شرح كل ما يتعلق بالشبكات

شرح كل ما يتعلق بالشبكات
الشبكات هي عبارة عن ربط بين الحواسب مع أدوت و برامج مخصصة للعمل الشبكي و ذلك لإتاحة التشارك في ما بينها و تتدفق
المعلومات عبر الشبكة على شكل إشارات كهربائية ويتم نقلها كحزم صغيرة من المعلومات بسرعات كبيرة جدا ويجب أن تسافر هذه الحزم بدرجة عالية من الدقة حتى تصل خالية من الأخطاء إلى الهدف المطلوب ،،
هناك نوعان من الشبكات:
الأول يقوم على مبدأ الزبون/المزود client/server
والثاني على مبدأ الند-للند peer-to-peer.
ففي شبكات الزبون/المزود، يسمى الكمبيوتر المركزي، الذي يوفر البرامج والبيانات لغيره، المزود server، فيما يسمى كل من الكمبيوترات التي تتصل به، الزبون client.
وتتطلب شبكات الزبون/المزود نظام تشغيل شبكي مثل وندوز2000 سيرفر
أما بالنسبة لشبكات الند-للند حيث تعتبر جميع كمبيوترات الشبكة متساوية من حيث الوظيفة التي تؤديها في الشبكة بمعنى أنه لا يوجد كمبيوتر معين تناط به مهام مركزية كالمزود. وتتصل الأجهزة في شبكات الند-للند، مع بعضها بشكل مباشر، بما يمكنها من تبادل المعلومات
 الشبكات لها أربع أنواع مشهورة هي :-

1. الشبكات المحلية LANs
2. شبكات إقليمية MANs
3. شبكات المناطق الواسعة WANs
4. الإنترنت
وكل نوع من هذه الأنواع له ميزة خاصة ولا يصلح أن يحل نوع مكان آخر فشبكة LAN المحلية تتقيد بمكان واحد مثل بناية أو بنايات متجاورة وتتميز برخص وتوفر المعدات اللازمة 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 كميات كبيرة من البينات لا تنقل إلا بها ومن عيوبها تحتاج إلى برامج وأجهزة غالية جدا وصعوبة تشغيلها وصيانتها
الإنترنت 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 الأمريكية 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 وانتشرت وضمت في داخلها كل انواع الشبكات LAN / MAN / WAN وهي سائرة ولا يمكن ان يتنبأ كيف ستكون

 تصميم الشبكات
تصميم الشبكة يطلق على الشكل الذي سيكون عليه توصيل الحواسب 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
o 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
o 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

o 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

 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 الرئيسي 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
Header
هو 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 Active 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
من المؤكد أننا نستخدم شبكة LAN وبما أن الأمر كذلك فذلك يعني أننا نستخدم البنية التحتية المعروفة باسم إثرنت وتتميز تقنية إثرنت بالقاعدة الحساسة ...الوصول المتعدد بتحسس الحامل مع كشف التصادم CSMA/CD والمعنى أنه العقد الموزعة في الشبكة تستمع تتحسس لإشارة الحامل في الخط الذي يدل أن الخط مشغول و لكن مع ذلك يحدث في بعض الأحيان أن عقدتان تعتقدان أن الخط غير مشغول ويحاولان الإرسال في الوقت نفسه وإذا حدث مثل ذلك في شبكات CSMA/CD فإن النتيجة التصادم للبيانات وتحس في هذه ألحظة العقد المرسلة بالتوتر الحاصل في الخط فتقوم بإلغاء الإرسال لمدة عشوائية ويقوما بالإرسال مرة ثانية وستنجح هذه المرة أحدى العقد لان الزمن العشوائي مختلف ويدل نجاح شبكات إثرنت مع هذه التقنية انتشارها الواسع
وتنقسم شبكات إثرنت إلى قسمين قسم التي تعمل بسرعة M10 و الثانية التي تعمل بسرعة M100 ..ورغم ظهور شبكات بسرعة M1000 فإن المجوعتين M10 و M100 هما المنتشرتين ووضعت M1000 كالعامود الفقري لشبكات LAN وسنتعرف على كل مجموعة على حده
 شبكات إثرنت M10
تقسم إلى أربع أنواع وذلك يحدده مساحة الشبكة وعدد العقد الموجودة وهي كما في الجدول

نوع الشبكة اسم الشهرة نوع الكبل طول الكبل عدد الأجهزة
10BaseT الثنائية المجدولة UTP TWISTED-PAIR 100 متر تدعم 1024عقدة
10Base2 إثرنت الرفيعة COAXIAL 185 متر تدعم خمس شبكات فرعية كل شبكة بها 30 عقدة
10Base5 إثرنت الثخينة COAXILA 500 متر تدعم خمس شبكات فرعية كل شبكة بها 100 عقدة
10BaseFL 10BaseF FIBER OPTIC 2000 متر تستخدم في المسافات الطويلة

 شبكات إثرنت M100
تنقسم إثرنت M100 إلى قسمين قسم يشبه M10 مع إختلاف السرعة و القسم الثاني وهو المهم يعرف ب 100BaseVG وتتميز بما يلي
1. تعتمد على أطر رسائل توكن رنغ و إثرنت
2. يتم وصل المجمعات المركزية HUB مع مجمعات أخرى في علاقة أب مع ابن
3. إمكانية ترشيح الأطر من المجمعات المركزية
4. طريقة الوصول إلى الشبكة المعروفة أولوية الطلب
وأولوية الطلب يتحكم بها المجمع المركزي فعندما تريد عقدة ما أن ترسل عبر الشبكة تخاطب المجمع المركزي فيقوم بفحص حالة الشبكة فإذا كان الخط غير مشغول يعطي الإذن بالإرسال

مشكووووووووووور جدا ..................

يا عمي والله معلوماتك نااااااااااااااااااااااااااااااار
وبتغني عن دورة
مشكوووووووووووووور يا فنان