الشبكــــــــــــــات

الشبكات هي عبارة عن ربط بين الحواسب مع أدوت و برامج مخصصة للعمل الشبكي و ذلك لإتاحة التشارك في ما بينها و تتدفق المعلومات عبر الشبكة على شكل إشارات كهربائية ويتم نقلها كحزم صغيرة من المعلومات بسرعات كبيرة جدا ويجب أن تسافر هذه الحزم بدرجة عالية من الدقة حتى تصل خالية من الأخطاء إلى الهدف المطلوب ،،

هناك نوعان من الشبكات:

الأول يقوم على مبدأ الزبون/المزود client/server

والثاني على مبدأ الند-للند peer-to-peer.

ففي شبكات الزبون/المزود، يسمى الكمبيوتر المركزي، الذي يوفر البرامج والبيانات لغيره، المزود server، فيما يسمى كل من الكمبيوترات التي تتصل به، الزبون client.

وتتطلب شبكات الزبون/المزود نظام تشغيل شبكي مثل وندوز2000 سيرفر

أما بالنسبة لشبكات الند-للند حيث تعتبر جميع كمبيوترات الشبكة متساوية من حيث الوظيفة التي تؤديها في الشبكة بمعنى أنه لا يوجد كمبيوتر معين تناط به مهام مركزية كالمزود. وتتصل الأجهزة في شبكات الند-للند، مع بعضها بشكل مباشر، بما يمكنها من تبادل المعلومات

الشبكات لها أربع أنواع مشهورة هي

الشبكات المحلية LANs

شبكات إقليمية MANs

شبكات المناطق الواسعة WANs

الإنترنت

وكل نوع من هذه الأنواع له ميزة خاصة ولا يصلح أن يحل نوع مكان آخر فشبكة LAN المحلية تتقيد بمكان واحد مثل بناية أو بنايات متجاورة وتتميز برخص وتوفر المعدات اللازمة لها

شبكات MAN الإقليمية صممت لنقل البيانات عبر مناطق جغرافية شاسعة ولاكنها ما تزال تقع تحت مسمى المحلية 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

اما شبكات المناطق الواسعة WANs فهي تغطي مساحات كبيرة جدا مثل ربط الدول مع بعضها البعض ومن مميزات هذه النوع انها تربط الاف الأجهزة و تنقل كمي&#±575;ت كبيرة من البينات لا تنقل إلا بها ومن عيوبها تحتاج إلى برامج وأجهزة غالية جدا وصعوبة تشغيلها وصيانتها

الإنترنت شبكة الشبكات صممت هذه الشبكة 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 الأمريكية 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 وانتشرت وضمت في داخلها كل انواع الشبكات LAN / MAN / WAN وهي سائرة ولا يمكن ان يتنبأ كيف ستكون
تصميم الشبكات

تصميم الشبكة يطلق على الشكل الذي سيكون عليه توصيل الحواسب مع بعضها البعض وتندرج هذه الاشكال تحت ثلاث مسميات رئسية وهي شبكة الناقل العمومي Network Pus و الشبكة الحلقية Network Ring و الشبكة النجمية Network Star

Network Pus

هي شبكة الناقل الخطي وبنيتها أسهل وأبسط بنية فهي تتألف من كابل وحيد على الشبكة تتصل به كل الأجهزة ويستطيع أي جهاز أن يرسل إلى أي عقدة وتنتقل هذه الرسالة إلى كافة العقد الموجودة على الشبكة ولكن لا يستطيع قرائتها إلا المرسله له ويكون المرسل في هذه الحظة هو المسيطر على الشبكة حتى ينتهي من عملية الإرسال ولمنع التضارب الذي قد ينتج من محاولة إرسال عددة أجهزة في وقت واحد تستخدم الشبكة نوعا من التقنية المستخدمة في شبكات الإثرنت وهي تقنية تعرف بي الوصول المتعدد بتحسس الحامل مع كشف التصادم CSMA/CD والتعريف البسيط لها هو أنه إذا اراد احد الأجهزة أن يرسل رسالة فهو أولا يتحسس الكبل فإذا وجده مشغول ينتظر حتى ينتهي ... ولكن ماذا يحدث إذا أرسل جهازين في نفس الحظه يسقط كلا الاثنين لمدة عشوائية من الزمن ثم إعادة المحاولة ومن المحاسن في شبكة الناقل الخطي أنها سهلة التركيب ورخيصة ومن السلبيات صعوبة تحدد المشكلة على الشبكة كما يؤثر عدد العقد الموجودة على الشبكة على سرعة الأداء
شبكة تكون على الشكل الدائري على الأقل من الناحية النظرية حيث تنتقل الإشارات من عقدة إلى أخرى في إتجاه واحد فقط وتتصل كل عقدة مع عقدتين بشكل مباشر عقدة ترسل لها وعقدة تسبقبل منها وهي تشارك بشكل فعال في إرسال أي رسالة عبر الشبكة وفي بعض الحالات تقوم بتقوية الإشارة قبل تمريرها إلى العقدة التالية وهي في هذه الحالة عكس شبكة الناقل الخطي .... وتعتمد الشبكة الحلقية من أجل تجنب التضارب على طريقة تدعى تمرير العلامة وهي ببساطه يوجد علامة تدور في الشبكة وعند رغبة احد العقد بالإرسال ينتظر حتي يمسك بالعلامة ثم يعدل فيها لتكون مشغولة ويرسلها مع الإشارة فبذلك لا يستطيع أي شخص الإرسال في تلك الحظة حتي يتم الإنتهاء من الإرسال ومن محاسن هذا النوع انه أيضا سهل التركيب ورخيص و من سلبياته أنه عند حدوث مشكلة يصعب التحديد وإذا انقطع الكبل تتوقف الشبكة بشكل كامل



