بحث شبكات جاهز؟؟

[مخاوي العين]

شباب هذا بحث شبكات انشالله ينال رضاكم
طبعا الاخ hope ماشالله ماقصر معاكم بس زيادة الخير خيرين

[مخاوي العين]

مش عارف ليش ما شتغلة الملفا ت المرفقه؟؟؟

امري لله بنسخه نسخ!!!!!!!

مقدمة
كان الإنسان - على مر العصور- بأمس الحاجة إلى التواصل بينه وبين من يُحيط به من أفراد وجماعات، وكان سعيه إلى تأمين هذا التواصل سببا في العديد من اختراعاته؛ فإشارات مورس وأجهزة الهاتف والراديو والتلفاز لم تكن إلا وسائل لزيادة تفاعل وتواصل الإنسان مع الأوساط المحيطة به أو البعيدة عنه. وحين جاءت ثورة تكنولوجيا المعلومات، كان عالم الحوسبة تجسيدا لحاجة الإنسان إلى التواصُل. وبدأت أولى محاولات بناء التواصل عبر الشبكات المحلية Local Area Networks- LAN في عام 1964 لتسهيل تشارُك المعلومات والخدمات مع المحيط القريب، ولم تلبث أن توجَّهت التطورات إلى تأمين التواصل الشبكي مع مجموعات أكبر، فظهرت الشبكات الواسعةWide Area Networks-WAN في عام 1966، وهنا كانت بداية مرحلة جديدة في ثورة الشبكات التي لم تتوقَّف عند حدّ، وكان من أعظم نتائجها ظهور الإنترنت the Internet التي اتسعت لتشمل أقطاب كوكبنا الصغير، فأحالته قرية صغيرة، يرى ويسمع ويتبادل أفرادُها معارفهم ومعلوماتهم بسهولة لم يسبق لها مثيل. ومن المؤكَّد أن آمال القائمين على تطوير الشبكات لن تتوقَّف عند هذا الحد؛ فقد ظهر بعض الدراسات والبحوث التي تمثِّل توجّهات للارتقاء بشبكات الكمبيوتر إلى ما يُحاكي الشبكة العصبية الإنسانية من حيث الفعالية والاستجابة.

تعريف الشبكات
شبكة الكمبيوتر هي مجموعة من أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحيطية Peripherals التي تتصِّل ببعضها، وتُتيح لمستخدِميها أن يتشاركوا الموارد resources والأجهزة المتصلة بالشبكة مثل الطابعة Printer والمودم Modem ومحرك القرص المدمج CD-ROM Drive وغيرها. وهذا المفهوم هو الأساس الذي يقوم عليه التشبيك ونظرياته.

ويجب أن لا يقلّ الحدّ الأدنى لمكوِّنات شبكة الكمبيوتر عن:

• جهازي كمبيوتر على الأقل.

• بطاقة شبكية Network Interface Card- NIC: تشكل البطاقة جسر الاتصال بين الكمبيوتر وأسلاك النقل التي تربط مكوِّنات الشبكة.

• وسط ناقل transmission media للاتصال بين عناصر الشبكة مثل والكبلات (cables) والأسلاك(wires) أو الأمواج القصيرة radio waves) و الألياف الضوئية (fiber optic).

• بروتوكول اتصال يحدد خوارزمية تخاطب مكوِّنات الشبكة والمواصفات التقنية الواجب توفرها (مثل عرض الحزمة المستخدَم bandwidth، وطريقة ترتيب المعلومات عند إرسالها Packets formats وغيرها من المواصفات التقنية).

• نظام تشغيل شبكي Network Operating System- NOS يقدم خدمة تنظيم صلاحيات وحقوق المستخدمين (rights and permissions) في الوصول إلى الموارد والأجهزة المشتركة على الشبكة ومن أمثلته: مايكروسوفت ويندوز 98، ويندوز 2000، ويندوز إن تي (Windows NT)، ونوفل نتوير (Novell Netware).
تصنيف الشبكات

أصبح التصنيف في عصرنا هذا علما واسعا، وتصنيف الشبكات هو بعينه علم مستقل، إذ يوجد العديد من المعايير التي يمكن تصنيف الشبكات بناءً عليها. وقد يجتمع واحد أو أكثر من المعايير في صنف من الأصناف، ولهذا فإن ما نعرض له الآن هو تصنيف اجتهادي يستند إلى معايير، نسعى عن طريقه إلى توضيح الأنواع بأبسط الطُرُق:

أولاً: أنواع الشبكات بناءً على قدرات الحوسبة (computing power distribution):

• شبكة ذات حوسبة مركزيةcentral computing: في هذا النموذج، تتركز قدرات المعالجة كلها في الكمبيوتر المركزي، أما الطرفيات فتكون متواضعة الإمكانات ؛dummy terminals إذ لا تربو في بعض الأحيان عن كونها وسيلة لإدخال وإخراج المعلومات وعرض النتائج.

• شبكة ذات حوسبة مستقلة alternative computing: في هذا النموذج، تكون قُدرات المعالجة قائمة في الطرفيات ذاتها، حيث تتم عمليات المعالجة في الطرفية دون الحاجة إلى التعاون بين عُقَد الشبكة (nodes)، ولكن الشبكة تؤمن لتلك الطرفيات إمكان تبادل الملفات فيما بينها، إضافة إلى تشارُك بعض الموارد كالطابعة والماسحة (scanner) وخط الإنترنت.

• شبكة ذات حوسبة مشترَكة collaborative computing: هذا النموذج هو آخر ما وصلت إليه تكنولوجيا الشبكات؛ إذ تؤمَّن فيه جميع إمكانات تبادُل الملفات والخدمات، إضافةً إلى تقسيم وتوزيع مهام المعالجة على عُقَد الشبكة كلها، ومن ثم تُجمَّع النتائج الجزئية من كل طرفية لتكوين النتيجة النهائية.
ثانياً: تصنيف الشبكات بناءً على علاقة الأنظمة ببعضها
• شبكة الند للند peer to peer: شبكة تحتوي على طرفيات متوازنة القدرات يتم فيما بينها تبادُل الملفات والبريد وتشارُك الموارد (مثل الطابعة أو الماسحة أو المودم).

