتیبانی قابل توجهی از ارسال اطلاعات تصویری یا صوتی نیز انجام شود.
شبکه های بی سیم از امواج رادیویی با اشعه مادون قرمز برای ارتباط بین کاربران سرورها وپایگاه داده ها استفاده می کنند. این نوع ارتباط از دید انسان پنهان است . علاوه برآن رسانای ارتباطی حقیقی یعنی هوا نیز از دیدکاربران پنهان است. امروزه اغلب تولید کنندگان، کارتهای داده شبکه بی سیم[7] وآنتن مربوط به این وسایل را درون یک دستگاه به صورتی جاگذاری کرده اند که از دید کاربر مخفی باشد. این روش سبب می شود که مشکلی برای حمل و استفاده از تجهیزات وجود نداشته باشد.
[1] PDA
[2][2] laptop
[3] Optical fiber
[4] E-mail
[5][5] Web pages
[6] Data
[7] NIC
فرمت :WORD تعداد صفحه :94
فهرست مطالب
شبکههای Ad Hoc...........................................................................................................................................2
1-1 تقسیمبندی شبکههای بیسیم ..................................................................................................................2
1-2 مروری بر پروتکلهای مسیریابی در شبکههای MANET ...........................................................6
1-2-1 الگوریتمهای مسیریابی مسطح.............................................................................................................6
1-2-1-1 پروتکلهای مسیریابی Table Driven...............................................................................................7
1-2-1-1-1 پروتکل مسیریابی DSDV ............................................................................................................8
1-2-1-1-2 پروتکل مسیریابی WRP .................................................................................................................8
1-2-1-2 پروتکلهای مسیریابی on-Demand .................................................................................................9
1-2-1-2-1 پروتکل مسیریابی AODV ..........................................................................................................10
1-2-1-2-2 پروتکل مسیریابی DSR ...............................................................................................................12
1-2-1-2-3 ظرفیت شبکه های بیسیم و محدودیت الگوریتمهای On-Demand ........ ....................14
1-2-2 الگوریتمهای مسیریابی سلسلهمراتبی .........................................................................................15
1-2-2-1 مفهوم خوشهیابی ...................................................................................................................................18
1-2-2-2 مزایای استفاده از خوشهیابی ..............................................................................................................20
1-2-2-3 الگوریتمهای مسیریابی سلسلهمراتبی مبتنی بر خوشهیابی .........................................................22
فصل دوم ..........................................................................................................................................................25
عناصر مورد استفاده جهت شبیهسازی شبکههای MANET........................................25
2-1 تکنولوژی بیسیم مورد استفاده در شبیه سازی شبکه های Ad Hoc ............................25
2-2 مدلهای تحرک .............................................................................................................................................30
2-2-1 مدلهای تحرک تصادفی .........................................................................................................................31
2-2-2 مدل تحرک با وابستگی لحظهای ...........................................................................................................32
2-2-3 مدل تحرک با وابستگی فضایی ..............................................................................................................33
2-2-4 مدلهای تحرک با محدودیت جغرافیایی ...............................................................................................35
2-2-5 خصوصیات مدل تحرک Random Waypoint ...........................................................................35
2-3 ابزار شبیهسازی ........................................................................................................................................38
فصل سوم .......................................................................................................................................................42
خوشهیابی ..........................................................................................................................................................42
3-1 مروری بر الگوریتمهای خوشهیابی .....................................................................................................42
3-2 پارامترهای کارایی در روشهای خوشهیابی ...................................................................................50
3-3 الگوریتم خوشهیابی پیشنهادی ........................................................................................................52
3-3-1 تشخیص گرههای همسایه .....................................................................................................................54
3-3-2 شکل گیری خوشهها ..............................................................................................................................55
3-3-3 پیکربندی مجدد خوشهها .....................................................................................................................58
3-3-4 ارزیابی کارایی ..........................................................................................................................................65
فصل چهارم.................................................................................................................................................77
نتیجهگیری و پیشنهاد برای آینده ....................................................................................................77
ضمیمه 1 ( واژهنامه ) ..................................................................................................................................80.
