محاضرة في الشبكات - ج 1 - د منال البلقاسي

 

أساسيات في الشبكات

Basics in networking

د . منال البلقاسي

 Dr.computersc@yahoo.com

 

Definition of networks

• Network features

• Resources that can be shared on networks

• Network components

• Network cables

• Network design

• Types of networks geographically

• Local area network (LAN)

• The National Network of MAN

• Wide Area Network (WAN)

• Protocols

• Wireless networks

• OSI network model

• Steps to encapsulate data

• Local area networks

Logical addressing (IP)

• TCP / IP addressing

• Layers of networks

Types of Network Servers

• Network Topologies

• Bus Topology

• Ring Topology

Definition of networks

Networks mean the connection between computers for the purpose of joint use of information. Networks offer great possibilities for exchanging information and files between users in addition to sharing resources. Thus, a computer network defines a group of computers that are distributed over different locations and are linked by different means of communication such as satellites, coaxial cables and telephone wires.

Network features

Speed: The network provides a method

Sharing and exchanging files through file transfer protocols.

Cost: By participating in programs and network resources, the cost of purchasing software can be reduced

• Security: The programs are designed to be read-only or by password to provide greater protection

Centralized Software Management.

Sharing Resources: Network software can be shared from every device such as faxes or printers.

Resources that can be shared across networks

• Electronic Mail: The presence of the network provides the necessary hardware components (Hard Ware) for the e-mail system that helps in communication through an integrated system and also contributes to attaching files and exchanging them with messages between users.

Flexible access: Building a network helps users access public work devices, save their business, and enable them to work cooperatively (co-operatively).

• Work group computing: the work of collective software such as the program (Microsoft Office) that allows multiple users to work on a project in a compatible manner, such as exchanging files over the network.

Network components

A network is a group of computers connected by wired or wireless links that work together as if they were a single device or under the control of a single user aiming to participate in resources and physical components such as printers and application programs. It is also possible through networks to exchange files from one computer to another, send and receive electronic messages and attach Files according to the user's need, and communication can be achieved through voice and video chat, etc., the network consists of physical components, a computer and a modem to connect to the network, cables, cabling & hubs, switches, its accessories, operating system software, application programs, and networking adapters.

Network cables

Network cables are means to achieve communication between the user's computer and the network, whether it is a local or wide area network or the Internet. There are two types of cables: wired and wireless networks. The two are similar in terms of protocols, but the difference is in terms of equipment used, from network cards to types of dividers.

Double cables are one of the most used types at all, as they are used in most local networks.

Coaxial cables, which are copper conductors used in large networks, are characterized by extended conductivity and data strength for a longer distance than double cables.

• Optical fiber cables, which are the most conductors in terms of conduction quality and long conduction distance, but their disadvantage is the difficulty of installation and the high price compared to copper conductors.

Network design

Ring design The circular design is one of the oldest token ring network designs based on the existence of a carrier charge that rotates through the ring that carries the data from one device to the other. In the event that the signal is carried by a statement from one of the devices to another device, all the loaded data stops.

• Start token design based on connecting the subsystems to the central device

• Bus Token - Mesh Topology - Mult Topology design.

Types of networks according to the geographical division of the network

1- Local Area Network LAN.

2- The Metropolitan Area Network MAN.

3- Wide Area Network WAN.

Local area network (LAN): means a group of computers connected to each other in a limited geographical area, such as a computer lab, and the term LAN is an acronym for the phrase LOCAL AREA NETWORK.

The national network MAN: The national network consists of a group of devices covering wide geographical areas such as cities by connecting small networks in all regions of the national network and information can be transferred over the network easily. Government agencies and banks usually use the (MAN) to connect between cities for joint work. MAN is used for data transmission, such as telephone lines, micro waves, or coaxial cabling, and wireless communications.

Wide area network (WAN) The wide network works over a wide geographical area and through satellites.

Network Protocols: The protocol is defined by a set of rules that govern communication between computer networks, including the directory that governs the network, access methods, connection topology, types of cables, and data transfer speed, and it is also the method by which devices communicate, including the following:

Ethernet, which is the protocol widely used for accessing CSMA / CD Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, which means the sensor carrier for dual access, this system allows the computer to allow the cable before sending any data over the network if it is

 

تعريف الشبكات

يقصد بالشبكات الربط بين أجهزة الحاسب بهدف الاستخدام المشترك للمعلومات ا تقدم الشبكات إمكانيات كبيرة لتبادل المعلومات والملفات بين المستخدمين بالإضافة إلى المشاركة في الموارد، وبذلك تعرف شبكة الحاسب مجموعة من الحاسبات التي تتوزع على مواقع مختلفة وتربط بينها وسائل الاتصالات المختلفة كالأقمار الصناعية والكابلات المحورية والاسلاك الهاتفية.

مميزات الشبكات

·        السرعة speed : توفر الشبكة طريقة

·        للمشاركة sharing وتبادل الملفات من خلال بروتوكولات نقل الملفات .

·        التكلفة cost : من خلال المشاركة في البرامج وموارد الشبكة يمكن تقليل تكلفة شراء البرامج

·        الامن security : تصمم البرامج للقراءة فقط أو من خلال كلمة السر لتوفير حماية أكبر

·        مركزية ادارة البرامج Centralized Software Management .

·        مشاركة المصادر Sharing Resources : يمكن مشاركة برمجيات الشبكة من كل جهاز لأخر مثل اجهزة الفاكس (Faxes) او الطابعات (Printer).

مصادر يمكن مشاركتها خلال الشبكات

·        البريد الالكتروني Electronic Mail : وجود الشبكة يوفر المكونات المادية اللازمة (Hard Ware) لنظام البريد الالكتروني الذي يساعد في التواصل عبر نظام متكامل كما يساهم في ارفاق الملفات وتبادلها بين المستخدمين مع الرسائل.

·        سهولة الوصول flexible access : بناء الشبكة يساعد المستخدمين الى الوصول الي اجهزة العمل العام وحفظ اعمالهم وتمكنهم من العمل متعاونين (co-operatively) .

·        العمل الجماعي للحاسبات work group computing : عمل البرمجيات الجماعي مثل برنامج (Microsoft office) يسمح لعدة مستخدمين للعمل علي مشروع بشكل متوافق مثل تبادل الملفات عبر الشبكة .

مكونات الشبكة

الشبكة مجموعة من أجهزة الحاسب المتصلة بروابط سلكية او لا سلكية تعمل معا كما لو كانت جهاز واحد أو تحت سيطرة مستخدم واحد تهدف الى المشاركة في الموارد والمكونات المادية مثل الطابعات والبرامج التطبيقية كما يمكن من خلال الشبكات تبادل الملفات من حاسب الى اخر وارسال واستقبال الرسائل الالكترونية وارفاق الملفات وفق حاجة المستخدم كما يمكن تحقيق التواصل من خلال المحادثة الصوتية والفيديو وغيرها، تتكون الشبكة من مكونات مادية هي جهاز كمبيوتر ومودم للربط بالشبكة والكابلات والمقسمات cabling & hubs ا switches وملحقاته وبرامج نظام التشغيل والبرامج التطبيقية وكروت الشبكة networking adapters .

كابلات الشبكات

كابلات الشبكات هي وسائل لتحقيق الاتصال بين حاسب المستخدم والشبكة سواء كانت شبكة محلية أو واسعة أو شبكة الانترنت فهناك نوعين من الكبلات هما الشبكات السلكية واللاسلكية يتشابه الاثنان من ناحية البروتوكولات لكن الاختلاف من ناحية المعدات المستخدمة من كروت الشبكة الي انواع المقسمات .

·        الكابلات الزوجية وهي أحد أكثر الانواع استخداما علي الاطلاق حيث تستخدم في أكثر الشبكات المحلية .

·        الكابلات المحورية وهي موصلات نحاسية تستعمل في الشبكات كبيرة الحجم تتميز بامتداد التوصيل وقوة البيانات لمسافة أطول من الكابلات الزوجية .

·       كابلات الالياف الضوئية وهي أكثر الموصلات من ناحية جودة التوصيل وطول مسافة التوصيل لكن يعيبها صعوبة التركيب وارتفاع الثمن مقارنة بالموصلات النحاسية .            

تصميم الشبكات

·        التصميم الدائري او الحلقي Ring يعتبر التصميم الدائري أحد اقدم تصميمات الشبكات token ring يعتمد علي أساس وجود شحنة حاملة تدور خلال الحلقة التي تحمل من البيانات من جهاز للأخر ففي حالة حمل الاشارة لبيان من أحد الاجهزة لجهاز اخر تتوقف كل البيانات المحملة .

·        التصميم النجمي Start token يعتمد على ربط الاجهزة الفرعية بالجهاز المركزي

·        التصميم المتتالي Bus Token - Mesh Topology  -  Mult Topology.

أنواع الشبكات وفقا للتقسيم الجغرافي للشبكة

1-               الشبكة المحلية Local Area Network LAN .

2-               الشبكة القومية (Metropolitan Area Network MAN .

3-               الشبكة الواسعة Wide Area Network WAN  .

الشبكة المحلية LAN : يقصد بالشبكة المحلية مجموعة من أجهزة الحاسب مرتبطة فيما بينها في نطاق جغرافي محدود كمعمل الحاسب ومصطلح LAN اختصار للعبارة LOCAL AREA NETWORK.

الشبكة القومية MAN : تتكون الشبكة القومية من مجموعة من الأجهزة تغطي مناطق جغرافية واسعة مثل المدن وذلك عبر توصيل شبكات صغيرة في كل مناطق الشبكة القومية والمعلومات يمكن نقلها عبر الشبكة بسهولة ، الوكالات الحكومية والبنوك تستخدم عادة ال(MAN) للربط بين المدن للعمل المشترك، تستخدم ال(MAN) في نقل البيانات خطوط الهاتف (phone lines) والمايكروويف (micro waves) او الاسلاك المزدوجة (coaxial cabling) والاتصالات اللاسلكية (wireless communications) .

الشبكة الواسعة WAN تعمل الشبكة الواسعة علي نطاق جغرافي واسع ومن خلال الاقمار الصناعية .

بروتوكولات الشبكات Protocols : يعرف البروتوكول بمجموعة من القواعد التي تحكم الاتصال بين شبكات الحاسب تشمل الدليل الذي يحكم الشبكة وطرق الوصول وطوبولوجيا التوصيل وأنواع الكابلات وسرعة نقل البيانات وهو أيضا الطريقة التي تتصل بها الاجهزة ومنها ما يلي :

·        الايثرنت Ethernet وهو البروتوكول المستخدم بصورة واسعة للوصول CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection ويعني الحامل الحسي للوصول المزدوج، يسمح هذا النظام للحاسب بالسماح للكبل قبل ارسال أي بيانات عبر الشبكة فاذا كانت الشبكة خالية سيرسل اما اذا كانت هناك عقدة NODE تقوم بالإرسال في نفس الوقت فيحدث تصادم لذا كل الأجهزة تكون في موضع انتظار لوقت عشوائي random amount قبل اعادة الارسال مرة اخري .

·        الايثرنت السريع Fast Ethernet : بروتوكول قياسي يسمح بسرعة الارسال ليدعم سرعة 100 mbps ويسمي fast ether net ولكنه يستلزم ادوات شبكة غالية ومختلفة مثل المكثفات والعقد Concentrators/hubs وكروت الشبكة Interface card بالإضافة الي الالياف الضوئية Fiber Optics .

·        local talk : موصلات هذا البروتوكول تستخدم للربط بين اجزاء الشبكة عبر مخرج تسلسلي.

·        Token Ring  : صمم ل ربط  الحاسبات عبر اشارات تنقل عبر الشبكة من حاسب لاخر في حلقة منطقية logical Ring .

الشبكات اللاسلكية : الشبكة عبارة عن مجموعة حاسبات متنوعة و(طرفيات ا حاسبات شخصية ا محطات عمل ا حاسبات متوسطة ا حاسبات كبيرة أو عملاقة) مرتبطة ببعضها البعض عن طريق وحدات ربط  (Network Cards) ووسائط (من كوابل محورية ا أسلاك وألياف ضوئية وأجهزة ملحقة (مثل جهاز تقوية أو مكرر ا مجمعات توصيل ا جسر أو مسار ربط ) مكونة بذلك شبكة متكاملة وبهذه الطريقة يمكن لأي حاسب أن يستفيد من الخدمات التي تقدمها الحاسبات الأخرى المرتبطة مع الشبكة حيث لندره استخدام الحاسب بمعزل عن الحاسبات الأخرى.

الشبكات المحلية اللاسلكية (WLAN) يمكن للمتدرب التنقل في اي مكان وفق قدراته وامكانياته وبدون أسلاك يستطيع ان يرسل أو يتلقى اي بريد إلكتروني وتصفح الإنترنت من خلال الشبكات المحلية اللاسلكية (WLAN \wireless local area network) التي تسمح بالاتصال بشبكة الإنترنت عبر إشارة الراديو (radio frequency/RF) بدلا من الاتصال عبر الاسلاك .

بطاقات الحاسب اللاسلكية (wireless computer cards) وقد تكون موجوده بالجهاز المحمول أو أي جهاز اخر أو قد تكون قابلة للإضافة به كما قد تحتوي هذه البطاقة على هوائي داخلي أو خارجي.

نقطة الوصول (access point) التي تصل الشبكات المحلية اللاسلكية بشبكة الإنترنت. اما بالنسبة للطائرات التي تحتوي على نقاط ساخنه فيتم حل مشكلة نقطة الوصول عبر هوائي خارج الطائرة مرتبط بأقمار صناعيه خاصه تصله بالشبكة عبر محطات استقبال ارضيه كما ان تقنية الشبكات المحلية اللاسلكية باستخدام إشارات الراديو (WLAN) بالمقارنة بالتقنيات الأخرى استطاعت التغلب على مشكلة نقل المعلومات لاسلكيا لمسافات بعيده نسبيا بتكلفه معتدلة فمثلا تفوقت على تقنية نقل المعلومات عبر الأشعة تحت الحمراء حيث كانت محدودة لمسافات لا تزيد عن 20 مترا وهي غير قادرة على اختراق الحواجز، أيضا تفوقت على تقنية Universal Mobile Telecommunications System المستخدمة في الهاتف المحمول؛ لأن نقل المعلومات في تقنية WLAN أسرع بكثير وبتكاليف معتدلة؛ ولأن تقنية UMTS في الهاتف المحمول غير متواجدة بكميات كافية في السوق حاليا. هذه مقارنه بين الشبكات السلكية (Wired) واللاسلكية (Wireless LAN) الشبكات اللاسلكية أصبحت أكثر استعمالا في المؤسسات والبيوت.

أنواع الشبكات اللاسلكية

·        شبكات PAN (شبكة المناطق الشخصية) ، شبكات المناطق الشخصية (Wireless Personal Area Network) هي الشبكات التي تصل بين أجهزة ضمن مساحة صغيرة نسبيا ا عادةّ ما تكون هذه المساحة ضمن مجال يمكن لشخص الوصول إلى جميع أجزائه.

·        شبكات LAN : شبكات المناطق المحلية (Wireless Local Area Network) هي النوع الأكثر شيوعا من الشبكات اللاسلكية. تقوم بربط الأجهزة على مسافة أبعد من النوع السابق كمنزل أو مكتب أو حتى بناء وفي بعض الأحيان تمتد لتغطي عدة كيلومترات. معظم الشبكات LAN تعتمد على المعيار IEEE 802.11 الذي يحتوي على معايير للشبكات اللاسلكية المحلية التي تعمل في الحزم الترددية 2.4ا 3.6 و 5 GHz وتضم عددا من البروتوكولات المختلفة. ان الخصائص المهمة لهذه الشبكة بالمقارنة مع شبكه الـ WAN هي أنها تنقل البيانات بسرعات أعلى بكثير حيث تقوم بنقل البيانات بسرعه 10 إلى حدود 10000 ميجابت لكل ثانيه Mbps. الشبكات المحلية الحالية - غير اللاسلكية على الأغلب هي مستنده على معيار الايثرنت.

·        شبكات MAN وتسمي شبكات المناطق الكبيرة (Wireless Metropolitan Area Network) تقوم بربط عدة شبكات LAN مع بعضها البعض لتحقيق شبكة لاسلكية تمتد على رقعة جغرافية متوسطة الحجم مثل عبر حرم جامعي أو مدينة. الخدمة التي تؤديها مشابه للخدمة التي يقوم بها مزود الإنترنت (ISP).

مميزات استخدام الشبكات اللاسلكية

1.                 المرونة (wifelessness): للشبكات اللاسلكية فوائد أكثر من الشبكات السلكية وإحدى هذه الفوائد المرونة إذ تمر موجات الراديو بالحيطان والحاسب اللاسلكي يمكن انت يكون في أي مكان على نطاق الاكسس بوينت.

2.                 سهولة الاستخدام: الشبكات اللاسلكية سهلة إلى الاعداد والاستعمال فقط برنامج مساعد وتجهيز الحاسب النقال أو الدسك توب ببطاقة شبكة اتصالات لاسلكية وهناك حواسب مجهزه بهذه البطاقة مثل أجهزة سنترينو.