• شبكة الخادم/ المستفيد client/ server: تتركز في هذه الشبكات خدمة أو أكثر في إحدى عُقَد الشبكة؛ وهي الجهاز الخادم. ويكون ذلك الجهاز ذا مواصفات خاصة تُمكنه من تقديم مستوى متميز من تشارُك الخدمات، وقد يكون هذا الجهاز خادما لخدمة واحدة أو أكثر. وبشكل عام، فإن الشبكة قد تتضمَّن الخادمات التالية:

1. خادم الطباعة printer server.

2. خادم الملفات file server.



3. خادم المودم modem server.


ثالثا: تصنيف الشبكات بناءً على التوزّع الجغرافي (geographical distribution):

• الشبكة المحلية Local Area Network- LAN: شبكة موجودة في مساحة جغرافية محدودة (في مدرسة أو بناية واحدة مثلا)، ويندُر أن تتعدّى الشبكة المحلية ميلا واحدا.

• شبكة المدينة (شبكة ميتروبوليتان) (Metropolitan Area Network-MAN): تمتد حدود هذه الشبكة إلى مساحة أكبر من مساحة الشبكة المحلية، فقد تشمل شبكة ميتروبوليتان مدينة كاملة أو مجموعة مدارس ولكنها تحافظ على هيكلة الشبكة المحلية نفسها من حيث استخدامها لخطوط اتصال مخصَّصة ذات سرعات عالية وبرتوكولات محددة.

• الشبكة الواسعة Wide Area Network-WAN: تمتد هذه الشبكة على منطقة جغرافية كبيرة جدا، فقد تشمل أقطارا متعددة أو قد تصل حدودها إلى العالم أجمع، وتُعَدّ الإنترنت مثالا جيدا عليها فهي أكبر الشبكات الواسعة حتى الآن.
رابعا: تصنيف الشبكات بناءً على الهيكلية Topology:
• شبكة ذات هيكلية نجمية Star topology.



تتصل الأجهزة المكوِّنة لهذه الشبكة (مثل أجهزة الكمبيوتر والطابعات والماسحات) بنقطة مركزية واحدة، وتكون هذه النقطة- غالبا- موزعا شبكيا Hub أو مُحوِّلا witch.

• شبكة ذات هيكلية حلقية Ring topology.



يكون وسط النقل في هذه الهيكلية على شكل حلقة تتكون من اتصال كل جهاز بالجهاز المجاور له مع وصل الجهاز الأخير بالأول.

• شبكة ذات هيكلية خطية Bus topology.

[مخاوي العين]

يكون العمود الفقري - وهو وسط النقل- لهذه الهيكلية عبارة عن قطعة واحدة، تتصل به مباشرة جميع الأجهزة المكوِّنة للشبكة.

• شبكة ذات هيكلية ترابُطية Mesh topology.


تتكوَّن هذه الهيكلية من ارتباط كل عقدة فيها بالعُقَد الأخرى في الشبكة، فإذا اتّصلت العُقدة بجميع العُقد الأخرى في الشبكة، فإن الهيكلية تكون ترابُطية كُلية full mesh، أما إن كانت العُقدة تتصّل ببعض العُقَد- وليس جميعها- فإن الهيكلية تكون عندئذ ترابُطية جزئية partial mesh.

• هيكلية نجمية مُوسَّعة Extended Star topology.



تتكون هذه الهيكلية من ربط هيكليات نجمية مستقلة عن طريق الموزعات الشبكية أو غيرها من أجهزة الربط الشبكي. وليست هذه الهيكلية إلا تَوسِعة للهيكلية النجمية، وهي بالغة الفائدة عند بناء الشبكات الضخمة.

• هيكلية شجرية Hierarchical topology.


تشبه هذه الهيكلية في بُنيتها الهيكلية النجمية الموسَّعة إلا إن عُقَدها ترتبط بجهاز كمبيوتر يدير عملية سريان البيانات في الهيكلية، فهذا الكمبيوتر يقوم بدور الموزِّع الشبكي في حالة الهيكلية النجمية.

خامسا: تصنيف الشبكات بناءً على نوع وسيلة الاتصال Communication media:

• شبكات سلكية wired networks

تكون هذه الشبكات على عدة أنواع:

1. شبكات بأسلاك محورية coaxial.

2. شبكات بأسلاك ثنائية twisted pairs.

3. شبكات بألياف ضوئية fiber optics.

• شبكات لا سلكية wireless networks

يُمكن تقسيم هذه الشبكات إلى نوعين:

1. شبكات ذات اتصال بأمواج الراديو radio wave .

2. شبكات ذات اتصال بالأشعة تحت الحمراء infrared.
معيارية الشبكات
بدأت عمليات تطوير الشبكات، في أول عهدها، في شركات مختلفة، ولم تكُن التوافقية compatibility عاملا مأخوذا بعين الاعتبار، ولهذا نشأ الكثير من المشاكل عند محاولة



ربط أجهزة الكمبيوتر التي تنتمي إلى عوائل مختلفة في شبكة واحدة، وتضاعفت المشاكل عند محاولة ربط الشبكات المحلية لتكوين الشبكات الواسعة. ومن هنا نشأ العديد من المنظمات التي تسعى إلى توحيد المعايير، ومن أشهرها المنظمة العالمية للمعايير- آيزو International Organization for Standardization- ISO، وقد أصبحت هذه المنظَّمة المرجع للكثير من قطاعات العمل، وعملت على وضع معايير لتصميم الشبكات وما يرتبط بها من أجهزة أو برمجيات، وأطلقت على هذا المعيار اسم معيار ربط الأنظمة المفتوحة Open Systems Interconnection-OSI، وهو معيار يقوم على تقسيم الشبكة إلى طبقات، ويحدِّد برتوكولات العمل في كل طبقة. وللاستزادة في هذا الموضوع انقر على الشكل التوضيحي التالي:

ولم يكن هذا النموذج الوحيد المعتمد، وإنما وُجِدت نماذج أخرى عديدة، من أهمها نموذج TCP/IP الذي يطلق عليه أحيانا برتوكول الطبقات الأربع، وهو يشبه النموذج OSI إلى درجة كبيرة، ولكن لكل منهما فلسفته الخاصة.