ضمیمه 2 ( عبارتهای اختصاری ) .......................................................................................................82
مراجع ................................................................................................................................................................86
مقاله خلاصه پایان نامه.................................................................................................................89
ضمیمه 1
واژهنامه
|
|
گره مرزی |
Border Node |
پراکنش اطلاعات |
Broadcasting |
خوشهیابی |
Clustering |
سرگروه |
Cluster Head |
تصادم |
Collision |
توان محاسباتی |
Computational Power |
هماهنگی |
Consistency |
رقابت |
Contention |
امواج چگالی |
Density Waves |
ترافیک خارجی |
External Traffic |
قابلیت توسعه |
Extensibility |
الگوریتمهای مسیریابی مسطح |
Flat Routing Algorithms |
مسیر نسبتا جدید |
Fresh Enough Route |
دروازه |
Gateway |
محدودیت جغرافیایی |
Geographical Restriction |
سرگروه |
Group Leader |
تحرک گروهی |
Group Mobility |
گره مخفی |
Hidden Node |
الگوریتمهای مسیریابی سلسلهمراتبی |
Hierarchical Routing Algorithms |
شبکههای دارای زیرساخت |
Infra Structured Networks |
شبکههای فاقد زیرساخت |
Infra Structure-less Networks |
ترافیک داخلی |
Internal Traffic |
سلسلهمراتبی منطقی |
Logically Hierarchical |
مدل تحرک |
Mobility Model |
مدل تحرک با وابستگی لحظهای |
Mobility Model with Temporal Dependency |
چندگامی |
Multi Hop |
چگالی گرهها |
Node Density |
شیگرا |
Object Oriented |
سرباره |
Overhead |
زمان توقف |
Pause Time |
سلسلهمراتبی در لایه فیزیکی |
Physically Hierarchical |
مدلهای تحرک تصادفی |
Random-Based Mobility Models |
مقیاسپذیری |
Scalability |
تولید سناریو |
Scenario Generation |
خودحذفی |
Self Pruning |
عدد شمارشی |
Sequence Number |
یک گامی |
Single Hop |
شیار زمانی |
Slot Time |
وابستگی فضایی |
Spatial Dependency |
افت سرعت |
Speed Decay |
پایداری |
Stability |
مسیرهای خارج از رده |
Stale Routes |
ظرفیت ذخیرهسازی |
Storage Capacity |
گذردهی |
Throughput |
تفکیک ترافیک |
Traffic Isolation |
الگوی ترافیک |
Traffic Pattern |
تعویق زمانی |
Transmission Defer |
گروه مجازی |
Virtual Group |
شبکههای بیسیم |
Wireless Networks
|
فرمت :WORD تعداد صفحه :87
خلاصه وضعیت (سابقه)
شبکه اینترنت در طول عمر بیست و پنج ساه خود همواره به نحوی پیشرفت نموده است. که بتواند نیازهای روزافزون شبکههای Jpocket switched شبکه هایی که در آنها ابتدا پیام اولیه به قسمتهای کوچکتری تقسیم شده آنگاه این قطعات کوچک در به مقصد به یکدیگر پیوسته و پیام نهایی را تشکیل می دهند.م.[ این شبکه به دلیل دارا بودن هزینه های اندک و معدود و قابلیت اطمینان بالا و سهولت تعمیر و نگهداری و همچنین نصب به نحوی چشمگیر گسترده شده و بخش بزرگی از شبکه جهانی اترنت و ترافیک وابسته به شبکههای اترنت ختم می گردد. از سوی دیگر به دلیل رشد روز افزون میزان سرعت شبکههای کامپیوتری، شبکه اترنت نیز همگام با افزایش سرعت رشد یافته و درجهت همسویی با این رشد سرعت پیشرفت نموده است.
شبکه های استاندارد یک گیگابیتی اترنت هم اکنون به بوته فراموشی سپرده شده اند و اصولاً شبکه های کوچک فعلی اترنت در سطح وسیعتر و در محدوده میان ابر شهرها گسترش یافته و مورد استفاده قرار می گیرند و در نهایت اینکه شبکههای سریع 10 گیگابیتی در حال تکامل میباشند. این رشد روز افزون نه تنها به دلیل افزایش ترافیک ارتباطات بلکه به دلیل افزایش وسایل و تشکیلاتی با پهنه باند وسیع دربازار مصرف بوجود آمده است.
اصولاً سیستم اترنت 10 گیگابایتی با سیستم های استاندارد قدیم تفاوت دارد چرا که این شبکه تنها به استفاده از فیبرهای نوری و تنها در مد Full-duplex فعالیت نموده و این بدان مفهوم است که نیاز به اجرای پروتوکولهای برخورد اطلاعات دیگر ضرورتی ندارد. می توان شبکه اترنت را تا سطح 10 گیگابیت در ثانیه گسترش داد اما باید بدانید که در نهایت این شبکه باز هم شبکه اترنت باقی خواهد ماند و همچنان از فرمت Packet پیروی خواهد نمود و کلیه امکانات فعلی به سیستم های جدید منتقل خواهند گردید.