Network Star

يعتبر هذا النوع من أفضل الانواع وهو يتميز بوجد موزع مركزي Hup يجتمع فيه الكيابل الخاصة بالاجهزة وممكن أن يكون هذا الموزع فعالا من خلال قيامه بتقوية الإشارات الماره إليه ويمكن كذلك أن يتم توصيل عدد من المجمعات المركزية في الشبكة الواحده ومن اهم حسنات هذا النوع من الشبكات أنه يسهل إضافة أو عزل العقد منه وسهولة تحدد المشكلة اذا حدثت وعزل أي جزء من الشبكة لا يؤثر على باقي الأجزاء



شبكة نجمية في أبسط صورها



كيف تنتقل رزم البيانات من خلال الشبكة

سنتعرف الان على كيفية مرور البيانات من جهاز إلى أخر وهي تشبه الخطوط السريعة بين المدن يوجد سيارات صغيرة وسيارات كبيرة ومن المفترض أن الجميع يستخدم الخط بدون عوائق و الشبكة تستخدم الكبل الرئيسي و الكيابل الفرعية بنفس الاسلوب مع إختلاف بسيط وهو .. أي بيانات او رزم تقسم إلى أجزاء صغيرة و ترسل على دفعات متتالية و الحكمة في ذلك لضمان وصول اكبر عدد من الدفعات بشكل سليم وإذا حدث خطاء ما ولم يصل دفعه ما يقوم الجهاز المرسل بإرسال هذه الدفعه فقط وليس كامل البيانات و السبب الثاني قد يكون أحد المستخدمين يريد أن يرسل كمية كبيرة من البيانات و لنفترض 100 M فمن المؤكد أنه سيحجز كامل خطوط الشبكة من أجله و التقسيم يكون موكن من ثلاث أجزاء كما في المثال
Header
Data Trailer

Header

هو الجزء الذي يكون به عنوان المرسل وعنوان المستقبل وبه أيضا معلومات تحكم و توقيت لضمان وصول الرزمة بشكل صحيح

Data

ويحتوي هذا الجزء على قطعة البيانات المجزءه من البيانات الكلية ويعتمد حجم الجزء المرسل على نوع الشبكة

Trailer

هذا الجزء مهم جدا لانه يحتوي على معادله رياضية وضعها المرسل فإذا وصلت هذه المعادلة كما هي ذلك يعني أن البيانات الموجودة في قسم Data هي أيضا سليمة تسمى هذه العملية CRC

قد نتساءل كيف تتم هذه العملية المعقدة مع كمية كبيرة من البيانات في الشبكات الضخمة يتم كل ذلك في كروت الشبكة الموجودة على كل الاجهزة إذ تقوم هذه الكروت بتحويل الإرسال المتوازي القادم من الجهاز المرسل إلى إرسال تسلسلي بمعنى بت خلفه بت وهكذا و الكرت الموجود في جهاز المستقبل يحول هذا الإرسال التسلسلي إلى إرسال متوازي مرة أخرى حتى يتم فهمه من الكمبيوتر و هي التي تقوم بعنونة الرزم بالعنوان المطلوب وهي التي تنقل الرزم إلى الشبكة وتنظم حجم وسرعة الإرسال و الكرت في الجهة المقابله يحول كل ذلك ويقوم بعزل معلومات العنونة و المعادلة الرياضية لتصفي البيانات الحقيقية فقط
معايير الشبكة و طبقاتها

