شبكة الحواسيب (computer network, network of computers) هي نظام لربط جهازين أوأكثر باستخدام إحدى تقنيات نظم الاتصالات من أجل تبادل المعلومات والموارد والبيانات بينهاالمتاحة للشبكة مثل الآلة الطابعة أوالبرامج التطبيقية أياً كان نوعها وكذلك تسمح بالتواصل المباشر بين المستخدمين . من الممكن حتى تكون الأجهزة مثل الحاسوب قريبة جدًا من بعضها وذلك مثل حتى تكون في غرفة واحدة. ومن الممكن ان تكون شبكة مكونة من مجموعة أجهزة في أماكن بعيدة مثل الشبكات بين المدن أوالدول وحتى القارات ويتم وصل مثل هذه الشبكات في كثير من الأحيان بالانترنت أوبالسواتل (Satellite).

تخيل الكم الضخم الذي سنحتاجه من الأقراص لنقل المعلومات، في حالة عدم وجود شبكة وكيف سنتبادل المعلومات كذلك في حالة وجود طابعة واحدة في مسقط يحتوى على أكثر من مطراف (terminal) فكيف سيتم استخدام تلك الطابعة؟

وتعهد منظمة المعايير الدولية International Standards Organization (ISO) الشبكة الحاسوبية بأنها مجموعة من العقد والمحطات المترابطة التي تتشارك في الموارد وتستخدم لتبادل المعلومات بين المستخدمين، إذ توجد العقد عند تقاطع مسارين أوأكثر من مسارات الاتصال في الشبكة. تبدوالشبكة الحاسوبية للمستثمرين، كأنها مجموعة موزعة من الحواسيب التي تشكل منظومة حاسوبيةً واسعة تنفذ الأعمال والمهام المطلوبة. كما توفر شبكة الاتصالات الحاسوبية القدرة على اختيار الخدمات التي يرغب بها المستخدمون إضافة إلى التواصل فيما بينهم.

يستخدم مصطلح بنية الشبكة (network architecture) على مجموعة القواعد التي تحكم وصل مكونات الشبكة وتفاعلها. وتتضمن هذه القواعد أنماط المعطيات (formats)، والبروتوكولات العاملة، والبنى المنطقية للوظائف التي توفر الاتصال مع منظومات معالجة المعلومات المرتبطة بالشبكة.

يطلق على طريقة الوصل فيما بين عقد الشبكة بوساطة أقنية الاتصال اسم طوبولوجية الشبكة (network topology).

التاريخ

قدم مبدأ المعالجة الموزعة أول مرة في الستينيات من القرن العشرين وأخذ الطابع العملي الواسع في إظهار تطوير شركات ومؤسسات رائدة لمفهوم البنى الشبكية ذات الطبقات (layered network architecture). وقد عانت التطبيقات الشبكية، في البداية، من القيود الموضوعة على التجهيزات التي يمكن حتى ترتبط مع الشبكة كونها كرست منظومات مغلقة (proprietary) تتحكم بها شركة واحدة مثل بنية IBM SNA وDEC DNA. أُسست اللجنة الاستشارية الدولية للتلغراف والهاتف Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique (CCITT) في العام 1965 كي تضع توصيات ومقترحات للمعايير المفتوحة الخاصة بالنصوص والمعطيات والاتصالات الهاتفية. وقد كان من نتائج هذا التوجه ظهور النموذج المرجعي لربط المنظومات المفتوحة الذي شكل فيما بعد الأسس المعيارية التي قامت عليها بنى الشبكات المعتمدة على الطبقات.

نشرت منظمة المعايير الدولية في عام 1983 وثيقة أطلق عليها اسم «النموذج المرجعي لربط المنظومات المفتوحة» (The basic reference model for Open Systems Interconnections (OSI)) ، منح هذا النموذج معياراً يمكن المنتجات المتنوعة من العمل معاً.