الشبكات والأعمال
قد يكون من المحيّر تحديد أي من الطرفين يقود الأخر؛ فالشبكات تتطور لتخدم الأعمال، ولكن شركات الأعمال تحدد الكثير من توجهات عالم الشبكات. ولذلك، فإن من الممكن القول إن الأثر بين الاثنين تفاعلي أي إن الشبكات تؤثر في الأعمال، والأعمال تؤثر في الشبكات. وأكثر قطاعات الأعمال تعطشّا لتكنولوجيا التشبيك هي قطاعات الأعمال المتوسطة والصغيرة؛ إذ إن ما تدفعه ثمنا للتكنولوجيا هو الإناء الذي ستغرف بوساطته الأرباح، ومن لا يمتلك الإناء لن يحصل على الأرباح.

إذا، ما هي الفوائد التي تحصل عليها الأعمال المتوسطة والصغيرة جراء اعتمادها على الشبكات؟

تتلخص منافع الشبكات للشركات الصغيرة والمتوسطة في النقاط التالية:
1. تُتيح الشبكات إمكان تشارُك الموارد من طابعات وماسحات وملفات، إضافةً إلى الولوج إلى الإنترنت، مما يُسهم في خفض الكلفة بشكل كبير.

2. تأمين التواصل الدائم بين الموظفين والعملاء، مما يرفع من معوليّة (reliability) الشركة عند عملائها، ويرفع رصيدها في قطاع الأعمال.

3. تسهيل متابعة سير العمل وتنظيمه وتوزيع عبء العمل بين الموظفين بشكل عادل.

4. بناء قاعدة للانطلاق إلى الأعمال الإلكترونية e-Business التي ستُلغي التفاوت بين الشركات الكبيرة والصغيرة، وتفسح المجال للتنافس بينهم على قدم المساواة.

5. تحديد الصلاحيات بشكل دقيق، مما يُسهم أيضا في تحديد المسؤوليات وضبط العمل
توجّهات تطوير الشبكات

هنالك حاليا العديد من المشاريع لتطوير الشبكات والارتقاء بها لدرجة تفي بما يحتاجه العالم الإلكتروني e-world بجميع قطاعاته (مثل التعليم الإلكتروني e-Learning، والأعمال الإلكترونية (e-Business. ويمكنك أن تعود إلى موضوع تاريخ ومستقبل الإنترنت لتستقرأ منه بعضا من هذه التوجهات. (اُنظر مشروع إنترنت2 (Internet2) وإنترنت الجيل المقبل (Next Generation Internet-NGI).

ومن التوجّهات المهمّة في تطوير الشبكات تبنّي مفهوم النظام العصبي الرقمي Digital Nervous System. وهذا النظام ليس تقنية معيَّنة بحدّ ذاتها، ولكنه توليفة من العمليات والأنظمة الرقمية التي تُتيح رفع درجة الفعالية والاستجابة في الشركة أو المؤسسة إلى ما يُحاكي النظام العصبي في جسم الإنسان؛ إذ إن النظام العصبي الرقمي يتفوّق على الشبكات التقليدية من حيث السرعة والدقة والمعوَّلية reliability، ممّا يؤدّي إلى تطوّر كبير في مجال رفع الإنتاجية وتحسين جودة المنتَجات والخدمات وتعزيز عمليات الاتصال والتواصل.

[مخاوي العين]

ما هي الشبكة المحلية؟
ما هي طُرُق الولوج(accessing)إليها؟
ما هي طرق الإرسال في الشبكة المحلية؟
ما هي تقنياتها الرئيسة؟
ما هي أجهزة الارتباطية(connectivity) فيها؟
ما هي الشبكة المحلية؟

الشبكة المحلية هي شبكة كمبيوتر computer network تنقل المعلومات بسرعة عالية ضمن مساحة جغرافية محدودة (مثلا: بناية واحدة أو عدة بنايات). وتربط هذه الشبكة مجموعة من محطات العمل workstations مع بعضها، وذلك بما يُتيح لهذه المحطات تشارُك موارد الشبكة من عتاد hardware وبرمجيات software، إضافةً إلى تمكين مستخدِمي الشبكة من تبادُل الملفات والاتصال فيما بينهم عبر البريد الإلكتروني Email والجلسات الحوارية chat.
ما هي طُرُق الولوج إلى الشبكة المحلية؟
كي تتمكَّن الأجهزة الموجودة في الشبكة المحلية من تبادُل المعلومات فيما بينها؛ لا بد لها من مجموعة من قواعد الاتصال المعيارية المتفَّق عليها مُسبَقاً، وتدعى هذه القواعد بروتوكولاً protocol، فمن أجل إرسال رسالة من جهاز إلى آخر عبر الشبكة، تُجزَّأ الرسالة في الطرف المرسِِل إلى وحدات بيانات تُدعى الحُزَم packets، وتُرسَل هذه الحُزَم عبر خطوط الاتصال لِيُعاد تجميعُها في الطرف المستقبِل.