سننتقل الان لنلقي نظرة على المعايير التي يعمل عليها عتاد الشبكة عندما يعمل كل منهما على حدة أو بالاشتراك مع الاخرهي معايير يقوم مصنعوا برامج وعتاد الشبكة باتباع قواعد ودلائل عندما يقومون بتصميم متجاتهم وأكثر هذه القواعد انتشارا هي مجموعة من التوصيات مطورة من قبل المنظمة الدولية للمعايير ISO وتعرف هذه التوصيات باسم النموذج المرجعي لنظام الوصلات المفتوح OSI ما هو هذا النموذج ..... لقد تم بناء النموذج OSI من سبع طبقات بروتوكول كل طبقة مسؤولة عن عمل ما تساعد على تحضير المعلومات من أجل الإرسال وتتفاعل كل طبقة مع جيرانها المباشرين أذ تعرض الطبقة خدمتها ألى الطبقة الموجدة فوقها وتطلب الخدمة من الطبقة التي تحتها

7
طبقة التطبيق
Application

6 طبقة التقديم
Presentation
5 طبقة الجلسة
Session
4 طبقة النقل
Transport
3 طبقة الشبكة
Network
2 طبقة الارتباط
DataLink

1 الطبقة الفيزيائية
Physical

كما نلاحظ أن الترتيب في الطبقات من تحت إلى أعلى ورغم أهمية كل طبقة ولكن طبقة 1 Physical أكثرهم اهمية وذلك لأنها هي التي تتفاهم مع وسائط الشبكة بشكل عملي... و عندما يبدأ الحاسوب في التجهيز للإرسال يتعامل مع طبقة رقم 7 فقط ثم كل طبقة تقدم البيانات التي حصلت عليها مع إضافة العمل الذي هي قامت به مثل التنسيق و العنونه و التقسيم وخلافه حتي يصل إلى طبقة 1 Physical فتقوم هذه الطبقة بتحويل البيانات مع الإضافات إلى إرسال تسلسلي وتضعه في وسط النقل الكبل على سبيل المثال وعندما يصل هذا الإرسال إلى الحاسوب الهدف تستقبل البيانات الطبقة 1 Physical وتقوم بعكس العمل الاول وهكذا في كل طبقة حتى يصل الإرسال إلى الطبقة 7 Application فيشاهده المستقبل كما إرسله المرسل



ولنتعرف على كل طبقة و ما تقدمه من خدمات من أجل الشبكة

Application ...... هي الطبقة التي تزود برامج الشبكة مثل قواعد البيانات و البريد الإلكتروني بإمكانية الوصول إلى الشبكة وهي الطبقة التي تتعامل مع Directory Servies و Active Directory
Presentation ... عملها الأساسي ينحصر في التأكد من أن المعلومات المرسلة في الشبكة تستخدم نفس ترميز الأبجدية و تقوم أيضا بتشفير البيانات وضغطها

Session ..... يشبه عمل هذه الطبقة عمل السكرتير اذا طلب منه المدير أن يقوم بالإتصال باحد الأشخاص فأن وجده حول له الخط ...فهذه الطبقة تقوم بنفس العمل إذ تأسس الإتصال بين الحاسوبين وتقوم بمراقبة هذه الإتصال وكمية البيانات المرسلة وأحيانا تقوم بالتحقق من كلمات المرور عند إنشاء الإتصال

Transport ..... هي الطبقة التي تنقل البيانات وتكون مسؤولة عن تسليمها بشكل سليم خالي من الأخطاء و تقوم بتقسيم المعلومات إلى أجزاء صغيرة وهي أيضا التي تقوم بالتجميع في الجهاز المستقبل وهي المسؤوله عن إشعار الإستلام من الحاسوب المستقبل بأن الشحنه تم إستلامها بدون أخطاء

Network ..... تقوم هذه الطبقة بأختيار أفضل الطرق التي يتوجه منها الإرسال وذلك حسب حركة المرور في الشبكة Traffic Load وتقوم أيضا بي التوجيه إلى العنوان الصحيح أذ يوجد في هذه الطبقة بروتوكول IP

Data Link ..... تقوم هذه الطبقة بتنسيق الرزم المقدمه لطبقه Physical و التحكم في التتفق الحاصل للبيانات و إعادة إرسال البيانات التي تتعرض لتلف

Physical ..... هي الطبقة المسؤولة كما ذكرنا سابقا عن تحويل البيانان القادمه من الحاسوب على شكل متوازي إلى شكل تسلسلي وتضع هذه البيانات على الكبل أو سط النقل وتشتمل هذه الطبقة على مجموعة من التوصيات المعتبرة في الارقام و الحروف منها توصية من أجل شبكات الإثرنت 802.3 و توصية من أجل شبكات توكن رنيغ IEEE