مبادئ الشبكات الحاسوبية
الشبكة الحاسوبية هي الوسيلة الأمثل للإستفادة من موارد أكثر من جهاز حاسوب عن طريق مشاركة هذه الموارد مثل مساحات التخزين و البيانات و أيضا مشاركة الأجهزة الأخرى مثل الطابعات و مشاركة الدخول إلى الإنترنت
و تتنوع الشبكات من حيث الحجم فمثلاً LAN:LOCAL AREA NETWORK هي شبكة محلية تقع في مساحة صغيرة (أو بالأحرى تحوي عدد صغير من الحواسيب والأجهزة) مثل تلك التي في المكتب أو المنزل
WAN:Wide Are Network هي شبكة تقع في مساحة كبيرة مثل شبكة تصل بين فروع بين مناطق أو دول من مختلف أنحاء العالم
و تتنوع بروتوكولات نقل البيانات عبر الشبكات ولكن أهمها و أكثرها إنتشاراً هو الإيثرنت Ethernet
أرجو أن تضيف بعضاً مما تعرف لكي تفيد وتستفيد "دقيقه من وقتك لن تخسر فيها شيئاً"
مقدمة
[عدل]تعتبر الشبكات هي الحل الأمثل لمشاكل نقل البيانات الموجودة في كل أماكن العمل التي تستخدم الحاسب الآلي إبتداءاً من الطباعة حتي نقل الملفات بشكل مبسط يمكن تقسيم الشبكات من حيث الحجم إلى ثلاثة أنواع يعتبر كل نوع منها مستقل بذاته من حيث استخدام البنية التحتية للشبكة (infrastucutre)
يمكن تقسيم معرفة الشبكات المحلية إلى عدة مستويات -المستوى الأول: هو المعرفة لمكونات الشبكة الفزيائية من كابلات و مقسمات إلى أخرى -المستوى الثاني معرفة البروتوكولات المستعملة لتشغيل الشبكة -المستوى الثالث معرفة الحلول لتصميم الشبكة و أمان البيانات
لماذا الشبكات؟
لكي يكون لديك شبكة داخلية فمن البديهي وجود أكثر من جهاز حاسب و طابعة في مكان واحد أو في أماكن متفرقة في مكان العمل الأمر الذي يؤدي إلى مشكلة في نقل البيانات بشكل أكثر بساطة، إذا كان مكان العمل يحتوي على 4 أجهزة حاسب و طابعة واحدة فإننا نواجه المشكلة الآتية:
في حالة وجود "شبكة طابعة" تصل على أحد الأجهزة في حين أن هنالك ثلاث أجهزة أخرى غير متصلة بتلك الطابعة مما يضر العاملين إلى استعمال وسائل تخزين خارجة و الإنتظار لطباعة ملفاتهم، فإن نفس الأمر يتكرر في حالة الرغبة في نقل أي ملف من حاسب إلى حاسب مما يضيع الكثير من الوقت و الجهد في الإنتظار عوضاً عن العمل .
نبذة تاريخية
[عدل]بدأت الشبكات خلال الستينات من القرن العشرين كناتج طبيعي عن صناعة الحاسب الآلي في تلك الفترة كان الحاسب الآلي من الجيل الأول ذو حجم كبير يصل إلى حجم الغرفة، يحتوي على مولدات للطاقة و ووحدات تبريد إلى آخره، ببساطة كان أبعد ما يكون عما تراه عندما تنظر إلى جهاز الحاسب الشخصي . كانت وحدة التخزين في ذلك العهد تعمل بالأشرطة الممغنطة، ببساطة كان نقل البيانات من جهاز إلى آخر بمثابة مجهود جبار، هنا ظهرت فكرة الشبكات الأولية لكن على الرغم من وجود الفكرة و بداية التنفيذ، أفتقدت الشبكات في بداياتها وجود نظام محدد لنقل البيانات حيث كانت تكتب برامج النقل في وقتها، في تلك الفترة ظهرت فكرة أول "بروتوكول شبكة"[1] قامت به وزارة الدفاع الأمريكية تحت مسمى (Advanced Research Projects Agency Network)[2]
من تلك البروتوكلات التي صممت في أواخر الستينات أحد أعرق بروتوكلات الشبكات المساهمة حتى اليوم TCP/IP و يعتبر حتى اليوم هو (البروتوكول الأساسي) لجميع الشبكات العاملة اليوم في العالم إبتداءاً من الشبكات المحلية حتى الشبكة العنكبوتية الدولية "الإنترنت INTERNET[3]"
أستمر تطور الشبكات باستمرار مع تطور الحوسبة عموماً حتى صارت الشبكات جزء لا يتجزأ من أي نظام تشغيل و مع زيادة التطور زادت مشاكل أمان الشبكة و زاد بنفس المعدل سهولة العمل عليها بل زادت سهولة تصمميمها و تركيبها بالنسبة للشبكات المحلية الصغيرة
ظهر أول حاسوب رئيسي للشبكات عام 1940م وكان يدعى "الحاسوب الكبير Mainframe"
الفصل الأول تعريف بمكونات الشبكة
[عدل]يمكن تقسيم الشبكة كبداية نفس تقسيم أجهزة الحاسب من مكونات مادية H/W و مكونات معنوية S/W على الرغم من الخطأ الكبير في ذلك التقسيم لكنه أكثر تبسيطاً بالنسبة للمبتدئين في الشبكات فيما بعد سأشرح بتمعن في تقسيمات مستويات الشبكة لكن في مرحلة أكثر إحترافاً بالنسبة للمكونات المادية ببساطة يمكن تقسيمها كالتالي
- وسيلة التوصيل الكابلات و المقسمات CABLING & HUBS , SWITCHES
- كروت الشبكة NETWORKING ADAPTERS
- الأجهزة المطلوب توصيلها
أنواع الموصلات المستعملة في الشبكة الداخلية
[عدل]هناك نوعين أساسيين من الموصلات تتشعب فيما بعد . ككل أنواع الإتصالات يوجد نوعين أساسيين من التوصيلات و هما الشبكات السلكية و اللاسلكية يتشابه الإثنان من ناحية البروتوكلات لكن الاختلاف كبير من ناحية المعدات المستخدمة من كروت الشبكة إلى أنواع المقسمات و بالطبع الشبكات اللاسلكية لا تستعمل أي نوع من أنواع الكابلات .