علاوه بر این شبکه ارتباطی 10 گیگابیتی هرگز مانع از سرمایه گذاری در سیستم های اساسی و زیر بنایی فعلی نخواهد گردید. کلیه سیاستگداری ها با این اطمینان انجام شده که سیستم جدید ما با سیستم های فعلی همانند SONET سازگاری داشته باشد این استاندارد امکان ارتباط Ethanet Packets را با شبکههای SONET با عدم کارآیی بسیار محدود درفراهم می سازد.
گسترش شبکه اترنت در حال حاضر مجدداً در گسترش شبکههای وسیعتر ادغام میگردد. یعنی شبکه SONET و یا شبکه اترنت از نوع End-to-End . با توجه به تعادل ترافیک فعلی درشبکه اترنت و با توجه به تمایل شدید مشترکین جهت دسترس به اطلاعات شنیداری از طریق Paket data چنین به نظر می رسد که استاندارد اترنت 100 گیگابیتی به هماهنگی و همسویی شبکه هایی که اصولاً جهت انتقال صدا طراحی شده اند با شبکههای جهت گیری شده در جهت انتقال اطلاعات data کمک نماید.
Introduction
این مقاله با همکاری گروهی از فروشندگان و عرضه کنندگان فعال در زمینه توزیع و اشاعه سیستم های جدید 10 مگابیتی تهیه گردیده است. در ابتدا این مقاله به شرح اطلاعاتی در ارتباط با این اتحادیه پرداخته آنگاه نگاهی به پروژه IEEE 802.3ac پرداخته و نگاهی اجمالی نیز به تکنولوژی10gbe خواهیم داشت. در ادامه نیز به شرح سیستم و امکان اجرای عملیات در سطح داخلی پرداخته و سپس وضعیت 10gbe رادر بازار مصرف مورد بررسی قرار خواهیم داد. در انتها اطلاعات جزئی تری را در ارتباط با تکنولوژی 10gbe مانند اجزاء و تجهیزات الکتریکی ونوری ارائه خواهیم نمود.
The 10 GiGabit Ethernet Alliance
این اتحادیه جهت توسعه و اشاعه تکنولوژی شبکه اترنت 10 گیگابیتی تشکیل گردید تا از این طریق امکان نصب تجهیزات و استفاده از این شبکه فراهم آمده و به عنوان یک عنصر کلیدی در ارتباط سیستم های اطلاعاتی، ارتباطاتی و محاسباتی بکارگرفته شود.
منشور اتحادیه شبکه اترنت 10 گیگابیتی شامل موارد زیر است.
-پشتیبانی از استانداردهای شبکه اترنت 10 گیگابیتی که در استاندارد گروه عملیاتی IEE802.3 گنجانیده شده است.
-توزیع و توسعه منابع مربوطه جهت همگرایی و هم سویی درزمینه مسایل فنی
-تحریک و توسعه شبکه اترنت استاندارد 10 گیگابیتی در نزد صنایع و توسعه کاربرد آن
-تسریع پروسه های پذیرش و استفاده از محصولات و خدمات مربوط به شبکه اترنت 10 گیگابیتی
ایجاد ارتباط مابین تامین کنندگان و مصرف کنندگان صنایع مخابراتی و ارتباطاتی مربوط به شبکه اترنت 10 گیگابیتی
هدف از ایجاد شبکه اترنت 10 گیگابیتی ارائه استانداردی در زمینه توسعه پروتوکولهای 802.3 تا سطح سرعت 10 گیگا بیت در ثانیه و افزایش استفاده از شبکه اترنت و ضمیمه آن به شبکه WAN می باشد. جهت اجرای این پروژه لازم است تا پهنای باند ضمن در نظر گرفتن مسئله سازگاری با اترنتی های ساخته شده از نوع 3/802 به نحو چشمگیری گسترش یابد همچنین لازم است تا این سیستم های جدید با کلیه موارد اصولی و عملیاتی و مدیریتی قدیمی تر و همچنین سرمایه گذاری های انجام شده مطابقت داشته باشد.
جهت ارائه یک استاندارد، استاندارد IEEE’S 802.3ac در پنج قسمت در ارتباط با شبکه اترنت 10 گیگابیتی از نوع P ارائه گردید که این پنج مقوله عبارتند از:
-این سیستم باید دارای پتانسیل بالایی در بازار مصرف بوده و طیف وسیعی از کاربردها را شامل باشد و گروه بزرگی از تولید کنندگان و فروشندگان از آن پشتیبانی نموده و گروه بزرگی از خریداران نیز از آن استفاده نمایند.
