الوها محبوب می شود!(شرح دو نوع Aloha)

شبکه الوها(Aloha)، اولین شبکه بی سیم 

الوها محبوب می شود!(شرح دو نوع Aloha)

در پست قبلی در مورد شبکه الوها، اولین سیستم پیاده شده بر روی شبکه های بی سیم صحبت کردیم.
همانطور که در پست قبلی گفتم، آبرامسون برای حل مشکل تداخل در سیستم الوها از بسته ack استفاده کرد. بعدها این استراتژی بهبود یافته و در سایر شبکه ها نیز به کار گرفته شد.
امروزه ALOHA به عنوان یک «پروتکل دسترسی چندگانه» شناخته می شود.

سیر تکامل الوها!
الوها هم مانند هرچیز دیگری، به مرور زمان اصلاح گردیده و تکامل گردید. در ابتدا در سیستم ALOHA هیچگونه هماهنگی زمانی(time syncronization) در نظر گرفته نمی شد. یعنی هر کامپیوتر در هر زمانی که دلش می خواست بسته ای را ارسال می کرد. اگر تصادم یا تخریب در بسته صورت می گرفت، از طریق یک کانال بازگشت(feedback signal) یک سیگنال خطا منتشر می شد. در این حالت کامپیوتر دوباره بسته را ارسال می کرد. مثلا اگر کاربری در حال تایپ کردن بود، بعد از هر باز زدن Enter، بسته به سرعت در شبکه به راه می افتاد. کاربر به اندازه مدت زمان رسیدن بسته به مقصد صبر می کرد. اگر بسته به سلامت به مقصد می رسید که پیام خطایی در شبکه شنیده نمی شد و کاربر به کارش ادامه می داد. اما اگر بسته در مسیر دچار هرگونه مشکلی می شد، کانال بازگشت سیگنال خطا را منتشر کرده و کامپیوتر با دریافت خطا، دوباره بسته را ارسال می کرد. به این روش Pure Aloha گفته می شود.

چگونه الوها بازدهی خود را افزایش می دهد؟
گفتنی است برای داشتن حداکثر بازدهی الوها، باید طول فریم ها(هر بسته ارسالی) مساوی و ثابت باشد. با این شرط بازدهی الوها بر حسب تعداد بسته های ارسالی در هر واحد زمان و با فرض اینکه تعداد کامپیوترهای شبکه نامتناهی باشد، اندازه گرفته شد. حداکثر بازدهی الوها 18درصد به دست آمد که با افزایش تعداد بسته در واحد زمان این مقدار به صفر میل می کند.

روبرتز و ابداع یک الوهای جدید...دو سال بعد، شخصی به نام روبرتز، روش هماهنگسازی زمانی را برای افزایش بازدهی الوها پیشنهاد داد. این روش اصطلاحاً Slotted Aloha نامیده می شود. روبرتز پیشنهاد کرد به جای ارسال بسته ها در هر زمان دلخواهی، بسته ها در لبه یک کلاک مشخص ارسال شوند. مثلا اگر یک کاربر در حال تایپ است، با زدن کلید Enter، کامپیوتر دیگر حق ارسال آنی بسته را ندارد. بلکه ابتدا باید صبر کند تا به زمان لبه بعدی کلاک برسد و سپس بسته را ارسال کند. در این نوع الوها لازم است یک سیستم مرکزی کلاک مشخصی را برای تمامی کامپیوترها ارسال کند تا بتوانند ارسال اطلاعات را با آن سنکرون نمایند.

بازدهی Slotted Alohaدر شرایط یکسان با فرضیاتی که در Pure Aloha کردیم، Slotted Aloha می تواند به حداکثر بازدهی بیش از دو برابر دست یابد. اما بازدهی این الوها نیز مانند قبلی با افزایش تعداد بسته ها در واحد زمان به صفر میل می کند.

سیاست، Slotted Aloha را هم منزوی می کند!
به خاطر دلایل سیاسی و همین طور سودجویی برخی شرکت های آن زمان، این روش الوها مدت کمی پس از بوجود آمدنش به دست فراموشی سپرده شد. در واقع هیچ کس به اهمیت فراوان این روش و آینده روشن آن پی نبرد. اما سالها بعد، افراد باهوش و زیرک پی به ارزش این روش برده و از آن به عنوان یک پروتکل دسترسی چندگانه استفاده کردند. اکنون این روش کاربردهای فراوانی دارد.

