الشبكات

                                                             

                                                

الشبكات في أبسط أشكالها :-
تتكون شبكة الكمبيوتر من جهازين متصلين ببعضهما بواسطة سلك ، و يقومان بتبادل البيانات.
الشبكات في هذه الأيام تسمح لك بتبادل البيانات و موارد الكمبيوتر"Computer resources" (معلومات ، برامج ، أجهزة محيطية "Peripheral "مثل الطابعة ) و تسمح للمستخدمين بالتواصل مع بعضهم البعض .
بداية دعنا نتخيل وضع الحاسب بدون وجود شبكات ، في هذه الحالة كيف سنتبادل البيانات ، سنحتاج إلى مئات الأقراص اللينة لنقل المعلومات من جهاز إلى آخر مما يسبب ضياع كبير للوقت و الجهد ، و مثال آخر إذا كان لدينا طابعة واحدة و عدة أجهزة كمبيوتر في هذه الحالة إذا أردنا الطباعة فإما سنقوم بالوقوف في طابور انتظار على الجهاز الموصل بالطابعة ، أو سنقوم بنقل الطابعة إلى كل مستخدم ليوصلها إلى جهازه ليطبع ما يريد في كلا الأمرين عناء كبير ، و من هنا نرى أن تقنية التشبيك قد تطورت بشكل كبير لسد الحاجة لتبادل المعلومات و الأجهزة بشكل فعال.
و هكذا ظهر نوعان من الشبكات الإلكترونية:-
1- Centralized networking computerالشبكات المركزية .
2- Distributed networking computerالشبكات الموزعة .
1- Centralized Computingالشبكات المركزية :-
في الخمسينيات من القرن السابق كانت أجهزة الحاسب بحجم الغرفة و كانت مزودة بمعالج واحد ، و مقدار ضئيل من الذاكرة، و جهاز تخزين للمعلومات كان عبارة عن شريط تسجيل ، و جهاز للخرج كان عبارة عن بطاقات مثقبة و جهاز لإدخال البيانات على شكل بطاقات مثقبة أيضا .
هذا النوع منالشبكاتما زال موجودا في بعض الدول و لكن بنطاق محدود جدا . هذا النوع من الأجهزة الضخمة المركزية تسمى"mainframe"، أما الأجهزة المتصلة به و التي تقوم بإدخال البيانات فقط فتسمى "terminals "أو" محطة طرفية" ، و كانت تتكون من لوحة مفاتيح و شاشة عرض و لم تكن قادرة على معالجة البيانات .
2- Distributed Computingالشبكات الموزعة :-
مع تطور صناعة الحاسب ، ظهرت حاسبات شخصية أصغر حجما مما سمح للمستخدمين بتحكم أكبر بأجهزتهم ، بدلا من تركيز كل عمليات المعالجة في جهاز واحد مركزي ، فإن الشبكات الموزعة تستخدم عدة أجهزة صغيرة لتقوم بالمشاركة في المعالجة و تقسيم المهام . و هكذا تقوم المعالجة الموزعة بالاستفادة القصوى من كل جهاز على الشبكة .
في الشبكات الحديثة من المهم استخدام لغة مشتركة أو مجموعة من القواعد بين الأجهزة المختلفة تسمي بروتوكول "Protocol "لتسهل عملية الإتصال مع بعضها البعض و فهم كل منها الآخر
 مكونات الشبكات الحالية :-
لكي تشكل شبكة مكونة من مجموعة من الأجهزة , نحتاج إلى وسط ناقل للبيانات و يكون إما وسط سلكي أو وسط لاسلكي .
كما تحتاج هذه الأجهزة لكارت موائمة "Network Interface Card " أو بطاقة واجهة الشبكة ، لتقوم بتوصل هذه الأجهزة بالأسلاك المكونة للشبكة.
أنــــــــــــواع الشبكات:-
LANWAN
(Wide Area Networks)(WAN) الشـــــبكة الواســـــعة :-
في بداية ظهور الشبكات لم تتمكن شبكات LAN من دعم احتياجات الشبكة للشركات الكبيرة التي تتوزع مكاتبها على مساحات شاسعة ربما على مستوى عدة دول ، لهذا كان لابد من تطوير نوع جديد من الشبكات يقوم بربط الشبكات المحلية في أنحاء مختلفة من دولة ما أو أن يقوم بربط الشبكات المحلية في دول مختلفة ، و أطلق على هذا النوع من الشبكات اسم Wide Area Networks) WAN) أو الشبكة الواسعة، وباستخدام هذه التقنية تزايد عدد المستخدمين لشبكات الحاسب في الشركات الكبيرة إلى آلاف الأشخاص.
