مبادئ الشبكات الحاسوبية

الشبكة الحاسوبية هي الوسيلة المثلى للاستفادة من موارد أكثر من جهاز حاسوب عن طريق مشاركة هذه الموارد مثل مساحات التخزين و البيانات و أيضا مشاركه الأجهزه الأخرى مثل الطابعات و بالطبع مشاركة الدخول إلى انترنت

و تتنوع الشبكات من حيث الحجم فمثلا LAN:LOCAL AREA NETWORK هى شبكه تقع في مساحه صغيره (أو بالأحرى تحوى عدد صغير من الحواسيب والأجهزه) مثل تلك التى في المكتب أو المنزل

WAN:Wide Are Network هى شبكه تقع في مساحه كبيره مثل شبكه تصل بين فروع

و تتنوع بروتوكولات نقل البيانات عبر الشبكات ولكن اهمها و أكثرها انتشارا هو الEthernet

أرجو ان تضيف بعضا مما تعرف لكى تفيد وتستفيد دقيقه من وقتك لن تخسر شيئا

مقدمة

تعتبر الشبكات هي الحل الامثل لمشاكل نقل البيانات الموجودة في كل اماكن العمل التي تستخدم الحاسب الالي إبتداء من الطباعة حتي نقل الملفات بشكل مبسط يمكن تقسيم الشبكات من حيث الحجم الي ثلاثة انواع يعتبر كل نوع منها مستقل بذاتة من حيث الاستخدام البنية التحتية للشبكة (infrastucutre)

بمكن تقسيم معرفة الشبكات المحلية الي عدة مستويات -المستوي الاول هو المعرفة لمكونات الشبكة الفزيائية من كابلات و مقسمات الي اخرة -المستوي الثاني معرفة البروتوكولات المستعملة لتشغيل الشبكة -المستوي الثالث معرفة الحلول لتصميم الشبكة و امان البيانات

الشبكات لماذا

لكي يكون لديك شبكة داخلية فمن البديهي وجود أكثر من جهاز حاسب و طابعة في مكان واحد او متفرقات في مكان العمل الامر الذي يؤدي الي مشكلة في نقل البيانات بشكل أكثر بساطة اذا كان مكان العمل يحتوي علي 4 اجهزة حاسب و طابعة واحدة نواجة المشكلة الاتية في حالة عدم وجود شبكة الطابعة تصل علي أحد الاجهزة في حين ان الاجهزة الثلاث الاخري غير متصلة بتلك الطابعة مما يضر العاملين الي استعمال وسائل تخزين خارجة و الانتظار لطباعة ملفاتهم نفس الامر يتكرر في حالة الرغبة في نقل اي ملف من حاسب ال حاسب مما يضيع الكثير من الوقت و المجهود في الانتظار عوضاً عن العمل .

نبذة تاريخية

بدأت الشبكات خلال الستينات من القرن العشرين كنتاج طبيعي عن صناعة الحاسب الالي في تلك الفترة كان الحاسب الالي من الجيل الاول ذو حجم كبير يربو الي حجم الغرفة يحتوي علي مولدات للطاقة و ووحدات تبريد الي اخرية ببساطة كان ابعد ما يكون عما تراه عندما تنظر الي جهاز الحاسب الشخصي . كانت وحدة التخزين في ذلك العهد تعمل بالاشرطة الممغنطة ببساطة كان نقل البيانات من جهاز الي اخر بمثابة مجهود جبار هنا ظهرت فكرة الشبكات الاولية لكن علي الرغم من وجود الفكرة و بداية التنفيذ افتقدت الشبكات في بداياتها وجود نظام محدد لنقل البيانات حيث كانت تكتب برامج النقل في وقتها في تلك الفترة ظهرت فكرة أول بروتوكول شبكة قامت بة وزارة الدفاع الأمريكية تحت مسمي (Advanced Research Projects Agency Network)من تلك البروتوكلات التي صممت في اواخر الستينات أحد اعرق بروتوكلات الشبكات المساخمة حتى اليوم TCP/IP و يعتبر حتى اليوم هو البروتوكول الاساسي لجميع الشبكات العاملة اليوم في العالم إبتداء من الشبكات المحلية حتي الشبكة العنكبوتية الدولية INTERNET استمر تطور الشبكات باستمرار تطور الحوسبة عموماً حتي صارت الشبكات جزء لا يتجزأ من اي نظام تشغيل و مع زيادة التطور رادت مشاكل امان الشبكة و زاد بنفس المعدل سهولة العمل عليها بل زادت سهولة تصمميمها و تركيبها بالنسبة للشبكات المحلية الصغيرة

ظهر أول حاسوب رئيسي للشبكات عام 1940 م وكان يدعىmainframe

الفصل الاول تعريف بمكونات الشبكة

يمكن تقسيم الشبكة كبداية نفس تقسيم اجهزة الحاسب من مكونات مادية H/W و مكونات معنوية S/W علي الرغم من الخطاا الكبير في ذلك التقسيم لكنه أكثر تبسيطاً بالنسبة للمبتدئين في الشبكات فيما بعد ساشرح بتمعن في تقسيمات مستويات الشبكة لكن في مرحلة أكثر احترافاً بالنسبة للمكونات المادية ببساطة يمكن تقسيمها كالتالي

• وسيلة التوصيل الكابلات و المقسمات CABLING & HUBS , SWITCHES
• كروت الشبكة NETWORKING ADAPTERS
• الاجهزة المطلوب توصيلها

أنواع الموصلات المستعملة في الشبكة الداخلية

هناك نوعين اساسيين من الموصلات تتشعب فيما بعد . ككل انواع الاتصالات يوجد نوعين اساسيين من التوصيلات و هما الشبكات السلكية و اللاسلكية يتشابة الاثنان من ناحية البروتوكلات لكن الاختلاف كبير من ناحية المعدات المستخدمة من كروت الشبكة الي انواع المقسمات و بالطبع الشبكات اللاسلكية لا تستعمل اي نوع من انواع الكابلات .