ماجرای آقای آبرامسون و الوها(شرح اولین شبکه بی سیم Alohanet)

ماجرای آقای آبرامسون و الوها!
جزایر هاوایی شبکه تلفن ندارند!
در پست قبلی گفتم اترنت که مهم ترین شبکه محلی امروز هست توسط متکالف و دوستانش ابداع شد. جرقه ی اصلی ابداع این شبکه توسط آقای آبرامسون و همکارانش در جزایر هاوایی زده شد که الوها(Aloha) را ایجاد کرده بودند.
داستان از جزایر هاوایی و دهه 1970 شروع می شود. با اینکه نبود شبکه تلفن برای کسانی که هاوایی را برای استراحت انتخاب می کردند یک مزیت محسوب می شد اما این امر برای آبرامسون و همکارانش که می خواستند کاربران جزایر دورافتاده ی هاوایی را به کامپیوتر مرکزی هونولولو متصل کنند این یک مشکل به حساب می آمد. کشیدن کابل از وسط اقیانوس آرام به این جزایر نیز امکان پذیر نبود.

به جای تلفن شبکه بی سیم الوها ابداع می شود!
اینجا بود که آبرامسون دست به دامان شبکه بی سیم شد و سیستم الوها را ابداع کرد. اساس کار این شبکه امواج رادیویی کوتاه برد بود. هر ترمینال به یک رادیوی کوچک وصل می شد که دو فرکانس متفاوت، یکی برای ارسال و یکی برای دریافت داشت.

الوها چه فکری برای تداخل کرده است؟
همانطور که در بخش اترنت گفته شد، هر شبکه ای باید راه حلی برای تداخل های احتمالی بیندیشد. الوها نمی توانست از روش اترنت برای جلوگیری از تداخل استفاده کند. در اترنت هر کامپیوتر به شبکه گوش می داد و هنگامی که شبکه ساکت بود اطلاعات را ارسال می کرد. اما در الوها، این کار امکانپذیر نیست. مسئله اساسی این است که در یک شبکه بی سیم، یک کامپیوتر ممکن است در برد کامپیوتر مرکزی قرار داشته باشد اما در برد سایر کامپیوترهایی که می توانند با کامپیوتر مرکزی ارتباط داشته باشند نباشد. اینجا دیگر یک کابل نیست که کامپیوترها را به هم متصل می کند تا تمامی کامپیوترهای موجود درشبکه به کل شبکه دسترسی داشته باشند. بنابراین در شبکه های بی سیم مثل الوها، یک کاربر، نمی تواند از تمامی ارتباطات شبکه مطلع باشد تا هنگامی که شبکه اشغال نیست اطلاعات را ارسال کند. بنابراین الوها از استراتژی دیگری برای جلوگیری از تداخل استفاده می کند.

لطفا قبل از ارسال اطلاعات اجازه بگیرید!
در سیستم الوها وقتی یک کاربر می خواهد به کامپیوتر مرکزی متصل شود روی فرکانس ارسال یک بسته می فرستد. اگر کس دیگری در همان لحظه در حال ارسال نباشد، بسته به دست کامپیوتر مرکزی رسیده و کامپیوتر مرکزی یک بسته(ack) به نشانه تایید با فرکانس دریافت روی شبکه قرار می دهد. سپس کاربر شروع به ارسال اطلاعات خود می کند. این روش در ترافیک پایین کارایی خوبی دارد. اما در ترافیک بالا بشدت ناکارآمد می شود.

سرگذشت متکالف مخترع اترنت

تعریف کوتاهی از اترنت:
قبل از بیان سرگذشت متکالف بهتر است تعریف کوتاهی از اترنت داشته باشیم. اترنت یک شبکه محلی است که برای اتصال کامپیوترها، از یک سیم مستقیم استفاده می کند. برای آنکه تداخلی در شبکه ایجاد نشود، هر کامپیوتر قبل از برقراری ارتباط به شبکه گوش می دهد، اگر هیچ ارتباطی درحال انجام نباشد، کامپیوتر پیام خود را در شبکه ارسال می کند. اگر حالتی پیش بیاید که دو کامپیوتر همزمان شروع به ارسال اطلاعات کنند تداخل بوجود می آید. برای حل این مشکل هر کامپیوتر تا پایان ارسال اطلاعات به شبکه گوش می دهد، بنابراین اگر تداخل پیش بیاید متوجه می شود. در این صورت وی یک پیغام خطا در شبکه منتشر کرده و به اندازه ی یک زمان تصادفی صبر کرده و سپس اگر شبکه ساکت باشد، اطلاعات خود را دوباره ارسال می کند.

