أنواع الشبكات و أشكالها

http://www.dreamstime.com/-image13159094
*
أنواع الشبكات
*
الشبكات لها أربع انواع مشهورة هي:
*

  1. الشبكات المحلية LANs
  2. شبكات إقليمية MANs
  3. شبكات المناطق الواسعة WANs
  4. الإنترنت

*
وكل نوع من هذه الانواع له ميزة خاصة ولايصلح أن يحل نوع مكان اخر فشبكة LAN المحلية تتقيد بمكان واحد مثل بناية او بنايات متجاورة وتتميز برخص وتوفر المعدات الازمة لها.
*
شبكات MAN الإقليمية صممت لنقل البيانات عبر مناطق جغرافية شاسعة ولاكنها ما تزال تقع تحت مسمى المحلية وهي تصلح لربط مدينة او مدينتين متجاورة ويستخدم في ربط هذا النوع من الشبكات الألياف البصرية او الوسائل الرقمية فهذه التقنية تقدم سرعات فائقة و شبكات MAN يمكن أن تحتوي على عدد من شبكات LANs وتتميز بالسرعة و الفاعلية ومن عيوبها مكلفة وصيانتها صعبة.

*
اما شبكات المناطق الواسعة WANs فهي تغطي مساحات كبيرة جدا مثل ربط الدول مع بعضها البعض ومن مميزات هذه النوع انها تربط الاف الأجهزة و تنقل كمي&#±575;ت كبيرة من البينات لا تنقل إلا بها ومن عيوبها تحتاج إلى برامج وأجهزة غالية جدا وصعوبة تشغيلها وصيانتها.
*الأنترنت شبكة الشبكات صممت هذه الشبكة أساسا لأغراض عسكرية بحته أيام الحرب الباردة وظهرت في ذلك الوقت شبكة Arpanet ونمت هذه الشبكة وأصبحت نظام متكامل وبعد ذلك وفي عام 1990 تخلت الحكومة الامريكية عن الشبكة واعطي حق الإدارة إلى مؤسسة العلوم الوطنية NSF وفي عام 1991 تخلت المؤسسة عن الشبكة لصالح الشركات التجارية وبذلك فتح الباب امام أضخم عمل وبناء صممه الإنسان حيث توسعت وإنتشرت وضمت في داخلها كل انواع الشبكاتLAN / MAN / WAN وهي سائرة ولا يمكن ان يتنبأ كيف ستكون .

*
تصميم الشبكات
*
تصميم الشبكة يطلق على الشكل الذي سيكون عليه توصيل الحواسيب مع بعضها البعض وتندرج هذه الاشكال تحت ثلاث مسميات رئسية وهي شبكة الناقل العمومي Network Pus و الشبكة الحلقية Network Ring و الشبكة النجمية Network Star.

*

  • Network Pus

*
هي شبكة الناقل الخطي وبنيتها أسهل وأبسط بنية فهي تتألف من كابل 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 قرائتها إلا المرسله له ويكون المرسل في هذه الحظة هو المسيطر على الشبكة حتى ينتهي من عملية الإرسال ولمنع التضارب الذي قد ينتج من محاولة إرسال عددة أجهزة في وقت واحد تستخدم الشبكة نوعا من التقنية المستخدمة في شبكات الإثرنت وهي تقنية تعرف بي الوصول المتعدد بتحسس الحامل مع كشف التصادم CSMA/CD والتعريف البسيط لها هو أنه إذا اراد احد الأجهزة أن يرسل رسالة فهو أولا يتحسس الكبل فإذا وجده مشغول ينتظر حتى ينتهي … ولكن ماذا يحدث إذا أرسل جهازين في نفس الحظه يسقط كلا الاثنين لمدة عشوائية من الزمن ثم إعادة المحاولة ومن المحاسن في شبكة الناقل الخطي أنها سهلة التركيب ورخيصة ومن السلبيات صعوبة تحدد المشكلة على الشبكة كما يؤثر عدد العقد الموجودة على الشبكة على سرعة الأداء.

*شبكة Pus في أبسط أشكالها موصلة بي Coaxial كيبل.