وهناك عدة بروتوكولات تُستَخدَم لِحلِّ مشكلة تشارُك وسط النقل transmission medium في الشبكات المحلية. وتعتمد هذه البروتوكولات إحدى الطريقتين التاليتين للوصول إلى الشبكة:
1. التنافُس contention: تطرأ الحاجة إلى التنافُس عند محاولة أكثر من جهاز كمبيوتر استخدام وسط النقل في الوقت نفسه، مما يؤدي إلى حدوث تصادم (collision). أما آليات تخفيف ذلك التصادم فهي عديدة، ومنها:
• تحسُّس وسط النقل carrier sensing: آلية تعتمد على تأكد أجهزة الكمبيوتر من خُلوّ وسط النقل قبل استخدامه.
• تحرّي وسط النقل carrier detection: في هذه الآلية، تبقى أجهزة الكمبيوتر تراقب وسط النقل حتى أثناء استخدامها له.
ويُدعى البروتوكول الذي يستخدم كلا هاتين الآليتين بروتوكول CSMA/CD
(اختصار للمصطلح الأجنبي carrier sense multiple access collision detect)، وهذا البروتوكول مستخدَم في جميع أنواع شبكات إيثرنت Ethernet.
2. تمرير الشارة token passing: في هذه الطريقة، ينتظر جهاز الكمبيوتر الذي يريد استخدام الشبكة مرور شارة
token تدور في الشبكة، وتخبره عند وصولها إليه متى يُسمَح له باستخدام الشبكة. ويُدعى البروتوكول الذي يستخدم هذه الطريقة بروتوكول توكن رينغ
token ring protocol.

وتُعدّ طريقة تمرير الشارة token passing أفضل وأكثر معوَّلية من طريقة التنافس contention، ولكنها- بالمقابل- أكثر كلفة.
ما هي طُرُق الإرسال في الشبكات المحلية؟

تُرسَل المعلومات في الشبكات المحلية إلى العُقَد الأخرى بإحدى ثلاث طُرُق، وفي كل طريقة منها تُرسَل حزمة واحدة من المعلومات إلى عقدة أو أكثر، ففي الإرسال الأحادي unicast يتم الإرسال إلى عقدة واحدة، أما في الإرسال المتزامن المتعدِّد الوُجهات
multicasting فيتم الإرسال إلى أكثر من عقدة، بينما في النوع الأخير المُسمىالإرسال العام أو البث broadcasting فتُرسَل حزمة المعلومات إلى جميع العُقَد في الشبكة.
التقنيات الرئيسة في الشبكات المحلية
هناك مجموعة من التقنيات التي تُستَخدَم في الشبكات المحلية، وتتفاوت هذه التقنيات في سُرعاتها، وفي البروتوكولات التي تستخدمها، ونوعية الأوساط الناقلة فيها. ومن هذه التقنيات:
1. الإيثرنت : Ethernet أكثر تقنيات الشبكات المحلية انتشاراً، وهي تستخدم الهيكليات الخطية (bus topology) والنجمية (star topology)، وتنقل المعلوماتِ بسرعة 10 ميغابت/ثانية. وتعتمد جميع شبكات الإيثرنت بروتوكول (CSMA/CD) في الولوج إلى الشبكة، كما تستخدم- غالبا- كوابل محورية (coaxial cables) وبعض أصناف الكوابل المَجدولة (twisted pair). وهناك أنواع جديدة مطوَّرة من الإيثرنت نذكر منها:

• إيثرنت السريعة fast Ethernet: تنقل المعلومات بسرعة 100 ميغابت/ثانية، وتستخدم الكوابل المجدولة (twisted pair).
• غيغابت إيثرنت gigabit Ethernet: تعتمد غيغابت إيثرنت- بشكل رئيس- على استخدام الألياف الضوئية (optical fibers)، وتصل سرعة نقلها للمعلومات إلى 1000 ميغابت/ثانية، فهي تتفوَّق على إيثرنت السريعة في هذا المجال. وتتوافق غيغابت إيثرنت بشكل كامل مع سابقاتها من شبكات إيثرنت.
2. شبكة توكن رينغ المحلية Token ring LAN: تعتمد هذه الشبكة بروتوكول توكِن رينغ، وهي تَستَخدِم طريقة تمرير الشارة token passing لمنع التصادُم الذي قد ينجُم عن قيام أكثر من كمبيوتر باستخدام الشبكة في الوقت نفسه. وترتبط أجهزة الكمبيوتر في هذه الشبكة وفق هيكلية حلقية أو نجمية أو خطية. وتنتقل المعلومات عبر هذه الشبكة بسرعة تتراوح بين 4 و 16 ميغابت/ثانية.
3. شبكة البيانات الموزَّعة بالألياف الضوئية (fiber-distributed data interface- FDDI): تُستَخدَم هنا خطوط من الألياف الضوئية لنقل المعلومات في الشبكة المحلية ضمن مساحة تصل إلى 200 كم. وتعتمد شبكات FDDI على طريقة تمرير الشارة token passing التي تعتمد بروتوكول توكن رينغ token ring؛ ولكنها تحتوي على حلقتي توكن تكون إحداهما احتياطية في حال تعطل الأخرى، وتعمل على نقل المعلومات في الحالات العادية مما يضاعف سرعة النقل إلى 200 ميغابت/ثانية. وتكمن فائدة هذه النوعية من الشبكات في أنها تغطي آلاف المستخدمين، وتُستَخدَم على أنها عمود فقري (backbone) للشبكات الواسعة (WAN).
ويوجد تقنيات عديدة أخرى للشبكات المحلية مثل:
التحويل المتعدِّد الطبقات (Multilayer switching)،
والشبكات التي تعتمد بروتوكول STP (spannig tree protocol).