فرمت :WORD تعداد صفحه :93
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 1
شبکه عصبی چیست ؟ 2
یادگیری در سیستم های بیولوژیک 4
سازمان مغز 6
نرون پایه 7
عملیات شبکه های عصبی 7
آموزش شبکه های عصبی 10
معرفی چند نوع شبکه عصبی 14
پرسپترون تک لایه 14
پرسپترون چند لایه 21
backpropagation 25
هاپفیلد 49
ماشین بولتزمن 67
کوهونن 83
کاربردهای شبکه های عصبی 86
منابع 90
مقدمه
الگوریتم ها در کامپیوتر ها اعمال مشخص و واضحی هستند که بصورت پی در پی و در جهت رسیدن به هدف خاصی انجام می شوند.حتی در تعریف الگوریتم این گونه آمده است که الگوریتم عبارت است از مجموعه ای ازاعمال واضح که دنبال ای از عملیات را برای رسیدن به هدف خاصی دنبال می کنند.آنچه در این تعریف خود نمایی می کند کلمه دنباله می باشد که به معنای انجام کار ها بصورت گام به گام می باشد. این امر مشخص می کند که همه چیز در الگوریتم های سنتی باید قدم به قدم برای کامپیوتر مشخص و قابل فهم و درک باشد.حتی در اولین الگوریتمهای هوش مصنوعی نیز بر همین پایه و کار قدم به قدم بنا نهاده شده اند.
در اواخرقرن بیستم رویکرد به الگوریتم های جدید صورت گرفت که علتهای مختلفی داشت مثل حجیم بودن میزان محاسبات برخی مسایل و بالا بودن مرتبه زمانی الگوریتم های سنتی در مورد این مسایل باعث شد نیاز به الگوریتمهای جدید احساس شود.همچنین برخی کارهای انسان که هنوز قابل انجام توسط کامپیوتر نبودندو یا به بخوبی توسط کامپیوتر انجام نمی شدند باعث این رویکرد شد.
مهمترین الگوریتمهای جدید عبارتند از :1- شبکه های عصبی 2- منطق فازی 3- محاسبات تکاملی
شبکه عصبی چیست ؟
این سوال که آیا انسان توانا تر است یا کامپیوتر موضوعی است که ذهن بشر را به خود مشغول کرده است.
اگر جواب این سوال انسان است چرا کامپیوتر اعمالی مانند جمع و ضرب و محاسبات پیچیده را در کسری از ثانیه انجام می دهد، حال آنکه انسان برای انجام آن به زمان زیادی نیازمند است. واگر جواب آن کامپیوتر است چرا کامپیوتر از اعمالی مانند دیدن و شنیدن که انسان به راحتی آنها را انجام می دهدعاجزاست.جواب این مسئله را باید در ذات اعمال جستجو کرد . اعمال محاسباتی اعمالی هستند سریالی و پی در پی به همین دلیل توسط کامپیوتر به خوبی انجام می شوند.حال آنکه اعمالی مانند دیدن وشنیدن کارهای هستند موازی که مجمو عه ای از داده های متفاوت و متضاد در آنها تفکیک و پردازش می شوندو به همین دلیل توسط انسان به خوبی انجام می شوند. در واقع مغز انسان اعمال موازی را به خوبی درک و آنها را انجام می دهدو کامپیوتر اعمال سریالی را بهتر انجام می د هد.حال باید دیدآیا می توان این اعمال موازی و در واقع ساختار مغز انسان را به نوعی در کامپیوتر شبیه سازی کرد و آیا می توان امکان یادگیری که از جمله توانایی های انسان است به نوعی در کامپیوتر مدل سازی نمود.این کار به نوعی در انسان هم انجام می شود و زمان انجام آن عمدتا در کودکی است.به عنوان مثال یک کودک ممکن است یک شی مانند چکش را نشناسد اما هنگامی که آن را می بیند واسم آن را یاد می گیرد و سپس چند چکش متفاوت را می بینداین شی را بخوبی می شناسدو اگر بعد از مدتی چکشی را که تا کنون آن را ندیده است ببیند به راحتی تشخیص می دهد که شی مورد نظر یک چکش است و تنها از نظر جزئیات با چکش های مشابه که قبلا دیده است تفاوت دارد.
لازم به ذکر است که شبکه های عصبی تنها در یادگیری کاربرد ندارند، بلکه تمام مسائل جدید وکلاسیک توسط آنها قابل حل می باشد.اما آنچه شبکه های عصبی بدان نیازمند است مثالها و نمونه های مفید وکافی است که بتواند به خوبی فضای مسئله را پوشش دهند.حال باید دیدچگونه می توان شبکه عصبی انسان را به نوعی شبیه سازی نمود، برای این کار نخست به ساختار مغز و سیستم عصبی انسان نگاهی گذرا می اندازیم.