تنقــــــسم شــــــبكات WAN إلـــــى فئتـــــــــين :-
Enterprise Network
يقوم بالربط بين الشبكات المحلية أو الفروع التابعة لشركة أو مؤسسة واحدة على مستوى دولة واحدة أو عدة دول
Global Network
يعمل على ربط الشبكات المحلية التابعة لعدة مؤسسات مختلفة .
(Local Area Network (LAN ) الشـــــبكة المحـــــــلية :-
في بداية ظهور الشبكات كانت تتكون من عدد قليل من الأجهزة ربما لا يتجاوز العشرة متصلة مع بعضها البعض ، ومتصل معها جهاز طباعة ، هذا النوع من الشبكات يعرف بـــ ( Local Area Network) (LAN) أو الشبكة المحلية ، و بالرغم من أن التقنية الحالية تسمح للشبكات المحلية بالتكيف و التعامل مع عدد أكبر بكثير من المستخدمين إلا أنها مازالت تعمل ضمن مساحة محدودة ، فشبكات LAN في العادة تكون داخل مؤسسة ، أو مجموعة من المكاتب داخل مبني واحد , و تقدم هذه الشبكات في وقتنا الحالي سرعة عالية لتبادل البيانات و الموارد مما يشعر المستخدم أن هذه الموارد موجودة على جهازه الشخصي
أنواع شبــــــــكات LAN:-
Peer – to – PeerServer / Client
أولا شبكات الند للند (peer – to - peer) : -
المقصود بشبكات الند للند أن الأجهزة في الشبكة تستطيع كل منها تأدية وظائف"server / client "في نفس الوقت ، و بالتالي فإن كل جهاز على الشبكة يستطيع تزويد غيره بالمعلومات و في نفس الوقت يطلب المعلومات من غيره من الأجهزة المتصلة بالشبكة وهذا النوع من الشبكات يطلق عليه أيضا اسم مجموعة عمل أو "Workgroup "يمكن فهم مجموعة العمل علي أنها مجموعة من الأجهزة التي تتعاون مع بعضها البعض لإنجاز عمل معين وهي عادة تتكون من عدد قليل من الأجهزة لا يتجاوز العشرة أجهزة
وتعتبر شبكات الند للند مناسبة لاحتياجات الشبكات الصغيرة و التي ينجز أفرادها مهام متشابهة ، ونشاهد هذا النوع من الشبكات مثلا في مكاتب التدريب على استخدام الحاسب .
مميزات شبـــــــــــــكات النـــــد للــــــند :-
1- تكلفتها محدودة .
2- لا تحتاج إلى برامج إضافية على نظام التشغيل .
3- لا تحتاج إلى خوادم ، لأن مهام إدارة موارد الشبكة موزعة على الأجهزة بذاتها.
4- تثبيت الشبكة وإعدادها في غاية السهولة .
عيوب شبـــــــــــــكات النـــــد للــــــند :-
1- تصبح الإدارة اللامركزية للشبكة سببا في ضياع الوقت و الجهد و تفقد كفاءتها .
2- يصبح الحفاظ على أمن الشبكة أمرا في غاية الصعوبة .
3- صعوبة إيجاد البيانات والاستفادة من موارد الشبكة مع زيادة عدد الأجهزة والمستخدمين .
ثانيا شبكة الخادم / العميل (Client / Server )
تعـــــــــريف الخــــــــادم :-
الخادم عبارة عن جهاز كمبيوتر شخصي يحتوي على مساحة تخزين كبيرة و معالج قوي وذاكرة عالية ، كما أنه من الممكن أن يكون جهاز مصنوع خصيصا ليكون خادم شبكات و تكون له مواصفات خاصة .
شبكـــات الخادم / العميل :-
و تسمى بالشبكة القائمة على خادم أو " Network Sever Based" ، هذه الشبكات تكون قائمة على خادم مخصص و يكون عمله فقط كخادم و لا يعمل كعميل كما هو الحال في شبكات الند للند ، و عندما يصبح عدد الأجهزة في شبكات الخادم / العميل كبيرا يكون من الممكن إضافة خادم آخر ، أي أن شبكات الخادم / العميل قد تحتوي على أكثر من خادم واحد عند الضرورة و لكن هذه الخوادم لا تعمل أبدا كعميل ، وفي هذه الحالة تتوزع المهام على الخوادم المتوفرة مما يزيد من كفاءة الشبكة .
مميزات شبكات الخادم / العميل :-
1- النسخ الاحتياطي للبيانات وفقا لجدول زمني محدد.
2- حماية البيانات من الفقد أو التلف.
3- تدعم آلاف المستخدمين .