أجهزة الارتباطية(connectivity devices)في الشبكات المحلية

كي يتمّ الاتصال عبر الشبكة، لا بُدَّ من استخدام بعض تقنيات وأجهزة الارتباطية. ونستعرض فيما يلي بعضاً من هذه الأجهزة والوظائف التي تقوم بها.
1. المودم modem:

من المعلوم أن أجهزة الكمبيوتر تتعامل مع الإشارات الرقمية digital signals فقط، ولكن خطوط الهاتف العادية لا تنقل سوى الإشارات التواصلية analog signals. ولهذا، لا بد من وجود جهاز- هو المودم modem- يحوِّل الإشارات الرقمية digital إلى تواصلية analog في الطرف المرسِل عبر عملية تُدعى التعديل modulation، ثم تُرسَل الإشارات الناتجة عبر خطوط الهاتف، ليصار إلى تحويلها من تواصلية إلى رقمية في الطرف المستقبِل عبر عملية تدعى فك التعديل demodulation. ومن هنا كانت أجهزة المودم قادرة على ربط أجهزة كمبيوتر، أو حتى شبكات كاملة بعيدة عن بعضها باستخدام خطوط الهاتف.

وَتَصِل سُرعات المودم حاليا إلى 56 كيلوبت/ثانية، ولكن هنالك تقنيات جديدة قد تحل محل المودم العادي، وهي تنقل المعلومات بسُرعات كبيرة جداً، ومن هذه التقنيات: الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ISDN Integrated services digital network، والخطّ الرقمي للمشترِك digital subscriber line.
2. الموزِّع الشبكي :hub

تتصل أجهزة الكمبيوتر في معظم أنواع الشبكات المحلية- عدا شبكات إيثرنت التي تستخدم كوابل محورية coaxial cables بجهاز يقوم بدور نقطة وصل مركزية بين أجهزة الشبكة، وهو يدعى الموزع الشبكي hub، ووظيفته هي ربط قِطِع الشبكةsegments ببعضها. ومن أنواع الموزِّعات:
• الموزِّع المنفعِل passive hub: يُمرِّر هذا النوع الإشارات الواردة من القِطَع segments المختلفة للشبكة، وتستطيع جميع الأجهزة الموصولة معه استقبال حُزَم packets المعلومات المارة عبره.

•الموزِّع الفاعل active hub: يحوي هذا الموزِّع أجزاء إلكترونية تُعيد توليد regenerate الإشارات المارة في الشبكة. وتكمن فائدته في زيادة معوِّلية الشبكة، والسماح بمسافات أكبر بين أجهزتها. ويوجد منه نوع محسَّن يُدعى الموزع الشبكي الذكي intelligent hub.
3. المكرِّر repeater:

تتعرَّض الإشارة أثناء عملية الإرسال للتشويش والتشويه عبر خطوط النقل، مما ولَّد الحاجة إلى تصميم جهاز يدعى المكرِّر repeater يستخدم لإنعاش الإشارة المرسلة عبر الشبكة، بحيث تبقى قوية عند وصولها إلى محطات العمل المستقبِلة لها. ويوجد نوعان من هذه المكرِّرات: تواصلي analog يضخِّم الإشارة وحسب، ورقمي digital يعيد بناء الإشارة لتصبح قريبة جداً من الأصلية.
4. الجسر bridge

لتوسيع حجم الشبكات الموجودة صُمِّم جهاز يدعى الجسر bridge يمكنه ربط قطعتين segment من شبكة محلية، كما يمكنه ربط شبكتين محليتين تستخدمان البروتوكول نفسه.
وقد صُمِّم جهاز آخر يدعى المحوِّل switch لتحديد المسار الذي تُنقَل عبره حزم packets المعلومات بين القِطَع segments المختلفة للشبكة المحلية، وتدعى الشبكات المحلية التي تستخدمه switched LAN.
5. الموجِّه router

مع الازدياد الهائل في عدد الشبكات المحلية، لم يكن الجسر bridge قادراً على إجراء هذا الربط، فكان الحل في جهاز يدعى الموجِّه router يقوم بهذا الربط. ويمرر هذا الجهاز حزم packets المعلومات بالاعتماد على عناوين منطقية، كما يتبع خوارزمية تمكنه من اختيار المسار route الأفضل لنقل حُزَم المعلومات إلى هدفها عبر الشبكات الأخرى. أما في الإنترنت، فيمكن أن يكون الموجه جهازاً أو برنامجاً يحدد المسار الأفضل عبر العقد للوصول إلى الهدف.
6.البوابة gateway

أدَّى عدم مقدرة الموجه router على ربط شبكات محلية تستخدم بروتوكولات مختلفة- إلى استخدام ما يدعى البوابة gateway، وهي مجموعة من الأجهزة والبرامج التي تربط بين شبكات تستخدم بروتوكولات مختلفة، إذ تنقل المعلومات وتحولها إلى صيغة تتوافق مع بروتوكولات الشبكة الأخرى.

[مخاوي العين]

ما هي الشبكة الواسعة؟
ما أهميتها وفوائدها؟
الوصل نقطة بنقطة point-to-point connection
الدارات الافتراضية في الشبكات الواسعةWAN virtual circuit
الأجهزة المستخدَمة في الشبكات الواسعة WAN devices
ما هي الشبكة الواسعةWAN ؟
الشبكة الواسعة WAN هي شبكة كمبيوتر لِتبادُل المعلومات الرقمية ضمن مساحة جغرافية واسعة (قد تشمل عدة دول)؛ وهي أكبر من الشبكة المحلية LAN، وقد تستخدِم خطوط الهاتف والأقمار الصناعية وغيرها من وسائط نقل البيانات. وفي بعض الأحوال، قد تتكوَّن الشبكة الواسعة من ربط عدة شبكات محلية معا.
ما أهميتها وفوائدها؟
تكمن فائدة الشبكات الواسعة في أنها تُتيح نقلا آمنا وسريعا للمعلومات بين العُقَد المختلفة، ناهيك عمّا يمتاز به نقل المعلومات عبر الشبكة الواسعة من موثوقية عالية، وانخفاض الكُلفة.

ولعلّ المنظمات والشركات الكبيرة التي تنتشر فروعها في أرجاء العالم المختلفة- هي من يُحقِّق الاستفادة الكُبرى من الشبكات الواسعة؛ لأن هذه الشبكات تُتيح لها الاتصال مع موظفيها وزبائنها وشركائها عبر العالم. وللشبكات الواسعة دور كبير في تشجيع وحفز الأعمال الإلكترونية e-business التي انتشرت في عصر الإنترنت.

