أساسيات الشبكات المحلية

أساسيات الشبكات المحلية

مقدمة

تعتبر شبكات الحاسوب بأنواعها المختلفة من الضروريات التي يجب أن تتوفر في مختلف المؤسسات , نظرا لأهمية تبادل المعلومات والبيانات بين أقسامها المختلفة لا بل بين فروعها في عدة مدن أو دول .

وببساطة شديدة يمكن القول أنه أصبح بالإمكان الوصول لما تريد في أي وقت تريد ممكناً .

فأهلاً بك عزيزي الطالب في هذه الوحدة وهي بعنوان : أساسيات الشبكات المحلية .

لتغطية الجوانب الرئيسية للشبكات المحلية فقد تم تقسيم الوحدة إلي ستة دروس غطت أهم ما تحتاجه من مكونات مادية لبناء شبكة محلية , علي أن نتحدث عن الجزء البرمجي في الوحدة التالية .

الاهداف

1- مفهوم الشبكة الحاسوبية

2- بطاقة الشبكة المحلية

3- بطاقة الشبكة

4- المجمعات / المبدلات

5- أسلاك الشبكات

6- أجهزة فحص الأسلاك والتوصيلات في الشبكة المحلية

الدرس (1) مدخل إلي الشبكات

تعتبر عمليات نقل البيانات والمعلومات بين الحواسيب علي إختلاف أنواعها من المتطلبات الأساسية لمنظمات الأعمال من شركات طيران , وبنوك , وجامعات , ومستشفيات , ومراكز أبحاث وغيرها . وأن التطور الذي حدث ويحدث في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات والتي تعتبر الشبكات الحاسوبية من أهم مكوناتها جاء لسد الحاجة وتحقيق المتطلبات لمختلف منظمات الأعمال , لما توفره من بيئة تشاركية أمنة تمتاز بالسرعة , والتكلفة المناسبة .

فأهلاً بك , عزيزي الطالب , في الدرس الأول من الوحدة الخامسة , والذي نوضح فيه تعريف الشبكات الحاسوبية , وأنواعها حسب المنطقة الجغرافية التي تغطيها , ونذكرك بأكثر أنظمة التشغيل شيوعا واستخداما . كما نوضح مفهوم البروتوكولات وأسماء بعضها ووظائفها , وأنواع قنوات الإتصال المستخدمة في نقل البيانات ز وفي هذا الدرس نعرفك بنموذج الطبقات السبع ونظام TCP/IP باعتبارها المعيار الذي يحدد أفاق وتطور بناء الشبكات .

1- مفهوم الشبكة الحاسوبية ( Computer Network ) :

لقد سبق أن درست في صفوف سابقة , بعض المفاهيم الأساسية المتعلقة بالشبكات وخلصنا
إلي أن الشبكة في أبسط صورها : عبارة عن جهازي حاسوب أو أكثر متصلة ببعضها بعضاً , يهدف المشاركة في الملفات والموارد المختلفة كالطابعات والأقراص المدمجة وتغطي مساحة جغرافية ما .

ومع التطور التكنولوجي المتسارع أخذ مفهوم الشبكات بعداً ومفهوماً واسعا فأصبح يشمل قنوات الإتصال المتعددة , والبدالات , هذا بالإضافة ومحطات عمل وموجهات وأنظمة الحماية المختلفة وغيرها .

والشكل يوضح مكونات الشبكة بشكل عام .

 

 

 

 

2- أنواع الشبكات حسب التغطية الجغرافية :-

تعددت أنواع الشبكات الحاسوبية , تبعاً للمساحة الجغرافية التي تغطيها , وبالرغم من التشابه الكبير في مكوناتها فقد تم حصرها في الأنواع الرئيسية التالية :

1. الشبكات المحلية Local Area Networks (LAN) : وهي شبكات إتصال تغطي مبيني أو عدة مباني قريبة نسبيا من بعضها . ويمكن أن تتراوح المسافة بينها من عدة أمتار إلي عدة كيلو مترات , ويستخدم هذا النوع في المدارس والجامعات والمؤسسات الصغيرة .

