مبادئ الشبكات الحاسوبية

من ويكي الكتب
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

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 الأجهزة الأخرى مثل الطابعات و بالطبع مشاركة الدخول إلى انترنت

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

WAN:Wide Are Network هي شبكه تقع في مساحه كبيرة 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[عدل]

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

بمكن تقسيم معرفة الشبكات المحلية الي عدة مستويات -المستوي الأول 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 أو متفرقات في مكان العمل الأمر الذي يؤدي الي مشكلة في نقل البيانات بشكل أكثر بساطة إذا كان مكان العمل يحتوي علي 4 أجهزة حاسب و طابعة واحدة نواجة المشكلة الاتية في حالة عدم وجود شبكة الطابعة تصل علي أحد الأجهزة في حين ان الأجهزة الثلاث الأخرى غير متصلة بتلك الطابعة مما يضر العاملين الي استعمال وسائل تخزين خارجة و الانتظار لطباعة ملفاتهم نفس الأمر يتكرر في حالة الرغبة في نقل أي ملف من حاسب ال حاسب مما يضيع الكثير من الوقت و المجهود في الانتظار عوضاً عن العمل .

نبذة تاريخية[عدل]

بدأت الشبكات خلال الستينات من القرن العشرين كنتاج طبيعي عن صناعة الحاسب الالي في تلك الفترة كان الحاسب الالي من الجيل الأول 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 آخر بمثابة مجهود جبار هنا ظهرت فكرة الشبكات الأولية 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 الأساسي 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 أي 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[عدل]

يمكن تقسيم الشبكة كبداية نفس تقسيم أجهزة 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
  • الأجهزة المطلوب توصيلها


أنواع الموصلات المستعملة في الشبكة الداخلية[عدل]

هناك نوعين أساسيين من الموصلات تتشعب فيما بعد . ككل أنواع الاتصالات يوجد نوعين أساسيين من التوصيلات و هما الشبكات السلكية و اللاسلكية يتشابه الاثنان من ناحية البروتوكلات لكن الاختلاف كبير من ناحية المعدات المستخدمة من كروت الشبكة الي 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 و هي أحد كثر الأنواع استخداماً علي 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 اهن مميزات تلك النوعية من الكابلات هو سهولة الاستعمال و المرونة في الاستعمال بمعني إمكانية 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 المحورية و هي أحد أنواع 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 الإطلاق 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[عدل]

علي الرغم من ان الغالبية العظمي من العاملين في مجال الشبكات لا تستعمل التصميمات الفعلية أو بمعني ادق لا تستعمل تلك التصاميم بناء علي تخطيط مسبق في الشبكات الصغيرة الحجم إلا ان تلك التصاميم من الأهمية في الشبكات المتوسطة و الكبيرة التي تؤدي الي ان اقل خطأ في اختيار التصميم المناسب يتسبب في إعادة بناء النظام باكملة أو الكثير من الخسئر 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 علي أساس الشحنة الحاملة token ring ببساطة التصميم يعتمد علي أساس وجود شحنة حاملة تدول خلال الحلقة التي تحمل من البيانات من جهاز للاخر ففي حالة حمل الاشارة لبيان من أحد الأجهزة لجهاز آخر 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 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 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[عدل]

تمتد جذور بروتوكلات اليوم الي بروتوكلات الشبكة التي تم البداية في تصميمها في الستينات من القرن العشرين و تبدأ أولي البروتوكلات بشكل برامج كانت تكتب للترجمة من جهاز محدد الي جهاز محدد في تلك الأيام الأولي من الحوسبة مما يعني كتابة برنامج جديد لدي كل محاولة اتصال مع أحد الأجهزة الموجودة الأمر الذي يحدد الكثر من إمكانيات الاتصال لكن في تلك الأيام كانت الأجهزة 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 الأبحاث 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