یک شبکه رایانه ای به انگلیسی (Computer Network) ، که اغلب به طور خلاصه به آن شبکه گفته می شود، گروهی از رایانه ها و دستگاه هایی می باشد که توسط کانال های ارتباطی به هم متصل شده اند . شبکه رایانه ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند .

اهداف: شبکه های رایانه ای را می توان برای اهداف مختلف استفاده کرد :

تسهیل ارتباطات :

با استفاده از شبکه، افراد می توانند به آسانی از طریق رایانامه (E-mail) ، پیام رسانی فوری، اتاق گفت و گو (Chat room) ، تلفن، تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند .

اشتراک گذاری سخت افزارها :

در یک محیط شبکه ای، هر کامپیوتر در شبکه می تواند به منابع سخت افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن ها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده است .

اشتراک گذاری پرونده ها، داده ها و اطلاعات :

در یک محیط شبکه ای، هر کاربر مجاز می تواند به داده ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده است دسترسی پیدا کند. قابلیت دسترسی به داده ها و اطلاعات در دستگاه های ذخیره سازی اشتراکی، از ویژگی های مهم بسیاری از شبکه های است .

اشتراک گذاری نرم افزارها :

کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می توانند برنامه های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.

تعریف:

شبکه های کامپیوتری مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می کنند. 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، ماهواره ها و… به هم وصل می باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می باشند 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 شده اند تشکیل یک شبکه می دهند. در این باره بعضی مطالعات می گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه ارتباطات راه دور « متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان : یک شبکه رایانه ای را ،» واژه نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور در همین .» شبکه ای از گره های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده اند « : این طور تعریف می کند این طور تعریف شده است » شبکه « سند عبارت : « اتصال سه با چند نهاد ارتباطی رایانه ای که به وسیله ای غیر رایانه ای متصل شده است )به عنوان نمونه از طریق ارتباط « اترنت » به یک پرینتر متصل شده است( ممکن است که یک شبکه رایانه ای به حساب آید، اگرچه این نوشتار به این نوع پیکربندی نمی پردازد .

این نوشتار از تعاریفی استفاده می کند 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 پایه ای مشترکی دیده می شود. از این بابت برای آنکه شبکه ای به وظیفه اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، « اتصالات » ، « ارتباطات » و « خدمات ». اتصالات به بستر سخت افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده اند.

دسته بندی شبکه های رایانه ای:

بر اساس نوع اتصال:

شبکه های رایانه ای را می توان با توجه به تکنولوژی سخت افزاری و یا نرم افزاری که برای اتصال دستگاه های افراد در شبکه استفاده می شود، دسته بندی کرد؛ مانند فیبر نوری، اترنت، شبکه محلی بی سیم، HomePNA ، ارتباط خط نیرو یا G.hn. اترنت با استفاده از سیم کشی فیزیکی دستگاه ها را به هم متصل می کند. دستگاه های مستقر معمول شامل هاب ها، سوئیچ ها، پل ها و یا مسیریاب ها هستند.

تکنولوژی شبکه بی سیم برای اتصال دستگاه ها، بدون استفاده از سیم کشی طراحی شده است. این دستگاه ها از امواج رادیویی یا سیگنالهای مادون قرمز به عنوان رسانه انتقال استفاده می کنند . فناوری ITU-T G.hn از سیم کشی موجود در منازل (کابل هم محور، خطوط تلفن و خطوط برق) برای ایجاد یک شبکه محلی پر سرعت (تا ۱ گیگا بیت در ثانیه) استفاده می کند.

بر اساس تکنولوژی سیم کشی:

زوج به هم تابیده : زوج به هم تابیده یکی از بهترین رسانه های مورد استفاده برای ارتباطات راه دور می باشد. سیم های زوج به هم تابیده، سیم تلفن معمولی هستند که از دو سیم مسی عایق که دو به دو به هم پیچ خورده اند درست شده اند. از زوج به هم تابیده برای انتقال صدا و داده ها استفاده می شود. استفاده از دو سیم به هم تابیده به کاهش تداخل و القای الکترومغناطیسی کمک می کند. سرعت انتقال داده، دامنه ای از ۲ میلیون بیت درهر ثانیه تا ۱۱۱ میلیون بیت در هر ثانیه، دارد.

کابل هم محور : کابل هم محور به طور گسترده ای در سیستم های تلویزیون کابلی، ساختمان های اداری، و دیگر سایت های کاری برای شبکه های محلی، استفاده می شود. کابل ها یک رسانای داخلی دارند که توسط یک عایق منعطف محصور شده اند، که روی این لایهٔ منعطف نیز توسط یک رسانای نازک برای انعطاف کابل، به هم بافته شده است. همهٔ این اجزا، در داخل عایق دیگری جاسازی شده اند. لایه عایق به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج کمک می کند. سرعت انتقال داده، دامنه ای از ۲۱۱ میلیون تا بیش از ۰۱۱ میلیون بیت در هر ثانیه دارد.

فیبر نوری : کابل فیبر نوری شامل یک یا چند رشته از الیاف شیشه ای پیچیده شده در لایه های محافظ می باشد. این کابل می تواند نور را تا مسافت های طولانی انتقال دهد. کابل های فیبر نوری تحت تاثیر تابش های الکترومغناطیسی قرار نمی گیرند. سرعت انتقال ممکن است به چند تریلیون بیت در ثانیه برسد.

بر اساس تکنولوژی بی سیم:

ریزموج (مایکروویو) زمینی : ریزموج های زمینی از گیرنده ها و فرستنده های زمینی استفاده می کنند . تجهیزات این تکنولوژی شبیه به دیش های ماهواره است. مایکروویو زمینی از دامنه های کوتاه گیگاهرتز استفاده می کند، که این سبب می شود تمام ارتباطات به صورت دید خطی محدود باشد. فاصله بین ایستگاه های رله (تقویت سیگنال ) حدود ۳۱ مایل است. آنتن های ریزموج معمولاً در بالای ساختمان ها، برج ها، تپه ها و قله کوه نصب می شوند.

ماهواره های ارتباطی : ماهواره ها از ریزموج های رادیویی که توسط جو زمین منحرف نمی شوند، به عنوان رسانه مخابراتی خود استفاده می کنند . ماهواره ها در فضا مستقر هستند؛ به طور معمول ۲۲۱۱۱ مایل (برای ماهواره های geosynchronous )بالاتر از خط استوا. این سیستم های در حال چرخش به دور زمین، قادر به دریافت و رله صدا، داده ها و سیگنال های تلویزیونی هستند . تلفن همراه و سیستم های پی سی اس : تلفن همراه و سیستم های پی سی اس از چندین فناوری ارتباطات رادیویی استفاده می کنند. این سیستم ها به مناطق مختلف جغرافیایی تقسیم شده اند. هر منطقه دارای فرستنده های کم قدرت و یا دستگاه های رله رادیویی آنتن برای تقویت تماس ها از یک منطقه به منطقه بعدی است.

شبکه های محلی بی سیم : شبکه محلی بی سیم از یک تکنولوژی رادیویی فرکانس بالا )مشابه سلول دیجیتالی( و یک تکنولوژی رادیویی فرکانس پایین استفاده می کند. شبکه های محلی بی سیم از تکنولوژِی طیف گسترده، برای برقراری ارتباط میان دستگاه های متعدد در یک منطقه محدود، استفاده می کنند . نمونه ای از استاندارد تکنولوژی بی سیم موج رادیویی، IEEE است.