3.                 التخطيط: ان الشبكات السلكية واللاسلكية يجب أن تكون مخططه بدقه ولكن الأكثر خطرا في الشبكات السلكية انه يجعل منظر الجدران غير مرتب وتعدد الأجهزة يكلف في عملية الصيانة ان مكونات الشبكات السلكية هي(كابلات ،سويتش، هب، مسيّر......الخ) لذلك يجب أن نخطط لها بعنايه ام بالنسبة للشبكات اللاسلكية فهي أسهل بكثير من ذلك المنطق ولكن يجب أن نخطط لهذه الشبكات لأنماط الاستعمال الفعلية 

طراز  الشبكات OSI

طراز الشبكة الطبقي : تؤدي الممارسات المهنية الجديدة على الشبكة، إلى حدوث تغييرات في شبكات الشركات، حيث يحتاج الموظفون في مراكز الشركات الرئيسة وفي مكاتب فروعها العالمية، الذين يعملون من منازلهم، إلى الوصول المباشر للبيانات، بغض النظر عما إذا كانت هذه البيانات موجودة في الملقمات المركزية أو الفرعية حيث تحتاج المؤسسات الكبيرة كالشركات أو الوكالات أو المدارس أو المؤسسات الأخرى التي تربط سوية اتصالاتها البيانية والحاسبية وملقمات الملفات إلى:

1.                 شبكات مناطق محلية مترابطة مع بعضها لتيسر الوصول إلى الحاسبات مباشرة أو ملقمات الملفات الموجودة في الأماكن الأخرى.

2.                 نطاق موجي عالي إلى شبكات المناطق المحلية لاستيفاء احتياجات المستخدمين.

3.                 تقنيات دعم يمكن الاستفادة منها لخدمة شبكة المناطق الواسعة (WAN).

ولتحسين الاتصال مع الشركاء والموظفين والزبائن، تقوم هذه الشركات بتطبيق أساليب جديدة كالتجارة الإلكترونية، ومؤتمرات الفيديو، والصوت عبر IP، والتعلّم عن بُعد. كما تقوم بدمج شبكات الأصوات والفيديو والبيانات مع شبكات شركة عالمية وهذا الدمج أساسي لنجاح أعمال المؤسسة كما صممت الشبكات الشركات لدعم التطبيقات الحالية والمستقبلية، وتقوم للتكيف مع المتطلبات المتزايدة للموجات العريضة وقابلية التوسع والموثوقية، وتقوم شركات التصنيع وهيئات المواصفات القياسية بإعداد بروتوكولات وتقنيات جديدة بطريقة سريعة، ويواجه مصممو الشبكات تحديثا لتطوير أحدث للشبكات رغم ان ما يعتبر الأحدث يتغير شهريا إن لم نقل أسبوعيا.

v                يمكن معالجة التطبيقات الجديدة من دون مشاكل عن طريق تقسيم وتنظيم مهام إنشاء الشبكات إلى طبقات/وظائف منفصلة. فالطراز OSI المرجعي يقسم وظائف الشبكة إلى سبع فئات، تدعى طبقات. حيث تنساب البيانات من برامج المستخدم ذات المستوى الأعلى من البتات (bits) إلى ذات المستوى الأدنى التي يتم إرسالها بعد ذلك من خلال وسائط الشبكة، ومهمة معظم مد راء شبكة المناطق الواسعة هي ضبط تكوين وظائف الطبقات الثلاث السفلية، وتستعمل طريقة التغليف (encapsulation) وعكسها كوسيلة للتخاطب بين الطبقات، وذلك في وظـائف الطبقـات المتناظـرة (Peer-to-peer) التي سيأتي شرحها لاحقا.

v                فنجد أن هناك سبع طبقات في الطراز OSI المرجعي، كل واحدة منها لها وظيفة منفصلة ومختلفة. وتوزّع وظائف بروتوكول التحكم بالإرسال/بروتوكول الإنترنت (أو TCP/IP) على خمس طبقات. ويدعى هذا التوزيع لوظائف التشبيك بتقسيم الطبقات، وهذا بغض النظر عن عدد هذه الطبقات.

ويعود سبب تقسيم وظائف الشبكة الى :

1.       لتقسم الجزئيات المرتبطة بالعمليات المتبادلة بالشبكة إلى عناصر أقل تعقيدا.

2.       لتحديد الواجهات القياسية الخاصة لسرعة الترابط والتوصيل والتشغيل والتكامل بين الأجهزة المختلفة.

3.       لتمكين المهندسين من تركيز جهودهم التصميمية والتطويرية على وظائف طبقة معيّنة.

4.       لترقية التماثل بين الوظائف المختلفة للشبكات البينية بهدف قابلية التشغيل المتبادل.

5.       لمنع التغييرات في ناحية ما لتأثيرها بشكل كبير على النواحي الأخرى، حتى تتمكن كل ناحية من أن تتطوّر بسرعة أكبر.

6.       لتقسيم عمليات التشبيك البيني للشبكة إلى مجموعات عمليات فرعية منفصلة حتى يمكن تعلّمها بسهولة أكبر.

وظائف طبقات الطراز OSI : تؤدي كل طبقة من الطبقات للطراز OSI المرجعي وظيفة معيّنة. ويمكن أن تستخدم هذه الوظائف المحددة في الطراز OSI من قبل الشركات المصنعة للشبكات والطبقات هي:

1.  التطبيقات: توفر طبقة التطبيقات خدمات الشبكة لتطبيقات المستخدم. مثلا، تطبيقات معالجة نصوص بواسطة خدمات إرسال الملفات الموجودة في هذه الطبقة.

2.  العرض: توفر هذه الطبقة تمثيلا للبيانات وتنسيقا للشفرة، حيث تتأكد من أن البيانات التي تصل من الشبكة يمكن أن يستعملها التطبيق، وتتأكد من أن المعلومات التي يرسلها التطبيق يمكن إرسالها على الشبكة.

3.  الجلسة: تنشئ هذه الطبقة وتحافظ على إدارة الجلسات بين التطبيقات.

4.  الإرسال: تقسم هذه الطبقة وتعيد تجميع البيانات في دفق البيانات data stream) و (TCP هو أحد البروتوكولات في هذه الطبقة المستعمل مع IP.

5.  الشبكة: تحدد هذه الطبقة أفضل طريقة لنقل البيانات من مكان إلى آخر. وتعمل الموجّهات في هذه الطبقة. وستجد نظام عنونة (بروتوكول الإنترنت) IP في هذه الطبقة.

6.                 وصلة البيانات: تحضر هذه الطبقة وحدة بيانات (أو رزمة) لإرسالها ماديا عبر الوسائط. كما إنها تتولى مسألة الإعلام عن الأخطاء، وطبيعة الشبكة، والتحكم بالانسياب. وتستعمل هذه الطبقة عناوين التحكم بالوصول إلى الوسائط(Media Access Control)  أو  (MAC)

7.                 المادية: تستعمل هذه الطبقة التحم بالوسائل الكهربائية والميكانيكية والإجرائية للتنشيط والمحافظة على الوصلة المادية بين الأنظمة. وهي وسائط مادية كالأسلاك الزوجية المفتولة والمتحدة المحورة والألياف الضوئية.

الاتصالات بين الطبقات المتناظرة (peer-to-peer) : تستخدم كل طبقة بروتوكول خاص بها لتتصل بالطبقة النظيرة لها مع شبكة أخرى. ويتبادل بروتوكول كل طبقة معلومات، تدعى - وحدات بيانات البروتوكول (PDUs) - مع الطبقات النظيرة لها. وبإمكان الطبقة أن تستعمل اسما محدّدا أكثر لوحدتها PDU. مثلا، في TCP/IP، تتصل طبقة الإرسال في الـ TCP بوظيفة TCP النظيرة لها باستعمال أجزاء وتستعمل كل طبقة خدمات الطبقة الموجودة تحتها من أجل الاتصال مع الطبقة النظيرة لها. وتستعمل خدمة الطبقة السفلي معلومات الطبقة العليا كجزء من وحداتها PDU التي تتبادلها مع نظرائها.

v                تصبح أجزاء TCP قسما من رُزم (وحدات البيانات) طبقة الشبكة التي يتم تبادلها بين النظراء IP وبدورها، فتصبح رزم IP قسماُ من أطر وصلة البيانات يتم تبادلها بين الأجهزة الموصولة ببعضها البعض مباشرة. وفي نهاية المطاف، تصبح تلك الأطر بتات، عندما تقوم الأجهزة المستخدمة في بروتوكول الطبقة المادية بإرسال البيانات أخيرا.

v                وتعتمد كل طبقة على خدمات الطبقة الموجودة تحتها في الطراز OSI المرجعي. ومن أجل تقديم هذه الخدمة، تستعمل الطبقة السفلي تغليفا لوضع وحدة بيانات البروتوكول (PDU) من الطبقة العليا في حقل بياناتها، ثم يمكنها إضافة أية مقدمات ونهايات تحتاج لها للقيام بوظيفتها.

v                كمثال على هذا، تقدم طبقة الشبكة خدمة لطبقة الإرسال، وتقدم طبقة الإرسال، البيانات إلى النظام الفرعي للشبكة البينية. ومهمة طبقة الشبكة هي نقل تلك البيانات عبر الشبكة البينية. ويتم تنفذ هذه المهمة بتغليف البيانات ضمن رزمة، وتتضمن هذه الرزمة مقدمة تحتوي على معلومات ضرورية لإكمال الإرسال، كالعناوين المنطقية للمصدر والوجهة

v                وتقدم طبقة وصلة البيانات بدورها خدمة لطبقة الشبكة. إنها تغلّف رزمة طبقة الشبكة في إطار. وتحتوي مقدمة الإطار على معلومات ضرورية لإكمال وظائف وصلة البيانات (مثلا، العناوين المادية). وأخيرا تقدم الطبقة المادية خدمة لطبقة وصلة البيانات: إنها تشفّر إطار وصلة البيانات إلى مصفوفة من الأحاد والأصفار لإرسالها عبر الوسائط (عادة، سلك).

خطوات تغليف البيانات

عند قيام الشبكات بتنفيذ خدمات للمستخدمين، يمر انسياب وتحزيم معلومات المستخدم الأصلية عبر عدة تغيّرات توجد خمس خطوات تحويل.

1.  الخطوة الأولى: يحول الحاسب رسالة البريد الإلكتروني إلى أحرف أبجدية رقمية يمكن أن يستعملها نظام التشبيك البيني. وهذه هي البيانات.

2.  الخطوة الثانية: يتم بعدها تقسيم بيانات الرسالة لإرسالها عبر طبقة الإرسال في نظام التشبيك البيني وتضمن أن مضيفَي الرسالة (المرسل والمستقبل) في طرفَي نظام البريد الإلكتروني يمكنهما الاتصال ببعضهما بشكل موثوق به.

3.  الخطوة الثالثة: بعد ذلك، تقوم طبقة الشبكة بتحويل البيانات إلى رزمة، أو وحدة بيانات. وتحتوي الرزمة أيضا على مقدمة شبكة تتضمن عنوانا منطقيا للمصدر والوجهة. ويساعد العنوان أجهزة الشبكة على إرسال الرزمة عبر الشبكة على مسار منتقي.

4.  الخطوة الرابعة: كل جهاز في طبقة وصلة البيانات يضع الرزمة في إطار. يمكن لإطار الجهاز من الاتصال بالجهاز الشبكي التالي الموصول به مباشرة على الوصلة.

5.  الخطوة الخامسة: يتغيّر الإطار إلى مصفوفة من الآحاد والأصفار لإرسالها عبر الوسائط (عادة سلك). وتمكن وظيفة التوقيت الأجهزة من التفريق بين البتات أثناء الانتقال عبر الوسائط.

مميزات شبكات المناطق المحلية

o                   تعمل الشبكة ضمن مبنى أو طابق في مبنى.

o                   تيسر شبكات المناطق المحلية لعدة أجهزة مكتبية (كمبيوترات) موصولة ببعضها الاتصال بوسائط عالية السرعة.

o                   بناء على التعريف، تربط شبكة المناطق المحلية الحاسبات والخدمات بوسائط الطبقة 1 الشائعة. وتتضمن أجهزة شبكة المناطق المحلية:

§المعابر التي تربط أقسام شبكة المناطق المحلية وتساعد على تصفية حركة المرور.

§الموصّلات التي تركّز على الاتصالات بالشبكة المحلية وتتيح استعمال وسائط نحاسية زوجية مفتولة.

§محولات الإيثرنت التي تقدّم نطاقا موجيا مزدوجا ومخصصا لحركة مرور البيانات للأقسام والمكاتب.

§تقدم الموجّهات التي عدة خدمات، من بينها الشبكات البينية وحركة مرور التحكم بالبث

o                   وتوجد ثلاثة تقنيات لشبكة المناطق المحلية، والشبكات المحلية لا تخرج عن هذه التقنيات هي:

                      §                      الإيثرنت : التقنية الأولى من التقنيات الرئيسية لشبكة المناطق المحلية، وتشغّل أكبر عدد من شبكات المناطق المحلية.

                      §                      توكنرينغ : (token..) (ومعناها دائرة الحلقات) صنع IBM، تلت الإيثرنت وأصبحت الآن شائعة الاستعمال في عدد كبير من شبكات IBM.

                      §                      أف دي دي أي FDDI: تستعمل الحلقات أيضا، وهي الآن شبكة مناطق محلية شعبية في الجامعات.

وتيسر الطبقة المادية في شبكة المناطق المحلية، الوصول إلى وسائط الشبكة. وتقدم طبقة وصلة البيانات دعما للاتصال عبر عدة أنواع من وصلات البيانات، كوسائط الإيثرنت/IEEE 802.3. سوف تدرس المواصفات القياسية لشبكة الإيثرنت IEEE 802.3 المنطقية المحلية. حيث تتضح وسائط الطبقة 1 الأكثر استعمالا في الشبكات اليوم - الأسلاك المتحدة المحور والألياف الضوئية والأسلاك الزوجية المفتولة. وتقدم أنظمة العنونة كالتحكم بالوصول إلى الوسائط (MAC) وبروتوكول الإنترنت (IP) طريقة بنائية واضحة لإيجاد وتسليم البيانات للحاسبات أو للمضيفين الآخرين على الشبكة.

 

المواصفات القياسية الإيثرنت وIEEE 802.3

تعرف المواصفات القياسية الإيثرنت وIEEE 802.3 شبكة مناطق محلية ذات طبيعة تعمل عند سرعة إرسال إشارات أساسية النطاق تبلغ 10 ميجابت بالثانية.

المواصفات القياسية الثلاث المعرَّفة لتمديد الأسلاك:

·                    10BASE2 (الإيثرنت الرفيعة) : تسمح بإنشاء أقسام في سلك الشبكة المتحد المحور إلى 185  متر.

·                    10BASE5 (الإيثرنت السميكة) :تسمح بإنشاء أقسام في سلك الشبكة المتحد المحور فيها إلى500 متر.

·                    10BASE-T -- تحمل أطر الإيثرنت على أسلاك زوجية مفتولة غير مكلفة

v                                                                                         تقدم المواصفات القياسية 10BASE5 و10BASE2 اتصالا لعدة محطات إلى نفس قسم شبكة المناطق المحلية وتربط المحطات بالقسم بواسطة سلك يبدأ من مقبس واجهة وحدة الإرفاق AUI (اختصار Attachment Unit Interface)، في المحطة إلى مرسل/ مستقبل مربوط مباشرة بسلك الإيثرنت المتحد المحور، لأن 10BASE-T تقدم اتصالا لمحطة واحدة فقط فإن المحطات المربوطة بشبكة إيثرنت مناطق محلية بواسطة 10BASE-T تكون موصولة دائما بموصّل أسلاك أو بمحول شبكة محلية. في هذا الترتيب، فإن موصل أو محول الشبكة المحلية، هو نفسه مقسم إيثرنت .

v                وتحضر وصلات بيانات الإيثرنت و802.3 البيانات للإرسال على الوصلة المادية التي تربط جهازين مثلا، حيث يمكن ربط ثلاثة أجهزة ببعضها البعض مباشرة عبر شبكة الإيثرنت المنطقية المحلية الماكنتوش على اليسار والحاسب المتوافق مع أتتل في الوسط يبيّنان عناوين MAC التي تستعملها طبقة وصلة البيانات. ويستعمل الموجّه على اليمين أيضا عناوين MAC لكل واجهة من واجهات شبكة المناطق المحلية الجانبية تستعمل واجهة الإيثرنت/802.3 على الموجّه مختصر نوع الواجهة E للنظام سيسكو IOS التي يليه رقم الواجهة (مثلا، 0

v                البث هو أداة فعّالة يمكنها إرسال إطار واحد إلى عدة محطات في الوقت نفسه يستعمل البث عنوان وجهة وصلة البيانات لجميع الآحاد (FFFF.FFFF.FFFF في النظام السدس عشري) فإذا أرسلت المحطة A إطارا بعنوان وجهة كله آحاد، ستتلقى كل المحطات B وC وD الإطار وتمرّره إلى طبقاتها العليا لمزيد من المعالجة.

v                عند استعمال البث بشكل غير صحيح، فإن ذلك يمكن أن يؤثر جديا على أداء المحطات بأن يقطع سير عملها بشكل غير ضروري. لذا يجب استعمال عمليات البث فقط عندما يكون عنوان MAC للوجهة مجهولا، أو عندما تكون الوجهة هي كل المحطات.