4- جهاز العميل لا يحتاج إلى مواصفات عالية.
5- تكون موارد الشبكة متمركزة في جهاز واحد هو الخادم مما يجعل الوصول إلى المعلومة أو المورد المطلوب أسهل بكثير ، كما يسهل إدارة البيانات و التحكم فيها بشكل أفضل .
6- يعتبر أمن الشبكة Security من أهم الأسباب لاستخدام شبكات الخادم/العميل ، نظرا للدرجة العالية من الحماية التي يوفرها الخادم من خلال السماح لشخص واحد (أو أكثر عند الحاجة) هو مدير الشبكة "Administrator " بالتحكم في إدارة موارد الشبكة و إصدار الصلاحيات للمستخدمين حسب وظيفة كل منهم .
Standard Network Topologies طرق توصيل الشبكات:-
BusRingStar
شبكة المسار شبكة الحلقة شبكة النجمة
أولا شبكة المسار ( bus topology ) :
تصميم الشبكة من النوع "Bus" يعتبر الأبسط , حيث يقوم تصميم الشبكة علي توصيل الأجهزة في صف واحد يسمى (Segment ) كما هو موضح في الصورة، و يشار إلى هذا النوع أيضا باسم "Linear Bus " ويتم تركيب موائم علي بداية ونهاية المسار ويسمي "terminator ".
تعتمد فكرة هذا النوع على ثلاث أساسيات :
1- إرسال الإشارة (Signal ).
2- ارتداد الإشارة ( Signal Bounce ).
3- المُنهي أو الموائم ( The Terminator ).
ترسل البيانات في الشبكة على شكل إشارات كهربية Signals إلى كل الأجهزة الموصلة بالشبكة ، و يتم قبول المعلومات من قبل الكمبيوتر الذي يتوافق عنوانه مع العنوان المشفر داخل الإشارة الأصلية المرسلة على الشبكة .
العوامل التي تؤثر على أداء شبكة Bus : 
1- الإمكانيات الخاصة بأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة( Hardware Capabilities ).
2- عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة.
3- المسافة بين الأجهزة المتصلة بالشبكة .
4- سرعة نقل البيانات على الشبكة وتقاس بالبت في الثانية .
5- حدوث أي قطع في الكابل الرئيسي يؤدي إلي توقف الشبكة.
ممـيزات شبـــــــــــــــــــــــــكة Bus :-
1- رخص التكلفة .
2- سرعتها العالية .
3- سهولة التركيب .
الشبكة الحلقية (Ring topology ) :-
في هذا النوع يتم ربط الأجهزة في الشبكة بحلقة أو دائرة من الكابلات بدون نهايات كما يظهر في الصورة
تنتقل الإشارات على مدار الحلقة في اتجاه واحد و تمر من خلال كل جهاز على الشبكة ، ويقوم كل جهاز على الشبكة بعمل دور مكرر الإشارة حيث أن كل جهاز تمر من خلاله الإشارة يقوم بتقويتها ثم يعيد إرسالها على الشبكة إلى الجهاز التالي ، ولكن لأن الإشارة تمر على كل جهاز في الشبكة فإن توقف جهاز عن العمل سيؤدي إلى توقف الشبكة ككل عن العمل .
الممـــيزات :-
1- سهولة التوصيل
2- رخيصة الثمن
العـــــــــيوب :-
1- السرعة بطيئة
2- قي حالة عطل الأجهزة يؤدي إلي توقف الشبكة بالكامل
3- عند حدوث مشكلة من الصعب تحديدها
ثالثا الشبـــكة النجــــــمة (star topology):-
تقوم الشبكات من النوع النجمة أو Star بربط أجهزة الكمبيوتر بأسلاك موصلة بمكون أو جهاز مركزي يطلق عليه "Hub "أو المُجمع و أحيانا يسمى النقطة المركزية "Central Point"
الإشارات تنتقل من الجهاز المصدر الذي يرغب في إرسال البيانات إلى النقطة المركزية أو" Hub" ومنه إلى باقي الأجهزة على الشبكة ، نظام التوصيل في "Hub" يعزل كل كبل من كبلات الشبكة عن الآخر .و بالتالي إذا توقف جهاز ما أو انقطع الكبل الذي يوصله بالمجمع فلن يتأثر إلا هذا الجهاز بينما باقي الأجهزة ستبقى تعمل من خلال الشبكة دون أي مشاكل . ولكن إن توقف المجمع عن العمل فستتوقف الشبكة ككل عن العمل.