*
*
  • Network Ring
*
هي شبكة تكون على الشكل الدائري على الأقل من الناحية النظرية حيث تنتقل الإشارات من عقدة إلى أخرى في إتجاه واحد فقط وتتصل كل عقدة مع عقدتين بشكل مباشر عقدة ترسل لها وعقدة تسبقبل 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 تمرير العلامة وهي ببساطه يوجد علامة تدور في الشبكة وعند رغبة احد العقد بالإرسال ينتظر حتي يمسك بالعلامة ثم يعدل فيها لتكون مشغولة ويرسلها مع الإشارة فبذلك لا يستطيع أي شخص الإرسال في تلك الحظة حتي يتم الإنتهاء من الإرسال ومن محاسن هذا النوع انه أيضا سهل التركيب ورخيص و من سلبياته أنه عند حدوث مشكلة يصعب التحديد وإذا انقطع الكبل تتوقف الشبكة بشكل كامل*


*

  • Network Star

*
يعتبر هذا النوع من أفضل الانواع وهو يتميز بوجد موزع مركزي Hup يجتمع فيه الكيابل الخاصة بالاجهزة وممكن أن يكون هذا الموزع فعالا من خلال قيامه بتقوية الإشارات الماره إليه ويمكن كذلك أن يتم توصيل عدد من المجمعات المركزية في الشبكة الواحده ومن اهم حسنات هذا النوع من الشبكات أنه يسهل إضافة أو عزل العقد منه وسهولة تحدد المشكلة اذا حدثت وعزل أي جزء من الشبكة لا يؤثر على باقي الأجزاء.

*شبكة نجمية في أبسط صورها

*

*

كيف تنتقل رزم البيانات من خلال الشبكة؟سنتعرف الان 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 الرئسي و الكيابل الفرعية بنفس الاسلوب مع إختلاف بسيط وهو .. أي بيانات او رزم تقسم إلى أجزاء صغيرة و ترسل على دفعات متتالية و الحكمة في ذلك لضمان وصول اكبر عدد من الدفعات بشكل سليم وإذا حدث خطاء ما ولم يصل دفعه ما يقوم الجهاز المرسل بإرسال هذه الدفعه فقط وليس كامل البيانات و السبب الثاني قد يكون أحد المستخدمين يريد أن يرسل كمية كبيرة من البيانات و لنفترض 100 M فمن المؤكد أنه سيحجز كامل خطوط الشبكة من أجله و التقسيم يكون موكن من ثلاث أجزاء كما في المثال .

  • Header
  • Data
  • Trailer
Headerهو الجزء الذي يكون به عنوان المرسل وعنوان المستقبل وبه أيضا معلومات تحكم و توقيت لضمان وصول الرزمة بشكل صحيح.

*Data

ويحتوي هذا الجزء على قطعة البيانات المجزءه من البيانات الكلية ويعتمد حجم الجزء المرسل على نوع الشبكة.

*Trailer

هذا الجزء مهم جدا لانه يحتوي على معادله رياضية وضعها المرسل فإذا وصلت هذه المعادلة كما هي ذلك يعني أن البيانات الموجودة في قسم Data هي أيضا سليمة تسمى هذه العملية CRC.

*قد نتساءل كيف تتم هذه العملية المعقدة مع كمية كبيرة من البيانات في الشبكات الضخمة يتم كل ذلك في كروت الشبكة الموجودة على كل الاجهزة إذ تقوم هذه الكروت بتحويل الإرسال المتوازي القادم من الجهاز المرسل إلى إرسال تسلسلي بمعنى بت خلفه بت وهكذا و الكرت الموجود في جهاز المستقبل يحول هذا الإرسال التسلسلي إلى إرسال متوازي مرة أخرى حتى يتم فهمه من الكمبيوتر و هي التي تقوم بعنونة الرزم بالعنوان المطلوب وهي التي تنقل الرزم إلى الشبكة وتنظم حجم وسرعة الإرسال و الكرت في الجهة المقابله يحول كل ذلك ويقوم بعزل معلومات العنونة و المعادلة الرياضية لتصفي البيانات الحقيقية فقط.

