صفحة ٣٣٧
انظر إلى أعلى الصفحة، عنوان الدرس هو الشبكات السلكية واللاسلكية. نحن هنا نبدأ في تصنيف الشبكات بناء على النطاق الجغرافي، والوسيط الناقل، وتخطيط الشبكة. شبكة الحاسب كما تראה في الشكل عبارة عن جهازي حاسب أو أكثر متصلة ببعضها من أجل مشاركة الموارد كالبيانات والأجهزة، وهي تتكون من جزأين أساسيين هما الأجهزة الطرفية والنواقل التي تنقل البيانات بينها. انظر الآن إلى تصنيف الشبكات وفقا للنطاق الجغرافي، فالشبكة المحلية Local Area Network ومختصرها LAN موجودة في نطاق جغرافي ضيق كشركة أو مبنى سكنية وتحقق سرعات اتصال عالية لمشاركة الملفات والطابعات. أما الشبكة المتوسطة Metropolitan Area Network ومختصرها MAN فهي ذات حجم متوسط تغطي نطاقا أكبر من الشبكة المحلية ولكنها أصغر من نطاق الشبكة واسعة المجال WAN، كامتداد لعديد من المباني في نفس المدينة ومن أمثلتها شبكات الجامعات.
صفحة ٣٣٨
تابع معنا تصنيف الشبكات وفقا للنطاق الجغرافي، وهنا نتحدث عن الشبكة واسعة المجال Wide Area Network ومختصرها WAN، وهي عبارة عن ربط مجموعة من أجهزة الحاسب والشبكات المحلية LANs مع بعضها من خلال أجهزة الربط، لتشمل مواقع داخل دولة أو قارة مثل شبكة متعددة المواقع أو البنوك، ويعتبر الإنترنت أكبر شبكة WAN في العالم. ننتقل بعد ذلك لتصنيف الشبكة وفقا للوسيط الناقل إلى شبكات سلكية وسلام لاسلكية. الشبكات السلكية تستخدم الكابلات لتوصيل الأجهزة مثل أجهزة الحاسب أو التلفزيون ببعضها أو بشبكة أخرى، وهناك ثلاثة أنواع رئيسية هي شبكة كابلات الشبكة، وشبكة خط المشترك الرقمي، وشبكة الألياف الضوئية. من خصائص الشبكات السلكية أنها توفر أداء ممتازا من حيث السرعة والتكلفة، حيث تتراوح سرعتها بين 100 ميجا بايت و1 جيجا بايت بتكلفة منخفضة، كما توفر حماية أفضل عبر جدران الحماية، والمعدات تتميز بالكفاءة العالية، ولكن من عيوبها أن توسيعها يعد أمرا مكلفا لضرورة توفير توصيلات جديدة وإعادة توجيه التوصيلات الموجودة سابقا.
صفحة ٣٣٩
انظر إلى كابلات الشبكة في الأعلى، ستجد أنواعا مختلفة منها مثل كابلات إيثرنت Ethernet Cables المستخدمة لتوصيل أجهزة الشبكة الفعالة مثل أجهزة الحاسب المكتبية والنقالة ومحركات الأقراص الثابتة بالشبكة. الجدول أمامك يوضح خصائص كابلات الشبكة، فالكابل المزدوج المجدول Twisted Pair Cable تصل سرعته إلى 10 ميجابات في الثانية واستخدامه في شبكات المنازل والمكاتب. والكابل المحوري Coaxial Cable تصل سرعته إلى 100 ميجابات في الثانية واستخدامه لتغذية وسائل الإذاعة. أما كابل الألياف الضوئية Fiber Optic Cable فتصل سرعته إلى 300 ميجابات في الثانية واستخدامه لمسافات طويلة وعالية الأداء مثل الكابلات البحرية والعسكرية والفضاء والأدوات الطبية. انظر إلى الصور في الأسفل لترى شكل الكابل المزدوج المجدول والكابل المحوري وكابل الألياف الضوئية بوضوح.