ناقل كاشف للاتصالات المتداخلة بتحسس التصادمات بين الإشارات

v                في شبكة إيثرنت المنطقية المحلية، تتم عملية إرسال واحدة فقط في أي زمن محدد، ويُشار إلى شبكة إيثرنت المنطقية المحلية كشبكة ناقل كاشف لتداخل الاتصالات عن طريق تحسن التصادمات (CSMA/CD). وهذا يعني أن البث أطرد المرسل يعبر الشبكة بأكملها وتتلقاه وتفحصه كل نقطة. وعندما تصل الإشارة إلى نهاية جزء، تمتصها المُنهيات لمنعها من العودة إلى الجزء .

v                عندما ترغب محطة ما بإرسال إشارة فإنها تفحص الشبكة لتحدّد ما إذا كانت هناك محطة أخرى تقوم بالإرسال حاليا. فإذا لم تكن الشبكة مستخدمة، فيبدأ بالإرسال. وتراقب المحطة الشبكة - أثناء إرسال إشارة-، لتضمن عدم وجود محطة أخرى تُرسل في ذلك الوقت. من المحتمل أن تتوصّل محطتان إلى أن الشبكة متوفرة وتبدأن بالإرسال في نفس الوقت تقريبا. و سيؤدي ذلك في هذه الحالة إلى حدوث تصادم

v                وعندما تكتشف النقطة المرسلة تصادم داخل الشبكة فإنها ترسل اشارات في الشبكة، فإنها ترسل إشارة تشويش تجعل التصادم يدوم مدة كافية لكي تعثر عليه النقاط الأخرى. وعندها ستتوقف كل النقاط عن إرسال الأطر لفترة من الوقت منتقاة عشوائيا قبل محاولة إعادة الإرسال من جديد. إذا أدت المحاولات اللاحقة إلى تصادمات أيضا، ستحاول النقطة إعادة الإرسال حتى 15 مرة قبل التخلي عن المسالة نهائيا. وتحدّد الساعات مواقيت عودة مختلفة. وإذا كان التوقيتان مختلفان بمقدار كافٍ

العنونة المنطقية (IP)

v                من العناصر المهمة في أي نظام شبكي، هي العملية التي تمكن معلومات محددة، من إيجاد أجهزة حاسبية معينة في الشبكة. يتم استعمال أنظمة عنونة مختلفة لهذا الهدف، بناء على عائلة البروتوكولات المستخدمة فمثلا، عنونة AppleTalk مختلفة عن عنونة TCP/IP، التي تختلف بدورها عن عنونة IPX.

v                هناك نوعان مهمان من العناوين هما عناوين طبقة وصلة البيانات وعناوين طبقة الشبكة. عناوين طبقة وصلة البيانات، المسماة أيضا عناوين الأجهزة المادية أو عناوين MAC، هي عادة ميزة لكل اتصال شبكي. في الحقيقة، فإنه في معظم شبكات المناطق المحلية، توجد عناوين طبقة وصلة البيانات على NIC (بطاقة الشبكة). ولأن الحاسب العادي له اتصال شبكي مادي واحد فإن له عنوان طبقة وصلة بيانات واحد فقط. الموجّهات والأجهزة الأخرى الموصولة بعدة شبكات مادية يمكن أن تكون لها عدة عناوين طبقة وصلة بيانات. وكما يوحي أسمها، توجد عناوين طبقة وصلة البيانات في الطبقة 2  لطراز OSI المرجعي.

v                توجد عناوين طبقة الشبكة (المسماة أيضا عناوين منطقية أو عناوين IP لطقم بروتوكولات الإنترنت) في الطبقة 3 للطراز OSI المرجعي. خلافا لعناوين طبقة وصلة البيانات، التي توجد عادة ضمن نطاق عنونة ثابت، فإن عناوين طبقة الشبكة تكون هرمية. بمعنى آخر، هي كالعناوين البريدية التي تشرح مكان الشخص بتحديدها بلدا وولاية ورمزا بريديا ومدينة وشارعا وعنوان منزل واسم. أحد الأمثلة عن عنوان ثابت هو رقم الضمان الاجتماعي الأميركي. كل شخص له رقم ضمان اجتماعي مميز، ويستطيع الأشخاص التنقّل في أرجاء البلاد والحصول على عناوين منطقية جديدة بناء على مدينتهم أو شارعهم أو رمزهم البريدي، لكن أرقام ضمانهم الاجتماعي تبقى كما هي.

بيئة TCP/IP

في بيئة TCP/IP، تتصل المحطات النهائية بالملقمات أو بمحطات نهائية أخرى. وهذا يمكن أن يحدث لأن كل نقطة تستعمل طقم البروتوكولات TCP/IP لها عنوان منطقي من 32 بت. وهذا العنوان يُسمى عنوان IP. كل شركة أو مؤسسة موصولة بشبكة بينية تُعتبر كشبكة مميزة واحدة يجب أن يتم الوصول إليها قبل أن يمكن الاتصال بمضيف فردي ضمن تلك الشركة. وكل شركة لها عنوان شبكة، والمرتبطين بتلك الشبكة يتشاركون في نفس عنوان الشبكة، ولكن يتم التعرّف على كل مضيف بواسطة عنوان المضيف على الشبكة.

الشبكات الفرعية

v                تحسّن الشبكات الفرعية فعالية عنونة الشبكة. وإضافة شبكات فرعية لا يغيّر كيف سيرى العالم الخارجي الشبكة، لكن ستصبح هناك بنية إضافية ضمن المؤسسة. في الشكل(1)، الشبكة 172.16.0.0 مقسّمة فرعيا إلى أربع شبكات فرعية: 172.16.1.0 و 172.16.2.0 و 172.16.3.0 و 172.16.4.0. تحدّد الموجّهات الشبكة المقصودة باستعمال عنوان الشبكة الفرعية، مما يحدّ من كمية حركة المرور على بقية أجزاء الشبكة.

v                من وجهة نظر العنونة، الشبكات الفرعية هي ملحق لرقم شبكة. يحدّد مسئولو الشبكة حجم الشبكات الفرعية بناء على التوسيع الذي تحتاج إليه مؤسساتهم. تستعمل أجهزة الشبكة أقنعة الشبكات الفرعية لتحديد أي جزء من العنوان هو للشبكة وأي جزء يمثّل عنوان المضيفين.

طبقة التطبيقات: (الطبقة 7) : تدعم طبقة التطبيقات في سياق الطراز OSI المرجعي، مكوّن الاتصال في أي تطبيق. إنها لا تقدم خدمات لأي طبقة OSI أخرى. لكنها تقدم خدمات لعمليات التطبيق الموجود خارج نطاق الطراز OSI (مثلا، برامج الصفحات الإلكترونية، التلنت، WWW، الخ). بإمكان أن يعمل كليا باستعمال فقط المعلومات التي تتواجد في حاسبه. لكن قد يملك تطبيق آخر حيث يمكن لمكوّن الاتصال أن يتصل بواحد أو أكثر من التطبيقات الشبكية إن مثالا عن هكذا تطبيقي قد يتضمن معالج نصوص يمكنه أن يتضمن مكوّن إرسال ملفات يتيح إرسال مستند إلكترونيا عبر شبكة. ومكوّن إرسال الملفات يؤهّل معالج النصوص كتطبيق في السياق OSI، وبالتالي ينتمي إلى الطبقة 7 للطراز OSI المرجعي. مثال آخر عن تطبيق حاسبي فيه مكوّنات إرسال بيانات هو مستعرض وب كنتسكايب نافيغيتر وإنترنت اكسبلورر. حيث تُرسَل الصفحات إلى حاسبك كلما زرت موقع وب.

طبقة العرض: (الطبقة 6) : في الطراز OSI المرجعي مسؤولة عن تقديم البيانات بشكل يمكن أن يفهمه جهاز التلقي. إنها تلعب دور المترجِم - أحيانا بين تنسيقات مختلفة - للأجهزة التي تحتاج إلى الاتصال ببعضها عبر شبكة، بتقديم تنسيق وتحويل للشفرة. تنسق طبقة العرض (الطبقة 6) وتحوّل بيانات برامج الشبكة إلى نصوص أو رسوم أو فيديو أو أصوات أو أي تنسيق ضروري لكي يفهمها جهاز التلقي ولا تهتم طبقة العرض بتنسيق وتمثيل البيانات فقط، بل وأيضا ببنية البيانات التي تستعملها البرامج. تنظم الطبقة 6 البيانات للطبقة 7 ولفهم كيف يجري هذا، تخيّل أن لديك نظامين. أحدهما يستعمل EBCDIC والآخر ASCIT لتمثيل البيانات. عندما يحتاج النظامان إلى الاتصال، تقوم الطبقة (6) بتحويل وترجمة التنسيقين المختلفين وهناك وظيفة أخرى للطبقة 6 هي تشفير البيانات. ويُستعمل التشفير عندما تكون هناك حاجة لحماية المعلومات المرسَلة من المتلقيين غير المرخّص لهم. ولتحقيق هذه المهمة، يجب على العمليات والشفرات الموجودة في الطبقة 6 أن تحوّل البيانات. تضغط النصوص الموجودة في طبقة العرض وتحوّل الصور الرسومية إلى تدفّقات من البتات لكي يمكن إرسالها عبر الشبكة.

تحدد المواصفات القياسية للطبقة 6 :

·    PICT : تنسيق صور مستعمل لإرسال رسوم Quick Draw بين برامج الماكنتوش أو PowerPC

·    TIFF : تنسيق مستعمل للصور النقطية المرتفعة الدقة

·    JPEG : من مجموعة الخبراء الفوتوغرافيين، مستعمل للصور ذات النوعية الفوتوغرافية

تحدد المواصفات القياسية الأخرى للطبقة 6 طريقة تقديم الأصوات والأفلام. وتتضمن المواصفات القياسية التالية:

·                    MIDI : الواجهة الرقمية للآلات الموسيقية للموسيقى الرقمية.

·                    MPEG : المواصفات القياسية من مجموعة خبراء الأفلام السينمائية لضغط وكتابة شفرة أفلام الفيديو للأقراص المضغوطة، وللتخزين الرقمي، وسرعات البتات إلى 1.5 ميجابت بالثانية

·                    QuickTime  : مواصفات قياسية تعالج الأصوات والفيديو لبرامج الماكنتوش وPowerPC

طبقة الجلسة: (الطبقة 5) : تدير الجلسات بين التطبيقات وهي تنسّق بين طلبات الخدمات والأجوبة التي تحدث عندما تُنشئ التطبيقات اتصالات بين مضيفين مختلفين.

طبقة الإرسال : طبقة الإرسال (الطبقة 4) مسؤولة عن إرسال وتنظيم انسياب المعلومات من المصدر إلى الوجهة بشكل موثوق به وبدقة وتتضمن وظائفها:

·                    مزامنة الاتصال

·                    التحكم بالانسياب

·                    الاستعادة من الخطأ

·                    الموثوقة من خلال النوافذ

v                تمكن طبقة الإرسال (الطبقة 4) جهاز المستخدم من تجزئ عدة تطبيقات تابعة لطبقة أعلى لوضعها على نفس دفق بيانات الطبقة 4، وتمكّن جهاز التلقي من إعادة تجميع أقسام تطبيق الطبقة الأعلى. دفق بيانات الطبقة 4 هو اتصال منطقي بين نقاط النهاية في الشبكة، ويقدم خدمات إرسال من مضيف إلى وجهة معينة تسمى هذه الخدمة أحيانا خدمة طرف لطرف وعندما ترسل طبقة الإرسال أقسام بياناتها فإنها تضمن أيضا تكاملية البيانات. وهذا الإرسال هو علاقة اتصالية المنحى بين الأنظمة المتصلة.

بعض الأسباب لإنجاز إرسال موثوق فيما يلي:

·                    إنها تضمن أن المرسلين يتلقون إشعارا بالأقسام المسلَّمة.

·                    إنها تهتم بإعادة إرسال أي أقسام لم يتم تلقي إشعارا بها.

·                    إنها تعيد وضع الأقسام في تسلسلها الصحيح في الجهاز الوجهة.

·                    إنها تقدم تجنّبا للازدحام وتحكما.

v                إحدى المشاكل التي يمكن أن تحدث خلال إرسال البيانات هي جعل الذاكرة المؤقتة (Buffers) تفيض في أجهزة التلقي. ويمكن أن يسبّب الفيضان حدوث مشاكل خطيرة تؤدي إلى خسارة البيانات. تستعمل طبقة الإرسال طريقة تدعى تحكما بالانسياب لحل هذه المشكلة.

وظائف طبقة الإرسال : تنفّذ كل طبقة من طبقات المستوى الأعلى وظائف خاصة العرض بها. لكن وظائفها تعتمد على خدمات الطبقات الأدنى. كل الطبقات العليا الأربع - البرامج (الطبقة 7) العرض (الطبقة 6) والجلسة (الطبقة 5) والإرسال (الطبقة 4) - يمكنها أن تغلّف البيانات في أقسام كما تفترض طبقة الإرسال أنه يمكنها استعمال الشبكة كغيمة لإرسال رزم البيانات من المصدر إلى الوجهة. إذا فحصت العمليات التي تجري داخل الغيمة، يمكنك رؤية أن إحدى الوظائف تستلزم انتقاء أفضل المسارات لمسلك معين. ستبدأ برؤية الدور الذي تنفّذه الموجّهات في هذه العملية.

تجزئة تطبيقات الطبقة العليا:

v                أحد الأسباب لاستعمال طراز متعدد الطبقات كالطراز OSI المرجعي هو أن عدة تطبيقات يمكنها التشارك بنفس اتصال الإرسال. تتحقق وظائفية الإرسال قسما تلو القسم. وهذا يعني أن أقسام البيانات المختلفة من تطبيقات مختلفة، سواء تم إرسالها إلى نفس الوجهة أو إلى عدة وجهات، سيتم إرسالها على أساس القادم أولا هو المُلبى أولا.

v                ولفهم كيف يعمل هذا، تخيّل أنك ترسل رسالة بريد إلكتروني وتنقل ملفا (FTP) إلى جهاز آخر في شبكة. عندما ترسل رسالة بريدك الإلكتروني، فقبل أن يبدأ الإرسال الفعلي، يقوم برنامج في حاسبك بضبط رقم المنفذ SMTP (البريد الإلكتروني) ورقم منفذ البرنامج البادئ. وعند قيام كل تطبيق بإرسال قسم دفق بيانات فإنه يستعمل رقم المنفذ المعرَّف سابقا. وعندما يتلقى الجهاز الوجهة دفق البيانات، سيفصل الأقسام ويفرزها لكي تتمكن طبقة الإرسال من تمرير البيانات صعودا إلى التطبيق الوجهة المطابق والصحيح.

ينشئ TCP اتصالا: لكي يبدأ إرسال البيانات، يجب على مستخدم واحد لطبقة الإرسال أن ينشئ جلسة اتصالية المنحى مع النظام النظير له(4). ثم، يجب على التطبيق المُرسل والمتلقي إبلاغ نظامي تشغيلهما بأن اتصالا سيبدأ. في المفهوم، حين يتصل جهاز واحد بجهاز آخر يجب أن يقبله ذلك الجهاز الآخر. وتتصل وحدات البروتوكولات المبرمجة في نظامي التشغيل ببعضهما عن طريق إرسال رسائل عبر الشبكة للتحقق من أن الإرسال مرخّص له وأن الجهتين جاهزين. بعد حدوث كل المزامنة، ينشأ اتصال ويبدأ إرسال البيانات. وخلال الإرسال، يتابع الجهازان الاتصال ببروتوكوليهما ليتحققا من أنهما يتلقيان البيانات بشكل صحيح.

يرسل TCP البيانات مع تحكم بالانسياب:

v                أثناء إرسال البيانات، يمكن أن يحدث ازدحام لسببين مختلفين. أولا حاسب مرتفع السرعة قد يولّد حركة المرور بشكل أسرع مما تستطيع الشبكة إرسالها. ثانيا، إذا قامت عدة حاسبات بإرسال وحدات بيانات في الوقت نفسه إلى وجهة واحدة، ويمكن أن تعاني تلك الوجهة من ازدحام. عندما تصل وحدات البيانات بسرعة أكبر مما يستطيع المضيف أو العبّارة معالجتها، سيتم تخزينها في الذاكرة مؤقتا. وإذا استمرت حركة المرور هذه، فستخور قوى ذاكرة المضيف أو العبّارة في نهاية المطاف وستتخلص أي وحدات بيانات إضافية تصل.

v                وبدلا من السماح للبيانات بأن تضيع، تستطيع وظيفة الإرسال إصدار أمر لست جاهزا  إلى المرسل. يتصرف ذلك الأمر كعلامة توقف ويشير إلى المرسل بإيقاف إرسال البيانات. عندما يصبح المتلقي قادرا من جديد على قبول مزيد من البيانات، سيرسل أمر جاهز، الذي هو كإشارة للبدء. عندما يتلقى الجهاز المُرسل هذا المؤشر، سيستأنف إرسال الأقسام.