التطبيقات Applications
العرض Presentation
الجلسة Session
النقل Transport
الشبكة Network
ربط المعطيات Data Link
الفيزيائية Physical

الشكل (1) نموذج ربط النظم المفتوحة

يقسم النموذج الموصوف في هذه الوثيقة وظائف تشبيك الحواسيب إلى سبعة أجزاء كما هومبين في الشكل (1) مما يسهم في حل الإشكاليات التصميمية المعقدة للشبكات ويبسط إدارتها. كما يحدد نموذج OSI المعياري مسؤولية جميع جزء من أجزاء الشبكة، إذ تبنى جميع طبقة من طبقاته السبع لتضيف وظائف جديدة لتلك الموجودة في الطبقات الدنيا. وعند إرسال رسالة ما فإنها تبدأ من طبقة التطبيقات (applications) ثم تنتقل إلى طبقة التقديم (العرض) (presentation) ثم تمر بطبقة الجلسة (session) ثم طبقة النقل (transport) ثم طبقة الشبكة (network) ثم طبقة ربط المعطيات (data link) وأخيراً الطبقة الفيزيائية (physical). تقوم جميع طبقة بإضافة بعض المعلومات على الرسالة وذلك بهدف تسهيل عملية إرسالها عبر الشبكة. أما في جهة الاستقبال فتتم معالجة الرسالة في طبقات OSI بترتيب معكوس من الأسفل إلى الأعلى.

معايير الشبكات الحاسوبية

وضع معهد المهندسين الكهربائيين والإلكترونيين (IEEE) مجموعة من المعايير العالمية لشبكات الاتصالات المحلية من خلال لجنة فرعية أطلق عليها اسم IEEE 802 وذلك بدءاً بالأسماء ISO/IEC 8802-1 حتى ISO/IEC 8802-11. (يمثل الرمز المختصر IEC الأحرف الأولى من International Electromechanical Commission وهي هيئة لإصدار المعايير الكهربائية والميكانيكية تضم ممثلين عن جميع دول العالم).

1 ـ معايير IEEE 802.x التي تتضمن مجموعة من المواصفات منها:

أ ـ المواصفة IEEE 802.3 الخاصة بشبكات إيثرنت Ethernet العاملة ببروتوكول CSMA/CD الذي يعنى بالشبكات ذات البنية الخطية.

ب ـ المواصفة IEEE 802.4 الخاصة ببروتوكول Token ring الذي يعنى بالشبكات ذات البنية الخطية.

ج ـ المواصفة IEEE 802.5 الخاصة ببروتوكول Token ring الذي يعنى بالشبكات ذات البنية الحلقية.

د ـ المواصفة IEEE 802.6 تعهد هذه المجموعة البروتوكول المستخدم في المحطات التي تشهجر بممر ألياف ضوئية مزدوج.

هـ ـ IEEE 802.7 تعهد هذه المجموعة توجيهات تقنية للاتصالات عريضة الحزمة (تلفزيون الكابل Cable TV).

وـ IEEE 802.8 وهي لجنة لمراجعة اللجان IEEE 802.3 وحتى IEEE 802.6.

ز ـ IEEE 802.9 تهتم هذه المجموعة بمكاملة الصوت والمعطيات (ISDN) على شبكات LAN المتوافقة مع معايير n802.x.

ح ـ IEEE 802.10 تهتم هذه المجموعة بمواضيع الأمن والتعمية في الشبكات الحاسوبية.

ط ـ IEEE 802.11 تصدر هذه المجموعة معايير الشبكات اللاسلكية التي توظف الأمواج الراديوية RF وتلك الخاصة بتقنية الطيف المنثور (spread spectrum) والأشعة تحت الحمراء. وقد صدر من هذا المعيار سلسلة من المعايير يرمز لها بالواصفة IEEE 802.11x حيث تأخذ x القيم b, ae, لتعبر عن مزايا خاصة بالشبكات التي تعمل وفق هذه المعايير.

2 ـ بروتوكول: TCP/IP هوبروتوكول التحكم بالنقل/بروتوكول الانترنيت Transmission Control Protocol / Internet Protocol وهورزمة من البروتوكولات والخدمات الواسعة جداً التي تعمل مع مجموعة ضخمة ومتنوعة من المنظومات. يعد هذا البروتوكول الذي طوِّر في مطلع السبعينيات من القرن العشرين الأكثر انتشاراً في مجال الشبكات الحاسوبية.

