ما هي الشبكة؟
عبارة عن حاسبين (أو أكثر) متصلة ببعضهما بعضاً التي تتوزع على مواقع مختلفة و تربط بينها وسائل الاتصالات المختلفة ، بهدف المشاركة في البيانات الرقمية وفي الموارد resources مثل الطابعة Printer والمودم Modem ومحرك القرص المدمج CD-ROM Drive وغيرها
وتستخدم شبكات الكمبيوتر أساليب مختلفة للاتصال ابتداء بشبكة الهاتف العادية و الاقمار الصناعية , وانتهاء بوصلة ألياف ضوئية خاصة ذات سرعة عالية.
بعض فوائد استخدام الشبكات:
1- المشاركة في البرامج والبيانات PROGRAM AND FILE SHEARING
شراء البرمجيات التي يمكن ان تكون متاحة على الشبكة لأكثر من مستخدم فأنها تكون أرخص من حيث السعر .
البرامج والبيانات الخاصة بها يمكن تخزينها على ( FILE SERVER) وتصبح متاحة لأي مستخدم من الشبكة
وحيث أن المستخدم يمكن أن يقوم بتخزين الملفات إلى ( PERSONAL DIRECTORIES ) وايضاً يستطيع تخزين الملفات على ( PUBLIC DIRECTORIES ) بحيث أي مستخدم أخر أن يقرأه ويعدل فيه .
وأحد أهم التطبيقات التي يمكن أن تكون موجودة على الشبكة هى قواعد البيانات ( database) ويستطيع اكثر من مستخدم الاستفادة من قواعد البيانات وفى نفس الوقت .
وهناك أيضاً وسائل لتأمين قواعد البيانات بحيث أن يقوم مدير النظام بعمل ( record lock) بحيث يمنع أكثر من مستخدم من التعديل في هذا السجل في نفس الوقت .
2- المشاركة في موارد الشبكات : network resource sharing
من موارد الشبكات التي يمكن المشاركة فيها بحيث أن يقوم اكثر من مستخدم باستخدامها مثل :
Printers, plotters, storage devices and computing systems.
3- إنشاء أجهزة الحواسب الشخصية الرخيصة Economical Exousion of the pc base
الشبكات أيضا تقوم بعمل نشر أو توزيع لأجهزة الحواسب الشخصية (pc) والتي لا تمتلك أقراص تخزين (Diskless) وتعتمد عملها على تخزين الملفات والبيانات على خادم الملفات (file server)
4- القدرة على استخدام برمجيات على الشبكة Ability to use network soft word
من أشهر البرمجيات المستخدمة على الشبكة هو أنظمة قواعد البيانات وكذلك البريد الإلكتروني
5- البريد الإلكتروني :E - mail يستخدم البريد الإلكتروني في إرسال واستقبال رسائل ووثائق من والى مستخدمي واحد أو مجموعة من المستخدمين على الشبكة .
6- إنشاء مجموعات العمل : foundation of work groupsمن الممكن أن يكون هناك مجموعات من المستخدمين في قسم ما أو مخصصين لتنفيذ مهمة معينة . فأن الشبكات تسمح لمجموعات المستخدمين بتخصيص جزء من مساحات التخزين المتاحة لهذه المجموعات على أن تكون غير متاحة لأي مستخدم أخر خارج هذه المجموعات ويمكن إرسال رسائل إلى كل عضو في هذه المجموعات وذلك بإرسال الرسائل إلى اسم المجموعات ( group name ) وليس لكل مستخدم على حدة
7- التأمين : Security
يستطيع مدير النظام بتحديد مساحات عمل (working area ) خاصة لكل مستخدم على الشبكة . وكذلك استخدام الحاسبات التي لا تمتلك وحدات تخزين ( Disk less ) تحمى البيانات من إنزالها (Down lood) إلى الاقراص . وكذلك قيود الدخول (logon restriction ) على الشبكة يمكن تطبيقة .
8- القدرة على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها Access to other operating system
التطور في تكنولوجيا الشبكات أصبح قادر على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها البعض.