وفي الغالب، تقوم شركات الاتصالات الحكومية public telecommunications companies- PTT في البلاد المختلفة بالإشراف على الشبكات الواسعة وصيانتها؛ كما تقدِّم هذه الشركات خدمات معيَّنة لمستخدِمي الشبكات الواسعة مثل خدمة الخط المستأجَر leased line.

وفي الفقرات التالية، سنتعرف على طرق توصيل الأجهزة ببعضها في الشبكات الواسعة:
الوصل نقطة بنقطة point-to-point connection:
تعتمد هذه الطريقة الخطَّ المستأجر leased line لوصل مكانين متباعدين على الشبكة بوساطة وصلة وحيدة كما في الشكل (1). ويكون الإرسال عبر هذه الوصلة على نوعين، أما الأول فهو إرسال الحُزَم المعنوَنة [datagram transmission] الذي تُرسَل فيه المعلومات حزمة إثر حزمة، وأما النوع الثاني فهو الإرسال التدفقي للبيانات data-stream transmission الذي تُرسَل فيه البيانات بايت إثر بايت.

وتتميز هذه الطريقة بأن الخط محجوز بشكل دائم للزبون، ولكنها- بالمقابل- طريقة مرتفعة الكُلفة. أما من كانت ميزانيته محدودة، فينبغي عليه استخدام طُرق أخرى أقل كلفة، ومنها طريقة التحويل عبر دارة
circuit switching.


شكل (1)
التحويل عبر دارة circuits witching:
تختلف هذه الطريقة عن سابقتها في شغلها لخط الهاتف أثناء فترة الاتصال فقط، فهي تشبه طريقة إجراء المكالمة الهاتفية. وتستخدم هذه الطريقة دارة تُشكِّل وصلة فعلية بين الأطراف المرسِلة والمُستقبِلة عبر خط الهاتف، وتبقى هذه الوصلة فعالة من بداية الاتصال حتى نهايته حيث تُلغى عندئذ (انظر الشكل2)، وهذا هو السبب الذي يجعل هذه الطريقة منخفضة الكُلفة نسبيا. ومن البروتوكولات التي تستخدم هذا التحويل بروتوكول ISDN.


الشكل (2)

التحويل بالحُزَم packet switching:
تُعَدُّ هذه الطريقة الأساس لمعظم شبكات الاتصالات حتى يومنا هذا، ويتلخَّص مبدؤها في تجزيء رسائل المعلومات إلى وحدات صغيرة تدعى الحُزَم packets، وتُرسَل كل حزمة بمفردها إلى العُقدة الوُجهة destination node اعتماداً على بروتوكول يُحدِّد للحزمة المسار route الذي ستسلكه. وتُتيح طريقة التحويل بالحُزَم إمكان ربط جميع العُقَد المختلفة في الشبكة الواسعة ببعضها بوساطة وصلة فعلية، كما تُتيح تشارُك عرض الحزمة bandwidth بين المستخدِمين عوضا عن تقسيمها فيما بينهم. ورغم سرعة هذه الطريقة نسبيا، إلا إنها أبطأ من طريقة التحويل عبر دارة circuit switching، ولكنها- بالمقابل- أقلّ كلفة منها.

وهناك مجموعة من البروتوكولات التي تعتمد طريقة تحويل الحُزَم packet switching، نتحدث عنها بإيجاز:
• بروتوكول (X.25): ظل هذا البروتوكول سائداً فترة طويلة، وقد تميزت الشبكات الواسعة التي اعتمدته بسرعة الاتصالات فيها، وشكلت هذه الشبكات القناة الدولية الرئيسة للاتصالات التجارية. ولكن لم يَعُد بإمكان هذا البروتوكول مواكبة التقنيات الجديدة ذات السرعة العالية.

• بروتوكول ترحيل الإطارات (frame relay): ينتشر هذا البروتوكول بكثرة في الشبكات الواسعة، وهو يستخدِم وسطاً للنقل يتكوَّن من ألياف ضوئية وينقل المعلومات بسرعة تصل إلى 2 ميغابت/ثانية، إذ تُرسَل المعلومات في حُزَم مختلفة الأحجام عبر مسارات محدَّدة مُسبقاً تُعرَف باسم الدارات الافتراضية الدائمة
(permanent virtual circuits- PVC).

• نمط النقل غير المتزامِن (asynchronous transfer mode- ATM): ينقل هذا البروتوكول المعلومات بسرعة عالية قد تصل إلى 10 غيغابت/ثانية. ويعتمد مبدأ عمله على تنظيم البيانات الرقمية المراد إرسالها في خلايا cells لكل منها حجم ثابت يبلغ 53 بايت ، وعند امتلاء هذه الخلية تُرسَل عبر وسط النقل في الشبكة. وتستخدم الشبكات المعتمِدة على هذا البروتوكول أنواعاً مختلفة من أوساط النقل مثل: الكوابل المجدولة twisted pair، والألياف الضوئية optical fiber، وخطوط T3، إضافة إلى خطوط النواقل الضوئية optical carrier.
وبعد الحديث عن البروتوكولات التي تعتمد طريقة التحويل بالحُزَم packet switching، لا بُدَّ من التعريج على الدارات الافتراضية virtual circuits المستخدَمة في هذه الطريقة.
الدارات الافتراضية في الشبكات الواسعة WAN virtual circuits:

تُستخدَم هذه الدارات في الشبكات التي تعتمد طريقة التحويل بالحُزَم packet switching. والدارة الافتراضية هي دارة منطقية تُنشأ لتأمين اتصالات بين عُقدتين أو جهازي كمبيوتر في الشبكة. وتمتاز الاتصالات عبر الدارات الافتراضية بموثوقيتها العالية. وهذه الدارات على نوعين:
• الدارات الافتراضية المؤقَّتة (switched virtual circuits- SVC): يتم إنشاء هذا النوع من الدارات المنطقية المؤقَّتة للوصل بين العُقَد أثناء فترة الاتصال فقط.
• الدارات الافتراضية الدائمة (permanent virtual circuits- PVC): تختلف هذه الدارات عن سابقتها في كونها دارات منطقية دائمة تبدو كأنها خط مخصَّص محجوز بشكل دائم.
وتتميَّز الدارات الافتراضية الدائمة PVC بأنّ ما تتطلَّبه من عرض الحزمة bandwidth أقلّ ممّا يتطلَّبه إنشاء وإنهاء الدارات الافتراضية المؤقَّتة SVC، ولكن الدارات الافتراضية الدائمة PVC أعلى كلفة من المؤقَّتة.