الممــــــيزات :-
1- سهولة الصيانة
2- سهولة التحكم بالشبكة
3- سهولة التركيب
4- قلة الأعطال العامة أو الأعطال التي تسبب توقف الشبكة بالكامل
5- رخيصة التكلفة
6- السرعة العالية
العــــــــــــــيوب :-
1- تعتمد الشبكة علي نقطة مركزية واحدة
2- التكلفة عالية حيث أنها تحتاج كبلات كثيرة
أنـــــــــواع الخوادم (servers types):-
"أنواع الخوادم بالنسبة إلى الشبكات المحلية "
خادم الملفات"File Server:-
هو عبارة عن جهاز كمبيوتر ذات مواصفات عالية فى السرعة والتخزين والمعالجة ويستخدم هذا النوع من الخوادم فى حالة وجود ملفات يستخدمها معظم أعضاء الشبكة .
عندما يطلب المستخدم من خادم الملفات" FileServer "ملف معين يقوم بنقله كاملا إلى جهاز المستخدم ويقوم المستخدم بالعمل على الملف وإجراء العمليات عليه وإعادته إلى الخادم "FileServer "أى أن عملية المعالجة تتم داخل الحاسب الشخصى وليس فى الـ "FileServer" نفسه ويعتبر الـ"FileServer "بمثابة مكان لتخزين الملفات.
خادم قواعد البيانات "Data Base Server "
هذا النوع من الخوادم لابد أن تتوافر فيه إمكانيات ذات مواصفات عالية عن باقي الأجهزة وهو يستخدم فى حالة وجود بيانات موضوعه داخل قاعدة بيانات يستخدمها جميع محطات العمل "Work Stations" الموصلة فى الشبكة مثل قاعدة بيانات بنك أو شبكة حسابية وفى هذه الحالة عندما تطلب محطة عمل بيانات معينة من داخل قاعدة البيانات يقوم الـ "Server" بالمعالجة لقاعدة البيانات وإعطائه البيانات التى يطلبها فقط أى أن المعالجة تتم داخل الخادم وليس فى محطة العمل,

ويوجد نوعان من قواعد البيانات :-
أولا :- قواعد البيانات الموزعة Distributed Data Base:-
وهى قاعدة بيانات ذات مساحة كبيرة تكون موزعة على جميع الأجهزة الموجودة فى الشبكة .
ثانيا :- قواعد البيانات المركزية Centralized Data Base :-
وتوجد على حاسب واحد كاملة على عكس القواعد الموزعة
ومن أمثلتها قاعدة بيانات "Access"
وهذا عبارة عن رسم توضيحى لاتصال الـ Data Base بالإنترنيت ومرورها بين الأجهزة المختلفة من "Web Server و Switch و Fire Wall"
خادم الطباعة Printer Server
يوجد نوعان من الطابعة من حيث التوصيل:-
أولا NetWork Printer :-
هذه الطابعة توصل مباشرة فى المجمع "Hub "داخل الشبكة وتأخذ هذه الطابعة "IP "خاص بها ويتعامل معها الـ "Server "كمعاملة أى جهاز عادى على الشبكة .
ويوجد بداخلها معالج "Processor "ويستخدم فى عمل تنظيم عملية الطباعة وتحديد أولوية الطباعة داخل الشبكة وتستخدم هذه الطابعة فى الأماكن التى تحتاج إلى طباعة كثيرة ويفضل استخدامها لأنها ذات سرعة عالية ولكن يعيبها التكلفة العالية .
ثانيا Local Printer :-
يتم توصيل Local Printer فى الشبكة على حاسب عادى PC ولا تقوم بعملية الطباعة إلا فى حالة فتح الجهاز الموصلة عليه ويتم استخدام هذه الطابعة فى الأماكن التى لاتحتاج إلى طباعة كثيرة لأن هذه الطابعة ذات سرعة بطيئة ولكن من مميزتها رخص ثمنها .
خادم الإدارة والسيطرة "Administration & Management Server"
وهذا النوع من الخوادم يكون له السيطرة كاملة على الشبكة حيث يقوم بالوظائف الآتية :-
1- تنظيم جميع تعاملات الشبكة مع بعضها البعض
2- مسئول عن عملية إعطاء الصلاحيات للمستخدمين
3- السيطرة على جميع الأجهزة وإيقاف أى خدمة عن أى جهاز داخل الشبكة
4- التحكم في تحديد المواقع التى يمكن للمستخدم الدخول عليها داخل شبكة الإنترنيت
5- تحديد سرعات ووظائف كل Port موجود ويمكنه التحكم في غلقه و فتحه
6- وهذا الخادم يعتبر بمثابة مدير الشبكة الذى يتحقق من دخول الأعضاء الموثقين عن طريق
User Name & pass word