9- تحسين التعاون البنائي :Enhancement of corporate structures
الشبكات يمكن أن تحدث تغير في الشكل البنائى والتنظيمي للهيئة أو المؤسسة وكذلك بتقليد مجموعات العمل في الأقسام إلى مجموعات عمل حقيقية على شبكات الكمبيوتر
********************************
انواع شبكات الحاسب
1- الشبكات المحلية LAN
تتقيد بمكان واحد مثل بناية او بنايات متجاورة وتتميز برخص وتوفر المعدات الازمة لها
شبكات إقليمية متوسطة MAN
صممت لنقل البيانات عبر مناطق جغرافية شاسعة وهي تصلح لربط مدينة او مدينتين متجاورة ويستخدم في ربط هذا النوع من الشبكات الألياف البصرية او الوسائل الرقمية فهذه التقنية تقدم سرعات فائقة و شبكات MAN يمكن أن تحتوي على عدد من شبكات LANs وتتميز بالسرعة و الفاعلية ومن عيوبها مكلفة وصيانتها صعبة
شبكات المناطق الواسعة WANs
تغطي مساحات كبيرة جدا مثل ربط الدول مع بعضها البعض ومن مميزات هذه النوع انها تربط الاف الأجهزة و تنقل كميات كبيرة من البينات لا تنقل إلا بها ومن عيوبها تحتاج إلى برامج وأجهزة غالية جدا وصعوبة تشغيلها وصيانتها
الأنترنت شبكة صممت أساسا لأغراض عسكرية بحته أيام الحرب الباردة وظهرت في ذلك الوقت شبكة Arpanet ونمت هذه الشبكة وأصبحت نظام متكامل وبعد ذلك وفي عام 1990 تخلت الحكومة الامريكية عن الشبكة واعطي حق الإدارة إلى مؤسسة العلوم الوطنية NSF وفي عام 1991 تخلت المؤسسة عن الشبكة لصالح الشركات التجارية وبذلك فتح الباب امام أضخم عمل وبناء صممه الإنسان حيث توسعت وإنتشرت وضمت في داخلها كل انواع الشبكات LAN / MAN / WAN
المواد الأساسية في صنع الشبكات :
كروت الشبكة NIC , الأسلاك, المجمعات المركزية(HUB) , المكررات
المحولات (Switch) , الموجهات(Router)
1- كروت الشبكة Network Interface Card) NIC ) :
يعتبر كرت الشبكة الواجهة التي تصل بين جهاز الكمبيوتر و سلك الشبكة و يقوم كرت الشبكة بمهام أساسية و هي:
- تحضير البيانات لبثها على الشبكة .
- ارسال البيانات على الشبكة .
- التحكم بتدفق البيانات بين الكمبيوتر و وسط الإتصال.
- ترجمة الإشارات الكهربائية الواردة من سلك الشبكة إلى بايتات يفهمها معالج الكمبيوتر و عندما نرسل بيانات من الكمبيوتر تترجم إشاراته الرقمية إلى نبضات كهربائية يستطيع سلك الشبكة نقلها.
لكل كرت شبكة رقم(عنوان) فريد مزود من قبل لجنة IEEE (Institute Of Electrical And Electronic Engineers) :
و هذه اللجنة تخصص مجموعة من العناوين لكل مصنع من مصنعي بطاقات الشبكة, هذا العنوان يتألف من 48 بت, يحتوي أول 24 بت على تعريف للمصنع بينما تحتوي ال 24 بت الأخرى على الرقم المتسلسل للبطاقة.
2-الأسلاك(الكابلات):
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الكابلات هي:
* الأسلاك المحورية : ( Coaxial Cables: (Thinnet&Thicknet
* الأسلاك المجدولة : (Twisted Pair: (Shielded STP&Unshielded UTP
* الألياف البصرية : Fiber-Optic Cable
تم التحدث عنها بالتفصيل في موضوع خاص بانواع الشبكات السلكيه في الرابط
http://www.computer03.com/vb/showthread.php?t=6898
3- المكرر Repeater :
مكررات الإشارة Repeaters تستخدم لمعالجة مشكلة ضعف الإشارة عند انتقالها إلى مسافة طويلة فتقوم هذه المكررات باستقبال هذه الإشارات ثم تعيد توليدها و تقويتها ثم ترسلها مرة أخرى مما يسمح لهذه الإشارات بالوصول إلى مسافات بعيدة دون أن تضعف أو تتلاشى
و يعتبر استخدام مكررات الإشارة وسيلة لتوسيع الشبكات المحلية و لكن مع اشتراط استخدام نفس البروتوكولات على كلا الشبكتين الموصولتين بواسطة مكرر الإشارة
لهذا فمكرر الإشارات لا يستطيع توفير اتصال بين شبكات Ethernet و شبكات Token Ring، كما أن مكررات الإشارة لا تستطيع ترجمة أو فلترة الإشارات و لكنها تستطيع الوصل بين أنواع مختلفة من وسائط الاتصال مثل الأسلاك المحورية مع أسلاك الألياف البصرية.
تعتبر مكررات الإشارة وسيلة غير مكلفة لتوسيع الشبكات المحلية و لكنها قد تعاني من بعض المشاكل فهي لا تُفلتِر و لا تمنع تدفق مرور البيانات المعطوبة أو المسببة للمشاكل و بالتالي فإن حدثت مشكلة ما في أحد أقسام الشبكة فإنها تنتقل إلى باقي الأقسام .
4- المجمع المركزي Hub :
هو عبارة عن جهاز (hardware)يُستخدم عادة مع الشبكات من النوع نجمة Star و يمكن أن نطلق عليه اسم المُجمِّع Concentrator أو مكرر الإشارة متعدد المنافذ Multiport Repeater .
يكون لدى ال Hub عادة بين 8-12 منفذ و أحياناً أكثر ،هذه المنافذ تتيح لأجهزة الكمبيوتر الاتصال بالمجمع من خلالها .
نظام التوصيل في المجمع (Hub) يعزل كل سلك من أسلاك الشبكة عن الآخر و بالتالي إذا توقف جهاز ما أو انقطع السلك الذي يوصله بالمجمع (Hub) فلن يتأثر إلا هذا الكمبيوتر و بقية الأجهزة تبقى تعمل بشكل سليم و لكن إذا توقف Hub فستتوقف الشبكة عن العمل .ا
لإشارة تنتقل من الكمبيوتر المصدر الذي يرغب في إرسال البيانات إلى النقطة المركزية Hub و منه إلى باقي أجهزة الكمبيوتر على الشبكة.