*
معايير الشبكة و طبقاتها

سننتقل الان لنلقي نظرة على المعايير التي يعمل عليها عتاد الشبكة عندما يعمل كل منهما على حدة أو بالاشتراك مع الاخرهي معايير يقوم مصنعوا برامج وعتاد الشبكة باتباع قواعد ودلائل عندما يقومون بتصميم متجاتهم وأكثر هذه القواعد انتشارا هي مجموعة من التوصيات مطورة من قبل المنظمة الدولية للمعايير ISO وتعرف هذه التوصيات باسم النموذج المرجعي لنظام الوصلات المفتوح OSI ما هو هذا النموذج ….. لقد تم بناء النموذج OSI من سبع طبقات بروتوكول كل طبقة مسؤولة عن عمل ما تساعد على تحضير المعلومات من أجل الإرسال وتتفاعل كل طبقة مع جيرانها المباشرين أذ تعرض الطبقة خدمتها ألى الطبقة الموجدة فوقها وتطلب الخدمة من الطبقة التي تحتها .

7
طبقة التطبيق
Application
*
6 طبقة التقديم
Presentation
*
5 طبقة الجلسة
Session
*
4 طبقة النقل
Transport
*
3 طبقة الشبكة
Network
*
2 طبقة الارتباط
DataLink
*
1 الطبقة الفيزيائية
Physical
*
كما نلاحظ أن الترتيب في الطبقات من تحت إلى أعلى ورغم أهمية كل طبقة ولكن طبقة 1 Physical أكثرهم اهمية وذلك لأنها هي التي تتفاهم مع وسائط الشبكة بشكل عملي… و عندما يبدأ الحاسوب في التجهيز للإرسال يتعامل مع طبقة رقم 7 فقط ثم كل طبقة تقدم البيانات التي حصلت عليها مع إضافة العمل الذي هي قامت به مثل التنسيق و العنونه و التقسيم وخلافه حتي يصل إلى طبقة 1 Physical فتقوم هذه الطبقة بتحويل البيانات مع الإضافات إلى إرسال تسلسلي وتضعه في وسط النقل الكبل على سبيل المثال وعندما يصل هذا الإرسال إلى الحاسوب الهدف تستقبل البيانات الطبقة 1 Physical وتقوم بعكس العمل الاول وهكذا في كل طبقة حتى يصل الإرسال إلى الطبقة 7 Application فيشاهده المستقبل كما إرسله المرسل.

*ولنتعرف على كل طبقة و ما تقدمه من خدمات من أجل الشبكة

Application : هي الطبقة التي تزود برامج الشبكة مثل قواعد البيانات و البريد الإلكتروني بإمكانية الوصول إلى الشبكة وهي الطبقة التي تتعامل مع Directory Servies و Directory .

*
Presentation : عملها الأساسي ينحصر في التأكد من أن المعلومات المرسلة في الشبكة تستخدم نفس ترميز الأبجدية و تقوم أيضا بتشفير البيانات وضغطها.
*
Session : يشبه عمل هذه الطبقة عمل السكرتير اذا طلب منه المدير أن يقوم بالإتصال باحد الأشخاص فأن وجده حول له الخط …فهذه الطبقة تقوم بنفس العمل إذ تأسس الإتصال بين الحاسوبين وتقوم بمراقبة هذه الإتصال وكمية البيانات المرسلة وأحيانا تقوم بالتحقق من كلمات المرور عند إنشاء الإتصال.
*
Transport: هي الطبقة التي تنقل البيانات وتكون مسؤولة عن تسليمها بشكل سليم خالي من الأخطاء و تقوم بتقسيم المعلومات إلى أجزاء صغيرة وهي أيضا التي تقوم بالتجميع في الجهاز المستقبل وهي المسؤوله عن إشعار الإستلام من الحاسوب المستقبل بأن الشحنه تم إستلامها بدون أخطاء.
*
Network : تقوم هذه الطبقة بأختيار أفضل الطرق التي يتوجه منها الإرسال وذلك حسب حركة المرور في الشبكة Traffic Load وتقوم أيضا بي التوجيه إلى العنوان الصحيح أذ يوجد في هذه الطبقة بروتوكول IP.Data Link : تقوم هذه الطبقة بتنسيق الرزم المقدمه لطبقه Physical و التحكم في التتفق الحاصل للبيانات و إعادة إرسال البيانات التي تتعرض لتلف.
*
Physical : هي الطبقة المسؤولة كما ذكرنا سابقا عن تحويل البيانان القادمه من الحاسوب على شكل متوازي إلى شكل تسلسلي وتضع هذه البيانات على الكبل أو سط النقل وتشتمل هذه الطبقة على مجموعة من التوصيات المعتبرة في الارقام و الحروف منها توصية من أجل شبكات الإثرنت 802.3 و توصية من أجل شبكات توكن رنيغ IEEE 802.5.