لمحة عن الشبكات والية العمل والتكوين

الشبكات تعتبر من أهم وسائل الاتصال(نقل البينات والاستفادة من الموارد والمشاركة بها) على مستوى الشركات والبنوك والمصانع وما الى ذلك كما أنها وسيلة الاتصال بالانترنت وتبادل البينات فيها ونظر لكبر علم الشبكات وتشعبه وتنوعه لذلك سأقدم لمحة مختصرة وسريعة عن الشبكات وهذه المقالة موجهه لغير المختصين للمعرفة ليس اكثر فالرجاء معذرتي ان كانت المقالة يشوبها النقص ولاتدخل في عمق موضوع الشبكات
في العقد الثامن من القرن العشرين 1980 بدأت ظهور أجهزة الحواسب الصغيرة
Micro Computer
والتي تسببت في تغييرات كبيرة جدا في مجال الأعمال والصناعة وذلك بإعطاء المستخدمين القدرة على الاستفادة من الحواسب والموارد والمعلومات الغير مرئية بالنسبة للمستخدمين وذلك من خلال الشبكات
وقد استمرت الآلة الكاتبة في الخدمة والعمل المستمر لمدة حوالي 100 عام ولم تخرج من الخدمة سوى بعد ظهور تلك الحواسب الصغيرة والتي سميت الحواسب الشخصية
وفى العقدين السادس والسابع من القرن العشرين( 1970 - 1960 ) كانت أنظمة المعلومات لشركة معينة يتم إدارتها من خلال تخزينها على حاسب مركزي رئيسي
( Main Frame )
وهذه الأنظمة يتم السيطرة عليها وتطويرها من خلال قسم نظم المعلومات المتواجد داخل الهيئة أو المؤسسة ولكن التكلفة المالية لمثل هذه الأنظمة عالية جدا والمستفيدين لا يستطيعوا الاستفادة بصورة كاملة من هذه الأنظمة ولكن كل ذلك قد تغير بمجرد ظهور الحاسبات الصغيرة
( Mini computer)
والتي سمحت لكل قسم في داخل المؤسسة أن يمتلك نظام كمبيوتر داخلي وتكلفته ضئيلة جدا بالنسبة للحاسبات المركزية
(Main Frame)
وقد ترتب على ذلك ان الحاسبات الشخصية قد ظهرت في السوق وتسببت في ظهور المستخدم الذى يعمل منفرد وغير مرتبط بأى مستخدم أخر ومع ذلك فإن أنظمة المعلومات المعتمدة على الحاسبات الشخصية ليس من السهل أن تكون متاحة لأكثر من مستخدم بالإضافة إلى أن المعلومات الهامة والمفيدة لأكثر من مستخدم تم توزيعها على أكثر من حاسب شخصي لا يوجد اتصال بينهم مثل الحاسبات المركزية
لذلك كان لابد من الرجوع إلى الخلف حيث أنظمة المعلومات المركزية وهذا قد حدث في منتصف العقد الثامن من القرن العشرين عام ( 1980) وبدء ربط الحواسب الشخصية مع بعضها البعض لتكون شبكة كمبيوتر
والتي فيها يتم تخزين الملفات على نظام مركزي حيث تكون متاحة للمستخدمين من خلال أجهزة الحواسب الشخصية
فما هي الشبكة
الشبكة هى أول نظام اتصالات وضع لربط الحاسبات مع بعضها البعض وكذلك موارد الحاسبات بنفس الطريقة التي تتم لربط الهواتف مع بعضها البعض من خلال السنترالات
اي من خلال وحدات ربط وسائط (من كوابل محورية أسلاك مبرومة و ألياف ضوئية) و أجهزة ملحقة مثل جهاز تقوية أو مكرر مجمعات توصيل جسر أو مسار ربط مكونة بذلك شبكة متكاملة
واحد أهم الأهداف من شبكات الكمبيوتر هو أن يتم ربط موارد الشبكات مع بعضها البعض وتبادلها كما يتم تبادل المحادثات الهاتيفه من خلال شبكة الهواتف حيث لا يأخذ في الاعتبار إذا كانت موارد الشبكات في نفس المبنى أو خارجه ومن الموارد الموجودة في الشبكات آلات الطباعة وحدات التخزين وبالتالي فإن الشبكات تقلل المسافات وتعطى إمكانية للمستخدم للحصول على معلومات في أي مكان وجدت أي أن الشبكات قد وضعت مبدأ جديد وهو الاتصال بدلا من الانتقال