هناك ثلاثة أنواع من المجمعات و هي:
- مجمع نشط : Active Hub
- مجمع خامل : Passive Hub
- مجمع هجين: Hybrid Hub
* المجمع النشط تكون له المقدرة على إعادة توليد و إرسال إشارات البيانات على الشبكة بنفس الطريقة التي يعمل بها مكرر الإشارات Repeater، يحتاج هذا النوع من المجمعات إلى طاقة كهربائية لكي يعمل.
* المجمعات الخاملة : و تعمل كنقاط اتصال و لا تقوم بتقوية أو توليد الإشارات المارة من خلالها و لا تحتاج طاقة كهربائية لكي تعمل و كمثال عليها لوحة توزيع الأسلاك.
* من الممكن توسيع الشبكة بتركيب أكثر من مجمع واحد و هذا يطلق عليه المجمعات الهجينة Hybrid Hub و هي متوافقة مع أنواع مختلفة من الأسلاك، مثلا إذا كان لدينا شبكة من النوع Star و لدينا أكثر من Hub في الشبكة فمن الممكن أن نستخدم سلك من نوع Coaxial (مثلا(ً لربط المجمعات في حين أننا نستخدم سلك من النوع STP لربط الأجهزة مع المجمع .
من ميزات المجمعات
1- تسمح لنا بتوسيع الشبكة و تغيير مكوناتها بكل سهولة و دون تعطيل عمل الشبكة، فالإضافة كمبيوتر جديد للشبكة يكفي وصله بمنفذ فارغ من منافذ المجمع.
2_نستطيع استخدام منافذ متنوعة تتوافق مع أنواع مختلفة من الأسلاك.
3_ نستطيع فصل الأجهزة المسببة للمشاكل عن الشبكة بدون أن نتسبب بإيقاف الشبكة.
*ملحوظة : طبعاً المجمعات لا تقوم بفلترة الإشارات أو تحديد طريق(وجهة) لها كما هي الحال مع الجسر و السويتش و الراوتر.
5- السويتش (Switch ) :
يطلق عليه أيضاً اسم المبدل أو المقسم , في الشبكات الصغيرة من 6-8 أجهزة من الممكن أن يعمل المجمع المركزي (Hup) الذي سبق الحديث عنه لأن الطلبات و المعلومات و البيانات التي تأتيه من الأجهزة تكون قليلة أما في حال ا زياد عدد الأجهزة و ازدياد البيانات المرسلة و المستقبلة فإن الشبكة سوف تضعف وممكن أن تتوقف عن العمل، في هذه الحالة نستعمل السويتش
و هو يشبه الجسر و لكنه يعد أفضل في تسريع أداء الشبكة و ذلك لأنه يحتفظ بجدول عناوين العقد التي تتصل به(أي رقم كرت الشبكة و البورت المتصل به الجهاز)، و عندما تصل إليه إشارة من عقدة ما يرسل هذه الإشارة إلى الهدف المقصود فقط و هو عكس ما كان يقوم به المجمع (Hup) إذ كان يرسل الإشارة إلى كل العقد بدون استثناء.
الآلية التي يعمل بها السويتش:
لنفترض أن لدينا أربع أجهزة: A,B,C,D متصلة بالسويتش بالبورتات (المنافذ): E1,E2,E3,E4 على التوالي و كل جهاز له (MAC Address ) و هو العنوان أو الرقم الفريد الذي يكون على كرت الشبكة .
الآن الجهازA أرسل بيانات للجهازC،البيانات طبعاً تذهب للسويتش ليقوم بدوره بإرسالها للوجهة المقصودة ،السويتش لديه جدول عناوين للأجهزة هذا الجدول يكون فارغاً بداية الأمر(أي عند أول توصيل للأجهزة على السويتش) و لذلك فإن السويتش يقوم بإرسال البيانات التي أرسلها الجهاز Aإلى كل الأجهزة( ما عدا الجهاز A) لأنه لا يعلم بعد عنوان الجهاز C و لكنه يحتفظ في الجدول خاصته بال (Mac Address ) الخاص بالجهاز A و البورت الذي يتصل من خلاله الجهاز A بالسويتش و هوE1 في مثالنا هذا .
ثم يقوم الجهاز D بإرسال بيانات للجهاز C ، البيانات تذهب للسويتش فيقوم بحفظ معلومات عن ال (Mac Address ) للجهاز D المرتبط بالسويتش من خلال البورت E4 ، ثم يرسل المعلومات إلى كل الأجهزة أو البورتات ما عدا البورت المتصل بالجهاز المرسل و هو E4 ، و نفس الشىء يتكرر بالنسبة للجهازين B و C ريثما يرسلون أية معلومات يقوم السويتش بحفظ ال (Mac Address ) و البورت الخاصَّين بهم فيكون السويتش قد أتم حفظ المعلومات في الجدول لديه، الآن عندما يرسل أي جهاز وليكن A بيانات إلى جهاز C مثلاً تذهب هذه البيانات إلى الجهة المقصودة مباشرة و هي الجهاز C دون بقية الأجهزة و دون تدفق للبيانات.
من الفوائد الأخرى التي تحققها السويتشات :
1-السماح لعدة مستخدمين بالإتصال بشكل متواز في بيئة خالية من التصادمات.
