اساسيات الشبكات 6

الان سوف نكمل كلامنا عن انواع الشبكات من حيث التصميم الهندسي .
ثانيا :الشبكة Star الشبكة النجمية :
تقوم الشبكات المحلية ذات التصميم من النوع النجمة Star بربط الاجهزة الحاسوبية باسلاك موصلة بمكون مركزي يطلق عليه المحور Hub كما يسمى ايضا المجمع Concentrator واحيانا يسمى النقطة المركزية Wiring Centerاو Central Point،  يمكن ان يكون وسط للارسال كبل مزدوج مجدول او كبل محوري او ليف ضوئي. والاشارات تنتقل من الحاسب المصدر الذى يرغب فى ارسال البيانات الى النقطة المركزية ومنه الى باقي الحواسيب على الشبكة ، نظام التوصيل فى ال Hub يعزل كل سلك من اسلاك الشبكة عن الاخر. وبالتالي اذا توقف جهاز حاسب ما او انقطع السلك الذى يوصله بالمجمع فلن يتاثر الا الحاسب الذى تتوقف او انقطع سلكه بينما الاجهزة الاخرى ستبقى تعمل من خلال الشبكة دون اي مشاكل . ولكن ان توقف المجمع عن العمل فستتوقف الشبكة ككل عن العمل . يعتبر تصميم النجمة Star الاكثر اراحة من بين التصاميم المختلفة للشبكة حيث انه يسمح بتحريك الاجهزة من مكانها واصلاحها وتغيير التوصيلات دون ان تتاثر الشبكة باي من ذلك . ولكن تكلفة هذا النوع من التصاميم تعتبر مرتفعة خاصة فى حالة كبر الشبكة لاننا سنحتاج الى اسلاك كثير والمجمع قد يكون سعره مرتفعا وذلك وفقا لمواصفاته ودرجة تعقيده. وهذه الايام كثير من تصاميم الشبكات تكون عبارة عن تشكيلة من التصاميم مدمجة مع بعض وتكون احد التشكيلات :
1- Star-Bus.
2- Star-Ring.
النوع الاول وهو Star Bus هو عبارة عن جمع لتصميمي الناقل Bus والنجمة Star .وفى هذا النوع المشترك نجد عدة تصاميم نجمة متصلة مع بعضها البعض باستخدام اجزاء من اسلاك الناقل الخطىLinear Bus Segments  . وهنا نجد انه لو تعطل جهاز واحد فى الشبكة لن يؤثر على غيره من الاجهزة وستبقى الشبكة تعمل دون مشاكل . ولكن اذا تعطل احد المجمعات فلن تستطيع الاجهزة الموصلة اليه العمل من خلال الشبكة ، واذا كان هذا المجمع مرتبطا بغيره من المجمعات فان هذا الارتباط سينقطع.
النوع الثاني  Star Ring يربط بين عدة شبكات من تصميم الحلقة Ring باستخدام مجمع.ان بعض فوائد الشبكة النجمية هي :
1- التطبيق السهل.
2-التحكم المتمركز.
3-بروتوكولات الوصول السهلة.
تعانى الشبكة النجمية من مشكلة النقطة المركزية التي قد تسبب تعطل الشبكة فى حال تعطل النقطة المركزية ، وايضا تتطلب كبل طويل لكل جهاز يوصل بالشبكة.
ثالثا : الشبكات الحلقية : Ring network:
فى تصميم الشبكات من النوع الحلقة يتم ربط الاجهزة فى الشبكة بحلقة او دائرة من السلك بدون نهايات توقف. تنتقل الاشارات على مدار الحلقة فى اتجاه واحد وتمر من خلال كل جهاز على الشبكة ، ويقوم كل حاسب على الشبكة بعمل دور مكرر الاشارة حيث ان كل جهاز تمر من خلاله الاشارة يقوم بانعاشها وتقويتها ثم يعيد ارسالها على الشبكة الى الحاسب التالي ، ولكن لان الاشارة تمر على كل جهاز فى الشبكة فان فشل احد الاجهزة او توقف عن العمل فان ذلك سيؤدى الى توقف الشبكة ككل عن العمل . التقنية المستخدمة فى ارسال البيانات على شبكات الحلقة يطلق عليها اسم تمرير الاشارة Token Passing، تيار البيانات المسمى Token ، يتم تمريره من حاسب الى اخر على الشبكة.