متکالف و جزایر هاوایی:
حالا برمی گردیم به داستان متکالف و چگونگی اختراع اترنت. باب متکالف در دهه 1970 تحصیلات خود را در مقطع فوق لیسانس در دانشگاه MIT پشت سر گذاشت. بعد از آن برای ادامه تحصیل در مقطع دکترا به دانشگاه هاروارد رفت و سپس در شرکت زیروکس(xerox) به تحقیق پرداخت. متکالف، در همین حین با فردی به نام آبرامسون که محقق دانشگاه هاوایی بود آشنا شده و به موضوع تحقیقاتی وی بشدت علاقمند شد. این علاقه تا حدی بود که وی تصمیم گرفت تابستان را در هاوایی گذرانده و با آبرامسون کار کند. موضوع تحقیقاتی آبرامسون شبکه های بی سیم رادیویی برد کوتاه بود که به علت در محاصره بودن جزایر هاوایی توسط اقیانوس آرام برای ارتباط با هونولولو ابداع شد. نام این شبکه را الوهانت(Alohanet) گذاشتند. داستان ابداع الوهانت نیز به جای خود جالب و خواندنی است که در پست بعدی توضیح خواهم داد.

بازگشت متکالف به زیروکس و ابداع اترنت:
در هاوایی متکالف با مفهوم شبکه محلی و اولین شبکه بی سیم محلی یعنی الوهانت آشنا شد. وی پس از بازگشت به شرکت زیروکس متوجه شد عده ای از محققان این شرکت بر روی یک سیستم کامپیوتری به نام PC (همین کامپیوترهای شخصی امروزی) کار می کنند. اما سیستمی که آنها ابداع می کردند یک سیستم ایزوله بود. بنابراین متکالف با توجه به پیش زمینه ای که در هاوایی داشت اولین شبکه محلی یعنی اترنت را ابداع کرد.
علت نامگذاری این شبکه به نام اترنت این بود که در آن زمان تصور می شد امواج الکترومغناطیس دریک ماده خیالی به نام اتر منتشر می شوند. سالها بعد از کشف معادلات ماکسول، فیزیکدانان معروف به نامهای مایکلسون و مورلی متوجه شدند، محیط انتشار امواج الکترومغناطیس خلا است. و چون امواج الکترومغناطیس نماد برقراری ارتباط و ایجاد شبکه هستند و شبکه محلی بستری برای برقرای ارتباط است، نام این شبکه محلی را اترنت گذاشتند. در واقع در اترنت، کابل های هم محور(اصطلاحا coaxial) نقش محیط انتشار امواج یعنی اتر را بازی می کنند.

اترنت محبوب می شود:یک کابل اترنت می تواند حداکثر 2.5 کیلومتر طول داشته باشد، به شرط انکه در هر 500 متر آن یک تکرارکننده(Repeater) قرار داشته باشد.
بعد از چندسال اترنت محبوبیت خاصی پیدا کرده و استانداردهایی برای آن تعریف شد. اولین استاندارد  DIX نام داشت که با همکاری سه شرکت DEC، INTEL , Xerox مطرح شد. سپس همین استاندارد با دو تغییر جزئی توسط IEEE به استاندارد IEEE 802.3 تبدیل شد.

زیروکس توانایی تجاری کردن اترنت را نداشت:
با وجود محبوبیت اترنت، شرکت زیروکس نتوانست اقدامی برای تجاری کردن اترنت انجام دهد. همانگونه که نتوانست سایر ابداعات خود مانند  PC را تجاری کند. بنابراین متکالف تصمیم گرفت خود شرکتی تاسیس کرده و به تولید کارت شبکه اترنت برای PCها بپردازد. وی این شرکت را 3COM نام نهاد.

رقبای متکالف:البته متکالف و یا شاید بهتر است بگوییم اترنت هم مثل هر چیز دیگری رقبایی داشت. مهم ترین رقبای اترنت دو شبکه محلی به نامهای خط-نشانه(Token-Bus) و حلقه-نشانه(Token-Ring) بودند که اولی توسط شرکت جنرال موتورز و دومی توسط IBM ابداع گردید. برای این دو شبکه محلی نیز استانداردهای 802.4 و 802.5 در IEEE وضع گردید. با وجود ادعای فراوان این دو شرکت سرانجام اترنت پیروز گردید و تقریبا می توان گفت دو نوع شبکه محلی دیگر اکنون کاملا از صحنه شبکه های کامپیوتری محو گشته اند.