2-الحصول على مرونة كبيرة في إدارة الشبكة من خلال طاقة السويتش و البرنامج المستعمل لضبط تكوين الشبكة.
3-يمكن أن تحقق السويتشات عمليات ارسال مرتفعة السرعة للبيانات، ترسل البيانات إلى الوجهة المقصودة قبل أن تدخل البيانات بأكملها في السويتش، يؤدي هذا إلى مستويات خمود منخفضة و سرعة مرتفعة في تمرير البيانات للأمام.
رغم أن السويتشات و الجسور تتشارك بمعظم السمات ذات الصلة إلا أنه لا تزال هناك عدة اختلافات بينهما فالسويتشات أسرع بكثير و تستطيع دعم كثافة أعلى للمنفذ من التي تدعمها الجسور و تدعم بعض السويتشات التحويل القاطع الذي يقلل التأخير و الخمود في الشبكة بينما تدعم الجسور فقط التحويل، أخيراً تقلل المبدلات التصادمات و تزيد عرض النطاق في أجزاء الشبكة.
6- الموجه أو الراوتر(Router ):
يستخدم لتوسيع الشبكة المحلية و يقوم بالربط بين أنواع من الشبكات ذات تصاميم و بروتوكولات مختلفة و هو يقوم بعمل مهم جداً في الشبكات ذات الفروع المتعددة فهو يرسل الإشارات من شبكة لأخرى حتى لو كانت هذه الشبكات مفصولة بعدد من الشبكات الفرعية و يقوم بتوضيح أفضل الطرق من أجل الوصول السريع حيث أن هناك جدول توجيه بداخل الموجه مثل الجسر و السويتش و لكنه يمتاز عنهما بعدة أمور منها أنه يعتمد على عنوان الشبكة الAddress IP بدل من العناوين الفرديةMac Address .
و يستطيع اختيار الطريق الأسرع و الأقصر بين الأجهزة و بين الفروع و الموجهات الأخرى و لا يسمح بمرور الرسائل الموجهة لجميع المستخدمين Broadcast Messages تستطيع الموجهات وصل تقنيات مختلفة للشبكات كالإثرنت و التوكن رينغ و FDDI و بسبب قدرتها على توجيه البيانات بناء على ال IP Address أصبحت العمود الفقري للإنترنت.
هدف الموجه هو فحص البيانات الواردة و اختيار أفضل مسار لها عبر الشبكة ثم تحويلها إلى المنفذ الملائم، الموجهات هي أهم الأجهزة لتنظيم حركة المرور في الشبكات الكبيرة، إنها تمكن أي نوع من الكمبيوترات تقريباً بإجراء اتصال بأي كمبيوتر آخر في أي مكان في العالم!
عندما تتسلم الموجهات حزم البيانات و التي تكون موجهة إلى شبكة بعيدة فإن الموجه الأول يقوم بتوجيه الحزمة إلى الموجه الذي يدير الشبكة البعيدة المطلوب تسليم الحزمة إليها.
بينما تقوم حزم البيانات بالمرور من موجه إلى آخر يقوم الموجه باستخراج عنوان المرسل و المستقبل في الحزمة ويقوم بتغيير هيئتهما بشكل يستطيع بروتوكول الشبكة المستقبلة فهمه و التوافق معه، و لكن عملية التوجيه لا تتم وفقاً لهذه العناوين و إنما تعتمد فقط على عنوان الشبكة المرسلة و المستقبلة.
تتضمن عملية تحكم الموجه بالحزم ما يلي:
1- منع البيانات المعطوبة من المرور عبر الشبكة.
2- تقليل ازدحام حركة المرور بين الشبكات.
من الممكن استخدام نظام عنونة الموجه لتقسيم شبكة كبيرة إلى أقسام أصغر يطلق عليها عادة Subnets.
ما هو الفرق بين الجسر و الموجه؟
إن الفرق الأساسي هو أن الجسر لا يرى سوى عنوان الجهاز المرسل و عنوان الجهاز المستقبل و إذا لم يتعرف على عنوان الجهاز المستقبل فإنه يقوم بتمرير الحزمة إلى كل الأقسام ما عدى القسم الذي انطلقت منه ، الآن إذا كانت الشبكة صغيرة و أقسامها قليلة فلا مشكلة و لكن إذا كانت الشبكة كبيرة و أقسامها كثيرة فإن إرسال مثل هذه الحزمة إلى كل الأقسام و الأجهزة على الشبكة سيؤدي إلى إبطائها بشكل ملحوظ بل ربما أدى ذلك توقفها.
أما بالنسبة للموجهات فهي لا تعرف بالتحديد أين يقع كل جهاز على الشبكة و لكنها بدلا من ذلك تعرف عنوان الشبكة المختلفة المكونة للشبكة الواسعة كما تعرف كذلك عناوين الموجهات الأخرى المتصلة بهذه الشبكات لتوجيه الحزم المناسبة إليها ، كما أنها لا تمرر أبدا الرسائل إلى كل المستخدمين و تمنع بذلك حدوث Broadcast Storm.
لا تتعرف الجسور إلا على مسار وحيد بين الشبكات أما الموجهات فتتعرف على جميع المسارات المتوفرة و تختبرها لاختيار الأفضل بينها ، و لكن نظرا لتعقيد عمل الموجهات فإنها تمرر البيانات بشكل أبطأ من الجسور .