وفى معظم المؤسسات والهيئات أو المصانع أو البنوك يوجد لديهم أجهزة كمبيوتر مثل الحواسب الشخصية أو الحاسبات المركزية وكذلك نهايات طرفية متواجدة في مكان ما فالشبكات قد قدمت طريقة ملائمة جداً لربط هذه الأنظمة المختلفة مع بعضها في نظام اتصال ممتزج مع بعضه والتطور التكنولوجيا للشبكات قد سمح للأنظمة الكمبيوتر التي تعمل في بيئات العمل مختلفة بأن تربط مع بعضها
أما اهداف الشبكات فهي
تسمح شبكة الحاسبات بنقل المعلومات المتعددة الوسائط (بيان نص صورة رسم أو صوت) بين الحاسبات بدون اعتبار للمسافات و تهدف الشبكات إلى
المشاركة في الموارد المختلفة المعدات المادية (طابعة قرص صلب معالج), البرامج و النظم (نظم إدارة قواعد البيانات برامج مكلفة) أو البيانات (ملفات جداول أو صفحات الويب) حيث يمكن لكل حاسب في الشبكة أن يستفيد من معدات وبرامج أو بيانات تقدمها حاسبات أخرى
الحصول على البيانات و المعلومات من قواعد بيانات و بنوك معلومات في أماكن بعيدة
نقل البيانات و المعلومات و البريد الإلكتروني من مقدمي الخدمات و توزيعها على المستفيدين في أماكن مختلفة و بعيدة حيث أنه
يستخدم البريد الإلكتروني في إرسال واستقبال رسائل ووثائق من والى مستخدمي واحد أو مجموعة من المستخدمين على الشبكة وفية يستطيع المستخدم تحقيق اتصال مع مستخدم أخر في سهولة ويسر وأيضا
نقل البريد الالي من مقدمي خدمات الحاسبات الخادمة البريد و توزيعها علي الحاسبات المستفيدة المشتركين في أماكن مختلفة و ذات المسافات بعيدة
الاعتماد على حاسبات أخرى في حالة حدوث عطل أو خلل في حاسب ما
إنشاء مجموعات العمل
حيث من الممكن أن يكون هناك مجموعات من المستخدمين في قسم ما أو مخصصين لتنفيذ مهمة معينة فإن الشبكات تسمح لمجموعات المستخدمين هذه بتخصيص جزء من مساحات التخزين المتاحة لهذه المجموعات على أن تكون غير متاحة لأي مستخدم أخر خارج هذه المجموعات ويمكن إرسال رسائل إلى كل عضو في هذه المجموعات وذلك بإرسال الرسائل إلى اسم المجموعات وليس لكل مستخدم على حدة
إدارة مركزية
نتيجة لان معظم الموارد على الشبكة موجودة بجوار الخادم فأن الإدارة تصبح سهلة وبالتالي فأن عمليات
( Backup )
تتم في مكان واحد فقط مما يسهل هذه العملية
سرعة إنجاز و تنفيذ عمليات معقدة (تطبيقات رياضيات محاكاة أو بحوث عمليات) بمشاركة اكثر من حاسب أو معالج في تنفيذ العمليات المطلوبة
مكونات الشبكات
تتكون شبكات الكمبيوتر من المكونات الأساسية للشبكات كالآتي
خادم ( server )
محطات عمل ( works stations )
كروت شبكات ( Network Interface card )
كبلات ( cabling system )
موارد المشاركة ( shared resource & peripherals )
أما المكونات الرئيسية لشبكات الحاسبات
تتكون الشبكة من مكونات مادية و برمجيات وتنقسم المكونات المادية إلى ثلاثة أنواع الحاسبات بشتى أنواعها الكروت و الوسائط و الأجهزة الملحقة أما البرامج فتنقسم إلى برامج نظم تشغيل الشبكة برتوكولات الاتصال و نظم إدارة الشبكة