يحقّق TCP الموثوقية بواسطة النوافذ:

v                يعني إرسال البيانات الاتصالي المنحى الموثوق به أن رزم البيانات تصل في نفس الترتيب الذي تم إرسالها به. يفشل البروتوكولات إذا ضاعت أي رزمة بيانات أو تشوّهت أو تكررت أو تم تلقيها في الترتيب الخطأ. من أجل ضمان وموثوقية الإرسال، يجب أن تشير أجهزة التلقي بأنها تلقت كل جزء من بيانات.

v                إذا كان يجب على الجهاز المُرسِل أن ينتظر استلامه إشعارا بعد إرسال كل قسم، فمن السهل تخيّل كم يمكن أن تكون عملية الإرسال بطيئة. لكن لأن هناك فترة من الوقت غير المستعمل متوفرة بعد إرسال كل رزمة بيانات وقبل معالجة أي إشعار متلقي، يمكن استعمال هذا الفاصل الزمني لإرسال مزيد من البيانات. عدد رُزم البيانات التي يُسمح للمرسل بإرسالها من دون تلقي إشعار يُسمى نافذة.

v                النوافذ هي اتفاقية بين المرسل والمتلقي. وهي طريقة للتحكم بكمية المعلومات التي يمكن تبادلها بين الأطراف. تقيس بعض البروتوكولات المعلومات على أساس عدد الرزم؛ يقيس TCP/IP المعلومات على أساس عدد البايتات كما تبيّن محطات العمل لمرسل ومتلقي. أحدهما له حجم نافذة تساوي 1، والآخر له حجم نافذة يساوي 3. مع حجم نافذة من 1، يجب أن ينتظر المرسل وصول إشعار لكل رزمة بيانات مرسَلة. ومع حجم نافذة من 3، يستطيع المرسل إرسال ثلاث رزم بيانات قبل أن يتوقع قدوم الإشعار.

أسلوب TCP بتبادل الإشعارات:

v                يكفل التسليم الموثوق به بأن دفق البيانات المُرسَلة من جهاز سيتم توصيله من خلال وصلة بيانات إلى جهاز آخر من دون حصول تكرار أو خسارة في البيانات. ويكفل الاشعار الإيجابي مع البحث توصيلا موثوقا به لتدفق البيانات. إنه يتطلب أن يرسل المستلم رسالة إشعار إلى المرسل كلما تلقى بيانات. يحتفظ المرسل بسجل عن كل رزمة بيانات أرسلها ثم ينتظر الإشعار قبل إرساله رزمة البيانات التالية. كما أن المرسل يبدأ بتشغيل عدّاد وقت كلما أرسل جزء، ويعيد إرسال الجزء إذا انتهت صلاحية عدّاد الوقت قبل وصول الإشعار.

معني مصطلح شبكةa network  

تتكون الشبكة من أجهزة الكمبيوتر والأسلاك والأجهزة الأخرى من التركيب الداخلي فمنها تبني الشبكة مثل كروت Interface  تعمل علي ربط الكمبيوتر بالشبكة وأجهزة أخري مثل المفاتيح و Routers تعطي اشارات التحكم الاستراتيجي للشبكة هذا وقد تطورت تكنولوجيا النقل عبر الشبكة لنقل المعلومات الهائلة مثل الأسلاك وموجات الراديو والموجات المتناهية في الصغر حيث تستخدم الشبكة لأغراض بسيطة مثل المساهمة في الطبع أو تتسع افاق استخدامها لأغراض متقدمة مثل المؤتمرات الفيديوية وعقد الصفقات التجارية . وبوجه عام فان الشبكة صغيرة أو كبيرة يتم بناؤها بنفس الطريقة فتتيح لمستخدميها الاتصالات وموارد المعلومات وهذا توضيح لبعض هذه الأغراض .

·        المساهمة بملف معلومات : من السهل علي مستخدمي الشبكة أن يساهموا معا بسجلات تطبيقات معينة اذ ان ملف علي كمبيوتر ما قد يعرض علي الشبكة كخدمة تبادل ملفات ويوضح موقعة عليها حيث يستدعيه من يحتاجه من المستخدمين للشبكة

·        المساهمة بالمكونات داخل وخارج الأجهزة بين المستخدمين مثل CD-ROM drives////Hard drives وأيضا الاستفادة من الات الطباعة الحديثة والسرية علي الشبكة

·        خدمة البرامج والمساهمة بمعالجات الكلمات  : يمكن توزيع هذه الخدمات علي الشبكة كما يتيح الربط الشبكي فرصة الاطلاع علي ملفات مختلفة لنفس التطبيق بالإضافة الي تحميل Software بسهولة ويمكن عمل تحديث من علي الشبكة مباشرة

·        الاتصالات بين المستخدمين مثل المراسلة علي البريد الالكتروني ومجموعات الأخبار وعقد المؤتمرات الفيديوية وتبادل المعلومات الألعاب الجماعية بين المستخدمين الراغبين في ذلك فتتيح الشبكة امكانية الاستفادة من مصادر الثروة المعرفية الموجودة علي تلك الشبكة وهناك امكانية ربط هذه الشبكة بأخري فتزيد الاستفادة ويمكن أيضا ربط أي شبكة بالانترنت بما يعني زيادة في الامكانيات من مصادر معرفية واتصالات أمر لا ينتهي

THERE BE MONSTERS: لقد تطورت الحوسبة وما ارتبط بها من وسائل مع نمو العنصر البشري من القدم . من Abacus عام 500 قبل الميلاد واستخدام البطاقات المثقبة في القرن 19 ولنختصر دعنا نصعد الي عام 1950 وما بعدها حيث وجد سوق mainframes لكنه كان كبير الحجم عظيم التكاليف واستخدمت شركة IBM عام 1952 الانابيب المفرغة واستحدثت وسائط التخزين الثانوية disk وأيضا استحدثت لغة الفورتران ومع نهاية الخمسينيات من القرن 20 تم استخدام الترانزستور ولقد شهد هذا القرن ميلاد 200 من لغات البرمجة

minicomputer take the stage : استمرت تكنولوجيا الكمبيوتر في التطور بسرعة لفتت الأنظار ففي الستينيات والسبعينيات من القرن 20 كانت mainframe computer  صنعت اصغر حجما ونسبيا قلت تكاليفها الا أنها و minicomputers  مازالا غاليا الثمن باستخدام شرائح ولوحات الدوائر الالكترونية . ومع توصل شركة IBM الي وسائط التخزين المغناطيسية مثل Floppy disk 1971 حدثت قفزة الي الامام .ولم تكن هناك السهولة في الاستخدام المعهودة مع PC اليوم فتعرض المستخدم لمشكلة الكمبيوتر المركزي خلال وسيط مبرمج أو من يشرح  ومع اضطراد التطور في تكنولوجيا الحاسبات استطاع كل من MAIN AND MINI  الاتصال المباشر بهذا الكمبيوتر المركزي مستخدما Dumb Terminal وهي عبارة عن لوحة مفاتيح وشاشة تتيح للمستخدم الدخول الي الكمبيوتر المركزي لكن ليس لها Hard drive  وأيضا معالجة بسيطة ولقد تحقق للmainframes السيادة في عالم الكمبيوتر في السبعينيات وأصبحت تكنولوجيا الكمبيوتر متاحة للعديد من الشركات والمؤسسات

Acentralized computing model : حيث أن تصميم كلا من mainframes and miniframes  ادي الي مركزية كل القوي الحوسبية والقدرة التخزينية وهذا اتاح لمستخدمي هذه الأجهزة الدخول الي الكمبيوتر المركزي والمساهمة بالمعلومات والاستفادة من التطبيقات المتاحة علي الكمبيوتر المركزي وقد توفرت بعض أنظمة المراسلة التي مكنت الاتصال بين المستخدمين وفي السبعينيات من القرن المنصرف تواجدت تكنولوجيا ربط main  and mini مثل X.25 PROTOCOL حيث أمكن الربط الفيزيقي في مختلف المواقع علي شبكة التليفونات الموجودة انذاك حيث ان البيانات والمعلومات التي كانت متاحة علي الكمبيوتر المركزي في تلك الفترة ومصادر المعرفة التي تجمع حولها المستخدمين كانت من ثمار هذا الربط الشبكي حتي جاء الكمبيوتر الشخصي وادي الي هذا الانتشار العالمي في الثمانينيات من القرن 20

بداية شبكات الحاسب

أن شركة IBM تبوأت مكان الصدارة في ازالة مركزية الكمبيوتر الشخصي في أسواق التجارة ، SOFTWARE  AND  HARDWARE  المرتبطة بعملية الربط الشبكي لأجهزة الكمبيوتر الشخصي كانت اخذة في الظهور والتطور بسرعة الا أن حقيقة ميلادها ترجع الي عام 1980 أي قبل ظهور IBM  بعام وذلك علي أيدي الباحثين المهرة من Palo Alto Research Center(P A R C ) حيث نجحوا في  وضع Hardware and Software  الازمة لربط أجهزة الكمبيوتر الشخصي بشبكة L A N  

Client and Server

علي الرغم من وجود أنظمة تشغيل الكمبيوتر الشخصي مثل windows     /   apple os تعطي امكانية ربط بين الزملاء علي الشبكة الا أن الشبكة تتكون من Client and Server فclient هو عبارة عن جهاز كمبيوتر يسمح للمستخدم أو المستخدمين أن يدخل علي الشبكة المطلوبة ويستفيد منها كمصدر للمعلومات المنشودة وذلك عن طريق ادارة نظام تشغيل مثل windows 2000  يتضح من ذلك أن هذا الجهاز الغرض منه تمكين المستخدم من الدخول علي الشبكة لذا فان client عادة لا يمتلك قوة المعالجة أو فضاء التخزين أما Server علي الناحية الأخرى فهو كمبيوتر أقوى ويتيح نظام تشغيل للشبكة N O S  network operating system وهو يقدم مرشد مركزي للشبكة وستقدم المصادر المعرفية المتاحة علي الشبكة مثل الطابعة والملف وهو أيضا يقرر من  يدخل ويرتبط بالشبكة وأي مصدر معرفة يستطيع المستخدم الدخول اليه فقط . وتحتوى معظم الشبكات المحلية علي العديد من client  والقليل من server ويتوقف نمو مدى الشبكة علي العدد المشترك فيها والنشاط الذي تضطلع به وتجدر الاشارة هنا الي workstation فهذا الاسم يستخدم بدلا من client لأجهزة الكمبيوتر التي ترتبط بالشبكة وهي تشير الي أجهزة علي نهاية الشبكة تتطلب ذاكرة وقوة معالجة لتستطيع بها ادارة software  متقدم مثل التصميمات التي يحتاجها المهندسون

Network Players: Users and Administrators

ان حقيقة وجود نوعين مختلفين من اجهزة الكمبيوتر علي الشبكة هما slient  and server تعني تميز المستخدمين الي ادوار مختلفة أيضا والغالبية منهم هم أولئك الموجودون خلف أجهزة الكمبيوتر الشخصي وهم هناك ينتظرون مخازن المعلومات المتاحة عليها ويحتاج كل منهم الي موقع وكلمة سر ليتمكن من الدخول علي الشبكة أما من يقومون بدور العناية بالشبكة نفسها فهم المرشدون عليها بحيث يتحكم المرشد في servers بما يعنى أن الدخول للشبكة ومستوى الدخول تحت سيطرة المرشد مستخدما الأدوات التي يتيحها نظام تشغيل الشبكة Network Operating System  N O S  معظم أنظمة التشغيل الشبكى تمكن المرشد من التعرف والرؤية الكاملة للمستخدم وأيضا معرفة Hardware و والذاكرة والمعالج للServer وتقع مسؤولية تأمين الشبكة من الكوارث ومخازن المعلومات عليها من السرقة ومن الغزو الفيروسي أيضا علي المرشد وان من أصعب مسؤوليات المرشد هي اقناع المستخدمين بمستويات الدخول  للشبكة وسياسات الامان المستخدمة هي بغرض حماية مخازن المعلومات عليها وبغرض التعاون وتعزيز المساهمة بالمعلومات لا بغرض التحكم الأعمي ومضايقة المستخدمين وهكذا يقوم المرشد بالجهد الأكبر وينفق الوقت الكثير للمحافظة علي شبكته وسيولة المعلومات وتأمينها بداخلها .

انتقال البيانات والمعلومات عبر الشبكة

L A N  Data Transmission  

كيف تنتقل البيانات والمعلومات عبر الشبكة فالطريق الذي تسير فيه المعلومات عبر الشبكة يختلف عن مجرد انسياب المعلومات منتقلة بين مكونات الجهاز فلنتعرف أولا علي كلمة bit هي أصغر وحدة من المعلومات يمكن أن توجد علي جهاز كمبيوتر وهي تمثل بلغة رقمية هي 1-0 فمثلا عندما نكتب خطاب يتألف من كلمات وجمل ومقاطع كبيرة أو نعقد مقارنات ترى فيها الكلمات متجمعة في أعمدة أما الكمبيوتر فيري ذلك وفق بيانات ثنائية متألفة من 1-0 وعلي كمبيوتر معين تسير البيانات في تيار متوازي من bits في مركبة علي اللوحة الأم عبر أسلاك مرتبة عليها وعندما يطلب المعالج هذه البيانات من الHard Drive تتحرك في تيار من المعلومات في هذه المركبة يشبه طريق علوي متعدد الخطوط ومتوازية تسير فيه العديد من تيارات bits من المعلومات في وقت واحد لكن لتحريك البيانات من كمبيوتر معين صوب كمبيوتر اخر ( شبكة ) لابد من وسط نقل غالبا أسلاك النحاس واين كان وسط النقل المستخدم فالبيانات تنتقل في تيار فردي من bits  وهو ما يسمي الانتقال الجماعي وتبدو هنا بوضوح الحاجة الي جهاز يأخذ تلك البيانات التي تسير في دروب متوازية فيما يشبه الطرية العلوي متعدد الدروب ويقوم بعمل ما يشبه الاصطفاف الفردي في درب واحد وتنفيذ الانتقال الجماعي في طريق أحادي الدرب ويعني هذا الجهاز أيضا بتوفير الارتباط والوصل بين الكمبيوتر الشخصي ووسط النقل لدي الشبكة العاملة هذا الجهاز الذي نتحدث عنه هو Network Interface Card  NiC وهي يحتوي علي Transceiver وهي كلمة تعني transmitter and receiver أي ناقل ومستقبل ويمتلك القدرة علي تحويل المعلومات من متوازية الي خطية والعكس from parallel to serial and vice versa  وقد يأتي هذا الكارت منفصل ويتم تركيبه في فتحة النقل علي اللوحة الام بشرط التوافق أو قد يكون سابق التركيب في الجهاز كما تعمل شركة Apple mac اذا NiC هو الذي يقوم بالربط الفيزيقي بين الكمبيوتر سواء كان CLIENT OR SERVER ووسط النقل الشبكي وهو أيضا الذي يحول المعلومات من PARALLEL  TO SERIAL فهو بذلك أحد المكونات الهامة جدا في عمل ربط لأجهزة الكمبيوتر الشخصي في شبكة

الشبكة عبارة عن اثنين من أجهزة الكمبيوتر أو أكثر مرتبطين معا ، وكلما اتسعت الشبكة كلما تعددت الاجهزة الملحقة بها لتستطيع تغطية كل الاجهزة الملحقة والمتصلة بها حيث ترتبط أجهزة الكمبيوتر بالشبكة لتساهم وتستفيد من مصادر المعلومات المتاحة مثل الملفات والطابعة وتكون أجهزة الكمبيوتر المتصلة وسط اتصال فيما بينها Mainframes and Minicomputers تقدم نموذجا للحوسبة المركزية تكون فيها هذه الاجهزة هي مخازن للمعلومات ويدخل عليها المستخدمين من علي الاجهزة علي أطراف الشبكة كما ظهر الكمبيوتر الشخصي لشركة I B M  عام 1981 والربط الشبكي لكل من HARDWARE AND SOFTWARE ادخلته XeroxPalo AltoResearch Center في السبعينيات من القرن العشرين واصبح ذلك أساسا فيما بعد ل Ethernet  أكثر الشبكات شيوعا الان

تتأسس الشبكة من client يتخذ منه المستخدم مدخلا للشبكة وserver يقوم بامداد المستخدمين للشبكة بمخازن المعلومات ويكون دخول المستخدمين علي الشبكة ومستوي الدخول ومصادر المعلومات التي يستطيعون الدخول عليها تحت سيطرة مرشد الشبكة بادارته لنظام التشغيل الذي يهيمن علي انشطة الشبكة حيث تمر المعلومات في الكمبيوتر في صورة تيارات متوازية اما في وسط النقل خلال الشبكة تتجمع في خط واحد هذا الي جانب ربط الاجهزة بوسط النقل الشبكي تلك وظيفة network interface caed واجراء عكسي لذلك عند الاجهزة علي اطراف الشبكة من parallel to serialيتم عن طريق نفس N I C ولكي تكون مرشدا ناجحا لا يتطلب ذلك ان تكون مخترعا للشبكة بل المعرفة الكافية بكل من HARDWARE AND SOFTWARE AND PC OS