صفحة ٣٤٠
انظر إلى عنوان الصفحة، سنتحدث عن شبكة خط المشترك الرقمي Digital Subscriber Line أو ما يعرف بـ DSL، وهي تقنية اتصال سلكية تستخدم خطوط الهاتف الموجودة لنقل بيانات النطاق الترددي العالي، مثل الوسائط المتعددة والفيديو إلى مستخدمي الخدمة، ويوفر DSL وصولا مخصصا للشبكة العامة. يمكن أن تتدفق بيانات الصوت والإنترنت بواسطة خط المشترك الرقمي DSL الذي يتيح استخدام خدمة الإنترنت وخط الهاتف معا دون انقطاع لإحدى الخدمتين، ويلزم لذلك استخدام مودم خاص يسمى مودم DSL متصل بخط الهاتف التقليدي. توجد أشكال مختلفة لخطوط المشترك الرقمي مثل خط المشترك الرقمي غير المتماثل ADSL حيث تكون سرعة تنزيل البيانات أسرع بكثير من سرعة تحميل البيانات ويمكن تحقيق سرعة تنزيل تصل إلى 24 ميجابت في الثانية. وخط المشترك الرقمي فائق السرعة VDSL الذي يوفر سرعات تنزيل تصل إلى 50 ميجابت في الثانية. وخط المشترك الرقمي فائق السرعة 2 VDSL2 المتقدم الذي يتميز بمعدل تنزيل يصل إلى 100 ميجابت في الثانية وقد يتجاوز 200 ميجابت إذا كانت مسافة الاتصال قصيرة.
صفحة ٣٤١
توفر الألياف الضوئية Fiber Optic السرعة الأكبر للإنترنت في أيامنا هذه، ويرجع ذلك إلى استخدامه للضوء لنقل البيانات من خلال كابل الألياف الضوئية، ويمكن أن تصل سرعة التنزيل والتحميل إلى 2.5 جيجابت في الثانية GBPS. كما يمكن استخدام هذا الاتصال لإرسال البيانات لمسافات أطول بكثير من خط المشترك الرقمي DSL أو الإنترنت السلكي، وتتطلب هذه الخدمة استخدام مودم ألياف ضوئية Fiber Optic Modem. يمكن توصيل المنازل أو المواقع التجارية مباشرة بكابلات الألياف الضوئية، ولكن ذلك قد يحتاج إلى استبدال البنية التحتية الحالية المعتمدة على الكابلات النحاسية مثل أسلاك الهاتف والأأسلاك المحورية. يطلق على عملية توصيل الألياف الضوئية إلى المنازل اسم FTTH، ويطلق على عملية توصيل الألياف الضوئية إلى الأعمال التجارية اسم FTTB والتي تهدف إلى توصيل إشارة الاتصال عبر الألياف الضوئية من معدات تحويل المزود إلى المنزل أو العمل عن طريق استبدال البنية التحتية النحاسية القائمة.
صفحة ٣٤٢
الشبكات اللاسلكية Wireless Networks هي شبكة من الأجهزة المتصلة ببعضها دون الحاجة إلى استخدام الوصلات أو الأسلاك. تعتمد الشبكات اللاسلكية على تقنية أمواج الراديو لنقل المعلومات وتوصيل الأجهزة بالشبكة أو التطبيقات. من أهم خصائص الشبكات اللاسلكية أن أداء شبكات واي فاي يعتمد بشكل أساسي على المسافة، فكلما ازدادت مسافة بعد أجهزة الحاسب عن نقطة الوصول اللاسلكية، فإن سرعة الشبكة اللاسلكية تكون أبطأ. كما أن زيادة عدد الأجهزة التي تستخدم الشبكة اللاسلكية يتسبب بخفض أداء تلك الشبكة. يمكن اختراق البيانات والتنصت عليها ولهذا يتم استخدام تقنيات تشفير معقدة لزيادة الأمن، ويتم تطبيق بعض آليات المصادقة لنفس السبب. كما تعتمد بعض الشبكات اللاسلكية على موجات الراديو للتواصل وبالتالي فإن إشاراتها تأثر بالتداخل الناتج عن الأجهزة الإلكترونية الأخرى. ومن السهل جدا توسيع الشبكة اللاسلكية فيمكن إضافة مستخدم جديد عن طريق إصدار كلمة مرور وتحديثها في الخادم.