البرمجيات
تشمل البرمجيات عدة أنواع من بينها
نظم تشغيل الشبكة
تتحكم نظم تشغيل الشبكة في كل المكونات المادية للشبكة و التنسيق بينها و تنظم طريقة الاستفادة منها ونظام
Windows NT
هو مثال من هذه الأنظمة
البروتوكولات( ومداولات) الاتصال
تسمح البروتوكولات بتبادل البيانات و المعلومات بين الحاسبات المرتبطة بالشبكة تتنوع البروتوكولات حسب تنوع الشبكات و البيانات و المعلومات المتبادلة فشبكة الانترنت تستعمل مجموعة بروتوكولات معروفة باسم
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol
وهناك بروتوكول لتبادل الملفات و يسمى
FTP (File Transfer Protocol)
كما يوجد كذلك بروتوكول لتوصيل النصوص المتشعبة و المعلومات المتعددة الوسائط و يسمى
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)
نظم إدارة الشبكة
تسمح نظم إدارة الشبكة بإدارة و توجيه الشبكة بطريقة ملائمة و التنبؤ بالمشاكل التي يمكن أن تحدث و إيجاد الحلول لها
أنواع الشبكات
تتنوع شبكات الحاسبات من جوانب مختلفة سواء من ناحية أسلوب ربط المكونات مع بعضها البعض أو التغطية الجغرافية أو الوسائط المستعملة أو تطبيقاتها و استخدامها
أنواع الشبكات من حيث أساليب الربط
أساليب الربط تعبر عن كيفية ربط الحاسبات بعضها بعض على أساس نموذج الخادم والمستفيد حيث ان هناك نوعين من الربط وهما
شبكات اتصال أحادية النقاط
يتم فيها اتصال مستفيد (حاسب شخصي أو طرفية) بالخادم البعيد (حاسب رئيسي) عن طريق وصلة مخصصة لها يمكن ان تكون هذه الوصلة دائمة و تكون خط مباشر مستأجر من شركة اتصالات من المستفيد إلى الخادم أو مؤقتة وتكون عن طريق شبكة الهاتف
يتميز هذا النوع بإمكانية وجود اتصال مباشر بين المستفيد و الخادم في جميع الأوقات إلا أن بعض الخطوط يمكن أن لا تستغل كليا و يعتبر هذا هدر للموارد
شبكات اتصال متعددة النقاط
عند وجود إمكانية تجميع جغرافي لعدة حاسبات مستفيدة حيث أنها تشارك في نفس الوسيط الذي يربطها بالحاسب الرئيس أو الخادم فيسمى هذا الأسلوب بالمتعدد النقاط و يكون اكثر اقتصاد إلى الموارد لكنه يتطلب و جود محكم مع مبرمج لتشغيل وتيسير لكل جهاز إرسال و استقبال بياناته
أنواع الشبكات من حيث التغطية الجغرافية
يمكن تقسيم شبكات الحاسبات من حيث التغطية الجغرافية إلى ثلاثة أنواع : الشبكات المحلية و الشبكات الإقليمية و الشبكات الواسعة
شبكات الحاسبات المحلية
الشبكات المحلية تتميز بكونها محدودة جدا في المسافات (لا تتجاوز بعض الكيلومترات) بين الحاسبات التي تربطها او كونها كذلك مملوكة من مؤسسة ما إلا انه يمكن ربط عدة شبكات محلية في أماكن وذات استعمالات مختلفة ببعضها البعض بواسطة أجهزة ملحقة )مثل العبارات أو مسارات الربط)
تتميز شبكة الحاسبات المحلية بسرعتها الفائقة لنقل البيانات التي تتراوح بين 10 إلى 100 أو 1000 ميجا بت في الثانية للشبكات العالية السرعة حسب الوسيط و التقنيات المستعملة من كوابل محورية أسلاك مبرومة أو ألياف ضوئية
شبكات الحاسبات الواسعة
تشمل الشبكات الواسعة كل أنواع الشبكات المستخدمة في نقل البيانات و المعلومات من أماكن بعيدة و في مساحة جغرافية واسعة (من عدة كيلومترات إلى آلاف الكيلومترات) و تستخدم فيها كل أساليب الاتصال السابق ذكرها و تحتوي الشبكة الواسعة على عدد كبير جدا من الطرفيات و الحاسبات