الشبكات Peer to Peer Networking

طريقة بسيطة قليلة التكاليف لربط أجهزة الكمبيوتر الشخصي في مواقع تحتاج فيها الي المساهمة بالملفات وبعض مصادر المعلومات الاخري مثل الطابعة في هذه الطريقة تتجنب تكلفة وجود Server ونظام تشغيله وذلك لبناء شبكات صغيرة في peer to peer أجهزة الكمبيوتر الموجودة علي الشبكة تعمل ك peers وكل جهاز يعمل ك slient  and  server  في نفس الوقت فهو يعطي مخازن المعلومات للشبكة وفي نفس الوقت يستطيع امداد جهاز كمبيوتر اخر قرين له peer  بمعلومات من هذا المصدر ولذلك قد تسمي هذا الشبكة peer to peer network بمجموعة العمل لان كلمة مجموعة العمل تحمل في ثناياها التجمع بدون تحكم مركزي مميزة بهذا الوصف شبكتنا هذه عن شبكة المدي الواسع المعتمدة علي server ولعل من ابرز الاهداف من هذه الشبكة هو تحميل برنامج تشغيل للكمبيوتر الشخصي

Peer Products Come and Go

تواجد هذا الربط الشبكي تقريبا مع الكمبيوتر الشخصي علي الرغم من ان نظام التشغيل     D O S   لم يقدم لهذا النوع من الشبكات لكن نظام Add-On Product  كان النظام الفاعل في المساهمة بالملفات والات الطابعة في هذا النطاق الصغير من هذه المنتجات Product كان Artisoftا s L A Ntastic وظهرت بعد ذلك ما سمي بمجموعات العمل في أواخر 80 وأوائل  90 ولكن تكوين مجموعات العمل الصغيرة بابتياع peer to peer network software  يعد مرتفع التكلفة فتصبح أكيد sneakernet  بمعني لاوجود لشبكة من الاصل للمساهمة بالملفات والطابعة بين مجموعات العمل الصغيرة هو الاختيار وجدير بالذكر أن artisoft  جمعت ملايين الدولار من تجارة peer to peer network   ، اما LANtastictlh . مازالت تباع الي اليوم عن طريق شركة SpartaCom لكن نظام software فيها يعتمد علي التليفون لذلك تتماشي مع المؤسسات المتوسطة وبعض المكاتب الفرعية وفي عام 1992 دفعت شركة Microsoft بنظام الويندوز 3.11 لمجموعات العمل وجاء هذا النظام لسطح المكتب علي قمة D O S مع ملاحظة تحنيل نظام التشغيل D O S علي جهاز الكمبيوتر قبل تحميل بيئة التشغيل ويندوز وهو ما يسهل قيام مجموعات العمل فالمستخدم لن يحتاج الي SOFTWARE اضافية للمساهمة في الطابعة والاستفادة من الملفات .

الأجيال التالية من بيئة التشغيل ويندوز W9 ويندوز 95 و98 و windows NT workstation وويندوز 2000 وويندوز Me  مستعدة لمجموعات العمل ونظرا لتحقق السيادة لنظام التشغيل microsoft windows في أجهزة الكمبيوتر الشخصي فقد وضح نهاية الحاجة الي software اضافية لتفعيل أكثر لمجموعات العمل علي الكمبيوتر الشخصي وعلي الرغم من ان نظام التشغيل D O S  لم يمت فقد دفعت بعد شركة MICROSOFT بنظام windows95 لا يعتمد علي تحميل سابق لل D O S  وبناء علي ذلك تم وضع بيئة التشغيل WINDOWS NT  Windows 2000 حيث التطبيقات التي تديرها هذه الانظمة لاتزيد كثيرا عن ما تفعله أجهزة الكمبيوتر التي تعتمد علي DOS ومن ناحية اخري اشتد التنافس بين أجهزة الكمبيوتر الشخصي والتطبيقات المطلوبة منها فقد قدمت شركة MACINTOSH  نظام تشغيل زاد من قدرات شبكة PEER TO PEER  وزاد من امكانيات الحوسبة لدي مجموعات العمل بل قدمت أيضا Hardware يمكن عن طريقه ربط اثنين من اجهزة macintosh بطابعة علما بان اجهزة الطباعة المتوافقة مع macintosh كانت فقط Apple Printers وكانت لغة تلك الشبكة بناء علي الحقيقة سالفة الذكر تدعي Apple Talk وسنعرض بعض تفاصيل الربط الفيزيقي لاحقا في الفصول التي ترد بعد ومع تحقق عنصر سيادة الفوة الفاعلة للائيثرنت  وبروتوكول الانترنت في نظام شبكات الكمبيوتر الشخصي قدمت شركة Apple قدمت أحدث منجاتها من اجهزة الكمبيوتر الشخصي بمثل imac له القدرة علي الربط بشبكة Ethernet  وكان نظام تشغيل macintosh   Mac OS الذي يركز علي خدمة مجموعات العمل يمر بتطوير كبير ادي جعله دعامة هامة فيما بعد لTCP/ IP  Transmission Control Protocol/ Internet Protocol و حقيبة البرتوكول المنظمة للانترنت

Pros Of Peer-To-Peer Network

يتصل هذا النص ب peer-to-peer network ويدور حول التكلفة وسهولة التحميل علي الاجهزة اعتمادا علي نظام التشغيل المستخدم في جهازك فان هذه الشبكة لا تحتاج الي ابتياع software اضافية أو الي جهاز كمبيوتر اخر ليعمل كخادم للشبكة يتصل هو بجهازك ويكون وسيطا للشبكة جدير بالذكر أن أنظمة التشغيل التي تدعم peer-to-peer network نجعل من السهل ربط جهازك بها والاتصال بمجموعة العمل المعنية باتصالك .

مميزات peer-to-peer network

رخص التكلفة وتوفر Hardware وعدم الحاجة الي جهاز كمبيوتر اضافي ليخدم علي الشبكة ، سهولة تحميل البرامج يحتوي نظام التشغيل الذي تستعمله علي جهازك علي software المطلوب للدخول علي الشبكة بالضبط مع عدم الحاجة الي المرشد المركزي بل يستطيع المستخدم منفردا الدخول علي الشبكة والمشاركة في مخازن ومصادر المعلومات كما لا تحتاج أجهزة peer computer الي الة الخدمة المركزية لتدخل عن طريقها الي محازن المعلومات او لربطها بالشبكة وبناءا علي ذلك تستطيع ان تعمل حتي ولو لم تكن اجهزة peer computer  الاخري غير متاحة هذا ولا تعتبر هذه الشبكة لائقة للانتشار لماذا  لانه علي الأكثر عشرة فقط من اجهزة الكمبيوتر تتواجد في اتصال حي علي الشبكة ومع ذلك تحتاج الي interface card   hub  twisted pair of cable  coaxial cable    T-connector     terminator ا وكل ما تتطلبه عملية تكوين شبكة وربط الأجهزة بها.

Server –Based Networks

تعطي هذه النوعية من الشبكات والتي تعتمد علي وجود خادم متخصص وبأنواع متعددة تعطي امكانية بناء شبكات أكبر من السالفة الذكر حيث يتسع مدي مخازن المعلومات للمستخدمين ويتواجد بها أيضا حادم البريد وقواعد البيانات كما تتيح server-based network تحكم مركزي أكبر لمخازن المعلومات مما يسهل معه اضافة أجهزة كمبيوتر ومستخدمين اكثر ( مقارنة ب peer-to-peer ) ويقال لشبكة الاعتماد علي الخادم server based انها scalable network بمعني سهولة مدها واتساع نطاقها مقارنة بالشبكة السابقة وان مطلبا لهذه الشبكة هو جهز كمبيوتر خادم يدير نظام تشغيل الشبكة اذ انه بذلك الة ذات غرض خاص يعرفها المستخدمون وتوفر لهم خدمات من ملفات مثلا والة طباعة هذا وتحقق هذه الالة في المستخدمين وتحدد مستوي دخولهم علي الشبكة مما يتاح معه تنوع مخازن المعلومات وتوفير أمان أكبر عن شبكة peer-to-peer فالدخول هنا الي مخازن المعلومات علي الشبكة أسهل لما  لأنه يسجل اسم المستخدم وكلمة سر لدخوله هو بهذا فقط يدخل علي أي من مخازن المعرفة وذلك لم يتوفر أبدا علي شبكة peer-to-per التي كانت تطلب كلمة سر لكل مصدر أو مخزن معلومات

أنواع شبكات الخادم Network Servers

استخدام شبكة المدي المحدود لكمبيوتر خادم server ليتحقق من مشروعية أو أحقية دخول المستخدم وارتباطه بالشبكة فاذا أدخل المستخدم اسمه وكلمة السر الخاصة به فمهمة server التأكد من ذلك بالمضاهاة بما هو مدون عليه والا فلن يسمح للمستخدم بالدخول فاني يطبق ذلك في شبكة المدي الرحب فاذ الكمبيوتر المركزي ببساطة مشغول في وصل المستخدمين بالشبكة وسيغضبهم الزحام والانتظار علي client p c بالإضافة الي تحميل server مالا طاقة له به من وجبات اضافية بالطبع سيوزع ذلك الحمل الثقيل بين servers متخصصة أخري ومع ذلك يبقي علي عاتق الcentral server ربط المستخدم بالأجهزة الخادمة المعاونة  وايضا دخوله لمخازن المعلومات .

File Servers

وظيفته يخدم كمسكن للملفات التي يحتاجها المستخدمون يشمل ذلك ملفات قيد المساهمة والتعاون بين مستخدمين معينين هذه الملفات توضع في مجلد أو حافظة عامة قد تكون ضمن مجلد كبير لمستخدم بعينه فالملفات الهامة والمميزة توضع في مكان واحد بهذا طبعا سوف يكون من السهل التقاط المعلومة في أي لحظة ويمكن أيضا وضع الملف في مكان مستور لا يصل اليه احد

Print Servers

يستخدم هذا الجهاز ليكون عائلا للطابعة لشبكة معينة تجهز عليه أولا مادة الطباعة وقبل الطباعة يتم توفير الفضاء المطلوب للhard drive  ويخفق خادم الطباعة في كل وظائف الطابعة ومن الممكن أن يغير مرشد الشبكة في هذا كتأخير الطباعة أو تغير الأمر Queue الي accessing the print server .

Communication Servers

يدير هذا الجهاز software التي تساعد علي اتصال المستخدمين للشبكة معا وهو يقدم خدمة تبادل المعلومات بالبريد الالكتروني ومجموعات المناقشة ومن المهم أيضا في حزم الاتصالات هو microsoft exchange and lotus notes .

Application Server

تستضيف هذه الأجهزة مختلف التطبيقات مثل قواعد البيانات المتخصصة حتي تطبيقات سطح المكتب مثل معالج الكلمات وورقة عمل الsoftware يخزن ذلك أيضا علي application server وهو ما يسهل عملية التحديث لانه بطبيعة الحال لا تخزن كل هذه المتطلبات في كل محطة عمل client بحيث تبدأ عملية التحديث علي أجهزة الكمبيوتر الشخصي وتتم بمساعده التطبيق المخزن علي application server .

Web Server

هذا المتخصص في خدمة تخليق الوب web اما باتخاذ موقع أو بالتعرف علي الناس المشتركة بالمقابلة علي موقع الانترنت اما web server فليس لكل واحد تضع بعض الشركات الوب في منزلة معينة علي الشبكة ويحتاج ذلك الي عدد من software  تختلف باختلاف الاستخدام للوب وسبات ذلك الاستخدام وفي تأمين الوب لشركة معينة اهمية كبري والا تعرضت للغزو المباشر من أعدائها .

Other Specialized Server

هناك عدة أنواع اخري من خدام الشبكة التي تتواجد عليها لا لتقدم مخازن معلومات وانما تساعد علي انسيابية العمل علي الشبكة بكفاءة أعلي فمثلا بالنسبة للشبكات الكبري التي تستخدم بروتوكول للتحكم في تسيير المعلومات علي بروتوكول الانترنت TCP/IP فان كل كمبيوتر يوظف له عنوان بروتوكول علي الشبكة IP  وهو ما يشبه الرقم القومي فلا يتشابه فيحقق بذلك اتصالا فريدا له علي الشبكة المعنية وهو أيضا ما يلزم مرشد الشبكة بإدخال مئات الأجهزة في اتصال مع الشبكة في وقت واحد . يستطيع خادم DHCP أي الخاص بعملية ديناميكية تسهيل عمل برتوكول التحكم في الشبكة بصورة الية تخصيص العنونة لأجهزة الكمبيوتر بمجرد الاتصال فهذا البرتوكول المشار اليه مؤخرا DHCP يسري علي أجهزة الخدمة علي الشبكة ويجري التنسيق في عملية تطبيقه باتخاذ برمجة موحدة مثلا W2000 به يمكن لأي خادم يستخدمه ان ينسق ويتناسق مع بروتوكول الإنترنت وهو ما يرتبط بحجم العمل وسهولة الدخول والتعامل

مع الشبكة . هناك احتياج لserver أخري علي شبكة المدي المحدود ترتبط بعملية تنسيق عمل أنظمة التشغيل بتخصيص اسم تعارف لكمبيوتر بعينه فمثلا عند الدخول الي Web Site  نكتب اسمه فيما يعرف بتحديد مكانه Uniform Resorurce Locator  U R L علي متصفح الوب علي جهازك هذا لا يعني الدخول علي عنوان بروتوكول علي الانترنت وهناك خادم خاص علي الانترنت يسمي DNS  وهو ينفذ خدمة الاسم الرئيسية ليحل موضوع ادخال اسم التعارف وتظهر أهمية الموضوع عند ارتباط الشبكة المحدودة بشبكة أرحب ونود هنا أن نقول ان احتياجات مستخدمينا وحجم شبكتنا يحدد بموضوعية عدد وتخصص أجهزة الخدمة علي الشبكة وتنوعها ( SERVER )فكلما كبرت الشبكة كلما زادت الحاجة الي توزيع الحمل المتثاقل يوم بعد يوم علي الشبكة بزيادة عدد المشتركين بمرور الوقت زادت الحاجة لتوزيع الحمل بين أجهزة الخدمة .

Network Topologies

وبعد فقد أخذنا فكرة عامة عن شبكتي   and server-based     peer-to-peerوهو ما نستطيع بناؤه سنوضح عملية المد الفيزيقي للشبكة وكيفية مد الكابلات وخرائط المد

Bus Topology : ويوصف هذا النوع بخط جذع أو ما يشبه عمود فقري عليه تتصل أجهزة الكمبيوتر علي فترات وتعتبر هذه التضاريس خط مد سلبي لان أجهزة الكمبيوتر فقط تقف مستمعة علي الخط فعندما تسمع معلومات عن طريق كارت بيني خاص بها يراقب ما يمر من معلومات في السلك المتصلة به فإنها تستقبل هذه المعلومات وعندما تريد أن تمرر معلومات منها عليها أن تنتظر لكي لا يوجد أي جهاز اخر يرسل عندئذ تقوم بإرسال حزم المعلومات التي تريد ، في هذا النوع من التوصيل يستخدم coaxial cable يختلف قليلا عن كابل التليفزيون ويوصل بكل كمبيوتر عن طريق T connector وتتوائم النهاية مع الكابل وفي هذه النوعية لا يحدث أي تكبير للاشارة أثناء النقل ونشير هنا الي ان حجم الشبكة يرتبط بأقصي مسافة يستطيع الكابل المستخدم حمل المعلومة لها ، وخريطة التوصيل هذه سهل تصميمها ومدها . تتطلب كمية محدودة من الكابلات مقارنة بخرائط التوصيل الأخري لكن علي هذا النحو فهي معرضة للقطع وخلل الربط بين أدوات الربط والأجهزة وأي خلل في أحد الروابط بين الوصلات يودي بكل المسار الي الفشل في التوصيل وعلي الرغم من أن وقت أتي علي bus topology كانت الأرخص والأسهل لربط مجموعة صغيرة من اجهزة الكمبيوتر في الشبكة التناظرية معا الا أن العيب المرتبط بأسعار hub وسهولة استعمال زوج الاسلاك المجدولة قاربت بcoaxial cable الي الانقراض ومع كل ذلك فان هذه النوعية من الربط الشبكة مازالت تجد لنفسها مكان في الشركات والمنشئات الصغري .