صفحة ٣٤٣
انظر إلى الجدول في أعلى الصفحة لتتعرف على أحد تصنيفات الشبكات اللاسلكية بناء على مدى الإشارة الصادرة عنها. الشبكة الشخصية PAN يكون مدى إشارته على بعد حوالي 10 سنتيمتر NFC أو بعد حوالي 10 متر للبلوتوث، والتقنية المستخدمة هي بلوتوث أو تقنية اتصال قريب المدى. الشبكة المحلية LAN مدى إشارته على مستوى بناية أو مؤسسة والتقنية المستخدمة هي واي فاي. الشبكة متوسطة المدى MAN مدى إشارته مستوى مدينة والتقنية المستخدمة هي واي فاي ماكس. الشبكة واسعة المجال WAN مدى إشارته عبر العالم والتقنية المستخدمة هي شبكات الهواتف الخلوية. انظر إلى نقطة الوصول Access point، تعتبر قوة إشارة الشبكة من الأمور الأساسية في الشبكات اللاسلكية، فكلما زادت مسافة البعد عن جهاز الإرسال فإن قوة الإشارة تقل. تقنيات الشبكات اللاسلكية تشمل البلوتوث Bluetooth لتبادل البيانات لمسافات قصيرة، وتقنية واي فاي WiFi الأكثر شيوعا واستخداما في أجهزة الحاسب والهواتف الذكية وأجهزة الألعاب وكاميرات المراقبة، وتقنية الاتصال قريب المدى NFC للاتصال من مسافة قصيرة جدا لا تتجاوز 10 سنتيمترات.
صفحة ٣٤٤
كلمة تخطيط Topology في عالم شبكات جهاز الحاسب تشير إلى شكل مخطط اتصال الأجهزة ببعضها، وفي هذا الموضوع نتعرف على بعض المخططات الأساسية للشبكات. أولها مخطط الناقل Bus Topology ويعد مخطط الناقل من المخططات الأساسية للشبكة حيث تتصل جميع الأجهزة بناقل مركزي على اعتباره العمود الفقري للشبكة، وتعد سهولة التركيب من أهم مميزات هذا المخطط، ورغم ذلك فإن هذا المخطط يواجه مشكلة في صعوبة اكتشاف وإصلاح أي مشاكل تحدث داخل الشبكة، كما أن جميع الأجهزة في هذا المخطط تتصل بالناقل نفسه مما يتسبب بحدوث تصادمات داخل الشبكة. مخطط الحلقة Ring Topology يجمع مخطط الحلقة بين أجهزة الشبكة المتصلة ببعضها على شكل حلقة، ويتم إرسال جميع حزم البيانات عبر تلك الحلقة وصولا إلى وجهتها النهائية، ومن مزايا استخدام مخطط الحلقة عدم الحاجة إلى توصيل الأجهزة مباشرة لتتواصل فيما بينها.
صفحة ٣٤٥
مخطط النجمة Star Topology يتم توصيل جميع نقاط الشبكة في مخطط النجمة بجهاز مركزي مثل المحمول Switch أو الموزع Hub، يسهل جدا في هذا المخطط إضافة أي أجهزة جديدة في الشبكة مما يجعل من عملية إدارة الشبكة سهلة من نقطة مركزية واحدة، وكذلك فإن فشل أحد أجهزة الشبكة لا يؤثر على عمل باقي أجهزة الشبكة، تكمن المشكلة الكبرى في مخطط النجمة في أن فشل الجهاز المركزي يؤدي إلى فشل الشبكة بأكملها. مخطط الشبكة Mesh Topology يتصل كل جهاز في مخطط الشبكة بباقي الأجهزة الأخرى، مما يعني أن كل جهاز في الشبكة يتصل بكل جهاز آخر. وتعد عملية تكوين هذا المخطط مكلفة نظرا لوجود العديد من التوصيلات الضرورية الإضافية، ولكن من ناحية أخرى توجد ميزة في إمكانية نقل المعلومات بين أجهزة مختلفة في وقت واحد. والمخطط الهجين Hybrid Topology يجمع المخطط الهجين بين مخططين أو أكثر من مخططات الشبكة نجمة، ناقل، حلقة، شبكة، وغالبا ما يتم استخدام هذا المخطط عند توصيل شبكتين مختلفتين معا.