تصنيف الشبكات

تستطيع تصنيف الشبكات بعدة طرق أهمها:

طريقة الربط

• ربط سلكي.
• سلك Twisted-Pair هوالأكثر شعبية في الوقت الحاضر لتوضيح الربط السلكي ويكون بالعادة يشبهه سلك الهاتف لكنه مكون منثمانية اسلاك داخلية وليس 2 كما في حالة الهاتف, وسمي بذلك لأن جميع سلكين من الثمانيةقد يكونان ملفوفان على بعضهما فيتكون عندنا اربعة ازواج من اصل ثمانية اسلاك.

- سلك (coaxial cable) وهوالأقدم وتكون سرعتة اقل ومسافة امتدادة اقل من سلك (twisted-pair) وتستطيع مشاهدة كثيرا في استخدامات الشبكة الاسلكية. - سلك (fiber optics) الألياف البصرية وهي ألياف مصنوعة من الزجاج النقي، تكون طويلة ورفيعة ولا يتعدى سمكها سمك الشعرة. يجمع الكثير من هذه الألياف في حزم داخل الكيبلات البصرية، وتستخدم في نقل الإشارات الضوئية لمسافات بعيدة جداً وذات سرعة عالية.

• ربط لاسلكي.

الحجم

• شبكات العواصم الكبرى MAN.
• شبكة عريضة WAN.
• الشبكات المحلية LAN.
• شبكة شخصية PAN.
• شبكة تخزينيةSAN.

طوبولوجيا الشبكة

• طوبولوجيا الباص. bus
• طوبولوجيا النجمة. star
• طوبولوجيا الشبكية. mesh
• طوبولوجيا الحلقية. ring
• طوبولوجيا الشجرية. tree
• طوبولوجيا المتنوعة. hierarchical

الامتداد المكاني أوالجغرافي

تصنف الشبكات حسب امتدادها المكاني أوالجغرافي إلى الأنواع التالية:

• الشبكات المحلية "LOCAL AREA NETWORKS "LANs

وهي شبكات محدودة الإتساع تربط عادة الحواسيب المتوضعة في مبنى واحد أومجموعة مباني تقاربة وتتبع مؤسسة واحدة. بحيث لا تتجاوز المسافة الفاصلة بين أي حاسوبين متصلين بها 2.5 كم.

• شبكات المدن "METROPOLITAN AREA NETWORKS "MANs

وهي مجموعة وسائل الاتصال أي خطوط نقل المعطيات وتجهيزات وبرمجيات الربط الشبكي التي توفر الوصل بين مواقع جغرافية مختلفة ضمن المدينة الواحدة يستخدم هذا النوع من الشبكات في المقام الأول لوصل الشبكات المحلية الموزعة في أراتى المدينة بعضها ببعض ويوفر سرعات عالية لنقل المعلومات بينه.ا

• شبكات المناطق الشاسعة :"WIDE AREA NETWORKS "WANs

هي الشبكات التي تمتد عبر البلدان والقارات تستخدم هذه الشبكات أنواعاً متعددة من وسائل الإتصال أهمها الشبكات الهاتفية والمحلية والقطريةوالامواج الميكروية والاقمار الصناعية لوصل شبكات مختلفة بعضها ببعض وأشهر مثال على هذا النوع من الشبكات هوشبكة الأنترنت التي تتيح الأتصال بأي حاسوب متصل بها أينما عثر تستخدم عادة موديمات لتحويل الإشارات الرقمية التي يتعامل بها الحاسوب إلى صيغة قابلة للنقل عبر الشبكات الهاتفية أوالشبكات الأخرى كما تستعمل المجمعات الرقمية لوصل الشبكات بعضها ببعض مكونة شبكات المدن وشبكات المناطق الشاسعة.

وتصنف الشبكات الحاسوبية اعتماداً على عدد من المعايير يبرز منها اثنان هما تقانة التراسل (transmission technology) ومدى الاتساع scale.

1 ـ تقانة الاتصال: يقوم هذا التصنيف على نوعين هما شبكات البث (broadcast networks) وشبكات النقطة ـ نقطة (point-to-point networks). تتشارك الأولى بقناة اتصال وحيدة تصل بين جميع موارد الشبكة من حواسيب وغيرها، إذ ترسل المعلومات رزماً (packets) وتستقبل من قبل عقد الشبكة كافة. إلا حتى وجود حقل في رزم المعلومات يشير على عنوان الوجهة (destination)، يجعلها قابلة للتسلم والمعالجة من قبل الجهة التي أوفدت لها فقط.