أنواع الكابلات

هنالك ثلاثة انواع رئيسية من الكابلات 1- الكابلات الزوجية TWISTED PAIR CABLE و هي أحد كثر الانواع استخداماً علي الاطلاق حيث تستخدم في أكثر الشبكات المحلية النوع الأكثر استخداماً اليوم هو CAT 5 سنشرح فيما بعد بالتفصيل اساليب التوصيل و الاستخدامات لذلك الكابل بشكل خاص . من اهن مميزات تلك النوعية من الكابلات هو سهولة الاستعمال و المرونة في الاستعمال بمعني امكانية استعمال نفس نوعية الكابلات لاكثر من غرض عموماً تلك الكابلات اليوم تدعم سرعات 10/100 10/1000 و تغطي حتي مساحة 100 متر عادة بدون حاجة الي مقويات

2- الكابلات المحوريةو هي أحد انواع الموصلات النحساية المستعملة عادة في الشبكات كبيرة الحجم مميزاتها تنحصر في امتداد التوصيل و قوة البيانات لمسافة أطول من الكابلات الزوجية

3- كابلات الالياف الضوئية و هي أكثر الموصلات علي الاطلاق حتي يومنا الحاضر من ناحية جودة التوصيل و طول مسافة التوصيل لكن يعيبها صعوبة تركيبها و غلو ثمنها مقارنة بالموصلات النحاسية

تعريف بتصميم الشبكات topology

علي الرغم من ان الغالبية العظمي من العاملين في مجال الشبكات لا تستعمل التصميمات الفعلية او بمعني ادق لا تستعمل تلك التصاميم بناء علي تخطيط مسبق في الشبكات الصغيرة الحجم إلا ان تلك التصاميم من الاهمية في الشبكات المتوسطة و الكبيرة التي تؤدي الي ان اقل خطأ في اختيار التصميم المناسب يتسبب في إعادة بناء النظام باكملة او الكثير من الخسئر في الوقت و الجهد .

تقع التقيسمات الرئيسية للتصميم في عدة انواع و هي:

• الدائري او الحلقي Ring

يعتبر التصميم الدائري هو أحد اقدم التصاميم المستعملة في مجال الشبكات و يقوم علي اساس الشحنة الحاملة token ring ببساطة التصميم يعتمد علي اساس وجود شحنة حاملة تدول خلال الحلقة التي تحمل من البيانات من جهاز للاخر ففي حالة حمل الاشارة لبيان من أحد الاجهزة لجهاز اخر تتوقف كل البيانات المحملة حتي تلك اللحظة يمكن تثيلها بسيارة تتحرك خلال مضمار و تلك السيارة فقط هي الوسيلة الوحيدة لحمل البيانات و يمكنها حمل بيانات محملة من محطة واحدة الي محطة اخري بالطبع في كل دورة تحمل بيانات موجة من وجهه الي الاخري

• النجمي Start token وتعتمد هذه الطريقة في ربط الاجهزة الفرعية إلى الجهاز المركزي
• المتتالي Bus token
• Mesh Topology
• mult Topology

تعريف بالبروتوكولات

البروتوكول هو الطريقة التي تتصل بها الاجهزة ببعضها يعتبر هو أحد انواع التشفير التي تسمح للجهاز الهدف بترجمة محتويات الرسالة دون غيره و من أشهر البروتوكلات المنتشرة اليوم ال TCP IP protocol وسنتعرف خلال ذلك الجزء لتاريخ و تكوين ذلك البروتوكول الهام جدا في عالم الشبكات اليوم وترمز اختصارات TCP IP (Transfer Control Protocol Internet Protocol))

نظرة تاريخية

تمتد جذور بروتوكلات اليوم الي بروتوكلات الشبكة التي تم البداية في تصميمها في الستينات من القرن العشرين و تبدأ اولي البروتوكلات بشكل برامج كانت تكتب للترجمة من جهاز محدد الي جهاز محدد في تلك الايام الاولي من الحوسبة مما يعني كتابة برنامج جديد لدي كل محاولة اتصال مع أحد الاجهزة الموجودة الامر الذي يحدد الكثر من امكانيات الاتصال لكن في تلك الايام كانت الاجهزة الموجودة موجودة فقط لدي الجامعات الكبري و المؤسسات العسكرية الخ. بدا أول موديل عام كمشروع في منتصف الستينات و عرف فيما بعد باسم DOD model اختصارا ل the Department of Defense Networking Model حيث تم تصميمة داخل موسسة الابحاث التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية و يعتبر ذلك التقسيم هو البداية للبروتوكلات المعروفة اليوم باسم و قد 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