Star Topology :

في خريطة التوصيل النجمية أجهزة الكمبيوتر ترتبط الي جهاز ربط مركزي يمي مدار توصيل او hub بكابل خاص من الأسلاك المزدوجة المجدولة وجدير بالذكر أن هذه الشبكة تتبع استراتيجية انتظر واستمع في ارسال واستقبال المعلومات ولأن كل كمبيوتر يرتبط بجهاز التوصيل المركزي بكابل خاص فمن السهل مد الشبكة المحدودة الا أن يبقي ذلك مرتبطا بأماكن التوصيل الشاغرة علي جهاز الوصل المركزي hub ،مد شبكة التوصيل النجمية عملية ليست صعبة انما هي مد سلك بين جهاز الكمبيوتر وجهاز التوصيل المركزي ولن يدري المستخدمون بعملية اضافة مستخدم الي الشبكة فمن عيوب هذه الشبكة الحاجة الزائدة الي الكابلات وتكلفة ذلك وأيضا ما يتعلق بجهاز التوصيل المركزي والحاجة الي مشتريات من هذا وذاك وزيادة التكلفة ويتولي الhub كبر العيب فيها اما اكبر ميزة فهي سهولة الاضافة لاجهزة الكمبيوتر وايضا العطل في أحد الكابلات يعطل الجهاز المتصل به فقط دون التأثير علي الأجهزة الأخري

Ring Topology

تتصل أجهزة الكمبيوتر في الشبكة المحدودة علي خريطة التوصيل الدائرية علي سلك التوصيل في دائرة ربط فيزيقي الواحد تلو الأخر وتمر المعلومات في اتجاه واحد في خريطة ايجابية حيث يقوم كل جهاز باستقبال حزمة المعلومات القادمة له ثم اعادة البث للجهاز التالي أي ان الفاعلي في اعادة بث الاشارة عبر دائرة الوصل وعندما يريد المستخدم ارسالي اشارة منه علي ان يمرر اولا حزمة المعلومات القادمة له ثم يبدأ في بث ما يريد وعلي هذا النحو أي ايقاف للمرور الدائري هذا سواء عطل في أحد الأجهزة أو اضافة جهاز جديد يترتب عليه عطل التوصيل بالكامل والأجهزة المستخدمة غالية نوعا وتستخدم هذه الشبكة في التعاون بين الشبكات الكبري وتعد هي الأرخص ثمنا والأسهل بناءا في المكاتب الصغري .

Network Needs

وبعد فقد أخذنا فكرة عامة عن المتطلبات النظرية الأولية الاساسية فضلا عن طريقة التنفيذ . فانا نحتاج للتوقف للحظات لنتعرف علي احتياجات شبكتنا . اذ ان نوع مصادر المعلومات ومخازنها التي يحتاجها المستخدمون وعددهم وموقعهم فيزيقيا علي الشبكة يحدد استخدامنا لبقية المعلومات في الكتاب لنختار نوع الشبكة التي سنبنيها بالاضافة الي اختيار نظام التشغيل الشبكي ونوع الخادم server المستخدم ونركز ذلك في النقاط التالية:

·        كم عدد المستخدمون  حاليا فاذا كان قليلا ولكل جهازه الشخصي فيجوز استخدام شبكة التناظر لهم peer-to-peer  فاذا زاد العدد وتواجدت اكثر من الة عميلة client فان نحتاج server based network

·        ما نوع مخازن المعلومات التي يحتاج مستخدموك المساهمة فيه فاذا كان مجرد الة طباعة وملفات قليلة فانا ما زلنا في نطاق الشبكة التناظرية peer –to-peer  .اما في حالة قواعد البيانات المتخصصة وتعدد اجهزة الطباعة وأن تكون هناك حاجة لأجهزة خدمة للملفات فانا في نطاق server-based network

·        اين يوجد المستخدمون أهم متقاربون  أم متباعدون  في أدوار مختلفة في نفس المبني  أم في مباني مختلفة  اهناك حاجة للاتصال بالأسلاك  أم خدام الاتصال من بعد مطلوبة  المهم وضع الأجهزة المطلوبة التي تحقق المطلوب من الشبكة

·        كيف يمكن لشبكتك أن تنمو مع الوقت  فلو توقعت أن يكون هناك نمو في قاعدة المستخدمين ونوع مخازن المعلومات التي يحتاجونها بمرور الوقت تزداد في هذه الحالة فان server-based network  هي الحل المطلوب وخريطة التوصيل النجمية هي المطلب السهل والسريع الذي يسمح بتمدد الشبكة وامتدادها بزيادة عدد الأجهزة المتصلة بها

·        الميزانية فعند استخدام عدم اجهزة خدمة متخصصة فيجب توفير المتطلبات الفيزيقية بالطبع يود احدنا ان يستخدم اخر ما توصلت له التكنولوجيا الا ان ذلك أيضا تحدده الميزانية اضطرارا لا خيارا فنبني الشبكة السهلة التي يمكن نموها فذاك هو التسلسل الطبيعي

Planning the Network

قبل التخطيط لبناء شبكة قف أولا علي حساب دقيق لاحتياجك من الشبكة نوع الاجهزة العاملة عندك ونوع اجهزة الخدمة علي الشبكة قبل ان تشتري أي جهاز وان تعرف عن يقين المعدات hardware  ووسط الشبكة network media وبروتوكولات الشبكة network protocol وانظمة التشغيل العاملة علي الاجهزة client     server كل هذا يعتبر مقدمة فقط لكن جيدة للتخطيط لبناء شبكة معلومات .

Selecting a NIC

تأتي هذه الكروت الوسيطة في أنواع مختلفة معتمدة علي البناء الهندسي للشبكة المستعملة وأيضا تختلف علي حسب الفتحة التي تركب عليها في اللوحة الأم فمثلا تركب PCI NIC  تركب في PCI علي اللوحة الأم وأيضا ISA NIC تركب في فتحة ISA فعندما تختار الكارت الوسيط NIC فمن الضروري التوافق مع البناء الهندسي للشبكة وتعد شبكة ايثرنت أكثر أنواع البناء الهندسي الشبكي شيوعا وتستخدم مع كل من الشبكات التناظرية PEER-TO-PEER وشبكة المدي المتسع LARGE-SCALE CORPORATE NETWORK واجهزة الربط الاخري للايثرنت مثل HUB يجب ان تكون رخيصة الثمن مقارنة بمثيلاتها في شبكة التضاريس الدائرية ، الكارت الذي تختاره يجب أن يركب في فتحة توسع شاغرة علي اللوحة الأم لجهازك فمثلا أجهزة IBM او الاجهزة المتوافقة معها يكون لديك عدة خيارات منها ISA---PCI---EISA Slots والفتحات المتاحة سوف تعتمد بالطبع علي اللوحة الأم

Installing a NIC

فليس بالضرورة أن تحصل علي الدرجة العلمية في الهندسة لتضع كارت الشبكة المنشود في جهاز كمبيوتر شخصي لكن مع هذا التبسيط لابد أن تدري وتعلم ما تفعل الشيء المهم هاهنا هو الكهرباء الاستاتيكية هذة الكهربية الساكنة قد تنتج جهدا كهربيا عاليا يكفي بالفعل لاتلاف اللوحة الأم أو كارت التوسع هذا أو الكارت الوسيط للشبكة NIC ، لذا يجب أن ترتدي قفازا مطاطا ضد الكهرباء أثناء لمس الجهاز أو تقف علي فراش يلغي فعل الكهرباء الاستاتيكية وان تتفادي لمس الخط الأرضي أثناء عملك علي الجهاز في تركيب الكارت في غرفة فرشت سجادا .أيضا تواجد طقم مفكات للمسامير المحوية غي ر ممغنطة نهايتها وبعد تلك الاحتياطات تشرع في تنفيذ الخطوات التالية :

·        قوم بفتح الجهاز وركب الكارت NIC في فتحة التوسع المعدة لذلك

·        اقفل الجهاز ووصل كابل الربط بالشبكة

·        قم بتحميل الجهاز فلو لديك plug-and-play card وتستخدم نظام تشغيل هذه التكنولوجيا السابقة فكل ما ستحتاجه هو disk or cd-romيحتوي علي سواق الكارت

·        لو كنت تستخدم نظام تشغيل لايحدد اضافة أدوات جدد فستحتاج الي تحميل يدوي للكارت فلو جاء مع الكارت software للتركيب والتشغيل استخدمه لتوفير drives المطلوبة والضرورية .

Network Connectivity Devices

اعتمادا علي خريطة التضاريس الشكلية للشبكة التي تستخدمها وتوع الكابل الذي تستعمله يبني التركيب الداخلي للشبكة وتتطلب شبكة معلوماتك المحدودة LAN نوع من تجهزه الربط لتربط اجهزة الكمبيوتر المختلفة والات الطباعة والاجهزة الأخري معا وفي حالات قد تحتاج الي مد شبكتك المحدودة مثلا للطابق الثاني لمكتب كبير او تضيف عدد كبير من المستخدمين لها فانك تحتاج طبعا الي أجهزة ربط أخري وبعضا من أجهزة الربط هذه فقط تقوم بالتوصيل بين الأجهزة وبعضها الأخر يقوي اشارة البيانات المسافرة في الشبكة عبر وسط النقل والبعض الاخر يشارك وينظم عملية انسياب المعلومات عبر الشبكة

Hubs

تستخدمه أجهزة الربط في شبكات المدي المحدود . وتعد نقاط الربط المركزي لشبكات المدي المحدود كما تستخدمها شبكات التضاريس النجمية التضاريس علي اختلاف الاحتياجات والشبكات وأساسا hub لا يحتوي أي الكترونيات نشطة لذا لا يستخدم لمد شبكة المدي المحدود انما هو أساسا لتجميع الكابلات ثم القاء اشارات البيانات لجميع أجهزة الكمبيوتر علي الشبكة ويستخدم hubs غالبا علي الشبكات التي تستخدم الكابلات المزدوجة المجدولة معا . أماكن الوصل الخلفية علي hubs تتيح أماكن ربط لأجهزة الربط علي الشبكة . أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الاخري ترتبط بhubs بكابلات شبكة منفردة وتاتي hubs علي مختلف الأشكال والأحجام وتتيح العديد من أماكن ومراسي التوصيل عليها وفي حالة نمو شبكة المدي المحدود الي حجم أكبر يتعدي جهاز الhub الحالي فان أخر يتم توصيله بالأول فيما يشبه سلسلة من زهرة الأقحوان مستخدمين كابل توصيل قصير يشبه زيل الفأر لنوفر بذلك مواني توصيل أكثر علي hub  كما تأتي أجهزة الhubs في أشكال وأحجام مختلفة باسعار مختلفة فكلما زادت مواني التوصيل علي الجهاز وكلما اتصل بأجهزة أكثر سرعة كلما زاد سعرة غلوا .

Repeaters

ان مختلف الكابلات التي تستخدمها الشبكات لها مسافة قصوي تعد حد مقدرتها علي حمل وتمرير اشارة البيانات خلالها وفي حالة ما اذا أريد مد الشبكة المحدود فوق حدود امكانات الكابل المستخدم تظهر الحاجة الي أجهزة لتكرار الاشارة حيث تقوم أجهزة تكرار الشارة باستقبال اشارة قادمة من أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخري علي الشبكة وتعيد توليد نفس الاشارة عندها وبثها لذا تحتفظ الاشارة المرسلة بقوتها لمسافة أكبر عبر وسط التوصيل علي الشبكة بإمكانية توصيل لمسافة أطول من الخالة الاولي بغير أجهزة تكرار .لكن المشكلة الموجودة حاليا هي تكبير الاشارة المسافرة في الشبكة كلها بما فيها من شوشرة .

Bridges

الكوبري عبارة عن جهاز علي الشبكة يستخدم للمحافظة علي اتساع حزمة المرور للبيانات والمعلومات اذ الحقيقة أنه عندما تنمو الشبكة المحدودة فان كم البيانات المارة في وسط النقل المستخدم تشكل عبئا علي السعة المرورية لوسط النقل فأحد الحلول الاستراتيجية للمحافظة علي الاتاحة المرورية للشبكة بتقسيمها الي قطع أصغر ترتبط بكوبري ، هذه الكباري لها امكانيات أعلي من hub وأجهزة تكرار الاشارة واعادة بثها بالإضافة لاستخدامه لبعض البرمجيات لإنجاز العمل المنوط به وليه القدرة علي قراءة عنوان MAC لكل حزمة معلومات تطير عبر الشبكة (بقطعها الاصغر والمتصلة بالكوبري ) وبمعرفة عناوين MAC التي تتواجد علي كل جزء صغير الشبكة Segment فان الكوبري في امكانه توجيه مرور المعلومة مباشرة الي segment المعنية دون انتشارها الي المقاطع الأخري المتصلة بذات الكوبري .

Switches : هو جهاز أخر علي شبكة المعلومات يستخدم لتنظيم سعة حزمة المعلومات المارة علي الشبكة في وسط النقل بالنسبة للشبكات الكبيرة . ويشار اليه علي أنه bridge on steroids يحكم انسياب المعلومات باستخدام عنوان MAC والذي يوضع علي كل حزمة بيانات . Switches تقسم الشبكات الي ما يسمي بشبكات المدي المحدود الجوهرية أو virtual L A N أو اختصارا VLANs ان الشيء الهام جدا حول هذه التقنية وهذه التسمية هو التجميع المنطقي لأجهزة الكمبيوتر علي الشبكة الي نوع من مجموعات الاتصال اذ ليس بالضرورة أن تكون اجهزة الكمبيوتر قربا من بعض أو في نفس الطابق ذلك يسمح لنا بوضع أجهزة الكمبيوتر التي تخدم نوع متشابه من المستخدمين في مجموعات علي الشبكة VLANs فلو أن مهندسو شركتك منتشرون حول أجهزة الكمبيوتر في كل مكاتب مبني الشركة فانهم مازالوا يخدمهم نفس bandwidth .

Switches تستخدم من الأجهزة والبرمجيات ما يمكنها من التحكم في سريان المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخري علي الشبكة ولها نظام تشغيل خاص بها وتتيح switches اماكن توصيل كثيرة جدا بها لذ قد تستبدل مكان hub وتوفر لكل كمبيوتر علي الشبكة مكان هذا توصيل خاص به . عند اتصال أجهزة الكمبيوتر الشخصي بالمفاتيح هذه فإنها تحدد لكل جهاز اتساع حزمي للبيانات خاص به علي سبيل المثال المستخدمين لشبكة الايثرنت 10Mbps يمكنه ادراك اتساع حزمي 10Mbps. لكل كمبيوتر اتساع حزمي لما ينقله ويستقبله من بيانات خلال ال hub بدون تنافس مع كمبيوتر اخر كما تتميز أجهزة switch باذدواجية التوصيل من والي الشبكة بما يمكنها من ارسال واستقبال البيانات في وقت واحد علي الشبكة . الكمبيوتر علي شبكة ايثرنت السريعة وعن طريق Full- Duplex media ويعما ب100Mbps يمكن ان يصل الي امكانية عالية 200Mbps استفادة من امكانية الارسال والاستقبال الاني .

Routers

هي أجهزة مساعدة علي الشبكة لها امكانيات تربو علي تلك التي للمفاتيح والكباري وتستخدم اتحاد من اجهزة ونظام تشغيل فتتمكن فعلا من ربط المعلومة من المصدر الي جهة الوصول ونظام تشغيلها من الدقة بحيث يمكنها من يتيح تحديدا لكل مكان ربط علي الRouter هذا ويمكن تحميل router ليربط بيانات من برتوكولات مختلفة علي الشبكة وتستخدم routers أيضا لتقسم شبكات المدي المحدود التي كبرت وأصبحت مكتظة بمرور البيانات وتستخدم أيضا لربط شبكات المدي المحدود المتباعدة معا مستخدمة تكنولوجيا شبكات المدي المتسع كما تقسم routers الشبكات الكبيرة الي اجزاء منطقية تسمي تحت شبكة subnet مبني علي عنونة ملخص استخدامات الشبكة يشبه عنونة بروتوكول الشبكة والاشارة المارة ترتبط ترتبط موضعيا بsubnet ويمرر الجهاز فقط الاشارة الأخري الي جهة وصولها هذا الاجراء يحافظ علي الاتساع الحزمي وطاقة نقل البيانات للشبكة . يتمتع routers بأنه يستطيع تقرير السماح الاشارة القادمة بالمرور الي مواقع تالية علي الشبكة قاصدة جهة وصولها بناء علي routing table . تستخدم برتوكولات يتضمنها نظام تشغيلها يجعلها تتعرف علي اجهزة routers  المجاورة وعناوين الشبكات المتصلة بها .