مغز انسان یکی از پیچیده ترین اعضای بدن است که تا کنون نیز به
درستی شناخته نشده است و شاید اگر روزی به درستی شناخته شودبتوان شبیه سازی
بهتری از آن انجام داد و به نتایج بهتری درباره هوش مصنوعی رسید.تحقیقات
در مورد شبکه های عصبی نیز از زمانی آغاز شد که رامون سگال درباره ساختار
مغز و اجزای تشکیل دهنده آن اطلاعات و نظراتی ارائه کرد. او در اوایل قرن
بیستم مغز را به عنوان اجتماعی از اجزای کوچک محاسباتی دانست و آنها را
نرون نامید.امروزه ما می دانیم که بیشتر فعالیتهای انسان را نرونها انجام
می دهندو در کوچکترین فعالیتهای حیاتی انسان مانند پلک زدن نیز نقش حیاتی و
اساسی دارند.این نکته هم بسیار جالب است بدانید که در بدن ما حدودنرون وجود دارد که هر کدام از این نرونها با
نرون دیگر در ارتباط هستند.نرونها
شکلها و انواع مختلفی دارند، اما به طور عمده در سه دسته تقسیم بندی می
شوند. اما نرون ها از نظری دیگر به دو دسته تقسیم می شوند:1- نرونهای داخلی
مغز که در فاصله های حدود 100میکرون به یکدیگر متصلند ونرونهای خارجی که
قسمتهای مختلف مغز را به یکدیگر و مغز را به ماهیچه ها و اعضای حسی را به
مغز متصل می کنند.اما همانطور که گفتیم نرونها از نظری دیگر به سه دسته
تقسیم می شوند که عبارتند از:
1- نرونهای حسی : کاری که این نرونها انجام می دهند این است که اطلاعات را از اندام های حسی بدن به مغز و نخاع می رسانند.
2- نرونهای محرک :این نرونهافرمانهای مغز و نخاع را به ماهیچه ها و غدد و سایر اندام های حسی و تحت فرمان مغز می رسانند.
3- نرونهای ارتباطی : این نرونها مانندیک ایستگاه ارتباطی بین نرونهای حسی ونرونهای محرک عمل می کنند .
گفتنی است که نرون ها در همه جای بدن هستند وبه عنوان عنصر اصلی مغز محسوب می شوندوبه تنهایی مانند یک واحد پردازش منطقی عمل می کنند نحوه عملیات نرون بسیار پیچیده است و هنوز در سطح میکروسکوپی چندان شناخته شده نیست ، هر چند قوانین پایه آن نسبتا روشن است. هر نرون ورودی های متعددی را پذیرا است که با یکدیگر به طریقی جمع می شوند. اگر در یک لحظه تعداد ورودی های فعال
نرون به حد کفایت برسدنرون نیز فعال شده و آتش می کند. در غیر این صورت نرون به صورت غیر فعال و آرام باقی می ماند.حال به بررسی اجزاءخود نرون می پردازیم:
نرون از یک بدنه اصلی تشکبل شده است که به آن سوما گفته می شود. به سوما رشته های نا منظم طولانی متصل است که به آنها دندریت می گویند. قطر این رشته ها اغلب از یک میکرون نازکتر است و اشکال شاخه ای پیچیده ای دارند.شکل ظریف آنها شبیه شاخه های درخت بدون برگ است که هر شاخه بارها وبارها به شاخه های نازکتری منشعب می شود.دندریت ها نقش اتصالاتی را دارندکه ورودی هارا به نرون ها می رساند.این سلولها می توانندعملیاتی پیچیده تر از ععملیات جمع ساده را بر ورودی های خود انجام دهند، از این رو عمل جمع ساده را می توان به عنوان تقریب قابل قبولی از عملیات واقعی نرون به حساب آورد.