عبارة عن حاسبين (أو أكثر) متصلة ببعضهما بعضاً التي تتوزع على مواقع مختلفة و تربط بينها وسائل الاتصالات المختلفة ، بهدف المشاركة في البيانات الرقمية وفي الموارد resources مثل الطابعة Printer والمودم Modem ومحرك القرص المدمج CD-ROM Drive وغيرها
وتستخدم شبكات الكمبيوتر أساليب مختلفة للاتصال ابتداء بشبكة الهاتف العادية و الاقمار الصناعية , وانتهاء بوصلة ألياف ضوئية خاصة ذات سرعة عالية.
بعض فوائد استخدام الشبكات:
1- المشاركة في البرامج والبيانات PROGRAM AND FILE SHEARING
شراء البرمجيات التي يمكن ان تكون متاحة على الشبكة لأكثر من مستخدم فأنها تكون أرخص من حيث السعر .
البرامج والبيانات الخاصة بها يمكن تخزينها على ( FILE SERVER) وتصبح متاحة لأي مستخدم من الشبكة
وحيث أن المستخدم يمكن أن يقوم بتخزين الملفات إلى ( PERSONAL DIRECTORIES ) وايضاً يستطيع تخزين الملفات على ( PUBLIC DIRECTORIES ) بحيث أي مستخدم أخر أن يقرأه ويعدل فيه .
وأحد أهم التطبيقات التي يمكن أن تكون موجودة على الشبكة هى قواعد البيانات ( database) ويستطيع اكثر من مستخدم الاستفادة من قواعد البيانات وفى نفس الوقت .
وهناك أيضاً وسائل لتأمين قواعد البيانات بحيث أن يقوم مدير النظام بعمل ( record lock) بحيث يمنع أكثر من مستخدم من التعديل في هذا السجل في نفس الوقت .
2- المشاركة في موارد الشبكات : network resource sharing
من موارد الشبكات التي يمكن المشاركة فيها بحيث أن يقوم اكثر من مستخدم باستخدامها مثل :
Printers, plotters, storage devices and computing systems.
3- إنشاء أجهزة الحواسب الشخصية الرخيصة Economical Exousion of the pc base
الشبكات أيضا تقوم بعمل نشر أو توزيع لأجهزة الحواسب الشخصية (pc) والتي لا تمتلك أقراص تخزين (Diskless) وتعتمد عملها على تخزين الملفات والبيانات على خادم الملفات (file server)
4- القدرة على استخدام برمجيات على الشبكة Ability to use network soft word
من أشهر البرمجيات المستخدمة على الشبكة هو أنظمة قواعد البيانات وكذلك البريد الإلكتروني
5- البريد الإلكتروني :E - mail يستخدم البريد الإلكتروني في إرسال واستقبال رسائل ووثائق من والى مستخدمي واحد أو مجموعة من المستخدمين على الشبكة .
6- إنشاء مجموعات العمل : foundation of work groupsمن الممكن أن يكون هناك مجموعات من المستخدمين في قسم ما أو مخصصين لتنفيذ مهمة معينة . فأن الشبكات تسمح لمجموعات المستخدمين بتخصيص جزء من مساحات التخزين المتاحة لهذه المجموعات على أن تكون غير متاحة لأي مستخدم أخر خارج هذه المجموعات ويمكن إرسال رسائل إلى كل عضو في هذه المجموعات وذلك بإرسال الرسائل إلى اسم المجموعات ( group name ) وليس لكل مستخدم على حدة
7- التأمين : Security
يستطيع مدير النظام بتحديد مساحات عمل (working area ) خاصة لكل مستخدم على الشبكة . وكذلك استخدام الحاسبات التي لا تمتلك وحدات تخزين ( Disk less ) تحمى البيانات من إنزالها (Down lood) إلى الاقراص . وكذلك قيود الدخول (logon restriction ) على الشبكة يمكن تطبيقة .
8- القدرة على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها Access to other operating system
التطور في تكنولوجيا الشبكات أصبح قادر على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها البعض.