الأجهزة المستخدَمة في الشبكات الواسعةWAN devices :
هنالك العديد من الأجهزة المستخدَمة للربط في الشبكات الواسعة، ومنها الموجِّه router الذي يُستخدَم في الشبكات الواسعة التي تعتمد وصلات T1 وبروتوكول ترحيل الإطاراتframe relay ، كما يُستخدَم الموجِّه في ربط الشبكات المحلية بالشبكات الواسعة. ويقوم الكثير من هذه الموجِّهات بوظيفة الجدار الناري firewall أيضا، ويمكن الاستفادة من هذه الميزة لتوفير درجة عالية من الأمن security عند ربط الشبكات الواسعة بالإنترنت، كما يُستَفاد منها أيضا في مراقبة السياسة الأمنية داخل الشبكات الواسعة.

ومن الجدير بالذكر أنه يمكن ربط موجِّهين routers في موقعين متباعدين عن بعضهما داخل الشبكة الواسعة عبر جهاز له عدة منافذ multiport يُدعى محوِّل الشبكات الواسعة WAN switch.

وعند نقل المعلومات عبر الشبكة باستخدام الخطوط الهاتفية التواصلية analog، يُستَخدَم جهاز المودم modem لتحويل الإشارات الرقمية التي يستخدمها الكمبيوتر إلى إشارات تواصلية analog تُنقَل عبر الخطوط المذكورة، ومن ثم يجري عكس هذه العملية عند الطرف المستقبِل.

وتُستخدَم الآن تقنية جديدة تُدعى الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة
(integrated services digital network- ISDN)، حيث تُنقَل الإشارات الرقمية دون تحويل عبر جهاز يدعى الموائم الطرفي للشبكات الرقمية ذات الخدمات المتكاملة ISDN terminal adapter، وتصل سرعة النقل في هذه التقنية إلى 128 كيلوبت/ثانية.

وهناك جهاز آخر شبيه بالمودم يدعى (channel service unit/ data service unit- CSU/DSU) يربط الخط المستأجر leased line من شركة الاتصالات الحكومية مع تجهيزات الزبون ( مثل الموجِّه router، إذ يحوِّل هذا الجهاز حُزَم المعلومات الرقمية المُعَدَّة للنقل داخل الشبكات المحلية إلى حُزَم يمكن التعامل معها في الشبكات الواسعة.
Page: 2

الحزمة المعنوَنة (datagram) هي حُزمة بيانات يرافقها بعض المعلومات الإضافية التي تحدِّد وُجهة الحُزمة

منها 5 بايت من بيانات التوجيه (routing data) و 48 بايت من البيانات العادية

تبدو كأنها وصلة مباشرة بين عُقدتين أو جهازي كمبيوتر، ولكنها قد تتضمَّن توجيه البيانات عبر مسار آخر قد يكون أطول

[مخاوي العين]

1. Basic Connectivity Components

المواد المستخدمة في ربط ألاجهزه هي عبارة عن كروت الشبكة و الكبلات المستخدمة في ربط ألاجهزه

Network Adapters
كارت الشبكة هو الذي يحدد أشياء مهمة داخل الشبكه مثل نوعيه التكنولوجية المستخدمة في الشبكه نوعيه الكبلات و سرعتها
و هو المسئول عن إرسال و استقبال البينات من والي الكبلات
وكل كارت شبكه يحمل عنوان فريد زي بصمه اليد و يسمي العنوان بل physical address أو بل(media access control address (MAC

Network Cables
كابل network ممكن يتقسم إلى جزآن جزء السلك و connectors


من اشهر كبلات الشبكات
• Twisted-pair
• Coaxial
• Fiber-optic

Twisted-Pair Cable


Twisted-Pair Cable .1هو اكثر انتشارا و استخدام ?
فيه نوعين من أل Twisted-Pair Cable و النوعين يقومان بنفس الوظيفة
unshielded twisted pair UTP.2 هو النوع الأشهر و الأكثر استعملا
shielded twisted pair STP .3الفرق بينه و بين النوع الأول و جود طبقه عازلة حوله لزيادة كفائتة
وتوجد له عدده سرعات في نقل البينات
10baseT وتعني Mbps10
100baseT وتعني Mbps100
و ممكن يمتدد لحد 100 متر
حرف T يعني Twisted-Pair
و Twisted-Pair يستخدم connectors من نوع أل (RJ-45)


يحتوي كابل أل Twisted-Pair علي ثمانية أسلاك أو أربع أزواج من الأسلاك


فعليا المعلومات تنتقل عن طريق أربع أسلاك فقط و تستخدم ألا ربعه الآخرين لزيادة تثبيت الأسلاك في connectors ,
يقوم سلكان من الأربع بإرسال البيانات و يعمل السلكان الآخران علي استقبال البيانات .
فلو فرضنا أنى نستخدم الأربع أسلاك التي بلون البني و البرتقالي و الأزرق و الأخضر في نقل البيانات .