2. الشبكات الواسعة Wide Area Networks (WAN) : يمتاز هذا النوع من الشبكات عن النوع السابق بتغطية مساحة جغرافية كبيرة جدا تصل إلي أكثر من دولة واحدة . مما أتاح الفرصة لربط مواقع الفروع المختلفة للمؤسسات في مناطق جغرافية متباعدة كما هو الحال في البنوك وشركات الطيران . فمثلاً يمكن للشخص الذي لديه حساب في فرع بنك معين أن يسحب من رصيده من أي فرع أخر لهذا البنك في أي دولة أخري .

3. شبكات الحاسبات الإقليمية Metropolitan Area Networks (MAN) : تستخدم الشبكات الإقليمية في مساحات جغرافية متوسطة نسبياً تصل إلي عدة كيلو مترات وتستعمل في ربط حاسبات موجودة في نفس المدينة أو مجموعة قريبة من المدن , مثل الشبكة التي تربط بيين فروع جامعة القدس المفتوحة في فلسطين وعددها 23 فرعاً .

4. الشبكة اللاسلكية (Wireless Network) : لقد ظهرت الحاجة للشبكات اللاسلكية مع ظهر الحواسيب المحمولة وتعتبر هذه الشبكات أقل سرعة مقارنة بمثيلاتها وتصل سرعتها إلي 54 ميجا بايت / ثانية . وهناك أنواع أخري من الشبكات وهي خارج نطاق هذا المقرر .

ولتقديم البنية التحتية للأنواع السابقة هناك ما يعرف بشبكات القيمة المضافة Value Added Networks (VAN) : حيث البنية التحتية لعمل الأنواع الأخرى من الشبكات سالفة الذكر. بحيث تتحكم شركات الهاتف أو الاتصالات بشكل عام بسرعة نقل البيانات والمعلومات بين الشبكات المختلفة وتحدد مساراتها . كما هو الحال في شركة الاتصالات الفلسطينية التي توفر خطوط نقل وسرعات مختلفة للشبكات في المؤسسات الفلسطينية .

3- مفهوم البروتوكول ووظائفه :

تعددت أنواع الحواسيب وأنظمة تشغيلها وعليه قد يتبادر إلي الذهن السؤال الأتي : كيف تتبادل هذه الأنظمة المختلفة البيانات والمعلومات فيما بينها ؟ سؤال هام وللإجابة عليه يمكن القول : أن هناك مجموعة من المعايير أو المقاييس المستخدمة في تبادل البيانات والمعلومات بين الأنظمة المختلة , وهي بمثابة اللغة المشتركة للحواسيب بشقيها المادي والبرمجي والتي تتحكم في عمليات التوجيه والنقل والتحكم هذا ما يعرف بالبروتوكول .

ونظراً للتطور المتسارع في مجال تكنولوجيا المعلومات والإتصالات فقد تطورت وتعددت البروتوكولات كل له استخداماته نذكر منها :

بروتوكول التحكم بالنقل (TCP/IP) , وبروتوكول نقل البريد (SMTP) , وبروتوكول مكتب البريد الداخلي (POP3) , وغيرها , ولابد من التنويه إلي أن للبروتوكولات وظائف عدة نذكر منها :

1. اكتشاف الأخطاء أثناء عمليات الإرسال والإستقبال وتصحيحها إن أمكن .

2. تكرار عملية النقل في حال حدوث أخطاء .

3. توجيه مسار الرسائل المرسلة إلي مقصدها الصحيح .

4. التخزين المؤقت للبيانات المنقولة عندما تكون الأجهزة المستقبلية مشغولة .

4- قنوات الإتصال :

تعتبر قنوات الإتصال بمثابة الوسط الذي تسير فيه البيانات , فالقناه هي مجموعة من الوسائط التي تربط الحاسوب المرسل مع المستقبل وتستخدم في قنوات الإتصال بشكل عام خمسة أنواع من الوسائط هي :

1. الأسلاك الهاتفية ( أسلاك الشبكات , (STP ,UTP 2. الأسلاك المحورية .

3. الألياف الضوئي 4. الموجات المايكروية 5. الأقمار الإصطناعية .