PC Hardware

بعض الكروت الوسيطة علي الشبكة NICs وبعض اجهزة الربط والتوصيل التي سنتعامل معها عندما نربط كمبيوتر بشبكة معلومات تعتبر اللوحة الأم من أهم المكونات الأساسية للكمبيوتر الشخصي وتعطي للبيانات طريق ونظام تمرير علي المكونات علي اللوحة الأم ومعالج الكمبيوتر الشخصي . وتقاس سرعة انسياب المعلومات وجريانها بين تلك المكونات بما يسمي الميجا هرتز mega-hertz( MHz) وعلي الرغم من أن 66 ميجا هرتز كانت المقياس لأجهزة الكمبيوتر الشخصي التي تستخدم معالج بينتيوم pentium processor ، الا أن أصبح بمقدور اللوحة الأم ان تشغل معالج تصل سرعته الي 100 او 133 حيث ترتبط اللوحة الأم خصيصا بالمعالج المستخدم لدي الكمبيوتر الشخصي بنوعه . IBM/PC لوحته الأم تستخدم معالج انتل Intel وهي بذلك تختلف عن نظيرتها اللوحة الأم من نوع Apple iMac حيث يستخدم معها معالج Motorola جدير بالذكر ان اللوحة الأم لها تصميمات مختلفة مثل ATX and  LPX هذه الانواع تختلف في الشكل والبناء وهذا بالطبع يؤثر علي باقي المكونات HARDWARE المستخدم معها والمفاضلة بينهم أيها اكثر ملائمة للوحة الأم المستخدمة ، وعلي اللوحة الام تتواجد فتحات  للمعالج والذاكرة واماكن لربط Hard Drives مثل C-D Rom بكابلات من النايلون وأيضا فتحات التوسع (PCI and ISA) لمختلف الأجهزة الأخري مثل كارت الصوت وكارت الربط بالشبكة ومن ما يميز اللوحة الأم أيضا نوع ربطها بالمعالج Aocket 7 motherboard تستخدم معالج هو بالضبط صغير وموبع يرتبط بها في هذا الجيب المخصص له بقليل من نتوءات التثبيت بها .cyrix intel AMD and تقدم معالجات تتوائم مع تلك اللوحة الأم .slot 1 and slot 2 لوحة أم فتحة أو اخدود كبير للمعالج هذا المعالج والذي يثبت علي هذه الفتحة يكون مستطيل الشكل هذا ويوجد بالأسواق عدد من نوع slot 1 motherboard تعطي مساحة تمكن من استخدام dual processor . الأمر الذي يجعل من الممكن استخدام تلك اللوحة الأم في high-end client workstation or network server والي حد كبير جدا تعتمد سرعة جهاز الكمبيوتر علي معالج البيانات وهو بدوره يتوقف علي نوع اللوحة الأم والأخيرة تتأثر بنوع chipset التي تحدد فترة انتظار البيانات قبل انطلاقها في ممرها وأيضا تتأثر بنوع AGP acclerated graphic port يحدد سرعة الاجابة للمعلومات الفيديوية ، هذه الملامح الفنية تؤثر علي انجاز الكمبيوتر ككل.

Processors

يعتبر المعالج عقل الكمبيوتر . يعالج معلومات ثنائية يدخلها المستخدم أو يستقبلها الجهاز من ملحق به مثل الكارت الوسيط علي الشبكة . وتقاس سرعته بوحدة الميجاهرتز .معالج intel الذي استخدم مع اللوحة الأم الأصلية IBM كانت سرعته 8MHZs اما الان فتصل سرعة المعالج الي 1000MHZs or 1gigahertzs يصنع معالج البيانات في عدة شركات مثل intel  Motorola Cyrix and AMD واختيار المعالج وسرعته يعني كما تعني الشبكة به بما يعني هل سيتم تركيب الة CLIENT  او NETWORK SERVER فالمعالج السريع نحتاجه في تلبية طلبات كثيرة للمستخدمين للشبكة .

Memory

ذاكرة الكمبيوتر RAM  Random Access Memory هي منطقة تخزين العمل . يستخدمها المعالج والأجهزة الأخرى في الكمبيوتر بصفة مؤقتة لحفظ المعلومات ويمكن الدخول اليها بواسطة البرمجيات وذلك أثناء التعامل مع جهاز الكمبيوتر ولا يتم اختيار RAM بصفة عشوائية وانما ذلك يتحدد بتهيئة الشريحة علي اللوحة الأم التي تثبت بها الRAM لذا كان لزاما أن تتوافق الذاكرة مع اللوحة الأم المستخدمة .

RAM تأتي في شكلين أساسيين : SIMMS and DIMMS أما SIMMS فهي عبارة عن رقائق من السيليكون تحوي عدد من شرائح الذاكرة وتركب في فتحة علي اللوحة الأم هذا وتوضع هذه النوعية من الذاكرة علي اللوحة الأم في أزواج متماثلة فهناك أربعة اماكن معدة لذلك فمثلا لكي نحصل علي ذاكرة قدرها 46MB علي اللوحة الأم فيركب زوج من SIMMS كل منها 32MB .

DIMMS( Dual Inline Memory Module) تعطي كثافة أكثر من شرائح الذاكرة لذلك لا نحتاج كثير منها وهناك ثلاث فتحات مخصصة لهذا النوع علي اللوحة الأم فمثلا كمبيوتر ذو ذاكرة 128MB يحتاج فقط واحدة منها الأمر الذي جعلها أكثر شيوعا في الاستخدام لكن قد تحتوي بعض انواع من اللوحة الأم علي فتحات لتركيب أي من النوعين وتاريخيا كانت تقاس سرعة RAM بوحدة النانو ثانية Nanosecond وكلما قلت قيمتها كانت الذاكرة أسرع ، أما الأن فتقاس بوحدة MHz وكلما زادت قيمتها زادت سرعة الذاكرة وكما ذكرنا فهناك أنواع من الذاكرة يحدد نوعها باللوحة الأم المستخدمة بالنسبة للمعالج pentum هناك عدد من أنواع الذاكرة سنذكرها باختصار :

·        Fast Page Modeهذا النوع من الذاكرة يحمل في simms of2ا 4ا8ا16 or 32MB وهي ذاكرة تقليدية وتوجد في 60ns and 70ns علما بأنه لا يمكن ادماج نوعين من الذاكرة بسرعتين مختلفتين في نفس الوقت علي اللوحة الأم .

·        Extended Data Output ( EDO)RAM وهي توجد في شرائح من SIMMS  وعبارة عن نوعية محسنة من السابقة بسرعات أعلي وتأتي في نوعين هما 60 AND 50 NS

·        Synchronous Dynamic RAM وهو نوع جديد من الذاكرة يستخدم في معظم الحاسبات الشخصية ويطلق عليه PC100 OR  PC 133 RAM   معتمدا علي سرعته وتأتي في DIMMS ووقت دخولها للمطلوب من المعلومات فقط من 12 to 8ns( pc 100to pc 133)  بالترتيب وتسمي بالأنية لانها تتزامن مع اللوحة الأم في أداء متناسق مع سرعتها

·        Double Data Rate-Synchronous DRAM(DDR-SDRAM) وهي أحدث الأنوع من الذاكرة تستخدم مع مصنعين لنوع معين من اللوحة الام دون غيره وهو قادر علي تحويل البيانات مرتين خلال اللوحة الام ( في دائرة الساعة بها وهو ما يقاس بالMHz) ويعني ذلك أن سرعة هذا النوع ضعف سرعة أنوع الذاكرة الأخري وتأتي في شرائح DIMMS فكلما زادت RAM كلما زاد انجاز الكمبيوتر وزادت سرعته اذ اضافة الذاكرة توفر سرعة تداول المعلومات داخل الجهاز واجابته علي المطلوب منه من انجاز فإضاقة الذاكرة احيانا كثيرة تكون أفضل من الانتقال الي معالج أسرع . وستظهر قريبا ذاكرة من نوع Rambus DRAM وهي سريعة جدا تصل سرعتها الي 600MHz وتستخدم مع graphic acclerator card الا أنها ستستخدم مع اللوحة الأم intel .

Hard Drives

ظهرت أول سواقة قرص صلب لجهاز الكمبيوتر الشخصي IPM بامكانية قدرها 10 ميجا بايت أما الان فقد ظهرت قدرات أعلي بكثير تصل الي 30 جيجا حيث تأتي سواقة القرص الصلب في نوعين مشهورين هما IDE and SCSI اما IDE سواقة الكترونية متكاملة حيث المتحكم في السواقة هي السواقة نفسها مثل الCD-ROM هذا ويربط الي اللوحة الأم عن طريق كابل من النايلون بحيث يكفي كل ارتباط لاثنين من IDE . ونذكر هنا أن اللوحة الأم لا تسع أكثر من ارتباطين من IDE Connection بمعني ان اللوحة الأم لا تحمل أكثر من أربعة من ide بما في ذلك cd-rom التي تحمل علي الجهاز

small computer system interface SCSI ويتم تثبيته في كارت التحكم يوضع في احد فتحات التوسع في اللوحة الأم أو الي الجانب الأيمن منها في حالة جهاز ال SERVER حيث يسمح كارت التحكم SCSI عدد من السواقات للقرص الصلب تصل الي 7 وهو ما يتيح انجاز أكثر بنسبة 12% عن مثيله من نوع IDE فضلا عن العدد المحدد من IDE الذي يمكن تركيبه في اللوحة الأم وعلي نفس الكابل وهو ماله أهمية في التأثير علي القدرة التخزينية للنظام عند الاتصال بالشبكة

Network Server Considerations

ان أجهزة الحدمة علي الشبكة network servers لتحتاج لسعة تخزينية كبيرة ، أجهزة معالجة سريعة وذاكرة رحبة ومتسعة بدرجة كافية أبراج وحدات المعالجة المركزية في أجهزة الخدمة اكبر من اجهزة الكمبيوتر العميلة علي الشبكة فيتيح ذلك فراغ أكبر لإضافة سواقات للقرص الصلب اكثر وأيضا أجهزة النهايات من طباعة وما شابه للاستفاده من مما تقدمه الشبكة ، اما اللوحة الأم لأجهزة network servers  تتيح امكانية تركيب اكثر من معالج ويؤخذ ذلك في الاعتبار عند اختيار أنظمة التشغيل للتعامل مع اكثر من معالج ففي بعض انظمة التشغيل مثل w2000 يمكنه التعامل مع حوالي 32معالج بيانات server الذي يحوي أكثر من سواقة قرص صلب اكثر من ما توجد علي client machine وغالبا ما يكون scsi فضلا عن ide هذا لا يكون فقط لإضافة فراغ تخزيني بل ليعطي فائض تخزيني لزيادة من اللفات المخزنة .

Network Client Consideration

الأجهزة العميلة علي الشبكة لا تحتاج قوة معالجة وسعة تخزينية مثل تلك التي لأجهزة الخدمة servers لكن فقط امكانية التعامل مع نظام التشغيل المحمل عليها والذي يمكنها من التعامل مع الشبكة كما يمكنها التنوع في أنظمة التشغيل مث لw9x    wme       w2000 المهم أن تستطيع الدخول علي الشبكة والتعامل مع انظام المتبع عليها والحصول المطلوب بسهولة

مفاهيم في الشبكات

·        Network interface card (NIC ) يتم عن طريقه الربط بين الكمبيوتر والوسط الفيزيقي للشبكة

·        كما يعطي MAC أو عنوان الجهاز والذي يستخدم للتعرف علي الكمبيوتر علي الشبكة في الشبكة المرتبط بها

·        أنظمة التشغيل التي تحتضن تكنولوجيا PLUG  AND PLAY تحمل  بصورة الية وتشكل PLUG and PLAY NICs

·        في حالة ان نظام التشغيل المستخدم لا يتضمن NIC الذي يحتاجه النظام يجب ان تتعرف علي المتاح من IRQ لتتمكن من استخدام NIC

·        MOTHERBOARD هي الدائرة الرئيسية للكمبيوتر الشخصي وتعطي نقطة التوصيل للمعالج والكروت الطرفية وهي تعطي مسار أو مركبة البيانات التي تسير من مختلف الأجهزة الي ذاكرة الكمبيوتر والمعالج والعكس

·        تختلف سرعة ذاكرة الكمبيوتر وسعتها باختلاف الكمبيوتر الشخصي المستخدم وتعبر ( DIMM )وما هو جديد وأفضل من RAM هو الحل الأفضل لتحسين ذلك

·        سواقة القرص الصلب HARD DRIVES تأتي في نوعين أساسيين هما (EIDE) و (SCSI ) وتعتبر الأخيرة الأفضل في الاستخدام في أجهزة الخدمة علي الشبكة حيث تتيح استخدام ما يصل الي 7 من DRIVES

·        Ahub يستخدم كنقطة ربط مركزية للشبكة والأجهزة المتصلة بها مستخدمة اسلاك النحاس مثل UTP

·        BRIDGES تستخدم لتجزئة الشبكة مع الاحتفاظ بالاتساع الحزمي بغرض زيادة كفاءة تمرير البيانات

·        SWITCHES تستخدم لتقسيم الشبكة الكبيرة الي VALANs منطقية ويمكن استخدام اتساع حزمي معين لأجهزة الخدمة والأجهزة العميلة علي الشبكة كما تمكن جهاز الكمبيوتر الشخصي من ارسال واستقبال المعلومات في وقت واحد

·        ROUTERs تستخدم لتقسيم الشبكة الي مستويات أصغر تحت شبكي ( شبيكات ) وتعطي اشارات مرور موضعية لكل مستوي تحت الشبكة كما أن لها القدرة علي تحديد مسار المعلومة في الشبكة

·        أجهزة الخدمة علي الشبكة Network servers تحتاج الي قوة أكبر من مساحة الذاكرة وقوة المعالجة وRAMأكثر مما تحتاجه الأجهزة العميلة NETWORK Clients

Ethernet : لقد مرت الايثرنت بتطور مثل أجهزة الكمبيوتر بدأت من مركز أبحاث xerox palo alto عام 1972 ووصلت سرعة نقلها للمعلومات الي 3mbps   in1975 ثم وصلت الي 10mbps بعد ذلك بادخال بعض الأجهزة عليها وتعد ايثرنت أكثر الشبكات شيوعا في العالم لكن كيف تتحكم هذه الشبكة في دخول أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأحري عليها

Ethernet Network Access Strategy

Ethernet تعتبر بناء هندسي يعتمد بطريقة سلبية علي انتظر واستمع بمعني أن تنتظر أجهزة الكمبيوتر علي الوسط الهندسي القائم أساسا علي التنافس والتناظر واغتنام فرصة تمرير المعلومات علي وسط النقل بالشبكة .هذا وتقدم Ethernet مدخلا علي الشبكة مستخدمة carier sence multiple access with collision detection ( CSMA/ CD )  هذه الاستراتيجية للدخول الي الشبكة تعني أساسا أن الأجهزة علي الشبكة تستمع الي الشبكة وتنتظر حتي يفرغ وسط النقل من تيار البيانات المار عليه وتحس بذلك عندما يخلو الخط أي وسط النقل عندئذ يمكن للجهاز المنتظر نقل وتمرير ما يريد من معلومات ويدفع بحزم المعلومات عبر الخط الخالي الأن وبالطبع لو هناك أكثر من جهاز يرسل معلومات في نفس الوقت سيحدث ازدحام علي الخط فتتوقف الأجهزة لحظات حتي يفرغ الخط وتعيد استئناف البث جهاز ثم بعد الانتهاء يبدأ الأخر أما لكي تستقبل المعلومة ا فان أجهزة الكمبيوتر تجلس هناك مستمعة ومنتظرة علي الخط وبمجرد احساسها بأن هناك بث لمعلومة تعنيها قتستقبلها فورا علي كابل الشبكة الخاص بها بقي أن نسلم بأن التزاحم ملمح ظاهر جلي علي شبكة Ethernet وهو ما يعد مشكلة عندما يصبح تراكميا ويعقد ويصعب من الارسال والاستقبال وأكبر ميزة لشبكة Ethernet هي أنها أرخص بناء هندسي لشبكة معلومات بما في ذلك الأجهزة الملحقة معها وذلك مقارنة بالشبكات الأخري لكن مشكلة التصادم والتزاحم علي هذه الشبكة بين الاجهزة التي ترسل وتنشد استقبال معلومة وما ينشأ عن التصادم من اعاقة وبطيء يضعف من ميزة هذه الشبكة عن غيرها مع أهمية وجود التزاحم وما يؤدي من تصادم علي خط شبكة Ethernet قد يزيد منه وجود كروت أو أجهزة كمبيوتر لا تعمل بكفاءة وظيفية عالية وأيضا الزيادة غير المعقولة عن الحدود الفنية لطول الكابلات قد تضعف من احساس أجهزة تنشد معلومة من مثيلاتها علي النهاية البعيدة علي كابل نقل المعلومات بالإضافة الي زيادة عدد الأجهزة المشاركة علي شبكة Ethernet قد تزيد من احتمالية حدوث التصادم المشار اليه الأمر الذي تطلب الحاجة الي اضافة أجهزة مثل routers  وswitches وتبني استراتيجية من شأنها الاقلال من ابطاء مرور البيانات وسرعة تلبية الطلب للمعلومة وتداولها وهو ما يقلل الي حد كبير من حدوث التصادم والتزاحم علي طلب المعلومات  . ويعتمد البناء الهندسي لهذه الشبكة علي نوع الكابل المستخدم ا  مع twisted-pair يصبح أكثر وأكثر شيوعا في الاستخدام ويصبح hub أكثر مقدرة وافادة وتصمم معظم شبكات Ethernet فيشكل خريطة نجمية .

