تأسيس الشبكات

1. تأسيس الشبكة المحلية:
في بداية الثمانينات، كانت معظم الأعمال والشركات تستخدم الشبكات الحاسوبية كوسيلة اتصال فيما بينها، ومن ثم بدأت تلك الشركات بالازدياد والتضخم من حيث عدد الأجهزة وعدد المستخدمين والموظفين، الأمر الذي أدى لتزايد الازدحام على الشبكة وتباطؤ العمل بشكل كبير؛ وهذا ما أدى بالشركات لبدء البحث عن السبب الدافع لهذا الازدحام، فكانت لهذه الأبحاث النتائج التالية:
80% من المعلومات المتبادلة بين موظفين أو أجهزة شركة ما ناتج عن موظفي هذه الشركة.
20% من المعلومات متبادلة مع أجهزة خارج نطاق الشركة .
ومن هنا كانت الحاجة الأساسية لنشوء فكرة الشبكة المحلية LAN Local Area Networking؛ إذ كان الهدف الأساسي من الشبكة المحلية هو وجود اتصال بين حواسيب شركة واحدة، وذلك لتأمين عملية تبادل المعلومات بين عدة مصادر وأجهزة تعمل ضمن هذه الشركة.
كانت الفكرة الأساسية للشبكة المحلية مبنية على أساس وجود وسط ناقل للمعلومات بين عدة أجهزة تتصل بهذا الوسط.
وبقيت على هذا الشكل حتى عام 1987 عندما أصبحت الأسلاك وأوساط النقل مصنوعة من الأكبال المحورية Coaxial Cable ومن ثم إلى الأزواج المجدولة Twisted pair.
وتقسم الشبكة إلى قسمين حسب مبدأ عملها، وبذلك فهي إما أن تعمل بطريقة ند لند peer to peer حيث تكون جميع عناصر الشبكة تملك نفس الحقوق في الإرسال والاستقبال، أو أن تكون مبنية على وجود مخدم server – based والذي يقتضي وجود حاسب يعمل كمخدّم ضمن هذه الشبكة.
نلاحظ أن الشبكة المحلية قد حققت العديد من النتائج المفيدة على نطاق علم الاتصالات ومن أهمها:
• إمكانية تشارك أجهزة شركة ما فيما بينها فقط، الأمر الذي يتيح الكثير من التسهيلات ( مشاركة الطابعة أو الماسح الضوئي ).
• سرعة تبادل المعلومات في نطاق الشركة الواحدة، ووثوقية الاتصال.
2. مكونات الشبكة الداخلية LAN Component:
هناك العديد من مفردات الشبكات المحلية نذكر منها:
1.2. عقدة الشبكة Network node:
وهي عبارة عن نقطة من نقاط الشبكة والتي يكون لها عنوان منطقي IP، وبمعنىً آخر فإن العقدة عبارة عن نقطة من الشبكة تلتقي فيها وصلتان أو أكثر.
2.2. كرت الشبكة NIC Network Adapter Card:
وهو عبارة عن بطاقة إلكترونية تتركب في الحاسب فتمكّنه من الاتصال بالشبكة. في الوقت الحالي أصبحت هذه التقنية مبنية ضمن اللوحة الأم للحاسب.
3.2. نظام الارسال Transmission system:
ويتضمّن كل ما له علاقة بعملية الإرسال: سلكياً أو لاسلكياً، ونوع التعديل المعتمد في الإرسال والاستقبال.
4.2. المعطيات وبروتوكولات تبادل المعطيات Software & data:
تقوم البرامج بعملية تكوين المعطيات وإرسالها عبر الشبكة على شكل طرود PDU Packet Data Unit، وتقوم البروتوكولات بعملية تنظيم عملية الإرسال والاستقبال.
5.2. واجهة المستخدم User interface:
وهي المسؤولة عن عملية ولوج المستخدم إلى نظام الشبكة. أي أنها تحقق الاتصال بين المستخدم والشبكة المحلية.
6.2. نظام التشغيل Operating System:
يتطلّب كل جهاز نظام تشغيل يمكّنه من العمل، ويجب على نظام التشغيل هذا أن يكون داعماً لعملية اتصال الجهاز بالشبكة.
3. أنواع الشبكات المحلية:
يمكن تمييز الشبكات المحلية من خلال عدد من المعايير، نذكر منها:
• نمط وسط النقل Transmission media والتي ذكرنا بعضاً منها في الفقرة السابقة؛ مثل الكبل المحوري والأزواج المجدولة .... إلخ.
• التقنية المستخدمة في عمليات النقل مثل broadband, baseband.