وتتألف الشبكات من النوع الثاني (point-to-point) من عدة وصلات بين جميع زوجين من العقد. وحتى يتسنى لرزمة معلومات من الوصول إلى الوجهة المخصصة لها فإنه يترتب عليها المرور في عقدة حاسوبية وسيطة (intermediate) أوأكثر، وذلك عبر مسارات وخيارات متعددة، مما يكسب خوارزميات التوجيه (routing algorithms) أهمية قصوى.

2 ـ مدى الاتساع: يقوم هذا التصنيف على مقاس الشبكة ومدى اتساعها الفيزيائي، وتقسم إلى ثلاثة أنواع، هي الشبكات المحلية Local Area Networks (LANs) وشبكات المدن الكبيرة Metropolitan Area Networks (MANs) والشبكات الواسعة (العريضة) Wide Area Networks (WANs)

السمات الخاصة بالشبكة

لعمل شبكة حاسوب يجب توافر المتطلبات التالية :

1. وسيط ناقل "عبارة عن أسلاك أووسائط لاسلكية.
2. مؤائم لتوصيل تلك الوسائط إلى الشبكة.

الآن لنتعهد على دور الخادوم والزبون الحواسيب التي تقدم البيانات أوالموارد في الشبكات الحالية يطلق عليها اسم Servers أومزودات أوخواديم

• الحواسيب التي تستفيد من هذه البيانات أوالموارد، يطلق عليها اسم Clients أوزبائن*

من الممكن حتىقد يكون أحد أجهزة الشبكة خادوما وزبونا في نفس الوقت 3 - البرامج التشغيلية للشبكة (للخادوم والزبون) وهي إما حتى تكون برامج تشغيلية خاصة Network Operating System أوبرنامج تشغيلى يتضمن إدارة الشبكة كما في برنامج ويندوز إذا تي أوويندوز 2000 أوويندوز سيرفر 2003 أوويندوز سيرفر 2008

في بدايات الشبكة كانت لاتتجاوز الأجهزة المتصله عدد أصابع اليد أوتزيد قليلا تتصل بجهاز طابعة عهدت هذه الشبكة بالشبكة المحلية أواختصارآ شبكة لن LAN

تعريف الميفاق (البروتوكول )

البروتوكول بشكل عام هومجموعة من الضوابط والأطر التي تحدد كيفية القيام بنشاط ما. بروتوكول (اتصالات), مجموعة من القوانين الناظمة لعملية إرسال المعلومات بين طرفي الاتصال.

• بما حتى الحياة تسير بشكل عام على مجموعة من القوانين فإن شبكات الحاسوب بحاجة بكل تأكيد إلي قوانين لتعمل وتسير بشكل سليم وسأسرد بعض القوانين (البروتوكولات) المستخدمة بكثرة في الشبكات :

الميفاق (TCP/IP) وهوالميفاق المستخدم لنقل البيانات سواء على مستوى الإنترنت أوعلى شبكات محلية . الميفاق (FTP/file transfare Protocol):وهوالميفاق المستخدم لنقل الملفات عبر الشبكة الميفاق (HTTP/Hypertext Transfer Protocol):وهوالمستخدم لنقل الملفات النصية أوالنصوص الكبيرة عبر الإنترنت وهذ الميفاق هومثال واضح حيث يظهر لنا في شريط العنوان في متصفحات الإنترنت http://www وهنا ك الآلاف من الموافيق المستخدمة في الشبكات جميع منها قانون لعمل وظيفة خاصة سواء نظام أوأمن إلخ ....

فوائد التشبيك

يمكنك مشاركة المعلومات والمصادر على الشبكة، وهذا يقدم عدة فوائد :

1 - يستطيع مشاركة طرفيات غالية الثمن مثل الطابعات حيث تستطيع جميع الحواسيب استخدام نفس الطابعة .