وسوف نستعرض بعضاً منها في هذه الوحدة إن شاء الله .

5- نموذج الطبقات السبع :

ولضمان التوسع والمرونة في بناء أنظمة الشبكات فقد وضع تصميما عاماً اتفق علي تسميته بنظام الطبقات السبع أو معيار (OSI) كما يوضحه الشكل , حيث أن هذا التصميم ضمن عدم الاحتكار وسمح للشركات المطورة لأنظمة الشبكات بضمان التوافقية والتكامل مع الأنظمة الأخرى . وهذه الطبقات هي :

 

 

 

1. الفيزيائية : تحدد هذه الطبقة كل ما يتعلق بالمكونات المادية لربط جهاز الحاسوب مع الشبكة .

2. طبقة ربط البيانات : تحدد هذه الطبقة الأجهزة والمعدات اللازم توافرها لبناء الشبكة وتحديد التكنولوجيا المستخدمة في الشبكة المحلية حيث تقوم بإضافة ترويسة وتذييل للإطار ومن ثم تمريره للطبقة الفيزيائية .

3. طبقة الشبكة : تكون هذه الشبكة مسئولة عن الاتصالات بين الأجهزة الطرفية .

4. طبقة النقل : من الجدير ذكره أن الطبقات الثلاث السابقة توفر معظم معداتها شركات الإتصالات ويكون موجودة وجاهزة في خطوطها ومقاسمها , أما طبقة النقل وما يليها فتكون ضمن نظام تشغيل الشبكة .

5. طبقة الجلسة : هي الطبقة المسئولة عن تنظيم تبادل المعلومات بين جهازين علي الشبكة حيث يحدد الأسلوب الذي سيتم استخدامه لتبادل الرسائل والبيانات بين هذين الجهازين .

6. طبقة التقديم : هي الطبقة المسئولة عن ترجمة البيانات وضغطها وتشفيرها للحفاظ علي سريتها .

7. طبقة التطبيقات : هي الطبقة المسئولة عن توفير الخدمات والبروتوكولات التي تحتاجها البرامج التطبيقية المختلفة مثل برامج نقل الملفات , برامج البريد الالكتروني , وبرامج تصفح الانترنت .

6- نظام TCP/IP :

لقد ظهر هذا النظام قبل وجود (OSI) واستخدام في شبكة (Arpanet) التي بدأت كأبحاث مدعومة من وزارة الدفاع الأمريكية وقد تطور هذا النظام ليصبح الأكثر شيوعاً لربط الحواسيب والشبكات بأنواعها بعضها ببعض , ويمكن القول أن نظام (TCP/IP) يشبة إلي حد كبير نظام (OSI) في وظيفته ويوضح الشكل طبقات هذا البروتوكول .

 

 

ومن الشكل السابق يتضح أن نظام TCP/IP يتكون من أربع طبقات هي :

1. طبقة التطبيقات:ومن تطبيقاتها خدمات نقل الملفات (FTP) , وخدمات نقل البريد الألكتروني وخدمة (WWW),(DNS) وبروتوكول (Telnet) ( الاتصال عن بعد ) .

2. طبقة النقل وتحتوي هذه الطبقة علي بروتوكولين وهما :

أ- TCP : ويسمح هذا البروتوكول بالتحكم بعملية الإتصال المباشر بين المصدر والوجه دون أخطاء .

ب- (User Datagram Protocol) UDP : ويعمل بطريقة الإتصال الغير المباشر , ويستخدم في التطبيقات التي لا تحتاج إلي تسلسل أو تحكم في سريان المعلومات التي يتم وضعها من قبل الخادم علي خط الإتصال لتبحث عن الوجه المحددة مثل رسائل البريد الألكتروني .

3. طبقة الانترنت :

وظيفة هذه الطبقة توصيل الحزم إلي الجهة المقصودة وتستخدم البروتوكول المعروف بإسم (Internet Protocol) IP للقيام بهذه الوظيفة .

4. طبقة مضيف الشبكة :

وهي تقابل كل من طبقتي ربط البيانات والفيزيائية في نظام (OSI) .