9- تحسين التعاون البنائي :Enhancement of corporate structures
الشبكات يمكن أن تحدث تغير في الشكل البنائى والتنظيمي للهيئة أو المؤسسة وكذلك بتقليد مجموعات العمل في الأقسام إلى مجموعات عمل حقيقية على شبكات الكمبيوتر
********************************
انواع شبكات الحاسب
1- الشبكات المحلية LAN
تتقيد بمكان واحد مثل بناية او بنايات متجاورة وتتميز برخص وتوفر المعدات الازمة لها
شبكات إقليمية متوسطة MAN
صممت لنقل البيانات عبر مناطق جغرافية شاسعة وهي تصلح لربط مدينة او مدينتين متجاورة ويستخدم في ربط هذا النوع من الشبكات الألياف البصرية او الوسائل الرقمية فهذه التقنية تقدم سرعات فائقة و شبكات MAN يمكن أن تحتوي على عدد من شبكات LANs وتتميز بالسرعة و الفاعلية ومن عيوبها مكلفة وصيانتها صعبة
شبكات المناطق الواسعة WANs
تغطي مساحات كبيرة جدا مثل ربط الدول مع بعضها البعض ومن مميزات هذه النوع انها تربط الاف الأجهزة و تنقل كميات كبيرة من البينات لا تنقل إلا بها ومن عيوبها تحتاج إلى برامج وأجهزة غالية جدا وصعوبة تشغيلها وصيانتها
الأنترنت شبكة صممت أساسا لأغراض عسكرية بحته أيام الحرب الباردة وظهرت في ذلك الوقت شبكة Arpanet ونمت هذه الشبكة وأصبحت نظام متكامل وبعد ذلك وفي عام 1990 تخلت الحكومة الامريكية عن الشبكة واعطي حق الإدارة إلى مؤسسة العلوم الوطنية NSF وفي عام 1991 تخلت المؤسسة عن الشبكة لصالح الشركات التجارية وبذلك فتح الباب امام أضخم عمل وبناء صممه الإنسان حيث توسعت وإنتشرت وضمت في داخلها كل انواع الشبكات LAN / MAN / WAN
المواد الأساسية في صنع الشبكات :
كروت الشبكة NIC , الأسلاك, المجمعات المركزية(HUB) , المكررات
المحولات (Switch) , الموجهات(Router)
1- كروت الشبكة Network Interface Card) NIC ) :
يعتبر كرت الشبكة الواجهة التي تصل بين جهاز الكمبيوتر و سلك الشبكة و يقوم كرت الشبكة بمهام أساسية و هي:
- تحضير البيانات لبثها على الشبكة .
- ارسال البيانات على الشبكة .
- التحكم بتدفق البيانات بين الكمبيوتر و وسط الإتصال.
- ترجمة الإشارات الكهربائية الواردة من سلك الشبكة إلى بايتات يفهمها معالج الكمبيوتر و عندما نرسل بيانات من الكمبيوتر تترجم إشاراته الرقمية إلى نبضات كهربائية يستطيع سلك الشبكة نقلها.
لكل كرت شبكة رقم(عنوان) فريد مزود من قبل لجنة IEEE (Institute Of Electrical And Electronic Engineers) :
و هذه اللجنة تخصص مجموعة من العناوين لكل مصنع من مصنعي بطاقات الشبكة, هذا العنوان يتألف من 48 بت, يحتوي أول 24 بت على تعريف للمصنع بينما تحتوي ال 24 بت الأخرى على الرقم المتسلسل للبطاقة.
2-الأسلاك(الكابلات):
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الكابلات هي:
* الأسلاك المحورية : ( Coaxial Cables: (Thinnet&Thicknet
* الأسلاك المجدولة : (Twisted Pair: (Shielded STP&Unshielded UTP
* الألياف البصرية : Fiber-Optic Cable
تم التحدث عنها بالتفصيل في موضوع خاص بانواع الشبكات السلكيه في الرابط
http://www.computer03.com/vb/showthread.php?t=6898
3- المكرر Repeater :
مكررات الإشارة Repeaters تستخدم لمعالجة مشكلة ضعف الإشارة عند انتقالها إلى مسافة طويلة فتقوم هذه المكررات باستقبال هذه الإشارات ثم تعيد توليدها و تقويتها ثم ترسلها مرة أخرى مما يسمح لهذه الإشارات بالوصول إلى مسافات بعيدة دون أن تضعف أو تتلاشى
و يعتبر استخدام مكررات الإشارة وسيلة لتوسيع الشبكات المحلية و لكن مع اشتراط استخدام نفس البروتوكولات على كلا الشبكتين الموصولتين بواسطة مكرر الإشارة
لهذا فمكرر الإشارات لا يستطيع توفير اتصال بين شبكات Ethernet و شبكات Token Ring، كما أن مكررات الإشارة لا تستطيع ترجمة أو فلترة الإشارات و لكنها تستطيع الوصل بين أنواع مختلفة من وسائط الاتصال مثل الأسلاك المحورية مع أسلاك الألياف البصرية.
تعتبر مكررات الإشارة وسيلة غير مكلفة لتوسيع الشبكات المحلية و لكنها قد تعاني من بعض المشاكل فهي لا تُفلتِر و لا تمنع تدفق مرور البيانات المعطوبة أو المسببة للمشاكل و بالتالي فإن حدثت مشكلة ما في أحد أقسام الشبكة فإنها تنتقل إلى باقي الأقسام .
4- المجمع المركزي Hub :
هو عبارة عن جهاز (hardware)يُستخدم عادة مع الشبكات من النوع نجمة Star و يمكن أن نطلق عليه اسم المُجمِّع Concentrator أو مكرر الإشارة متعدد المنافذ Multiport Repeater .
يكون لدى ال Hub عادة بين 8-12 منفذ و أحياناً أكثر ،هذه المنافذ تتيح لأجهزة الكمبيوتر الاتصال بالمجمع من خلالها .
نظام التوصيل في المجمع (Hub) يعزل كل سلك من أسلاك الشبكة عن الآخر و بالتالي إذا توقف جهاز ما أو انقطع السلك الذي يوصله بالمجمع (Hub) فلن يتأثر إلا هذا الكمبيوتر و بقية الأجهزة تبقى تعمل بشكل سليم و لكن إذا توقف Hub فستتوقف الشبكة عن العمل .ا
لإشارة تنتقل من الكمبيوتر المصدر الذي يرغب في إرسال البيانات إلى النقطة المركزية Hub و منه إلى باقي أجهزة الكمبيوتر على الشبكة.