2 - تستطيع نقل الـ Data أوالبيانات المتنوعة بين المستخدمين بدون استخدام الأقراص المرنة FDD . إذا نقل الملفات على الشبكة يخفض الوقت اللازم لنسخ الملفات على الأقراص ومن ثم نسخها إلى حاسوب آخر .

3 - يستطيع جعل برامج معينة مركزية مثل الملفات المالية والحسابات ، فمعظم المستخدمين قد يحتاجون لاستخدام نفس البرنامج أوالولوج إلى نفس المعطيات معاً ، وبالتالي فهم يستطيعون العمل بشكل متزامن وبدون ضياع الوقت .

4 - تستطيع إجراء عملية النسخ الاحتياطي بشكل تلقائي وكامل وبذلك توفر الوقت وتضمن بأن جميع عملك آمن .

أما في شبكات WAN فإن المصادر والمعلومات يمكن مشاركتها على مساحات جغرافية أوسع هذا يقدم عدد من الميزات :

5 - تستطيع حتى ترسل وتستقبل البريد الألكتروني (e-mail) من والى جميع أنحاء العالم ، ونقل وتبليغ الرسائل إلى أناس عدة في نفس الوقت وفي مساحات واسعة ومختلفة وبسرعة فائقة وتكلفة زهيدة

- تستطيع نقل الملفات من وإلى الشركاء في مواقع مختلفة، أوالدخول إلى شبكة الشركة من المنزل أومن أي مكان في العالم.

6 - تقدر الدخول إلى مصادر ضخمة على الأنترنت والـ (World Wide Web (www

متطلبات شبكة الحاسوب

لتتمكن من تكوين شبكة حاسوب يجب عليك حتى توفر الكثير من الأدوات والأجهزة لوصل الحواسيب. من هذه الأجهزة:

1. حاسوبان على الأقل.
2. بطاقة قابلة الشبكة NIC لشبكة Ethernet.
3. وسط انتنطق سلكي أولاسلكي
4. قب Hub أومبدل switch
5. هناك بعض الأدوات الأخرى تختلف حسب اختلاف نوعية الشبكة لكن المتطلبات الأساسية مذكورة في الأعلى

1. وهناك أنواع أخرى من الشبكات الكبرى قد بحاجة إلى مسير(router) لتربط بين شبكتين لها عنوان مختلف أوللربط بين مجموعة شبكات ظاهرية

VTP فممكن تسمية شبكة متصلة في بناء واحد فقط بشبكة محلية

1. في حال أردنا الإتصال بشبكة بعيدة فإننا نحتاج إلى مودم (CSU/DSU)وهومن أجهزة الشبكات الواسعة المهمة .

ملاحظة: لا يمكن تشبيه عمل القب (hub) بعمل المبدل (switch) لأن المبدل أكثر تطورا وسرعة أداء من القب Hub

تقسيم الشبكات

تقسم الشبكات إلى عدة أقسام حسب مدى الشبكة إلى :

• شبكة عريضة أوالشبكات الواسعة شبكات تستخدم للمسافات البعيدة مثل الانترنت
• الشبكات المحلية تستخدم لمسافات أقرب مثل الشبكات التي تستخدم في الجامعات.

شبكة محلية

Local Area Network LAN

يغطي هذا النوع من الشبكات عادة المناطق الجغرافية الصغيرة مثل الجامعات أوأحد فروع الشركات الكبيرة أوشبكة الحاسوب في منزل ما.

عدد أجهزة الحاسوب في هذا النوع يتراوح على الأقل من جهازين إلى 500 ولربط هذه الأجهزة نحتاج إلى جهاز يسمى القب (hub) أوالمبدل (switch) أي المركز أوالناقل ليعمل على ربط الأجهزة معا ويمكنها من الاتصال ببعضها البعض.

يستخدم لربط الأجهزة عادة في مثل هذا النوع من الشبكات أسلاك وهي من نوع خاص لنقل البيانات أوالأجهزة اللاسلكية.

يتمكن المتصل في الشبكة من رؤية المعلومات والملفات الموجودة على أجهزة الآخرين إذا جاز له بذلك.

يستخدم هذا النوع عادة في المؤسسات الصغيرة والجامعات من أجل تسهيل العمل ونقل المعلومات المشهجرة بين الأقسام بشكل سريع.

