اگر با تجهیزات کامپیوتری و تجهیزات شبکه سر و کار داشته باشید حتما تا حدودی با خمیر سیلیکون آشنایی دارید. در واقع این خمیر حدواسط بین CPU و هیت سینگ قرار می گیرد و برای انتقال گرما از CPU به هیت سینک استفاده می شود. این خمیر رسانای الکتریکی نبوده و تنها برای انتقال گرما استفاده می شود.

در ایران مواد هادی حرارتی که بین قطعات سخت افزاری قرار می‌گیرد را به عنوان خمیر سیلیکون می‌شناسیم. این نام گذاری تا حدودی اشتباه اما بسیار رایج است؛ از این رو من در این مطلب نیز بر همین کلمه تمرکز کردم. اما این مواد که به عنوان رسانای گرما در سخت افزار استفاده می‌شوند را خمیرهای حرارتی (Thermal Paste) یا گریس‌های گرمایی (Thermal Grease) می‌نامند و خمیر سیلیکونی، تنها یکی از انواع خمیرهای حرارتی رایج در بازار است.

به طور کلی مقدار گرما را بر حسب وات بر متر کلوین یا W/mk می سنجند و هر چه این عدد بیشتر باشد، آن ماده میزان گرمای بهتری را منتقل می کند. این عدد برای خمیر سیلیکون بین 0.3 تا 2 وات بر متر کلوین محاسبه می شود.

اشتباه رایج در رابطه با خمیر سیلیکون:

خیلی ها گمان می کنند خمیر سیلیکون برای خنک کردن CPU استفاده می شود، در حالیکه چنین نیست. در واقع این خمیر حد واسط میان پردازنده یا کارت گرافیک و هیت سینک قرار می گیرد.

به دلیل آنکه CPU و GPU به صورت 100% سطح صافی ندارند و بعد از قرار گرفتن بر روی هیت سینک شکاف های میکروسکوپی بین آنها ایجاد می شود. از آنجا که هوای درون این شکاف ها رسانای خوبی به حساب نمی آید به همین دلیل از خمیر سیلیکون استفاده می شود تا این شکاف های ریز را پر کرده و انتقال حرارت به سادگی صورت گیرد.

خمیر سیلیکون یک رسانای گرمایی بسیار خوب است و به عنوان یک رابط حرارتی عمل می‌کند که می تواند تا صد برابر هوا گرما را منتقل کند. ناگفته نماند که خمیر سیلیکون به اندازه فلز قدرت رسانایی گرما ندارد، بنابراین باید به اندازه مورد نیاز استفاده شود، در غیر این صورت می‌تواند کارآیی سیستم خنک کننده را تحت تأثیر قرار بدهد.

مراحل استفاده از خمیر سیلیکون بر روی CPU:

1ـ ابتدا خمیر سیلیکون مورد نظر خود را خریداری نمایید.

2ـ سطح پردازنده و هیت سینک رو با یک گوش پاک کن، یک تکه پنبه و یا پارچه نخی که به الکل با خلوص بالا آغشته شده تمیز کنید. هر چقدر خلوص الکل بیشتر باشد بهتر عمل خواهد کرد.

3ـ به اندازه یک دانه ماش از خمیر را بر روی مرکز CPU بریزید.

4ـ هیت سینک را بر روی CPU قرار دهید.

نکته: هیچگاه بعد از استفاده از خمیر سیلیکون مجدداً هیت سینک را باز نکنید. زیرا در این صورت مجبور خواهید شد تا خمیر سیلیکون قبلی را پاک کرده و مجدداً از بر روی پردازنده بریزید.

روش های مختلف استفاده از خمیر سیلیکون در هیت سینک های مربعی شکل:

استفاده از خمیر سیلیکون برای هیت سینک های مربعی شکل کمی پیچیده تر است زیرا ممکن است با ریختن و فشار دادن این خمیر بر روی پردازنده پوشش کامل ایجاد نشود، که در نتیجه آن انتقال حرارت مختل خواهد شد. حال این کار روش های مختلفی دارد که شامل:

ـ روش خطی: در این روش دو خط موازی از خمیر را به طوری که بایکدیگر فاصله داشته باشند بر روی پردازنده بریزید. لازم به ذکر است که طول این خطوط باید مقداری کمتر از اندازه CPU باشد.

ـ روش ضربدری: در این روش خطوط به صورت X یکدیگر را قطع می کنند.

ـ روش پهن کردن: این روش که محبوب ترین و موثرترین روش به حساب می آبد به این این صورت است که خمیر را بر روی پردازنده ریخته و به وسیله یک محافظ پلاستیکی آن را پخش نمایید. اما در نظر داشته باشید که قطر خمیر نباید بیش از حد نازک باشد.