عمل تمرير الاشارة Token Passing:
عندما يريد جهاز ما على الشبكة ارسال بيانات ما فان عليه الانتظار حتى يتسلم الاشارة الحرة Free Token تخبره انه قادر على ارسال بياناته على الشبكة ، عندما يتسلم الحاسب الذى يريده ارسال بياناته الاشارة الحرة فانه يضيف اليها بياناته وبالاضافة لذلك يقوم باضافة البريد الالكتروني يحدد الوجهة لارسال هذه البيانات ، اي انه يحدد عنوان الحاسب الذى ترسل اليه البيانات ، ثم يرسل هذه الاشارة حول Token الحلقة. تنتقل هذه الاشارة من جهاز الى اخر حتى تجد الجهاز الذى يتوافق عنوانه مع العنوان المشفر داخل الاشارة وحتى هذه اللحظة فان الاشارة ما تزال غير محررة ، الحاسب المستقبل لهذه الاشارة يقوم بنسخ البيانات الموجودة عليها ثم يعيد ارسالها على الشبكة الى الجهاز الاصلي الذى ارسل هذه الاشارة وذلك بعد ان يضيف عليها رسالة تبين ان البيانات قد تم استلامها بشكل صحيح ، وهكذا تنتقل الاشارة مرة اخرى على الشبكة وتمر على كل الاجهزة حتى تصل الى الحاسب الاصلي الذى ارسل هذه الاشارة ،بعد ان يقوم هذا الحاسب بالتاكد من محتويات هذه الاشارة وانها قد استلمت بشكل صحيح فانه يقوم بازالتها
ويرسل بدلا منها اشارة حرة Free Token يطلقها على الشبكة لتنتقل من جديد الى الحاسب التالي فاذا كان يريد ارسال بيانات ما فانه ياخذ هذه الاشارة الحرة ويضيف اليها بياناته ، وان لم يكن لديه اي بيانات لارسالها فانه سيمرر هذه الاشارة الى الحاسب التالي وهكذا.
كوسيلة لارسال البيانات فان تمرير البيانات  الاشارة Token Passing تعتبر من الوسائل السريعة ، فالاشارة تنتقل من جهاز الى اخر بسرعة مقاربة للضوء ، وبسبب هذه السرعة الفائقة فان اداء الشبكة يكون ممتازا حتى فى وجود عدد كبير من الاجهزة على الشبكة ، كما ان من فوائد الشبكة الحلقية هي
1- قصر كبلها وذلك مناسب لتطبيق الالياف  الضوئية.
2-ومرونته ليتضمن عقد جديدة (توسيع الشبكة).
ولكن تبقى مشكلة مثل ما هو عليه فى شبكات Bus انه عند تطوير الشبكة يجب ايقافها عن العمل اثناء عملية التطوير ،اما مشكلة توقف الشبكة عن العمل بسبب عطل احد الاجهزة فقد تم حلها باستخدام المعيار Token Ring.
حيث انه فى تقنية  Token Ring يتم التاكد من سلامة الحاسوب وجاهزيته قبل ارسال الاشارة اليه وذلك لتفادى انقطاع المسار الحلقي ، ويتم ذلك باستخدام جهاز مركزي يقوم بعمليات التاكد. تم اقتراح ال Token Ring من قبل شركة IBM وتمت الموافقة عليه من قبل IEEE كاحدى معايير شبكة LAN.

اساسيات الشبكات 5

ان الطريقة الثانية لتصنيف شبكات الحواسيب تعتمد على التخطيط الهندسي المستخدم لانشاء هذه الشبكات .تعرف كلمة طبولوجيا هندسي لعقد وتشير العقدة الى مصادر مختلفة او اجهزة اتصالات . اي ان المصطلح تخطيط الشبكة Network Topology يشير الى الكيفية التي يتم بها توصيل الحواسيب والاسلاك والمكونات الاخرى لتكوين الشبكة ، واحيانا يطلق على مصطلح Topologyايضا Physical اوDesign.اعتمادا على هذه الطريقة فى التصنيف فاننا عند اختيار تصميم ما للشبكة دون اخر يؤثر على الامور التالية:
1- نوع المعدات التي تحتاجها الشبكة.
