معلومات عن الشبكة بطريقة عامة

الشبكات هي عبارة عن ربط بين حواسب و أدوت مخصصة للعمل الشبكي وذلك لإتاحة التشارك فيما بينها وتتدفق المعلومات عبرها على شكل إشارات كهربائية ويتم نقلها كحزم صغيرة من المعلومات بسرعات كبيرة جداً ويجب أن تنتقل الحزم بدقة عالية حتى تصل دون أخطاء إلى الهدف المطلوب
و للشبكات أربع أنواع شهيرة:
الشبكات المحلية Local Area Network) LAN)
الشبكات الإقليمية Metropolitan Area Network) MAN)
شبكات المناطق الواسعة Wide Area Network) WAN)
شبكة الإنترنت Internet
لكل نوع من هذه الأنواع مميزات تميزه عن غيره كما لا يصلح لنوع أن يحل محل آخر.
فشبكة LAN المحلية تتقيد بمكان واحد أو أماكن متجاورة وتتميز برخص وتوفر معداتها.
شبكات MAN الإقليمية صممت لنقل البيانات عبر مناطق جغرافية واسعة ولكنها لا تزال ضمن فئة الشبكات
المحلية وهي تصلح لربط مدن متجاورة ويستخدم في ربط هذا النوع من الشبكات الألياف
البصرية أو الوسائل الرقمية فهذه التقنية تقدم سرعات فائقة و شبكات MAN يمكن أن تحتوي على عدد من
شبكات LAN وتتميز بالسرعة و الفاعلية و لكنها مكلفة وصيانتها صعبة.
أما شبكات المناطق الواسعة WAN فهي تغطي مساحات كبيرة جداً كربط دول مع بعضها البعض ومن مميزات
هذا النوع أنه يربط آلاف الأجهزة وينقل كميات كبيرة من البيانات لا تنقل إلا بها ولكنها تحتاج
إلى برامج خاصة كما أن أجهزتها باهظة الثمن وصعبة التشغيل والصيانة.
الانترنت صممت هذه الشبكة أساساً لأغراض عسكرية بحته أيام الحرب الباردة
إلى أن تخلت الحكومة الأمريكية عن إدارة الشبكة لصالح مؤسسة العلوم الوطنية وفي عام 1991 تخلت
المؤسسة عن الشبكة لصالح الشركات التجارية وبذلك فتح الباب أمام أضخم عمل أنجزه الإنسان حيث
توسعت وانتشرت وضمت كافة أنواع الشبكات ولا يمكن التنبؤ كيف ستكون في المستقبل.
تصميم الشبكات
وهو شكل توصيل الحواسب مع بعضها البعض وتندرج هذه الأشكال تحت ثلاث مسميات رئيسية
شبكة الناقل العمومي Network Pass
الشبكة الحلقية Network Ring
الشبكة النجمية Network Star
Network Pass
هي شبكة الناقل الخطي وبنيتها أسهل وأبسط بنية فهي تتألف من كبل وحيد على الشبكة تتصل به كل
الأجهزة ويستطيع أي جهاز أن يرسل إلى أي عقدة وتنتقل هذه الرسالة إلى كافة العقد الموجودة على الشبكة
ولكن لا يستطيع قراءتها إلا المرسل إليه ويكون المرسل في هذه اللحظة هو المسيطر على الشبكة حتى تتم
عملية الإرسال ولمنع التضارب الذي قد ينشأ عن محاولة إرسال عدة أجهزة في نفس الوقت تستخدم الشبكة
نوع من التقنية المستخدمة في شبكات الإثرنت Ethernet وهي تقنية الوصول المتعدد بتحسس الحامل وكشف
التصادم CSMA/CD وتتم إذا أراد احد الأجهزة أن يرسل رسالة فيتحسس الكبل فإذا وجده مشغول ينتظر حتى ينتهي... ولكن
ماذا يحدث إذا أرسل جهازين في نفس اللحظة؟ يخضع كلاهما لمدة عشوائية من الزمن ثم إعادة المحاولة ومن المحاسن
في شبكة الناقل الخطي أنها سهلة التركيب ورخيصة التكاليف ومن سلبياتها صعوبة تحديد المشكلة على الشبكة كما
يؤثر عدد العقد الموجودة على الشبكة على سرعة الأداء.
وتكون الشبكة بأبسط أشكالها موصلة بكبل Coaxial (وهو كبل مكون من موصلين ذو محور واحد و معزولين).