نکات مهم هنگام استفاده از خمیر سیلیکون:

ـ بعد از تمیز کردن سطح هیت سینک و CPU از لمس مجدد آن پرهیز کنید. زیرا ممکن است انگشتان شما دارای چربی باشد که می تواند به عملکرد خنک کنندگی آسیب وارد نماید.

ـ هیچگاه با استفاده از دست خمیر سیلیکون را پخش نکنید زیرا این خمیر سمی بوده و می تواند به سلامت شما آسیب وارد نماید.

ـ هنگام استفاده از خمیر در نظر داشته باشید که از دستکش های بدون پودر برای این کار استفاده کنید زیرا پودر می تواند عملکرد خنک کنندگی خمیر را کاهش دهد.

ـ خمیر سیلیکون یک مدت زمانی طول عمر دارد که هر چقدر میزان حرارت پایین تر باشد، طول عمر آن افزایش می یابد.

ـ خمیر سلیکون باید به صورت صاف و یکنواخت سطح پردازنده را بپوشاند، زیرا منافذ میزان اتصال بین پردازنده و هیست سینک را کاهش می دهد.

ـ از تمیز کننده های روغنی برای پاک کردن سطح پردازنده و هیت سینک اجتناب کنید زیرا به جای خمیر، روغن منافذ را پر خواهد کرد.

انواع مواد رسانای گرما :

ـ بر پایه فلز یا Metal Based: 

این نوع از خمیرهای سیلیکونی بیشترین محبوبیت را در بازار دارند، با توجه به اینکه از جنس فلز ساخته می شوند بیشتری انتقال گرما را داشته و بنابراین بیشترین کارایی را نسبت به دو مورد دیگر دارند. در واقع این نوع خمیر یک نوع گریس خاص است که در آن ذرات بسیار ریز فلز وجود درد و با توجه به رسانا بودن فلز، بهترین رسانای گرمایی نیز هستند.

اما همیشه هم استفاده از این نوع از خمیر حرارتی توصیه نمی شود، یکی از معایب این نوع خمیر این است که چون از فلز در آن استفاده شده و فلز علاوه بر اینکه رسانای گرما است، رسانای الکتریکی نیز هست، می تواند برای سیستم های الکترونیکی مشکلاتی را ایجاد کند.

البته هنگام استفاده از این خمیرها به دلیل رسانایی الکتریکی بالا، باید بسیار مراقب باشید. به‌هیچ‌ وجه نباید قطره‌ای از آن، اطراف پردازنده و روی مادربورد پخش شود؛ در غیر این صورت باید با سیستم ارزشمند خود خداحافظی کنید!

ـ بر پایه سرامیک یا Ceramic Based:

این خمیرها نسبت به خمیرهای فلزی از محبوبیت خوبی برخوردارند اما نمی توانند به خوبی فلز کارایی داشته باشند، معمولا تفاوت درجه ای بین 1 تا 3 درجه سانتیگراد در بین این محصول و محصول فلزی وجود دارد.

این نوع نیز مانند نوع فلزی دارای یک گریس یا خمیر هستند که در آن ذرات بسیار ریز سرامیک وجود دارد، یکی از نقاط قوت این نوع خمیر نسبت به موارد دیگر این است که سرامیک رسانای الکتریکی نیست و بنابراین بهترین شما مشکلات ناشی از رسانای الکتریکی را نخواهید داشت.

از جمله اصلی‌ترین مواد تشکیل دهنده خمیرهای نامبرده می‌توان به اکسید آلومینیوم و اکسید روی اشاره کرد، اما برخی دیگر از محصولات ارزان قیمت‌تر ممکن است از عنصر دی‌اکسید کربن تشکیل شده باشد.

ـ بر پایه سیلیکون یا Silicon Based:

اینگونه خمیرها معمولا در صفحات حرارتی یا Thermal Pad ها استفاده می شوند و بر خلاف تصوری که می شود کاربرد زیادی در دنیا ندارند، این نوع از TIM ها که ما به عنوان خمیر سیلیکون نیز می شناسیم کار خود را به خوبی انجام می دهند اما به هر حال کیفیت دو مورد قبلی را در ندارند و معمولا با یک سیستم خنک کننده یا Cooling Kit ارائه می شوند. این خمیر سیلیکون نیز خود انواع مختلفی دارد:

• خمیرسیلیکون نقره‌ای یا فلزی: در آن از پورد نقره استفاده شده است اما در انواع ارزان آن در بازار از پودر آلومینیوم به کار رفته است. اگر پردازنده شما نسبتا قوی محسوب می شود شما می توانید از خمیر نقره ای استفاده کنید .
• خمیرسیلیکون سرامیکی: خمیرهای سفید رنگ شفافی هستند که در آن پودر سرامیک به کار رفته است. کیفیت این نوع خمیر سیلیکون پایین‌تر از خمیر سیلیکون نقره‌ای است.
• خمیرسیلیکون طلایی: این خمیرسیلیکون نسبت به مدل‌های دیگر خمیر سیلیکون رسانایی گرمایی بهتری دارد و برای پردازنده های بسیار قوی کاربرد دارد. این نوع ماده که به گریس گرمایی یا Thermal grease معروف است نوعی ماده پلیمری خمیری شکل است. این خمیر سیلیکون نسبت به سایرین از قیمت بالایی برخوردار است.

طول عمر خمیر سیلیکون:

همان طور که گفته شد، خمیر سیلیکون یک طول عمری دارد. هرچقدر میزان حرارت منتقل شده از سمت پردازنده به آن بیشتر باشد، طول عمر آن کاهش خواهد یافت. اما به طور کلی این خمیر باید هر دو سال یکبار تجدید شود. برای این منظور هیت سینک را برداشته و حتما پردازنده را تمیز کنید و مجدداً از خمیر سیلیکون بر روی آن قرار دهید.

عواقب عدم استفاده از خمیر سیلیکون:

عدم استفاده از خمیر سیلیکون بر روی پردازنده سبب می شود که این منافذ ریز بین سطوح مثل عایق حرارتی عمل کند. بنابراین پردازنده با افزایش دما و حرارت مواجه شده که این دمای بالا هم برای پردازنده و هم برای قطعات دیگر سرور خطرات زیادی را به همراه دارد. این حرارت می تواند به این قطعات آسیب جدی وارد نماید و عملکرد کل شبکه را تحت تأثیر قرار دهد.

نحوه انتخاب خمیر سیلیکون مناسب:

در هنگام خرید خمیر سیلیکون باید دقت داشته باشید که خمیر خریداری شده را بتوان در چند مرحله استفاده کرد. برخی از خمیر سیلیکون ها در پک های پلاستیکی قرار دارند که با باز کردن آن دیگر نمی توان از مابقی آن استفاده کرد و برای استفاده در یک مرحله تولید شده اند. اما برخی دیگر به صورت سرنگ و یا درون کاسه قرار دارند که می توانید در چند مرحله از آن ها استفاده کنید.

از طرفی کیفیت خمیر خریداری شده از اهمیت بالایی برخوردار است. پس در انتخاب خمیر مناسب دقت کنید. امروزه خمیرهای تقلبی بسیاری در بازار موجود هستند که خرید این خمیر سیلیکون های ارزان قیمت می تواند به تجهیزات شما آسیب وارد نماید.

منبع : https://mrshabake.com/important-points-regarding-silicone-paste/

NAT چیست و چه کاربردی دارد؟

اگر این مقاله را می خوانید، پس به صد در صد به اینترنت متصل هستید که می توانید سایت مسترشبکه را بر روی مرورگر خود سرچ کرده تا از طریق مجله مسترشبکه مقاله NAT را مطالعه کنید.

NAT چیست؟

NAT (Network Address Translation) روشی برای حفاظت از آدرس IP است. NAT آدرس های IP موجود در یک شبکه داخلی(private) را به یک آدرس IP واحد ترجمه می کند. در واقع NAT، آی پی Private در شبکه ی داخلی را به IP Public برای استفاده در اینترنت تبدیل می کند. این آدرس (Public) اغلب توسط روتر مورد استفاده قرار می گیرد که pc ها را به اینترنت متصل می کند.

روتر می تواند به یک مودم DSL ، مودم کابلی ، خط T1 یا حتی مودم dial-up متصل شود. هنگامی که دستگاه های دیگر در اینترنت سعی در دسترسی به شبکه داخلی (محلی) شما را دارند، آنها فقط آدرس IP روتر را مشاهده می کنند. این یک سطح امنیتی را ایجاد می کند، زیرا روتر می تواند به عنوان فایروال پیکربندی شود و فقط به سیستم های مجاز اجازه دهد تا به سیستم های داخل شبکه شما دسترسی پیدا کنند.