2- امكانيات هذه المعدات.
3-نمو الشبكة فى المستقبل .
4- ادوات ادارة الشبكة.
بناءا على ذلك عند اختيارنا لتصميم الشبكة يجب الاخذ بعين الاعتبار المكونات التالية :
1- نوع الاسلاك التوصيل .
2- نوع بطاقة الشبكة.
3- موصلات خاصة للاسلاك Cable Connectors.
وفيما يلى بعض اصناف الشبكات المعتمدة على التخطيط الهندسي:
1- شبكة الناقل Bus.
2- شبكة نجمية Star.
3-شبكة حلقية Ring.
4- شبكة تشابكية Mesh.
5-شبكة شجرية Tree.
شبكة الناقل المسارى Bus:
تصميم هذه الشبكة من النوع Bus يعتبر الابسط وربما الاكثر شيوعا فى الشبكات المحلية ، يقوم تصميم هذه الشبكة بتوصيل الحواسيب فى صف واحد على طول السلك الواحد (يسمى Segment) ويشار الى هذا النوع ايضا باسم Linear Bus
يسمح المسار فقط لزوج واحد من العقد باتصال فى نفس الوقت هذه الخاصية تحدد العدد الكلى للعقد الموصولة لتشكل شبكة مسارية موثوقة.تعتمد فكرة هذا النوع من التصاميم للشبكات على ثلاثة امور :
1- ارسال الاشارة (Signal).
2- ارتداد الاشارة (Signal Bounce).
3- المنهي او الموقف (The Terminator).
ترسل البيانات على الشبكة على شكل اشارات كهربية Signals الى كل الحواسيب الموصولة بالشبكة ، ويتم قبول المعلومات من قبل الحاسب الذى يتوافق عنوانه مع العنوان المشفر داخل الاشارة الاصلية المرسلة على الشبكة . فى تصميم الشبكة من النوع Bus ، اذا قام جهازي حاسب بارسال بيانات فى نفس الوقت فسيحدث ما يطلق عليه تصادم Collision ، لهذا يجب على كل حاسب انتظار دوره فى ارسال البيانات على الشبكة ، وبالتالي كلما زاد عدد الاجهزة على الشبكة ، كلما طال الوقت الذى عليها انتظاره ليصل دوره فى ارسال البيانات الخاصة به ، وبالتالي زاد بطا الشبكة ، فالعوامل التي تؤثر على اداء الشبكة Busهى:
1- الامكانيات التي تقدمها مكونات اجهزة الحاسب المتصلة بالشبكة(Hardware Capabilities) .
2- عدد اجهزة الحاسب المتصلة بالشبكة .
3- المسافة بين الاجهزة المتصلة بالشبكة.
4- نوعية البرامج المشغلة للشبكة .
5- سرعة نقل البيانات على الشبكة مقاسة بالبت فى الثانية.
عندما نرسل اشارة البيانات على الشبكة فانها تنتقل من بداية السلك الى نهايته ، واذا لم يتم مقاطعة الاشارة فانها ستبقى ترتد جيئة وذهابا على طول السلك ، وستمنع الحواسيب الاخرى من ارسال اشاراتها على الشبكة . لهذا يجب هذه الاشارة بعد وصولها الى عنوانها المطلوب الممثل بالجهاز الذى ارسلت اليه البيانات . لايقاف الاشارة ومنعها من الارتداد ، يستخدم مكون من مكونات الشبكة يسمى منهى Terminator ويتم وضعه عند كل طرف من اطراف السلك ويوصل بكل حاسب متصل بالشبكة. يقوم المنهي Terminator بامتصاص اي اشارة حرة على السلك مما يجعله مفرغا من الاشارات وبالتالي يصبح مستعدا لاستقبال اي اشارات جديدة ، وهكذا يتمكن الحاسب التالي من ارسال البيانات على ناقل الشبكة . يمكن ان تتوقف الشبكة عن العمل لاسباب منها:
1- فى حالة قطع السلك.
2- فى حالة انفصال السلك فى احد اطرافه عن اي من الاجهزة الموصل اليها ويؤدى هذا الى توقف جميع الاجهزة عن الاستفادة من موارد الشبكة.