Network Ring
وتكون هذه الشبكة على شكل حلقي على الأقل من الناحية النظرية حيث تنتقل الإشارات من عقدة إلى أخرى
في اتجاه واحد فقط وتتصل كل عقدة مع عقدتين بشكل مباشر عقدة ترسل لها وعقدة تستقبل منها وهي
تشارك بشكل فعال في إرسال أي رسالة عبر الشبكة وفي بعض الحالات تقوم بتقوية الإشارة قبل تمريرها
إلى العقدة التالية وهي في هذه الحالة عكس شبكة الناقل الخطي.... وتعتمد الشبكة الحلقية من
أجل تجنب التضارب على طريقة تدعى بتمرير العلامة وهي وجود علامة تدور في الشبكة وعند رغبة
احد العقد بالإرسال ينتظر حتى يمسك بالعلامة ثم يعدل فيها لتكون مشغولة ويرسلها مع الإشارة فبذلك
لا يستطيع أي شخص الإرسال في تلك اللحظة حتى ينتهي الإرسال، ومن محاسن هذا النوع أنه سهل
التركيب ورخيصة التكاليف و من سلبياته عند حدوث مشكلة يصعب معرفتها وإذا انقطع الكبل تتوقف
الشبكة بشكل كامل.
Network Star
يعتبر هذا النوع من أفضل أنواع الشبكات وهو يتميز بوجود موزع مركزي Switch Hub يجتمع فيه الكابلات
الخاصة بالأجهزة وممكن أن يكون هذا الموزع فعالا من خلال قيامه بتقوية الإشارات المارة إليه ويمكن كذلك أن يتم
توصيل عدد من المجمعات المركزية في الشبكة الواحدة ومن أهم حسنات هذا النوع من الشبكات أنه
يسهل إضافة أو عزل العقد منه وسهولة تحديد المشكلة إذا حدثت وعزل أي جزء من الشبكة لا يؤثر على
باقي الأجزاء
كيف تنتقل رزم البيانات من خلال الشبكة
سنتعرف الآن على كيفية مرور البيانات من جهاز إلى أخر وهي تشبه الخطوط السريعة بين المدن يوجد سيارات
صغيرة وسيارات كبيرة ومن المفترض أن الجميع يستخدم الخط بدون عوائق و الشبكة تستخدم الكبل الرئيسي
و الكابلات الفرعية بنفس الأسلوب مع اختلاف بسيط وهو أن أي بيانات أو رزم تقسم إلى أجزاء صغيرة و ترسل
على دفعات متتالية و الحكمة في ذلك لضمان وصول أكبر عدد من الدفعات بشكل سليم وإذا حدث خطأ ما ولم
تصل دفعة ما يقوم الجهاز المرسل بإرسال هذه الدفعة فقط وليس كامل البيانات و السبب الثاني قد يكون
أحد المستخدمين يريد أن يرسل كمية كبيرة من البيانات فمن المؤكد أنه ستحجز كامل خطوط الشبكة من
أجله و التقسيم يتكون من ثلاث أجزاء:
Header-Data-Trailer
Header
هذا الجزء يكون به عنوان المرسل وعنوان المستقبل وبه أيضا معلومات تحكم و توقيت لضمان وصول
الرزمة بشكل صحيح.
Data
يحتوي هذا الجزء على قطعة البيانات المجزئة من البيانات الكلية ويعتمد حجم الجزء المرسل على نوع الشبكة
Trailer
هذا الجزء مهم جداً لأنه يحتوي على معادلة رياضية وضعها المرسل فإذا وصلت هذه المعادلة كما هي ذلك
يعني أن البيانات الموجودة في قسم Data هي أيضا سليمة تسمى هذه العملية Cyclical Redundancy Check) CRC)
الكشف عن الأخطاء بصورة دورية، قد نتساءل كيف تتم هذه العملية المعقدة مع كمية كبيرة من البيانات في
الشبكات الضخمة يتم كل ذلك في بطاقات الشبكة الموجودة على الأجهزة إذ تقوم هذه البطاقات بتحويل الإرسال
المتوازي القادم من الجهاز المرسل إلى إرسال تسلسلي (بت خلفه بت وهكذا) و البطاقة الموجودة في جهاز
المستقبل تحول الإرسال التسلسلي إلى إرسال متوازي حتى يتم فهمه من الكمبيوتر و هي التي تقوم
بعنونة الرزم بالعنوان المطلوب كما تنقل الرزم إلى الشبكة وتنظم حجم وسرعة الإرسال و البطاقة في الجهة
المقابلة تحول كل ذلك وتقوم بعزل معلومات العنونة و المعادلة الرياضية لتصفي البيانات الحقيقية فقط.
وأخيراً أتمنى أن تكونوا قد أخذتم فكرة كافية عن كيفية عمل الشبكات و أنواعها التي أصبحت من أهم
الاختصاصات في مجالات الكمبيوتر