سرعة الشبكات الواسعة ضعيفة مقارنة بالشبكات المحلية حيث أنها غالبا ما تعتمد على شبكة الهاتف و مجموعة كبيرة من أجهزة ملحقة من أهمها المودم ذو السرعة المنخفضة التي تقاس بالكيلو بت في الثانية بينما تقاس سرعة الشبكات المحلية بالمجابت في الثانية يوجد مثلا مؤسسات كبيرة كشركات الطيران تستعمل الشبكات الواسعة حيث أن مكاتبها موزعة في كل أنحاء العالم
شبكات الحاسبات الإقليمية
تستخدم الشبكات الإقليمية في مساحات جغرافية متوسطة نسبيا تصل إلى عدة كيلومترات و تستعمل في ربط حاسبات موجودة في نفس المدينة أو مجموعة قريبة من المدن
كيفية ربط حاسب باّخر عبر الشبكة
نموذج الخادم والمستفيد هو الاّليه المستعملة حاليا لربط حاسب بحاسب أخر عبر الشبكةويكون فيها المستفيد وهو ال
(Client)
برنامج أو جهاز (وهو حاسب شخصي أو أي نوع من أنواع الحاسبات) يحتاج خدمة مقدمة من طرف برنامج أو حاسب أخر يسمي الخادم
(Server)
والخدمات المقدمة من الحاسب الخادم تتلاءم مع أهداف الشبكة مثلا خدمة طباعة خدمة ملفات خدمة صفحات متعددة الوسائط خدمة بريد إلكتروني الخ
كيف تعمل الشبكات
يتم ربط الكابلات بمحطات العمل وذلك من خلال كروت الإتصال لتقدم إمكانية إتصال أو ربط بين محطات العمل عده يتم بدأ تشغيل محطات العمل بتوصيلها بالكهرباء وفى هذه الحالة لابد من أن يتم تحصيل مجموعة من البرامج التى من خلالها يتم تعريف البروتوكول المستخدم وطريقة الوصول إلى الكابل من خلال كروت الإتصال
و البروتوكول مهم جدا حيث ان
كل شبكات الإتصالات تعتمد على بروتوكولات معينه وهى عبارة عن مجموعة من القواعد والخطوات المستخدمة لتحقيق الإتصال بين محطتين عمل
هذه القواعد تقوم بتعريف الآتى
كيف يتم تجهيز الرسائل قبل إرسالها البينات من موارد وسائط وبرامج
كيف يتم إنشاء خط الإتصال بين محطات العمل
كيف يتم إدارة الإتصال بين المحطات
وهذه البروتوكولات يتم إنشاءها وتكوينها بحيث أن تكون متوافقه مع أى نوع من محطات العمل وهذه البروتوكولات مسئولة عن تحديدها مؤسسات عالمية خاصه بذلك
ومن هذه المؤسسات التى قامت على توحيد العمل فى مجال الأتصال هي
(internation standerd orgnization )
والتى قامت بتطوير نموذج الذى يسمى
(open system interconnection )
والذى بنى عليه معظم بروتوكولات الأتصال وقد تم تقسيم هذا النموذج إلى طبقات أو مستويات بحيث أن كل مستوى يحتوى على قواعد وخطوات خاصه به وهذه القواعد موجوده فى كل من وحدتي الأرسال والأستقبال ولكنها تكون فى وحدة الأستقبال معكوسة الأتجاه
حيث تقوم وحدة الأرسال بتجهيز الرساله المطلوب إرسالها وتمر عبر الكابلات حيث تبدأ من أول مستوى ووصولا إلى أدنى مستوى ثم يتم إستقبالها فى وحدة الإستقبال بدأ من المستوى الأدنى ووصولا إلى المستوى الأعلى حتى تصل إلى المستخدم المطلوب الوصول إليه كما أن هناك مجموعة من القواعدالمستخدمة خلال مستويات الارسال