شما می توانید جهت آشنایی بیشتر با NAT ویدئو زیر را مشاهده کنید:

ایده NAT این است که به چندین دستگاه اجازه می دهد از طریق یک آدرس عمومی به اینترنت دسترسی پیدا کنند. NAT اجازه می دهد تا یک دستگاه مانند روتر یا فایروال، به عنوان عامل بین اینترنت (یا شبکه عمومی) و یک شبکه محلی (یا شبکه داخلی) عمل کند، این بدان معنی است که فقط یک آدرس IP را برای کل شبکه به دنیای خارج ارائه می دهد.

این امر با مخفی کردن کل شبکه داخلی در پشت آن آدرس IP، امنیت بیشتری را ایجاد می کند. هنگامی که به دنیای خارج از شبکه اجازه دسترسی به سیستم های درون شبکه داخلی داده می شود، سپس آدرسIP عمومی (IP Public) به آدرس IPخصوصی (IP Private) ترجمه می شود.

در روتر جدولی به نام “NAT Table” وجود دارد که آدرس IP سیستم های موجود در شبکه ی داخلی را مشخص می کند. NAT Table  همچنین آدرسIP عمومی (IP Public)  را که توسط دنیای خارج از شبکه ی داخلی مشاهده می شود را تعریف می کند. حتی اگر هر کامپیوتر در شبکه داخلی یک آدرس IP خاص داشته باشد، سیستم های خارجی فقط هنگام اتصال به هر یک از سیستم های داخل شبکه می توانند یک آدرس IP یعنی IP Public را مشاهده کنند.

به عنوان مثال یک کامپیوتر با آدرس داخلی 192.168.1.10 که می خواهد با یک وب سایت در جایی از اینترنت ارتباط برقرار کند، NAT آدرس 192.168.1.10 را به آدرس عمومی 1.1.1.1 که توسط شرکت شما خریداری شده است ترجمه می کند، به طوری که آدرس داخلی (IP Private)  هنگام برقراری ارتباط با دنیای خارج به عنوان آدرس عمومی (IP Public) شناخته شود.

پس وقتی وب سایت به این کامپیوتر پاسخ می دهد، باید این درخواست را به آدرس عمومی ارسال کند. نمی تواند پاسخ را به آدرس 192.168.1.10  ارسال کند، زیرا این آدرس خصوصی(Private) است و از هیچ کجا در دنیای خارج قابل رویت نیست. اما آدرس 1.1.1.1، آدرس عمومی شرکت شما است و برای همه قابل مشاهده است. اکنون وب سایت به آدرس عمومی 1.1.1.1 پاسخ می دهد. سپس روتر از Table NAT خود برای ترجمه بسته های دریافتی که به مقصد 1.1.1.1 بود استفاده می کند و آن را به آدرس شبکه داخلی 192.168.1.10 برمی گرداند.

زمانیکه هر کامپیوتر در شبکه ی داخلی بسته ای را به سمت روتر ارسال می کند، هر بسته علاوه بر ادرس IP، شماره پورت مختص به خود را دارا می باشد تا بسته به سمت مقصد مورد نظر ارسال گردد. اگر در یک زمان دو کامپیوتر بسته ی خود را به سمت روتر ارسال کنند پس از ورود به روتر، هر دو IP ادرس ها توسط ادرس IP عمومی (IP Public) به مقصد راسال می شوند.

مقصد پاسخ هایی را به ادرس IP عمومی روتر ارسال می کند. بنابراین مشخص نخواهد بود که کدام پاسخ به کدام کامپیوتر تعلق دارد. برای جلوگیری از این مشکل یک رقم به شماره پورت ها اضافه می شود و همراه ادرس IP در NAT ارسال می گردد.

کاربرد های اصلی NAT:

Source NAT: امکان برقراری ارتباط یک دستگاه که دارای آدرس IP خصوصی (IP Private) است را با اینترنت (دنیای خارج) می دهد. Source NAT آدرسهای IP خصوصی را به آدرسهای IP عمومی ترجمه می کند تا کاربران در اینترانت بتوانند از آدرسهای IP عمومی برای دسترسی به اینترنت استفاده کنند.

Destination NAT: امکان برقراری ارتباط یک دستگاه که دارای ادرس IP عمومی (IP Public) است را از اینترنت (دنیای خارج) می دهد.

انواع NAT:

1. Static NAT(SNAT)
2. Dynamic NAT(DNAT)
3. PAT

1ـ Static NAT:

در این حالت یک آدرس IP خصوصی به یک آدرس IP عمومی تبدیل می شود. به عبارت دیگر یک دستگاه از شبکه ی داخلی به یک IP از شبکه ی خارجی تبدیل می شود. به عنوان مثال آدرس IP 192.168.1.50 که یک IP Private است به IP Public 5.5.5.2 تبدیل می شود.