• طرق الولوج والتي تتحدد ببروتوكولات الطبقات، وتختص في تحديد الجهاز الذي له الحق بالإرسال والزمن المخصص له.
• الطبولوجية أو الخريطة التي تتوزع فيها الشبكة مثل الشجرة أو الحلقة ... إلخ.
4. اتصالات الشبكات المحلية:
يوجد العديد من الأجهزة التي تصل عناصر الشبكة المحلية مع بعضها البعض، أو تصل عدداً من الشبكات المحلية ببعضها؛ نذكر منها:
1.4. الهب HUB:
يصل الهب بين عدد من الأجهزة أو الشبكات، وفي الواقع توجد ثلاثة أنواع منه وهي:
* Active Hub:
يقوم هذا النوع بإعادة الإرسال للإشارات أي أنه لا يكتفي بعملية الوصل فقط وإنما يقوم بتقوية الإشارات الضعيفة. ومن هنا أتت تسميته بـ Active ذلك أنه يتطلب طاقة لإعادة إرسال الإشارات.
* Passive Hub:
يقوم فقط بعملية وصل الأسلاك.
* Hybird Hub:
يستطيع هذا النمط توصيل عدة أنواع من الأسلاك، مثلاً كبلاً محورياً مع زوج مجدول.
يمكننا توصيل عدد من الهبات ببعضها البعض لتوسيع الشبكة.
2.4. LAN Switches مبدلات الشبكة:
تُستعمل هذه المبدلات من أجل العمل على عرض حزمة أكبر، حيث إن كل بوابة من بوابات المبدّلة تكون مختصة بالعمل على قناة معيّنة.
يث نلاحظ وجود محطة عمل تحتاج للعمل على سرعة 100Mbps فيكون لها بوابتها المستقلة على المبدّلة، وكذلك الأمر بالنسبة لخمس محطات تحتاج كل منها لسرعة تصل إلى 20Mbps، فيتم توصيل هذه المحطات على هب بحيث تصبح هذه المجموعة بحاجة لسرعة تصل إلى 100Mbps ويتم وصلها على بوابة خاصة على المبدلة... وهكذا.
إن الهدف الأساسي من وجود المبدلة هو تأمين اتصال سريع بين الشبكات ومع المخدمات، وكذلك تأمين اتصال بعرض حزمة كبير لبعض احتياجات المستخدمين.
تعمل المبدلات على النمط الثنائي Full duplex وذلك باستخدام عدة قنوات مستقلة للإرسال والاستقبال؛ الأمر الذي يؤدي لسرعة عالية في الاتجاهين.
3.4. الشبكات الوهمية المحلية VLAN Virtual LAN:
إن هذا النوع من الارتباط هو ارتباط افتراضي وليس حقيقياً، أي أن الشبكة الافتراضية هي عبارة عن اتصال عدد من الأجهزة في شبكات محلية متعددة للحصول على شبكة جديدة افتراضية تجمع هذه الأجهزة مع بعضها البعض.
4.4. الجسور Bridge:
تستخدم الجسور من أجل توصيل شبكتين أو أكثر، ومن ثم إمكانية التحكم بالدفق بينهما، ومنع طرود وتمرير طرود أخرى.
يحوي الجسر على جدول يحوي فيه العناوين الفيزيائية MAC Media Access Control للأجهزة المتصلة مع هذا الجسر، حيث يتم ذلك بشكل تلقائي عندما يتم وصل الجسر مع الشبكة.
ويستخدم الجسر في بعض الأحيان بروتوكول STP Spanning Tree Protocol من أجل كسر الحلقات التي من الممكن أن تحدث بين الأجهزة في عمليات تبادل المعطيات.
5.4. الموجهات Router:
إن الموجّه هو أداة الاتصال الحديثة بين الشبكات حيث إنه يؤمن نفس عمل الجسر ولكن باستخدام العناوين المنطقية IP للأجهزة بدلاً من العناوين الفيزيائية MAC.
هذا وبالإضافة إلى أن الموجه يقوم باختيار الطريق الأمثل لمرور الطرود بين الأجهزة؛ والذي يمكن أن يتغيّر حسب ازدحام الطرود في الشبكة.
كما أنه يوجد نوعان من الموجهات وهما: الموجهات الساكنة Static والتي تعتمد مساراً واحداً من أجل أي نقطتين والذي لا يمكن تغييره إلا يدوياً من قبل مبرمج الموجّه، والنوع الثاني هو الموجهات الديناميكية Dynamic وفيها يمكن للطرد أن يسلك مساراً من عدة مسارات يؤمنها الموجّه والتي يمكن أن تتغيّر تبعاً لحالة الشبكة.