Higher-Speed Versions of Ethernet

Fast Ethernet تسمي بذلك لأنها لها اتساع حزمي band width يصل الي 100Mbps وهو ما يجعلها faster throughput speed لذلك فان الزمن اللازم لنقل حزمة معلومات يقل بواقع 10 soا بمعني أن شبكة Ethernet 100Mpbs تنقل المعلومة أكثر سرعة بمقدار 10أضعاف 10Mpbs لكن جدير بالذكر أن الأجهزة الملحقة من كروت و hubs يجب أن تواكب هذا التغيير للأسرع وفي تطور اخر وجد نموذج من Ethernet هو Gigabit Ethernet وهو يستخدم نفس IEEE من مواصفات الشبكة ونفس Data Format لكنها تعطي سرعة في نقل المعلومات تقدر ب 1ا000 Mbps> هذا وتستخدم Fast Ethernet في L AN مستخدمة نظام لكابلات من نوعي TWISTED PAIRAND FIBEF OPTIC اما نمزج الشبكة المتطور من نوع Gigabit فما زال مرتبطا بكابلات الألياف الضوئية وتتطلب مواصفات مختلفة من الأجهزة الملحقة وأجهزة الخدمة كما أشرنا سابقا ويمكنها ربط أكثر من شبكة من LAN معا لكن التكلفة عالية وهو ما يحجم من استخدام هذا النوع علي نطاق أوسع

Token-Ring Network Access Straegy

الدخول الي وسط الشبكة باستخدام دليل هذا الدليل يدور في الحلقة المنطقية التي يوفرها multistations access unit MAU حتي يلتقط الكمبيوتر الذي يريد الدخول هذه الاشارة ويدخل الشبكة ا الجهاز الذي أخذ الدليل للدخول الي تاليه يعتبر أنشط أقرب جار nearst active upstream neighbor( NAUN ) أما الكمبيوتر التالي الذي تلقي الدليل أو الاشارة يسمي nearst active downstream neighbor ( NADN ) ثم يقوم الجهاز بأخذ الدور الذي نفذه الأول وبنفس اسمه الي جهاز أخر تالي وهكذا حتي تمرير المعلومة الي جهة الوصول المنشودة وبالمثل في حالة استقبال دفقة المعلومات فالمعلومة تمر علي الشبكة من كمبيوتر ومتحركة عبر الحلقة العلمية المنطقية فعندما يري الكمبيوتر الذي تعب انتظارا للمعلومة ورابضا لها بمجرد رؤيتها في الحلقة يستقبلها فورا مستخدما كارته الوسيط لدي الشبكة المعنية .

Token-Ring IEEE and Cabling Standards

وبسبب استخدام استراتيجية اعادة التذكرة بالتكرار بين أجهزة الكمبيوتر المتتابعة بإعادة البث ونقل الاشارة فان أجهزة الكمبيوتر فقط يمكنها النشر للمعلومة عندما تمتلك القدرة علي اعادة التذكرة أعني اعادة بث المعلومة بين الأجهزة كل الي تاليه وحتي جهة الوصول التي تنتظرها وتتصف شبكة Toking- Ring بلا للتصادمات والتزاحم وأيضا تكافؤ الفرصة بين كل الأجهزة المشاركة في الدخول الي الشبكة الأمر الذي يجعلها محببة في بعض الصناعات مثل البنوك حيث تعطي بكل أمان تفق المعلومة الي كل الجهات في وقت واحد بمعني تكافؤ الفرص في هذه المسائل التي يؤثر فيها تأثيرا بالغا عنصر الزمن ويقل المزج التقليدي لهذه الشبكة في سرعته عن Ethernet وتأتي Token-Ring في توعين هما a16Mbps and a4Mbps وأنتجت شركة IBM وأيضا OLICOM نمازج أكثر سرعة وتفوقا تصل الي 1100Mbps ثم الي Gigabit وهي ما تسمي HSTR مع مراعاة الأجهزة الملحقة في هذه القفزة الي عالم السرعة

اقدم شبكة TOKEN-RING ملمح واضحا يسمح لأجهزة الكمبيوتر عليها بتشخيص مشاكل الحلقة المنطقية هذه العملية تسمي beaconingفعندما توضع أجهزة الكمبيوتر أولا علي الخط ويشغل الجهاز الأول فيشار عليه علي أنهActive Monitor وهو يرسل حزمة معلومات كل 7 ثوان تسافر عبر الشبكة الي من يريدها ونوعي الكابلات الشائعين استخداما معها هما shielded twisted pair or STP وقصد به TYPE1 أما النوع الثاني قهوUNSHIELDED TWISTED PAIR وهو أرخص ثمنا ويزيد استخدامه مع 4Mbps هذا ومع ازدياد مسافة النقل للمعلومات طولا يمكن استخدام كابلات Fiber Optic .

Apple Talk : يقصد به أي حديث ابل Apple Talk البناء والنسيج الهندسي الذي يمر عليه محادثة أجهزة الكمبيوتر لشركة ابل ماكنتوش علما بأنه ليس موجود ضمنا في المعايير القياسية التي وضعتها IEEE أما عن الأجهزة فقد وضعت مسبقا في كل macintosh ( في حالة احتياج الدخول علي شبكة Ethernet نحتاج الي NIC كارت ابل وسيط ليتم الربط بينهما ا ونظام الكابل المستخدم لربط أجهزة كمبيوتر MACINTOSH يسمي LOCAL TALK ويركب معه كابل SHIELDED TWISTED-PAIR CABLE بمساعدة جهاز ضبط خاص بها .

في عملية نقل البيانات تشبه الي حد كبير شبكة ETHERNET مع مراعاة أن أبل تستخدم (CSMA/CA) ويعني ذلكCarier Sense Multiple Access With Collision Avoidance أي تكنولوجيا تعتمد علي الحساسية وتتفادي الاصطدام . فيمكث الجهاز ويستمع وينتظر خلو الخط وبعد تمام تأكده من فراغ الشبكة واستعدادها له فيرسل دفقة من المعلومات تفهم معها كل الأجهزة ان هذا الكمبيوتر بصدد ارسال بيانات فورا عندئذ يأخذ الكمبيوتر في دفع ما يريد من بيانات عبر الشبكة ا تجدر الشارة هنا أن اعلان الكمبيوتر الذي يمرره قبل ارسال ما يريد من معلومات عبر الشبكة وما يحمله هذا الاعلان من ايضاح لنيته يمنع حدوث التصادم بين أجهزة الكمبيوتر الذي أصبح لديها فكرة سابقة عن بغية هذا الجهاز ووجهته لكن بالطبع ارسال معلومة أولا للإعلان عن نية نقل معلومات يعقبها فعلا نقي البيانات من شأنه اطالة أمد انشغال الشبكة بهذا الجهاز دون غيره بسرعة تصل الي 230.4Kbps

ا FDDI

وبعد فقد تحدثنا عن البناء الهندسي لشبكات صغيرة ومتوسطة فتأخذ فكرة الان عن شبكات أكبر وتستخدم الألياف لتقل وتوزيع البيانات فيما بينها FIBER DISTRIBUTED DATD ENTERFACE( FDDI) وهو نظام يسمح بإدخال سرعات عالية جدا فضلا عن مد أمد النقل الي مسافات رحيبة وتستخدم FDDI كابلات الألياف الضوئية في صورة حلقة تضاريسيا بنظام TOKEN PASSING ولأن FDDI تستعمل Token- passing media access strategy  فهي تعطي طواعية ومرونة في الاستخدام كما تتيح مدخلا لكل أجهزة الكمبيوتر علي الشبكة وبهذه الشبكة يمكن الوصول الي مستو أعلي وهو ما يعني تحديد جهاز الخدمة علي الشبكة واعطائه اباحية أكثر عن جهاز عميل لها مثلا ، ف FDDI تعد عالية التكلفة ويرجع ذلك الي : غلو ثمن كروت الشبكة المستخدم معها فضلا عن الألياف الضوئية كنظام ربط (كابلات ) وهي غالية أيضا علاوة عالي احتياجنا لحلقة اضافية عند التحميل وما يطلبه ذلك من كابلات وغيرها تكلفة أخري

Choosing a Network Connectivity Strategy

Cabling Options

قد كان السائد من البدايات الأولي لاستخدام الشبكات هو استخدام أسلاك النحاس ككبلات للربط في شبكات المدي المحدود وتنتقل حزمة المعلومات في السلك في صورة اشارة كهربائية وان التغيرات المتقطعة في تلك الاشارة علي الكابل تميو 1s  from 0sفي تيار bit هذا وللكارت الوسيط علي الشبكة كما ذكرنا انفا القدرة علي تحويل الشارة الكهربية واعادتها الي طبيعتها الأولي كمعلومة يمكن للكمبيوتر اخراجها لمن يريدها والعكس عند ارسال المعلومة فعندما تعني بوسط النقل فيزيقيا وتنظر فيه علي أساس أنه وسط فيزيقي تطلق فيه تيارات البيانات وتسافر الي مجاليها كأسلاك النحاس أو الألياف الضوئية ا فان خواص الوسط تؤثر علي تحديد مسافة وسلامة المعلومة خلال تلك المسافة . فيجل العلم ببعض الظواهر الفيزيقية ذات الصلة عندما نحاول فهم طبيعة الربط الفيزيقي فيما يلي :

·        Attenuation تجريد اشارة المعلومة من أي شيء عبر الكابل أو وسط النقل ذلك يوضح لماذا يكون هناك حد أقصي للطول الممكن استخدامه مع بعض الانواع لنقل المعلومات الي مسافات بعيدة .

·        Impedance المقلومة الكهربية وتقاس بوحدة الأووم وهناك مقاومة في كل أنواع الكابلات . وكلما زادت المقاومة كلما زادت الطاقة الازمة لدفع المعلومة عبر الكابل أو السلك المستخدم .

·        Interference التداخل فالإشارات من الأجهزة المجاورة والشوشرة التي تنتج من السلك ذاته ( بسبب امتصاص السلك لبعض الطاقة ) يمكن أن تسبب اعاقة حقيقية للإشارة المنقولة ذاتها ا يمكن أن يحدث خلط بين الاشارات في حالة وجود سلكي توصيل في وضع تجاور لصيق ببعض وهو ما يسمي Crosstalk .

·        لكابلات النحاس شكلين أساسيين coaxial cable----twisted-pair cable

Coaxial Cable

Thicknet سميك في نصف القطر وقليلة مرونته ويحتاج الي أدوات خاصة لتركيبه وربط الجهاز بباقي أجزاء الشبكة وقد تضاءل استخدامه الا انه مازال موجودا في بعض الشركات الصناعية وهو متين التغليف ومحاط بمادة أقرب ما تكون الي رقائق الالمنيوم وهو بذلك يقيها الي حد كبير مشاكل التداخل والخلط وخاصة في تسيير معداتها الكثيرة والتعامل بين خليتها من المهندسين والموظفين Thinnet قد شاع استخدامه في زمن معين لسهولة تحميله ورخص تكلفته وتتخذ شبكات المدي المحدود التي تتخذ منه وسط للنقل شكل تضريسيا هو bus topology حيث يركب a I-Connector  لكل كارت وسيط للكمبيوتر مع الشبكة ويتطلب التحميل أن يكون كل طرف للشبكة منتهي ويوضع جهاز انهاء عند كل t-connector قابع علي احدي نهايتي الشبكة .

Twisted-Pair Wire

ويأتي في عدة تدرجات مختلفة وبالطبع الكل يعرف السلك المجدول سلك التليفون الواصل من خط خرج التليفونات ومتصل بتليفونك الخاص twisted-pair wire سميت بهذا الاسم لأنها عبارة عن كابل تكون من عدد من أسلاك النحاس الفردية التي تم جدلها علي بعض (فتل ) لكن لماذا يتم جدل الأسلاك علي بعضها ا قلنا سابقا أن الأسلاك وحيدة ومتوازية وفي قرابة وشيكة بالتجاور معا عرضة لإحداث الشوشرة  وتسريب الكلام فيما يسمي بالكلام العارض في خلال الاشارة المرسلة (interference<  crosstalk  )  . وعملية الجديلة هذه فعلا تقضي علي الشوشرة والخلط في المحادثة ، Twisted pair cable يأتي في نوعين محببين هما unshielded twisted paie UTP ونوع أخر هو Shilded twisted pair STP . ، UTP هو الأكثر شيوعا وهو رخيص الثمن –مرن – خفيف لذا فالتعامل معه سهل .UTP  ينتهي بrj-45 وهو رابط ويعتبر اخا الي RJ-11 رابط الذكر والذي نجده في خط التليفون .ويقسم UTP بحسب سعة النقل وامكانياته في حمل المعلومات الي CAT3  أو CAT5

Fiber-Optic Cable

تعد كابلات الألياف الضوئية بديل أكثر سرعة لأسلاك النحاس كما تمثل العمود الفقري للشبكات الكبيرة لولا غلو الثمن ا وهي تتكون من خيوط بلاستيكية أو زجاجية تحمل المعلومات وتوفر سعة نقل عالية باتساع حزمي كبير ولمسافات أطول .بقي أن نشير الي أهم نقطة تتوافر في الألياف الضوئية وهي عنصر الأمان بحيث لا يمكن عمل taping وشرقة للمعلومات عبر الخط كما يحدث مع أسلاك النحاس وهو في غاية الأهمية في الشبكات التي يكون عنصر الأمان فيها ذا بعد استراتيجي 

Phone and Electric Waire  Networks

من أحد الخيارات الموجودة لربط أجهزة الكمبيوتر الشخصي لخضم شبكة معلومات صغيرة مثل شبكة النظراء في المنازل أو شبكة تجارية صغيرة تضم أجهزة كمبيوتر قليلة العدد ا وهنا نستعمل خطوط التليفون الموجودة فعلا . ولأن الاتصالات لتبادل معلومات تتم علي ترددات مختلفة عن تلك التي تخص الاتصالات التليفونية فان استعمال الخطوط التليفونية لذلك الغرض المزدوج ( اتصالات وتبادل معلومات ) لا يؤثر علي الاتصالات التليفونية فهناك بالطبع هيئة تليفونات ونظام معروف يشرف علي شبكة الاتصالات التليفونية وما يصاحبها من خدمات منزلية ويتم ذلك علي وسط نقل هو شبكة خطوط التليفون الموجودة فعلا هذه المنتجات والخدمات المعلوماتية تحتاج الي الي اتساع حزمي محدود وعلي الرغم من ذلك الا أن الشبكة توفر اتساع حزمي يصل الي 10Mbps عبرها ا كارت خط التليفون المؤدي للكمبيوتر يشبه الكارت الوسيط لشبكة Ethernet وهو يسمي the diamond home free وهو يستخدم لربط كمبيوتر شخصي باتساع حزمي قدره 10mbps وذلك من خلال جاك أي خط تليفون بR j-11 وهو ما تجده علي نهاية أي كارت تليفون  وستجد أن معظم خطوط التليفون متوائمة مع W9X----Me----2000 كنظم تشغيل بقي الا ننسي ان ذلك لشبكة تناظرية صغيرة بالمنازل أو اتصال فردي بالإنترنت كما ان الخطوط السلكية التي تنقل التيار الكهربي هي أحد الخيارات أيضا حيث تنج بعض الشركات بعض الاسلاك التي تصلح لذلك الغرض المزدوج لكن يمكن استخدامها لبعض الأغراض التجارية المحدودة مثال ذلك Passport Plugin  ويتم ذلك بواسطة interposes وهو يشبه جهاز ضبط التيار ويركب علي خرج لتيار كهربي . هذه الخيارات الأخيرة تتيح بجانب نقل المعلومات الاستفادة من تبادل الملفات وأيضا المساهمة بأجهزة الطباعة 

 

 

Wireless Options

واتبرت تلك النقلة الي استخدام تكنولوجيا اللاسلكية ثورة كبيرة في السنوات الأخيرة بالاستفادة من موجات الراديو والأشعة تحت الحمراء وأشعة الليزر بما تشهده من جديد وما تدخله من تطبيقات يوم بعد يوم يتيح ذلك النقل للمعلومات والبيانات بكميات كبيرة لمسافات بعيدة ويمكن أن يحدث أيضا عبر خطوط التليفون اللاسلكي cellular telephone .  وذلك محمولا علي micro waves transmission من خلال الأقمار الصناعية وما تتضمنه من تكنولوجيا عالية التقنية تغطي مساحات شاسعة جعلت من العالم كله قرية صغيرة بدون مبالغة اذا استخدم ذلك بأمانة دون تضليل 

Radio Connectivity

وتستخدم موجات الراديو لمد شبكة المدي المحدود وزيادة معدل مسافة وصولها بدون استخدام كابلات شبكات المدي المحدود التي تعتمد علي موجات الراديو (لا سلكية ) تواجد نقطة دخول لجهاز الكمبيوتر عليها ا 3COM يوفر نقطة دخول لاسلكية والتي تربط الي شبكة Ethernet موجودة . وهي تشبه hub وعليه antenna بحيث يمكنه من الربط علي نقطة دخول علي الشبكة لاسلكيا وتختلف المسافة التي يتواجد عليها جهاز الكمبيوتر بعدا من الشبكة ولا يزال علي اتصال بها باختلاف منتج لاسلكي الي اخر فمثلا يوفر 3COM معدل بث بمقدار 11Mbps وأقصي مدي لذلك هو 300 feet وهي كثيرة الاستخدام في المستشفيات والشركات ا ويكون ترددها غير ثابت ومتغير حفاظا علي المعلومات من السرقة

Infrared Connectivity

أحد الخيارات الموجودة وان كانت علي نطاق ضيق وهي تستخدم ترددات عالية جدا تحت الضوء المرئي مباشرة في الطيف الالكترومغناطيسي وتحمل المعلومات مثل الضوء المرئي