هناك ثلاثة أنواع من المجمعات و هي:
- مجمع نشط : Active Hub
- مجمع خامل : Passive Hub
- مجمع هجين: Hybrid Hub
* المجمع النشط تكون له المقدرة على إعادة توليد و إرسال إشارات البيانات على الشبكة بنفس الطريقة التي يعمل بها مكرر الإشارات Repeater، يحتاج هذا النوع من المجمعات إلى طاقة كهربائية لكي يعمل.
* المجمعات الخاملة : و تعمل كنقاط اتصال و لا تقوم بتقوية أو توليد الإشارات المارة من خلالها و لا تحتاج طاقة كهربائية لكي تعمل و كمثال عليها لوحة توزيع الأسلاك.
* من الممكن توسيع الشبكة بتركيب أكثر من مجمع واحد و هذا يطلق عليه المجمعات الهجينة Hybrid Hub و هي متوافقة مع أنواع مختلفة من الأسلاك، مثلا إذا كان لدينا شبكة من النوع Star و لدينا أكثر من Hub في الشبكة فمن الممكن أن نستخدم سلك من نوع Coaxial (مثلا(ً لربط المجمعات في حين أننا نستخدم سلك من النوع STP لربط الأجهزة مع المجمع .
من ميزات المجمعات
1- تسمح لنا بتوسيع الشبكة و تغيير مكوناتها بكل سهولة و دون تعطيل عمل الشبكة، فالإضافة كمبيوتر جديد للشبكة يكفي وصله بمنفذ فارغ من منافذ المجمع.
2_نستطيع استخدام منافذ متنوعة تتوافق مع أنواع مختلفة من الأسلاك.
3_ نستطيع فصل الأجهزة المسببة للمشاكل عن الشبكة بدون أن نتسبب بإيقاف الشبكة.
*ملحوظة : طبعاً المجمعات لا تقوم بفلترة الإشارات أو تحديد طريق(وجهة) لها كما هي الحال مع الجسر و السويتش و الراوتر.
5- السويتش (Switch ) :
يطلق عليه أيضاً اسم المبدل أو المقسم , في الشبكات الصغيرة من 6-8 أجهزة من الممكن أن يعمل المجمع المركزي (Hup) الذي سبق الحديث عنه لأن الطلبات و المعلومات و البيانات التي تأتيه من الأجهزة تكون قليلة أما في حال ا زياد عدد الأجهزة و ازدياد البيانات المرسلة و المستقبلة فإن الشبكة سوف تضعف وممكن أن تتوقف عن العمل، في هذه الحالة نستعمل السويتش
و هو يشبه الجسر و لكنه يعد أفضل في تسريع أداء الشبكة و ذلك لأنه يحتفظ بجدول عناوين العقد التي تتصل به(أي رقم كرت الشبكة و البورت المتصل به الجهاز)، و عندما تصل إليه إشارة من عقدة ما يرسل هذه الإشارة إلى الهدف المقصود فقط و هو عكس ما كان يقوم به المجمع (Hup) إذ كان يرسل الإشارة إلى كل العقد بدون استثناء.
الآلية التي يعمل بها السويتش:
لنفترض أن لدينا أربع أجهزة: A,B,C,D متصلة بالسويتش بالبورتات (المنافذ): E1,E2,E3,E4 على التوالي و كل جهاز له (MAC Address ) و هو العنوان أو الرقم الفريد الذي يكون على كرت الشبكة .
الآن الجهازA أرسل بيانات للجهازC،البيانات طبعاً تذهب للسويتش ليقوم بدوره بإرسالها للوجهة المقصودة ،السويتش لديه جدول عناوين للأجهزة هذا الجدول يكون فارغاً بداية الأمر(أي عند أول توصيل للأجهزة على السويتش) و لذلك فإن السويتش يقوم بإرسال البيانات التي أرسلها الجهاز Aإلى كل الأجهزة( ما عدا الجهاز A) لأنه لا يعلم بعد عنوان الجهاز C و لكنه يحتفظ في الجدول خاصته بال (Mac Address ) الخاص بالجهاز A و البورت الذي يتصل من خلاله الجهاز A بالسويتش و هوE1 في مثالنا هذا .
ثم يقوم الجهاز D بإرسال بيانات للجهاز C ، البيانات تذهب للسويتش فيقوم بحفظ معلومات عن ال (Mac Address ) للجهاز D المرتبط بالسويتش من خلال البورت E4 ، ثم يرسل المعلومات إلى كل الأجهزة أو البورتات ما عدا البورت المتصل بالجهاز المرسل و هو E4 ، و نفس الشىء يتكرر بالنسبة للجهازين B و C ريثما يرسلون أية معلومات يقوم السويتش بحفظ ال (Mac Address ) و البورت الخاصَّين بهم فيكون السويتش قد أتم حفظ المعلومات في الجدول لديه، الآن عندما يرسل أي جهاز وليكن A بيانات إلى جهاز C مثلاً تذهب هذه البيانات إلى الجهة المقصودة مباشرة و هي الجهاز C دون بقية الأجهزة و دون تدفق للبيانات.
من الفوائد الأخرى التي تحققها السويتشات :
1-السماح لعدة مستخدمين بالإتصال بشكل متواز في بيئة خالية من التصادمات.