یکی از عناصر عصبی متصل به هسته نرون آکسون نامیده می شود.این عنصر بر خلاف دندریت از نظر الکتریکی فعال است و به عنوان خروجی نرون عمل می کند. آکسون همیشه در روی خروجی سلولها مشاهده می شوند لیکن اغلب در ار تباط های بین نرونی غایب اند.در این مواقع خروجی ها و ورودی ها هر دو بر روی دندریت هاواقع می شوند. آکسون وسیله ای غیر خطی است که در هنگام تجاوز پتانسیل ساکن داخل هسته از حد معینی پالس ولتاژی را به میزان یک هزارم ثانیه ، به نام پتانسیل فعالیت ، تولید می کند. این پتانسیل فعالیت در واقع یک سری از پرش های سریع ولتاژ است.رشته آکسون در نقطه تماس معینی به نام سیناپس قطع می شود ودر این مکان به دندریت سلول دیگر وصل می گردد. در واقع این تماس به صورت اتصال مستقیم نیست بلکه از طریق ماده شیمیایی موقتی صورت می گیرد.سیناپس پس از آنکه پتانسیل آن از طریق پتانسیل های فعالیت در یافتی از طریق آکسون به اندازه کافی افزایش یافته از خود ماده شیمیایی منتقل کننده عصبی ترشح می کند.برای این ترشح ممکن است به دریافت بیش از یک پتانسیل فعالیت نیاز باشد. منتقل کننده عصبی ترشح شده در شکاف بین آکسون ودندریت پخش می شودو باعث می گرددمی گردد که دروازه های موجود در دندریت ها فعال شده و باز شود و بدین صورت یون های شارژ شده وارد دندریت می شوند. این جریان یون است که باعث می شود پتانسیل دندریت افزایش یافته و باعث یک پالس ولتاژ در دندریت شودکه پس از آن منتقل شده و وارد بدن نرون دیگر می گردد. هر دندریت ممکن است تحت تأثیرتعداد زیادی سیناپس باشد وبدین صورت اتصالات داخلی زیادی را ممکن می سازد. در اتصالات سیناپسی تعداد دروازه های باز شده بستگی به مقدار منتقل کننده عصبی آزاد شده داردو همچنین به نظر می رسدکه پاره ای سیناپس ها باعث تحریک دندریت ها می شوند در صورتی که پاره ای سیناپس ها دندریت ها را از تحریک باز می دارند. این به معنای تغییر پتانسیل محلی دندریت ها در جهت مثبت یا منفی می باشد.یک نرون خود به تنهایی می تواند دارای ورودی های سیناپسی متعددی در روی دندریت های خود باشد و ممکن است با خروجی های سیناپسی متعددی به دندریت های نرون دیگر وصل شود.
یادگیری در سیستم های بیولوژیک
تصور می شود یادگیری هنگامی صورت می گیرد که شدت اتصال یک سلول و سلول دیگر در محل سیناپس ها اصلاح می گردد.به نظر می رسد که این مقصود از طریق ایجاد سهولت بیشتر در میزان آزاد شدن
ناقل شیمیایی حاصل می گردد. این حالت باعث می شود که دروازه های بیشتری روی دندریت های سمت مقابل باز شود و به این صورت باعث افزایش میزان اتصال دو سلول شود. تغییر میزان اتصال نرون ها به صورتی که باعث تقویت تماس های مطلوب شود از مشخصه های مهم در مدل های شبکه های عصبی است.
فرمت :WORD تعداد صفحه :182
چکیده
شبکه های عصبی مصنوعی در بسیاری از موارد تحقیق و در تخصص های گوناگون به کار گرفته شده و به عنوان یک زمینه تحقیقاتی بسیار فعال حاصل همکاری دانشمندان در چند زمینه علمی از قبیل مهندسی رایانه ، برق ، سازه ، و بیو لوژی اند . از موارد کاربرد شبکه ای عصبی می توان به طبقه بندی اطلاعات ، شناخت ویژگی های حروف و شکلها ، برآورد توابع و غیره اشاره کرد .
کاربرد شبکه های عصبی در مهندسی عمران و به خصوص سازه نیز روز به روز در حال توسعه است و بی شک در آینده شاهد فراگیر شدن و گسترش این علم در مهندسی سازه خواهیم بود . از موارد استفاده شبکه های عصبی در مهندسی عمران می توان به بهینه سازی ، تحلیل ، طراحی و پیش بینی خیز و وزن سازه ها ، تحلیل و طراحی اتصالات ، پیش بینی نتایج آزمایشات بتنی و خاکی ، کاربرد در تئوری گرافها و بسیاری از موارد دیگر اشاره کرد .
این مقاله حاوی پنج بخش است :
بخش اول به مفاهیم بنیادی شبکه های عصبی مصنوعی می پردازد و بعضی از موضوعات برای آشنایی مقدماتی به اختصار در این بخش توضیح داده شده است و شامل مدل بیولوژیکی شبکه های عصبی می باشد و همچنین سلول عصبی مصنوعی توضیح داده شده است که به منظور تقلید از خصوصیات مرتبه اول ( First order ) سلول عصبی بیولوژیکی طراحی شده است .سطح تحریک سلول عصبی که توسط جمع ورودی های وزن دار معین شده است ، در این بخش توضیح داده شده است .