طرائق وصل الشبكات المحلية

تتوافر عدة طرائق للوصل بين عقد الشبكة الحاسوبية، منها:

1 ـ طريقة الوصل المختلطة mesh networks:

تؤمن هذه الطريقة مسارات متعددة لنقل المعلومات بين عقد الشبكة ومحطاتها.

2 ـ طريقة الوصل النجمية star networks:

توفر هذه الطريقة أقنية اتصال مكرسة بين جميع محطة وعقدة مركزية يتوضع فيها المجمع (hub) أوالمبدل (switch)، اللذان يجب حتى تمر عبرهما جميع الاتصالات بين المحطات.

3 ـ طريقة الوصل الخطية bus networks:

توظف هذه الطريقة مساراًخطياً توصل به جميع محطات الشبكة وعقدها بوساطة مكونات الوصل المعيارية.

4 ـ طريقة الوصل الشجرية tree networks:

تتشكل هذه البنية من جذع خطي ذي بنية معقدة مؤلفة من مجموعة من الفروع التي تتقارب بشكل غير مباشر نحونقطة مركزية موفرة قناة اتصال وحيدة بين جميع محطتين.

نماذج الربط في الشبكات المحلية

النموذج الخطي : يستخدم لربط الأجهزة مع بعضها باستخام كابلات يبدأ بنقطة وينتهي بنقطة أخرى.

شبكة عريضة

Wide Area Network WAN ومثال على ذلك انترنت لأنه يغطي معظم دول العالم من مشرقهِ إلى مغربهِ.

• تعريف للشبكة WAN: وهي جميع الشبكات الممتدة على منطقة جغرافية واسعة وقد تكون مدينة أوقارة أوالعالم بكامله.

فهناك شبكات خاصة واسعة مثلا شركة لها أكثر من فرع في أنحاء العالم فهي تعبير عن شبكة واسعة ولها حاسوب مركزي وقاعدة بيانات خاصة بها.

ومن أبرز الأجهزة المستخدمة في الشبكات الواسعة هي المسيرات (router) حيث تقوم هذه الأجهزة بربط شبكات ذات عناوين IP مختلفة مع بعضها بواسطة موافيق (بروتوكولات )التسيير المتعددة.

شبكة شخصية

Personal Area Network - PAN

شبكة تخزينية

Storage Area Network - SAN

شبكات العواصم الكبرى

Metropolitan Area Network - MAN

هي تعبير عن ربط مجموعة من الشبكات المحلية (LAN) في منطقة واحدة ولتقريب صورتها لذهنك تخيل حتى في شركة فيها مصنع ومبنى إداري ومبنى آخر فرعي جميع مبنى فيه شبكة محلية (LAN) طبعا وعند ربط الثلاث مباني ببعضهم أصبحت شبكة تعبير عن شبكة MAN في منطقة واحدة. مثال آخر لها شبكة تربط فروع وأقسام جامعة واحدة ومثال آخر القرية الذكية في مصر.

ومن خصائص هذه الشبكة أنها تربط شبكة في منطقة من 20 كيلومتر إلى 100 كيلومتر.

تاريخ الشبكات

تطوّرت الإنترنت نتيجة أبحاث بدأت في أوائل الستينيات حين عزمت وزارة الدفاع الأمريكية دخول مشروع ربط الحواسيب الرئيسية حينئذٍ والتابعة لوزارة الدفاع بالاتصال بعضها مع بعض؛ وذلك لتشكيل شبكة ذات عدة مراكز.

كان الهدف الرئيسي من المشروع هوحماية شبكة الاتصالات العسكرية في الولايات المتحدة، بحيث أنه عندما يتعرّض مركز من المراكز لضربة عسكرية فإن المراكزالأخرى تكون قادرة على إتمام عمليات الاتصال بطرق أخرى وغير مكترثة بما وقع لمركز أومراكز مدمرة أي أنها شبكة تصلح نفسها بنفسها، والشبكة التي صممت عهدت باسم Aِdvanced Research Project Agency Net (ARPANET)ِِِ.