2-الحصول على مرونة كبيرة في إدارة الشبكة من خلال طاقة السويتش و البرنامج المستعمل لضبط تكوين الشبكة.
3-يمكن أن تحقق السويتشات عمليات ارسال مرتفعة السرعة للبيانات، ترسل البيانات إلى الوجهة المقصودة قبل أن تدخل البيانات بأكملها في السويتش، يؤدي هذا إلى مستويات خمود منخفضة و سرعة مرتفعة في تمرير البيانات للأمام.
رغم أن السويتشات و الجسور تتشارك بمعظم السمات ذات الصلة إلا أنه لا تزال هناك عدة اختلافات بينهما فالسويتشات أسرع بكثير و تستطيع دعم كثافة أعلى للمنفذ من التي تدعمها الجسور و تدعم بعض السويتشات التحويل القاطع الذي يقلل التأخير و الخمود في الشبكة بينما تدعم الجسور فقط التحويل، أخيراً تقلل المبدلات التصادمات و تزيد عرض النطاق في أجزاء الشبكة.
6- الموجه أو الراوتر(Router ):
يستخدم لتوسيع الشبكة المحلية و يقوم بالربط بين أنواع من الشبكات ذات تصاميم و بروتوكولات مختلفة و هو يقوم بعمل مهم جداً في الشبكات ذات الفروع المتعددة فهو يرسل الإشارات من شبكة لأخرى حتى لو كانت هذه الشبكات مفصولة بعدد من الشبكات الفرعية و يقوم بتوضيح أفضل الطرق من أجل الوصول السريع حيث أن هناك جدول توجيه بداخل الموجه مثل الجسر و السويتش و لكنه يمتاز عنهما بعدة أمور منها أنه يعتمد على عنوان الشبكة الAddress IP بدل من العناوين الفرديةMac Address .
و يستطيع اختيار الطريق الأسرع و الأقصر بين الأجهزة و بين الفروع و الموجهات الأخرى و لا يسمح بمرور الرسائل الموجهة لجميع المستخدمين Broadcast Messages تستطيع الموجهات وصل تقنيات مختلفة للشبكات كالإثرنت و التوكن رينغ و FDDI و بسبب قدرتها على توجيه البيانات بناء على ال IP Address أصبحت العمود الفقري للإنترنت.
هدف الموجه هو فحص البيانات الواردة و اختيار أفضل مسار لها عبر الشبكة ثم تحويلها إلى المنفذ الملائم، الموجهات هي أهم الأجهزة لتنظيم حركة المرور في الشبكات الكبيرة، إنها تمكن أي نوع من الكمبيوترات تقريباً بإجراء اتصال بأي كمبيوتر آخر في أي مكان في العالم!
عندما تتسلم الموجهات حزم البيانات و التي تكون موجهة إلى شبكة بعيدة فإن الموجه الأول يقوم بتوجيه الحزمة إلى الموجه الذي يدير الشبكة البعيدة المطلوب تسليم الحزمة إليها.
بينما تقوم حزم البيانات بالمرور من موجه إلى آخر يقوم الموجه باستخراج عنوان المرسل و المستقبل في الحزمة ويقوم بتغيير هيئتهما بشكل يستطيع بروتوكول الشبكة المستقبلة فهمه و التوافق معه، و لكن عملية التوجيه لا تتم وفقاً لهذه العناوين و إنما تعتمد فقط على عنوان الشبكة المرسلة و المستقبلة.
تتضمن عملية تحكم الموجه بالحزم ما يلي:
1- منع البيانات المعطوبة من المرور عبر الشبكة.
2- تقليل ازدحام حركة المرور بين الشبكات.
من الممكن استخدام نظام عنونة الموجه لتقسيم شبكة كبيرة إلى أقسام أصغر يطلق عليها عادة Subnets.
ما هو الفرق بين الجسر و الموجه؟
إن الفرق الأساسي هو أن الجسر لا يرى سوى عنوان الجهاز المرسل و عنوان الجهاز المستقبل و إذا لم يتعرف على عنوان الجهاز المستقبل فإنه يقوم بتمرير الحزمة إلى كل الأقسام ما عدى القسم الذي انطلقت منه ، الآن إذا كانت الشبكة صغيرة و أقسامها قليلة فلا مشكلة و لكن إذا كانت الشبكة كبيرة و أقسامها كثيرة فإن إرسال مثل هذه الحزمة إلى كل الأقسام و الأجهزة على الشبكة سيؤدي إلى إبطائها بشكل ملحوظ بل ربما أدى ذلك توقفها.
أما بالنسبة للموجهات فهي لا تعرف بالتحديد أين يقع كل جهاز على الشبكة و لكنها بدلا من ذلك تعرف عنوان الشبكة المختلفة المكونة للشبكة الواسعة كما تعرف كذلك عناوين الموجهات الأخرى المتصلة بهذه الشبكات لتوجيه الحزم المناسبة إليها ، كما أنها لا تمرر أبدا الرسائل إلى كل المستخدمين و تمنع بذلك حدوث Broadcast Storm.
لا تتعرف الجسور إلا على مسار وحيد بين الشبكات أما الموجهات فتتعرف على جميع المسارات المتوفرة و تختبرها لاختيار الأفضل بينها ، و لكن نظرا لتعقيد عمل الموجهات فإنها تمرر البيانات بشكل أبطأ من الجسور .