شبکه های عصبی مصنوعی تک لایه و چند لایه نیز به طور مفصل مورد بحث قرار گرفته است که ساده ترین شبکه به صورت گروهی از سلول های عصبی است که در یک لایه مرتب شده اند و شبکه های چند لایه تواناییها و قابلیت های محاسباتی بیشتری را ارائه می کنند . شبکه های بازگشتی که شامل ارتباطات تغذیه برگشتی هستند ، در این شبکه ها ، خروجی های قبیل دوباره به سمت عقب به طرف ورودی ها منتشر می شوند و خروجی شان هم با استفاده از ورودی جاری و هم خروجی قبلیشان تعیین می شو د.
بخش دوم :شامل الگوریتم های آموزشی می باشد و هدف از آموزش شبکه را توضیح می دهد که یک شبکه به گونه ای آموزش داده می شود که با به کار بردن یک دسته از ورودی ها ، دسته خروجی های دلخواه تولید شود .
بخش سوم : الگوریتم انتشار برگشتی را توضیح می دهد که انتشار برگشتی یک روش سیستماتیک برای تربیت شبکه های عصبی مصنوعی چند لایه است و یک پایه ریاضی دارد که با وجود قوی بودن خیلی عملی نیست و ساختار شبکه که شامل سلول عصبی است ، توضیح داده می شود و در قسمت بعدی شبکه چند لایه که از الگوریتم انتشار برگشتی استفاده می کند ، توضیح داده می شود .
در بخش چهارم راهنمای استفاده از برنامه NETS2.01 که یک شبیه ساز عصبی است و توسط محققان در بخش هوش مصنوعی فن آوری مرکز فضایی ناسا توسعه داده شده است ، توضیح داده می شود و اهداف آن شامل دو قسمت است :
در بخش پنجم اموزش شبکه های عصبی مورد بحث قرار گرفته است که برای تحلیل سازه ها و طراحی سازه ها به کار گرفته می شود .
نیروی محوری المان شماره المان عمق سازه طول سازه
L h NE p
و همچنین نرم افزار های مورد استفاده در شبکه ها که شامل NETS2.01 و Neuralworks است ، توضیح داده شده است که نرم افزار Neuralworks خود قادر به نگاشت اطلاعات ورودی به حدود دلخواه است ولی نرم افزار NETS2.01 قادر به نگاشت اطلاعات ورودی به حدود دلخواه نیست و برای این منظور برای نگاشت اطلاعات ورودی به حدود دلخواه برنامه ای به نام m-in-net نوشته شده است و از این برنامه برای اماده سازی اطلاعات ورودی برای برنامه NETS استفاده شده است .
در پایان این بخش شبکه عصبی برای پیش بینی وزن سازه و برای پیش بینی خیز سازه مورد بررسی قرار گرفته که توسط جداولی ، ورودی ها و خروجی های آن مشخص شده است .
و نیز یک مثال از شبکه عصبی برای تحلیل سازه ها مورد بررسی قرار گرفته است . که با استفاده از یک جدول شماره ای را برای یک المان و سازه در نظر گرفته و یک شماره برای المان در شبکه عصبی و سایر مشخصات شبکه که شامل تعداد ورودی های شبکه عصبی – نوع اطلاعات ورودی شبکه عصبی ( طول دهانه (C ) سازه فضا کار دو لایه ای بر حسب متر ) و عمق ( h ) سازه فضا کار دو لایه ای بر حسب متر و تعداد خروجی های شبکه عصبی و نوع اطلاعات خروجی شبکه و تعداد زوجهای آموزشی در نظر گرفته شده برای آموزش شبکه و تعداد زوجهای آموزشی در نظر گرفته شده برای آزمایش شبکه که با توجه به تعداد زوجهای آموزشی و کسب عملکرد و دلخواه از شبکه سازه های مختلفی را برای شبکه در نظر می گیریم ، آنها را تربیت و از میان آنها بهترین ساختار را انتخاب می نماییم .
در بخش ششم هم توضیحاتی راجع به سازه های فضا کار داده می شود که از اعضای مستقیم ساخته می شوند و عمکرد آنها در فضای سه بعدی است و به انواع این سازه ها اشاره شده است .