في فترة الثمانينيات أخذت مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية National Science Foundation (NSF) برنامجًا موسعًا لربط الحواسيب المركزية العملاقة مع ARPANET، وبدأت الجامعات ومراكز الأبحاث الأخرى في العالم الانضمام لهذه الشبكة ومن ثم تحولت إلى الإنترنت الذي نعهده حاليا ...

مراحل مهمة في تطوير الشبكات

مكونات الشبكات الحاسوبية

1ً ـ المكونات غير الفعالة:

توفر بعض المكونات غير الفعالة في الشبكات الحاسوبية، كالكابلات، الوسط التي تنتقل فيها المعلومات. وقد تعددت أنواع الكابلات المستخدمة في الشبكات الحاسوبية بدءاً بالكابلات المحورية (coaxial cables) مروراً بالكابلات المجدولة المحجبة وغير المحجبة (shielded & unshielded twisted pairs) وانتهاءاً بالكابلات الضوئية (fiber optic cables) ذات النمط الأحادي أوالمتعدد (monomode or multimode). قدمت الكابلات المجدولة إمكانيات كبيرة من حيث الزيادة في معدلات النقل وعدم تأثرها بظواهر، مثل التداخل (التسميع) cross talk وغيرها. أما الكابلات الضوئية فقد قدمت عرض مجال كبير يتيح معدلات نقل متميزة، إضافة إلى عدم تأثرها بالحقول الكهرطيسية وظواهر التداخل، مما قد يؤثر سلباً على أداء الشبكات الحاسوبية. توظف الكابلات الضوئية في الشبكات المحلية الحديثة كجذع رئيسي يطلق عليه اسم العمود الفقري للشبكة (backbone).

لا بد من الإشارة إلى وجود مكونات غير فعالة لا تقل أهمية عن الكابلات في نقل بتات المعطيات وتوزيعها مثل المآخذ (sockets) والموصلات (connectors) ولوحات التوزيع (patch panels).

أما المجمعات (hubs) فهي إحدى وسائل تجميع وتوزيع رزم المعطيات التي تنتقل بين عقدة وأخرى؛ إذ تربط المجمعات على الطبقة الفيزيائية من نموذج OSI. كما تعاني المجمعات من أنها تقسِم معدل نقل المعلومات الاسمي بين العقد مما يؤدي إلى تباطؤ ملحوظ في سرعة نقل المعلومات، إضافة إلى حتى رزم المعطيات المولدة من قبل أي من المحطات تصل إلى جميع المحطات الموصولة بالشبكة، بغض النظر عن الوجهة التي أوفدت إليها الرزمة المولدة.

2ً ـ المكونات الفعالة:

تستخدم المكونات الفعالة الجسور (bridges) والمبدّلات (switches) والموجّهات (routers) لربط الشبكات الحاسوبية أوعقدها. وتستخدم الجسور لربط الشبكات على مستوى طبقة وصل المعطيات (data-link layer)، وتقوم بترشيح المعطيات، ومما يعني وصولها إلى الوجهة التي أوفدت إليها فقط، ومن ثم الإقلال من التصادمات المحتملة بين الرزم من جهة، وتخفيف الازدحام الناجم عن رزم المعطيات. كما توفر الجسور إمكانية ربط شبكات ذات طرق وصل أوبرتوكولات عمل متباينة، مثل وصل شبكة إيثرنت مع أخرى ذات خطوط اتصال ضوئية (FDDI) أووصل شبكات تعمل وفق برتوكولات عمل مختلفة مثل ربط شبكة إيثرنت Ethernet مع أخرى من نوع token ring.

كما تتوافر وسيلة ربط أخرى هي المبدلة التي بدأت تحل محل الجسور في الشبكات الحديثة. والمبدلة صندوق له عدد من منافذ الربط، بحيث يظهر مشابهاً للمجمع. يتمثل الفرق بين المجمع والمبدلة بأن الأول يقوم بتسيير رزم المعلومات إلى منافذه كافة دون أخذ الوجهة بالحسبان، في حين يقوم المبدل بإرسال الرزم إلى وجهاتها التي أوفدت من أجلها. إذا آلية عمل المبدّلات تعطي سرعة كبيرة في معدلات النقل لأنها تعطي تام عرض المجال لكل محطتين تحاولان الاتصال إحداهما بالأخرى. إضافة إلى الحد من الاصطدامات المحتملة بين رزم المعطيات الناجمة عن محاولة المحطات الاتصال فيما بينها.