فلو استخدمنا السلكان البني و البرتقالي في الإرسال من الطرف الأول, تكون و وظيفتهم في الطرف الثاني الاستقبال .
توجد طريقتان لتوصيل الأسلاك بل connectors ,
Straight وهي بتوصيل كل سلك في نفس أل Pin في كلى الطرفين
Crossover وهي بعكس كل طرف ممكن الصورة توضح اكثر



Coaxial Cable


يوجد نوعين من Coaxial Cable
Thin Net coaxial cable 10Base2
ممكن يمتد لحد 185 متر
Thick Net coaxial cable 10Base5
ممكن يمتد لحد 500 متر
و يستخدم Coaxial Cable connectors من نوع BNC
شكل السلك


شكل أل connectors


Fiber-Optic Cable


من اسمه نعرف انه يستخدم الألياف الضوئية أو البصرية و هي تكنولوجيا مختلفة عن النوعين السابقين .
و يمكن لل Fiber-Optic Cable نقل أحجام كبيره من المعلومات بسرعات عاليه.
من مشاكله صعوبة التعامل معها و غلو ثمنها.

جدول يبين استخدامات الكبلات:-








Network Device

لتوسيع أي شبكه ولإرضاء حاجات الاتّصال المتنامية لمستخدمين الشبكه نحتاج لتوسيع حجم و تحسين أداء الشبكات ولا يمكن أن نجعل الشبكات أكبر فقط بإضافة أجهزه جديدة و كبلات أكثر فالكل Topology حدود,
Network Device هي التي تمكنا من أن نوسع الشّبكة
ومن اشهرها
• Repeaters and Hubs
• Bridges
• Switches
• Routers
• Gateways

Repeaters and Hubs

يمكن أن تستخدم Repeaters and Hubs لتوسيع شبكة بإضافة جهازين أو اكثر للوصل بين شبكتين Repeaters and Hubs عادةً رخيصة و سهل التركيب

Repeaters


تستقبل أل Repeaters أل signals و تعيد إرسالهم في قنوتها ألاصليه. هذا يزيد الطّول العملي للكابل . ( إذا كان الكابل طويلاً جدًّا, الإشارة تضعف و تصبح مشوها) وبتركيب الRepeaters بين نهايات الكابل يمكن لل signals أن تمتد لمسافة أطول.

لا يمكن لل Repeaters بين نوعين مختلفان في التكنولوجيا على سبيل المثال
الRepeaters لا يمكن أن تربط بين حزمة Ethernet في حزمة Token Ring.
لا تعمل الRepeaters كفلاتر للحد من تدفّق مرور ال signalsالمشوهة و ترسل ال Repeaters كلّ ذرة من بيانات من قطعة كبل واحدة إلى آخر, حتى إذا كانت البيانات من الحزم المشوهة.

استخدامات الRepeaters

وصّل شبكتين متشابه.
تجدد الإشارة لزيادة المسافة المرسلة .
اقل تكلفه.

Hubs


ال Hub هو جهاز يوصل مجموعه كومبيوترات مع بعضه وهو ابسط جهاز ممكن يكون في ال Star Topology و يحتوي الHub علي عده منافذ نقدر من خلاله توصيله بالأجهزة في الشبكه ويقوم الHub باستقبال ال signals من إحدى ألاجهزه المتصلة به و يرسلها إلى باقي ألاجهزه (Broadcast)
وهناك نوعان من الHub
• Passive Hubs تقوم بإرسال ال signals عبر منافذها من غير أن تقوم بمعالجتها,
• Active Hubs وتسمي أيضا بل multipart repeaters و هي تتلقي ال signals من منافذها و تعيد تكبيرها و إرسالها للاجهزه المتصلة بها .

استخدامات الHub

سهولة تركيبه.
ورخص ثمنه.

Bridges


ال Bridges هو جهاز يربط اكثر من شبكه ببعضها بشرط أن يستخدم البروتوكول نفسه,
ويسمح بمرور signals واحدة بين الشبكتين و بذلك يحد من ال Broadcast .
يستخدم ال Bridges ال MAC address لتحديد الجهاز المرسل أليه.

استخدامات ال Bridges

تكبير الشبكه و زيادة طول ال signals.
يساعد علي تقليل ال Broadcast.

Switches


ال Switchesشبيه بل Bridges إلا أن ال Switchesيوفر أداره افضل لل signalsمن المرسل إلى المستقبل,
بحيث عند استقباله لل signals من مرسل فانه يحدد طريق منفصل لإرساله ال المستقبل (يمنع ال (Broadcast
ويستخدم ال Switches ال address IP في تحديد المرسل أليه

استخدامات ال Switches

إرسال signals مباشرة من كمبيوتر المرسل إلى كمبيوتر المستقبل.
يوفر سرعة الاتصال في الشبكه .

Routers


ال Routers يتصرف تقريبا مثل ال Switchesو ال Bridgesولاكن يوفر إمكانيات اكبر في نقل البيانات من اكثر من شبكه ويفحص ال Routersكل ال signals التي تمر منه و يبني منها جداول تساعده علي معرفة كل ألاجهزه الموجودة في الشبكه,
ويكفي معرفة أن الإنترنت مبني علي ال Routers .

استخدامات ال Routers

إرسال ال signals مباشرة إلى ألاجهزه المرسلة.
تقلل الضغط علي الشبكه بشكل كبير.



Gateways


مع اختلاف ال Topologies و اختلاف التكنولوجيا لكل Topology نحتاج إلى Gateways
ليترجم من تكنولوجيا إلى أخرى
و هو بالفعل مثل المترجم فلو فرضنا و جود مجموعه من الأشخاص يتكلموا لغات مختلفة فسنحتاج إلى مترجم .

[ALBATAL]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

والله مشكور اخوي على هذا البحث الحلو
ونشاء الله يستفيد منه الكثير

[مُجَاهِد.]

الف الف شكر لك أخي الكريم على الموضوع القيم والمفيد ..
الف الف شكر لك ..

والى الامام ..




وخالص المودة ،،