سازه های مهندسی
واژه سازه معانی گوناگونی دارد . یک سازه مهندسی را تقریباً می توان مجموعه ای دانست که ساخته و یا بنا می گردد . سازه های عمده مربوط به مهندسی راه و ساختمان عبارتند از: پلها ، ساختمانها ، دیوارها ، برجها و سازه های پوسته ای .این چنین سازه هایی متشکل از یک یا تعدادی عضو سلب می باشند و ترتیب قرار گرفتن اعضاء به گونه ای است که تمام سازه و همچنین اجزاء مختلف آن در مقابل بارگذاری و حذف بار ، بدون تغییر شکل قابل ملاحظه مقاومت می نماید .
در طرح سازه ها مسائل مختلفی باید مد نظر قرار گیرد که از آن جمله دو شرط اساسی زیر باید حتماً برآورده شوند :
به عنوان مثال خر پای شکل ( زیر )را که بر روی دو ستون قرار گرفته است در نظر بگیرید. و هدف از ساختن این خرپای پوششی و ستونهای آن از یک طرف متعادل بودن سازه در مقابل وزن خود سازه ، بار پوشش سقف و نیروی باد و برف بوده و از طرفی دیگر تامین فضاهایی برای اسکان یک خانواده ، برای یک کارخانه و یا جهت مصارف دیگر می باشد.
مقدمه
در چند دهه اخیر اندیشه بالنده شبیه سازی مغز انسان، محققان و دانشمندان را بر آن داشته است توانائیهای مغز انسان را به رایانه منتقل سازند. عملکرد مغز انسان با توجه به میلیونها سال تکامل می تواند به عنوان کاملترین و بهترین الگو برای تشخیص وقایع پیرامون خود در نظر گرفته شود. لذا دانشمندان در تلاش اند تا با درک اصول و سازو کارهای محاسباتی مغز انسان که عملکرد بسیار سریع و دقیقی را دارا می باشد، سیستم های عصبی مصنوعی را شبیه سازی نمایند بدین ترتیب شبکه های عصبی مصنوعی تا حدودی از مغز انسان الگو برداری شده اند و همانگونه که مغز انسان می تواند با استفاده از تجربیات قبلی و مسائل از پیش یاد گرفته ، مسائل جدید را تجزیه و تحلیل نماید ، شبکه های عصبی نیز در صورت آموزش قادرند بر مبنای اطلاعاتی که به ازای آنها آموزش دیده اند جوابهای قابل قبول ارائه دهند و نیز می توان از آنها به طور نامحدود در ارائه جواب به اطلاعاتی که قبلاً با آنها مواجه نبودند، استفاده نمود.
تهیه یک برنامه برای ارائه جواب به مسئله ای که تعداد زیادی متغییر به عنوان ورودی و یا خروجی در آن وجود دارد. با استفاده از روشای برنامه نویسی متداول امروزی, کاری دشوار و یا غیر عملی است زیرا در نظر گرفتن تمامی این متغییر ها و آثارشان بر یکدیگر غیر ممکن است. لیکن با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و پیشرفت کنونی آن, تهیه یک نرم افزار برای چنین مسئله ای عملی است. همچنین, ساختار روشهای برنامه نویسی متداول امروزی به گونه ای است که در صورت وجود یک اشتباه در اطلاعات ورودی, تمامی محاسبات ممکن است دچار اشغال شوند, اما در شبکه های عصبی مصنوعی به دلیل اینکه بر اساس تجربه آموزش می بینند, حتی در صورت وجود اشتباه در اطلاعت ورودی, شبکه بطور قابل ملاحضه ای قابلیت تحمل خطا را خواهد داشت.
شبکه های عصبی مصنوعی در بسیاری از موارد تحقیق و در تخصص های گوناگون بکار گرفته شده و به عنوان یک زمینه تحقیقاتی بسیار فعال حاصل همکاری دانشمندان در چند زمینه علمی از قبیل مهندسی رایانه, برق, سازه و بیولوژی اند. از موارد کاربرد شبکه های عصبی می توان به طبقه بندی اطلاعات, شناخت ویژگی های حروف و شکلها, برآورد توابع و غیره اشاره نمود. کاربرد شبکه های عصبی در مهندسی عمران و بخصوص سازه نیز روز به روز در حال توسعه است و بی شک در آینده شاهد فراگیر شدن و گسترش این علم در مهندسی سازه خواهیم بود. از موارد استفاده شبکه های عصبی در مهندسی عمران می توان به بهینه سازی, تحلیل, طراحی, پیش بینی خیز و وزن سازه ها, تحلیل و طراحی اتصالات, پیش بینی نتایج آزمایشهای بتنی و خاکی, کاربرد در تئوری گرافها و بسیاری از موارد دیگر اشاره نمود.