تقوم الموجهات من جهة أخرى بربط الشبكات فيما بينها معضلة شبكة بينية (internetwork). تتوضع الموجهات على مستوى طبقة الشبكة network في نموذج OSI المعياري. وهذا يعني أنه يمكن ربط شبكات ذات بروتوكولات طبقة وصل معطيات (data-link layer) مختلفة.

ونظراً لكون بروتوكول TCP/IP هوالأكثر شيوعاً فإن أغلب معلومات التوجيه تشير إلى ما يسمى IP routing في هذا البروتوكول. تحوي الموجهات في بنيتها الداخلية جداول توجيه (routing tables)، وتخزن فيها معلومات عن الشبكات المرتبطة مع الموجه، بحيث تستخدم هذه المعلومات لتوجيه الرزم إلى الوجهة المرسلة إليها ضمن حدود الشبكة أوخارجها.

ولا بد من الإشارة إلى إمكانيات مهمة جداً أتاحتها التطورات الكبيرة في الشبكات، من تجهيزات وبرمجيات، بحيث يمكن من خلالها تشكيل شبكات افتراضية (virtual networks) ضمن البنى الشبكية المتوافرة في التطبيقات المتنوعة على مستوى المؤسسات والشركات وغيرها.

تطبيقات الشبكات الحاسوبية

إن الأسباب التي أدت إلى اتساع استخدام شبكات الحواسيب في الحياة اليومية هي التطبيقات الكثيرة التي تتيح التغلب على التوزع الجغرافي لمصادر المعلومات والتشارك فيها وتوفير وثوقية عالية للمنظومات الحاسوبية، من حيث توافر البدائل وتعددها فيما يطلق عليه اسم التكرارية (redundancy) وتقديم الدعم عن بعد، إضافة إلى المشاركة في الموارد (resources)، كالحواسيب والوحدات المحيطة peripherals، كـالطابعات والماسحات (printers and scanners) وغيرها. كما تقدم الشبكات الحاسوبية خدمات، مثل البريد الإلكتروني (e-mail) والاتصالات الحديثة لنقل الوسائط المتعددة (multimedia) ، كالصوت والصورة والنصوص.

وقد ظهرت تطبيقات مهمة في هذا المجال فيما يسمى نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنيت VoIP: Voice over Internet Protocol الذي توظف فيه البنى التحتية للشبكات من كابلات وعناصر ربط.

== ==Ethernet

Internet Protocol Suite

SONET/SDH

Asynchronous Transfer Mode

مكونات الأجهزة الأساسية

بطاقات قابلة الشبكة

Repeaters and hubs

الجسور

المفاتيح

Routers

Firewalls

أداء الشبكة

أمان الشبكة

Network resilience

Views of networks

انظر أيضاً

المصادر

نطقب:FS1037C

• [1]

قراءات أخرى

• Shelly, Gary, et al. "Discovering Computers" 2003 Edition
• Cisco Systems, Inc., (2003, March 14). CCNA: network media types. Retrieved from ciscopress.com
• Wendell Odom,Rus Healy, Denise Donohue. (2010) CCIE Routing and Switching. Indianapolis, IN: Cisco Press
• Kurose James F and Keith W. Ross : Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet, Pearson Education 2005.
• Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Fourth Edition, Pearson Education 2006 (ISBN 0-13-349945-6).
• William Stallings, Computer Networking with Internet Protocols and Technology, Pearson Education 2004.
• Important publications in computer networks
• Vinton G. Cerf "Software: Global Infrastructure for the 21st Century"
• Meyers, Mike, "Mike Meyers' Certification Passport: Network+" ISBN 0072253487"
• Odom, Wendall, "CCNA Certification Guide"
• Network Communication Architecture and Protocols: OSI Network Architectureسبعة Layers Model.

وصلات خارجية

• التاريخ الفهمي للشبكات
• واي فاي عرب
• Easy Network Concepts (Linux kernel specific)
• Computer Networks and Protocol (Research document, 2006)
• Computer Networking Glossary
• Networking at the Open Directory Project