صفحة ٣٤٦
شبكة التخزين Storage Area Network و تختصر SAN وهي نوع خاص من الشبكات تسمح للخوادم Servers بالوصول للبيانات المشتركة المخزنة على أجهزة الشبكة، عادة تكون شبكة التخزين عبارة عن شبكة مخصصة لأجهزة التخزين لا يمكن الوصول إليها عبر شبكة الاتصال المحلية LAN بواسطة الأجهزة الأخرى. كما هو موضح في الرسم التالي، تتكون شبكات SAN عادة من مضيفين، وعملاء، ومحولات، ووسائط تخزين، وأجهزة تخزين مترابطة باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات والمخططات والبروتوكولات. مثال على استخدام شبكة التخزين قواعد بيانات خادم مايكروسوفت إس كي إل Microsoft SQL Server، تستخدم قواعد بيانات خادم مايكروسوفت إس كي إل لتخزين البيانات الأكثر قيمة للمؤسسة، لذا فهي تتطلب أعلى مستوى من الأداء والتوافر.
صفحة ٣٤٧
هذه صفحة تدريبات وعليك تطبيق ما تعلمته. في التدريب الأول مطلوب منك أن تصل الشبكات التالية مع التصنيف المناسب لها، انظر إلى القائمة واقرن كل بند بما يناسبه مثل تصنيف الشبكة وفقا للوسيط الناقل، أو وفقا للنطاق الجغرافي، أو وفقا لتخطيط الشبكة. في التدريب الثاني مطلوب منك أن تقارن بين خصائص الشبكة السلكية واللاسلكية من حيث السرعة، تذكر ما قرأته عن سرعة الكابلات مقارنة بسرعة الشبكات اللاسلكية وضع إجابتك بلغة واضحة ومختصرة.
صفحة ٣٤٨
انظر إلى التدريب الثالث وهو سؤال اختيار من الإجابة الصحيحة. السؤال الأول يدور حول اتصال إنترنت DSL، انظر إلى الخيارات المتاحة وتذكر إن كان بإمكانك استخدام خدمة الإنترنت وخط الهاتف في نفس الوقت أم لا، واختر العبارة الصحيحة منها. السؤال الثاني يسأل عن سرعة تنزيل وتحميل إنترنت الألياف الضوئية، انظر للقيم الموجودة في الخيارات وتذكر الرقم الصحيح الذي قرأته في الدرس لتوثيق الإجابة. في التدريب الرابع مطلوب منك أن تشرح الفرق لكل من ADSL و VDSL و VDSL2، فكر في الفروق في سرعات التنزيل والتحميل بين هذه الأنواع الثلاثة واكتبها باختصار.
صفحة ٣٤٩
هذه صفحة تدريبات إضافية. التدريب الخامس يتضمن أسئلة اختيار من متعدد، في السؤال الأول اختر أيا من مخططات التصميم التالية تسمح لجميع الأجهزة بأن تتصل معا بواسطة ناقل رئيس للبيانات من خلال تذكر خصائص مخططات النجمة والناقل والحلقة. وفي السؤال الثاني اختر الخاصية الصحيحة من بين ميزات الشبكة السلكية أو التحديات المرتبطة بها. في التدريب السادس مطلوب منك أن تشرح الفرق بين مخطط الحلقة ومخطط النجمة، تذكر كيف تتصل الأجهزة في مخطط الحلقة بشكل دائري بينما تتصل في مخطط النجمة عبر جهاز مركزي واكتب الفرق بوضوح.