أنواع الكابلات
[عدل]هنالك ثلاثة أنواع رئيسية من الكابلات 1- الكابلات الزوجية TWISTED PAIR CABLE وهي أحد كثر الأنواع استخداماً على الإطلاق حيث تستخدم في أكثر الشبكات المحلية النوع الأكثر استخداماً اليوم هو CAT 5 سنشرح فيما بعد بالتفصيل أساليب التوصيل و الاستخدامات لذلك الكابل بشكل خاص . من أهم مميزات تلك النوعية من الكابلات هو سهولة الإستعمال و المرونة في الإستعمال بمعني إمكانية استعمال نفس نوعية الكابلات لأكثر من غرض عموماً تلك الكابلات اليوم تدعم سرعات 10/100 10/1000 و تغطي حتي مساحة 100 متر عادة بدون الحاجة إلى مقويات
2- الكابلات المحورية: و هي أحد أنواع الموصلات النحساية المستعملة عادة في الشبكات كبيرة الحجم مميزاتها تنحصر في إمتداد التوصيل و قوة البيانات لمسافة أطول من الكابلات الزوجية
3- كابلات الألياف الضوئية: و هي أكثر الموصلات على الإطلاق حتى يومنا الحاضر من ناحية جودة التوصيل و طول مسافة التوصيل وسرعة نقل البيانات لكن يعيبها صعوبة تركيبها و غلو ثمنها مقارنة بالموصلات النحاسية
تعريف بتصميم الشبكات Topology
[عدل]على الرغم من أن الغالبية العظمى من العاملين في مجال الشبكات لا يستعمل التصميمات الفعلية أو بمعنى أدق لا يستعمل تلك التصاميم بناءً على تخطيط مسبق في الشبكات الصغيرة الحجم إلا أن تلك التصاميم من الأهمية في الشبكات المتوسطة و الكبيرة التي تؤدي إلى أن أقل خطأ في اختيار التصميم المناسب يتسبب في إعادة بناء النظام بأكمله أو الكثير من الخسائر في الوقت و الجهد .
تقع التقيسمات الرئيسية للتصميم في عدة أنواع و هي:
- الدائري أو الحلقي Ring
يعتبر التصميم الدائري هو أحد أقدم التصاميم المستعملة في مجال الشبكات و يقوم على أساس الشحنة الحاملة Token ring ببساطة التصميم يعتمد على أساس وجود شحنة حاملة تدور خلال الحلقة التي تحمل البيانات من جهاز لآخر ففي حالة حمل الإشارة لبيان من أحد الأجهزة لجهاز آخر تتوقف كل البيانات المحملة حتى تلك اللحظة يمكن تمثيلها بسيارة تتحرك خلال مضمار و تلك السيارة فقط هي الوسيلة الوحيدة لحمل البيانات و يمكنها حمل بيانات محملة من محطة واحدة إلى محطة أخرى بالطبع في كل دورة تحمل بيانات موجهة من وجهة إلى أخرى،
- النجمي Start token وتعتمد هذه الطريقة في ربط الأجهزة الفرعية إلى الجهاز المركزي
- المتتالي Bus token
- Mesh Topology
- mult Topology
تعريف بالبروتوكولات
[عدل]البروتوكول هو الطريقة التي تتصل بها الأجهزة ببعضها يعتبر هو أحد أنواع التشفير التي تسمح للجهاز الهدف بترجمة محتويات الرسالة دون غيره و من أشهر البروتوكلات المنتشرة اليوم الـ TCP IP protocol وسنتعرف خلال ذلك الجزء تاريخ و تكوين ذلك البروتوكول الهام جداً في عالم الشبكات اليوم وترمز اختصارات TCP IP إلى (Transfer Control Protocol Internet Protocol)
نظرة تاريخية
[عدل]تمتد جذور بروتوكلات اليوم إلى بروتوكلات الشبكة التي تم البداية في تصميمها في الستينات من القرن العشرين و تبدأ أولى البروتوكلات بشكل برامج كانت تكتب للترجمة من جهاز محدد إلى جهاز محدد في تلك الأيام الأولى من الحوسبة مما يعني كتابة برنامج جديد لدى كل محاولة اتصال مع أحد الأجهزة الموجودة الأمر الذي يحدد الكثر من إمكانيات الاتصال لكن في تلك الأيام كانت الأجهزة موجودة فقط لدى الجامعات الكبرى و المؤسسات العسكرية الخ. بدأ أول موديل عام كمشروع في منتصف الستينات و عرف فيما بعد باسم DOD model اختصاراً لـ the Department of Defense Networking Model حيث تم تصميمه داخل مؤسسة الأبحاث التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية و يعتبر ذلك التقسيم هو البداية للبروتوكلات المعروفة اليوم وقد قسم هذا المشروع الشبكة كالتالي 1 - واجهة الشبكة network interface 2- الشبكة internet 3- الناقل host to host 4- التطبيق application
قد قسم هذا المشروع الشبكة كالتالي 1 - واجهة الشبكة network interface 2- الشبكة internet 3- الناقل host to host 4- التطبيق application