2ـ Dynamic NAT:

در این حالت یک رنج (pool) از آدرس های IP عمومی را به یک رنج از آدرس های IP خصوصی یک شبکه ی داخلی اختصاص می دهیم. به عنوان مثال رنج آدرس عمومی 24/5.5.5.2 به رنج آدرس خصوصی 24/192.168.1.0 تبدیل می شود.

3ـ PAT:

این حالت مشابه Dynamic NAT است با این تفاوت که در این جا به تعداد تمام دستگاه هایی که می خواهند با اینترنت ارتباط برقرار کنند، به آدرس IP عمومی احتیاج نداریم، این تعداد می تواند کمتر یا یک باشد. در واقع PAT چندین آدرس IP داخلی را به یک آدرس مجزا متصل می کند. سازمان هایی که می خواهند کلیه کارمندانشان برای اتصال به اینترنت از یک آدرس IP منفرد استفاده کنند، از PAT استفاده می کنند.

تفاوت بین NAT و PAT چیست؟

NAT مخفف Network Address Translaition است در حالی که PAT مخفف Port Address Translation است. همانطور که از نامها پیداست، NAT و PAT برای ترجمه IP خصوصی به IP عمومی برای صرفه جویی در فضا و اتصال چندین دستگاه استفاده می شوند. تفاوت در این است که PAT از شماره پورت برای نقشه برداری آدرس های IP استفاده می کند در حالی که NAT این کار را نمی کند.

چرا از NAT استفاده می کنیم؟

NAT یک فرآیند کاملاً ساده است، اما چه فایده ای دارد؟ در نهایت، این امر به حفاظت و امنیت برمی گردد.

نسخه IP موجود 4 (IPv4) از آدرس های IP شماره 32 بیتی استفاده می کند، که امکان 4 میلیارد آدرس IP ممکن را فراهم می کند، زمانی که در دهه ی 1970 راه انداری شد به نظر می رسید بیش از اندازه کافی است. با این حال در حالی که همه 7 میلیارد نفر در کره زمین به طور دائم به اینترنت دسترسی ندارند، کسانی هستند که اغلب چندین دستگاه متصل مانند: تلفن، کامپیوتر شخصی، لپ تاپ، تبلت، تلویزیون، حتی یخچال و فریزر. بنابراین، تعداد دستگاه هایی که به اینترنت دسترسی دارند از تعداد آدرسهای IP موجود بیشتر است.

مسیریابی همه این دستگاه ها از طریق NAT به تلفیق چندین آدرس IP خصوصی در یک آدرس IP عمومی کمک می کند. این کمک می کند تا در هنگام تکثیر آدرس های IP خصوصی، آدرس های IP عمومی بیشتری در دسترس باقی بماند و این به حفاظت ادرس IPv4 کمک می کند.

در 2012، IP نسخه 6 (IPv6) رسماً راه اندازی شد تا نیاز به آدرسهای IP بیشتری را برطرف کند. IPv6 از آدرس های IP شماره گذاری شده 128 بیتی استفاده می کند، که آدرس های IP بالقوه بیشتری را امکان پذیر می کند. سال ها طول می کشد تا این روند به پایان برسد. بنابراین تا آن زمان، NAT ابزاری ارزشمند خواهد بود.

مزایای NAT:

• NAT می تواند با مخفی ساختن آدرس IP داخلی، یک لایه امنیتی دیگر ایجاد کند. به عبارتی NAT از ادرس IPv4 محافظت می کند.
• NAT انعطاف پذیری بیشتری را هنگام اتصال به اینترنت فراهم می کند.
• NAT دارای یک روش برجسته آدرس دهی شبکه است. در صورت استفاده از آدرس IP عمومی (Public)، فضای آدرس باید به درستی تعیین شود. زیرا وقتی شبکه توسعه می یابد، ممکن است به آدرس IP بیشتری نیاز باشد.

معایب NAT:

• NAT یک فناوری پردازشگر و مصرف کننده حافظه است، زیرا NAT نیاز به ترجمه آدرس های IPv4 برای تمام داده های ورودی و خروجی و حفظ جزئیات در حافظه خود دارد.
• NAT ممکن است باعث تأخیر در ارتباط IPv4 شود.
• NAT باعث از بین رفتن قابلیت ردیابی IP دستگاه بعدی می شود
• برخی از فناوری ها و برنامه های شبکه مطابق انتظار در NAT (Network Address Translation) عمل نخواهند کرد.

منبع : https://mrshabake.com/what-is-network-address-translaition/