جمله معروف متکالف در مورد شبکه های بی سیم:
متکالف به شدت معتقد به گسترش اترنت در سطح جهانی بود و پیش بینی می کرد به زودی اترنت سراسر جهان را فرا می گیرد و حاضر به پذیرش هیچ گونه رقیبی هم نبود. وقتی شبکه های بی سیم محلی پا به عرصه گذاشتند، متکالف این شبکه ها را بی مصرف دانسته و به دستشویی های همراهی تشبیه کرد که فقط به درد پیک نیک و کارهای موقت می خورند!! وی از همه خواسته است یک کابل اترنت در خانه ی خود نصب کرده و منتظر آینده باشند!!

معرفی شبکه های بیسیم

شبکه های بی سیم به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند:

1. شبکه های رادیویی برد کوتاه: این شبکه ها عمدتا برای اتصال قطعات یک سیستم به کار می روند. مانند تکنولوژی بلوتوث. این نوع شبکه ها به صورت master-slave کار می کنند. مثلا سیستم کامپیوتر master است و سایر وسایل مانند ماوس، کیبرد بی سیم slave هستند و این کامپیوتر است که مشخص می کند کدام وسیله باید ارتباط برقرار کند، چه مدت می تواند صحبت کند و از چه فرکانسی باید استفاده کند.
2. شبکه های محلی بی سیم: WLAN این شبکه ها برای برقراری ارتباط بین چند سیستم در یک محیط نسبتا کوچک به کار می روند. برای ایجاد ارتباط می توان از یک آنتن مرکزی استفاده کرد و یا سیستم ها را به طور مستقیم شبکه کرد. برای ایجاد این نوع شبکه از استاندارد IEEE 802.11 استفاده می شود.
3. شبکه های گسترده بیسیم WAN: این نوع شبکه ها کارکردی مشابه با شبکه های محلی دارند اما برد بیشتری دارند. مثلا LAN در حد چند متر برد دارد اما WAN تا چند کیلومتر هم می تواند برد داشته باشد. در عوض شبکه های WAN حداکثر به 1Mbps می رسند و LAN می تواند به راحتی تا 50Mbps نیز سرعت داشته باشد.

 بهتر است در یک محیط، کامپیوترها در داخل شبکه شده و سپس به شبکه ی خارج به صورت بی سیم متصل شوند. مثلا در یک هواپیما به جای اینکه هر کاربر با یک مدم جداگانه ارتباط بیسیم برقرار کند، می تواند داخل هواپیما یک شبکه اترنت ایجاد کرد و سپس تمامی کاربران از طریق اترنت به شبکه بیسیم متصل شوند. این موجب بهینه شدن ارتباطات می شود.

شبکه بی سیم سنسور چیست و چه کاربردهایی دارد؟

شبکه های بیسیم سنسور(حسگر) یک نوع خاص از شبکه های بیسیم هستند. در واقع در این شبکه ها، اطلاعات از طریق یک حسگر، اندازه گیری شده و سپس از طریق شبکه بی سیم به مرکز کنترل ارسال می شود. پارامترهایی که توسط حسگر اندازه گیری می شود مانند دما، رطوبت، فشار، تعداد، حجم، وزن، ...
شاید بهترین کاربرد این نوع شبکه ها در پزشکی باشد. به عنوان مثال در یک بیمارستان، بخش کودکان بیشتر از هرجای دیگری باید تحت مراقبت مداوم باشد. به این دلیل که کودکان، خود، آگاهی لازم برای خبر کردن پرستار در مواقع اورژانسی را ندارند و یا اینکه حساس تر و ضعیف تر هستند... بنابراین برای مراقبت مداوم کودکان می توان از شبکه های بی سیم سنسوری استفاده کرد. این کار با کار گذاشتن سنسور در جایی از بدن کودکان یا روی تخت آن ها و یا در اتاقشان قابل انجام است. پارامترهایی مانند دمای بدن، فشار خون، ضربان قلب ... توسط سنسور اندازه گیری شده و به پردازشگر مرکزی از طریق بی سیم ارسال می شود. اگر اوضاع بحرانی شود، سیستم پرستار را آگاه می کند تا اقدامات لازم در کمترین زمان انجام شود.

دیگر کاربردهای شبکه های بی سیم

1. مطالعه حیوانات و علت انقراض گونه های خاص
2. کنترل ترافیک
3. کنترل خودکار بیمارانی که نیاز به مراقبت مداوم دارند.
4. مطالعه محیط های بکری که دسترسی به آنها مشکل است.