الا أن معظم المستخدمين لا يدركو أو يرو حجم الأعمال التى تتم فى الخفاء لكى يستطيع المستخدم أن يتصل بالشبكة من خلال جهاز الكمبيوتر الخاص به و لا يرى سوى واجهة التعامل التى يعطي من خلالها المستخم الأوامر والتى تنفذ فى منتهى السهولة واليسر بدون أى عناء أو مشقة منه
تطور الشبكات
ونظرا لأزدياد طلبات المستخدم فقد تطورت الشبكات لتلبي متطلبات المستخدميين فظهر مفوم الشبكات الحديثة
واهم خدمات الشبكات الحديثة وخصائصها
خدمات خاصة بالملفات
في الشبكات يستطيع المستخدم الوصول إلى البرامج والملفات المخزنة على الخادم المركزي
(server )
ولان المستخدمين يأمنوا على الملفات الخاصة بهم عند الخادم فلابد من وجود طرق وأساليب لحماية الملفات مثل النسخ الاحتياطيةووسائل التأمين الاخرى يجب أن تتبع لذلك فإن أنظمة تشغيل الشبكات الحديثة يوجد بها إمكانيات لحماية البرامج والملفات
درجة احتمال النظام
لابد أن يكون هناك أسلوب أو طريقة في أنظمة تشغيل الشبكات الحديثة تضمن استمرار العمل في الشبكة حتى ولوجدت أي عطل في أحد مكونات الشبكة ومثال على ذلك وجود نسخة أخرى من وحدة القرص الثابت تسمى
( mirror )
لتضمن استمرارية العمل في حالة عطل القرص الثابت الرئيسي
القرص السريع
هذه الخاصية عبارة عن جزء من الذاكرة لكى تحفظ بالملفات أو البرامج التي سوف يحتاجها المستخدم بكثرة أثناء التشغيل وهذه الخاصية تحسن الاداء وذلك لان سرعة الوصول إلى بيانات من الذاكرة أسرع بكثير جدا من سرعة الوصول اليهامن القرص الثابت
TRANSATION TRACKING SYSTUM ( TTS )
هذه الخاصية تستخدم لحماية قواعد البيانات وذلك عند عمل تحديث أي بيانات داخل قواعد البيانات وحدث انقطاع التيار الكهربى
التأمين
يوجد في أنظمة تشغيل الشبكات وسائل عديدة لحماية البيانات على الخادم منها
اسم المستخدم
كلمة المرور
تحديد مسافة تخزينية على القرص الثابت الموجود على الخادم لكل مستخدم ولايسطيع أي مستخدم أخر الوصول اليها
أنظمة التشفير الموجودة على الخادم وذلك لحماية البيانات أثناء تواجدها على كابلات الشبكة
مشاركة الموارد
اتاحة الموارد الموجودة على الشبكة لكل المستخدمين بنظام سماحية معين من هذه الموارد الات الطباعة الالات الرسم
الوصول للبيانات عن بعد
هذه الخاصية تسمح لبعض المستخدمين للوصول للخادم على الشبكة عن بعد وذلك بنظام سماحيه معين
وسائل إدارة الشبكة
نظرا لكبر حجم الشبكة مما يجعل عملة إدارتها ليس من السهل فإنه يوجد الاّن برمجيات خاصة ومتاحة مع أنظمة تشغيل الشبكات لادارة الشبكة ومتابعة الاعطال على الشبكة ومعرفة سبب العطل وتفادية ووجد أنظمة خاصة بذلك تعتمد على نظام
Artificial intelligence
وفي النهاية سوف نستعرض كيفية عمل رسم توضيح للشبكة الذي لابد منه من اجل انشائهاوهو خاص بالشبكات الكبرى
يتم عمل رسم توضيحى للشبكة كامل ويشمل على
عدد محطات العمل على الشبكة
وظيفة كل محطة عمل
الأسم أو العنوان الخاص بمحطات العمل
المكان الموجودةفيه كل محطة عمل
عدد آلات الطباعة التى قد تكون متصلة بالشبكة
مكان وعنوان
SERVER
على الشبكة
التطبيقات المتاحة على الشبكة
توضيح للشكل
TOPOLOGY
الخاص بالشبكة
عدد وحدات التخزين الموجودة على
SERVER
توضيح لوحدات التخزين وكيفية إستخدامها



المقالة منقوله من عدة مصادر بتصرف
واسف على الاطالة