لیست کدهای وضعیت HTTP و معنی خطاهای سرور

هنگامی که در بستر پروتکل HTTP یا (Hypertext Transfer Protocol) در وب در حال گشت و گذار و مرور صفحات مختلف هستیم، با هر آدرس url ای که از طریق مرورگر خود از سرور سایت ها ی  مختلف درخواست می کنیم، کدهایی در پس زمینه بین واسط کاربری ما (مرورگر) و سرور رد و بدل می شوند که به آنها در اصطلاح کدهای وضعیت HTTP یا (HTTP response status codes) می گویند، این کدها توسط کنسرسیوم ها و بنیاد های جهانی استاندارد سازی وب از جمله IETF یا (Internet Engineering Task Force) و W3C یا (World Wide Web Consortium) تعریف و سازمان دهی شده اند و امروزه تقریبا سرور یا مرورگری وجود ندارد که از اصول آنها پیروی نکند،  کدهای وضعیت  HTTP چه به لحاظ فنی و چه به لحاظ کاربری، کاربردهای فراوانی دارند و لذا آشنایی با جزئیات و مفاهیم آنها می تواند به میزان زیادی به توسعه دانش و اطلاعات عمومی وب، کمک کند.

کدهای وضعیت HTTP را چگونه بررسی کنیم؟

برای مشاهده کدهای وضعیت HTTP، می توانید از قابلیت های مرورگرها (مخصوصا مرورگرهای جدید) برای توسعه دهندگان وب (web developers) استفاده کنید، معمولا در مرورگرهایی مثل فایر فاکس، گوگل کروم، اپرا و... قسمتی تحت عنوان ابزارهای توسعه دهندگان (developers tools) یا عناوینی شبیه آن وجود دارد که تمام فعل و انفعالات واسط کاربری (user agent) و سرور را نشان می دهد.

ادامه نوشته

نسخه آلفا و بتا چیست؟

مراحل ارائهٔ نرم‌افزار

1- پیش‌آلفا (Pre- Alpha)

2- آلفا (Alpha)

3- بتا (Beta)

توضیحات هر مرحله را در ادامه مطالب، مطالعه فرمائید.

ادامه نوشته

نحوه نگارش مقالات علمی و ISI

موسسه ISI چیست و چگونگی نوشتن مقالات ISI

موسسه اطلاعات علمی (Institute for Scientific Information): بانک اطلاعات ISI مرکزی برای فهرست نمودن و پوشش دادن جامع مهمترين مجلات علمی منتشره در دنيا به منظور تبادل اطلاعات ميان پژوهشگران مختلف می باشد. شمار مجلات ISI ثابت نيست. يک مجله ممکن است در يک زمان٬ از مجلات ISI محسوب شود٬ اما به دليل کاهش بار علمي٬ بعداً از ليست مجلات ISI کنار گذاشته شود. در حال حاضر بيش از ۱۶۰۰۰ مجله٬ در ليست ISI قرار دارند. هر ساله ۲۰۰۰ مجله جديد مورد ارزيابی قرار می گيرد و حدود ده درصد آنها به ليستISI اضافه می شوند.

هر مجله علمی قبل از انتخاب شدن و فهرست شدن در ISIيکسری مراحل ارزيابی را پشت سر می گذارد. ازجمله عوامل مورد ارزيابی و رعايت استانداردهای بانک اطلاعاتی ISI ، کميته علمی منتخب مجله، تنوع بين المللی مقالات چاپ شده در آن، نشر به موقع مجله و جايگاه نشرآن می باشد. لازم به ذکر است که هيچ يک از اين عوامل به تنهايی مورد بررسی و ارزيابی قرار نمی گيرد بلکه با بررسی مجموع عوامل يک امتياز کلی داده خواهد شد. از جمله مواردی که در ارزيابی مجله مورد توجه قرار دارد اين است که عنوان مقالات، چکيده و کلمات کليدی بايد به زبان انگليسی باشد همچنين توصيه می شود که منابع نيز به زبان انگليسی نوشته شوند. اگر چه اطلاعات علمی مهم به تمامی زبانها به چاپ می رسد اما موارد ذکر شده بايد به زبان انگليسی باشد تا تحت داوری و ارزيابی ISI قرار گيرد زيرا ارزيابی کنندگان مجلات علمی در ISI نمی توانند عناوين و منابع بکاررفته در مقالات را به زبان انگليسی ترجمه کنند. داوری علمی و تخصصی مقالات چاپ شده در مجله توسط داوران نام آشنای علمی از جمله عمده ترين موارد مورد توجه ارزيابی کنندگان می باشد که گويای اعتبار و غنای علمی مجله است.

ادامه نوشته