توقف الشبكة يسمى Network being down.  اذا اردنا توسيع الشبكة وزيادة عدد الاجهزة المتصلة من نوع Bus، علينا بداية تمديد السلك واطالته ولفعل ذلك علينا توصيل السلك الاصلي بالسلك الجديد المضاف لتوسيع الشبكة.لعمل ذلك نحتاج الى المكونات التالية :
1- وصلة ماسورة Barrel Connector.
2- مكرر الاشارات Repeater.
وصلة الماسورة او Barrel Connector تقوم بتوصيل قطعتين من الاسلاك معا لتشكيل سلك طويل .
اذا استخدمت عدد كبير من وصلات الماسورة فان الاشارة على الشبكة ستصبح اضعف وقد تتلاشى قبل وصولها الى الحاسب المطلوب ، لهذا من الافضل استخدام سلك طويل بدلا من اسلاك قصيرة موصولة معا.

اما مكرر الاشارة Repeater فيقوم بانعاش الاشارة وتقويتها ثم يقوم بارسالها من جديد على ناقل الشبكة ، ويعتبر مكرر الاشارة افضل بكثير من استخدام وصلة الماسورة او استخدام سلك طويل لانه يسمح للاشارة بالسفر مسافة اطول دون ان تضعف او تتلاشى لانه يقوم اساسا بتقويتها . فائدة الشبكة المسارية هي مقدرتها على لربط اي عدد من العقد  بدون استخدام جزء كبير صلب كبير ويمكن ان تزال العقد ايضا من المسار بسهولة ومن السهل ايضا صيانة الشبكة المسارية ، لكنها لا تستطيع تخديم سوى عدد قليل نسبيا من الاجهزة ، ويعتبر توسيع الشبكات من نوع ال Bus امر فى غاية السهولة من حيث التركيب وتكلفتها منخفضة. وكننا ستضطر الى ايقاف عمل الشبكة اثناء  قيامنا بالتوسيع.

اساسيات الشبكات 4

ان شبكات الحاسب الالي يمكن ان تصنف الى اصناف مختلفة وذلك وفق معايير لتصنيفها وفيما يلى اكثر المعايير استخداما :
1- حسب الانتشار الجغرافي .
2- حسب الطبولوجيا .
3- حسب الملكية.
اولا : حسب التوسع الجغرافي :
بناءا على التوسع الجغرافي فان الشبكات يمكن ان تصنف الى اصناف:
1- شبكة محلية LAN.
2- شبكة المدن MAN.
3- الشبكات الواسعة WAN.
اولا : الشبكة المحلية LAN:
هي شبكة محلية والتي تتألف من عدة حواسيب او اكثر او اجهزة اتصالات اخرى موصولة على شبكة ضمن منطقة معروفة مسبقا مثل غرفة او بناء . ومثال نموذجي هو شبكة الحاسب فى كلية او جامعة او ما تعرف بشبكات الحرم Campus والتي تتكون من مجموعة من الحواسيب المتصلة مع بعضها ضمن شبكة متواجدة ضمن طابق -مبنى واحد- ابنية متفرقة ، والمستخدمون فى شبكة LAN يمكن ان يتشاركوا فى كلا مصادر الكيان الصلب والمصادر البرمجية القابلة للمشاركة.
كمثال عن مصادر الكيان الصلب : طابعة ليزرية غالية الثمن - الرسام- اجهزة الفاكس - المودم ، على الاغلب فان جميع الشبكات المحلية تستخدم وسط اتصالات وحيد كما انها مقيدة بمساحة محدودة .
يتم استخدام احدى التقنيات الشبكية التالية مع كل المعايير التابعة لها لتشكيل الشبكات المحلية التالية:
1- شبكة بالمعيار Ethernet.
2- شبكة بالمعيار Token ring.
3-شبكة بالمعيار(FDDI (Fiber Distributed Data Mode
4-شبكة بالمعيارGigabit Ethernet.
5-شبكة بالمعيارAsynchronous Transfer MODE)ATM)
شبكة المدينة MAN:
هي شبكة اكبرمن شبكة LAN واسمها المدينة هو بسبب المقدرة على تغطية مساحات اكبر نسبيا من المدينة من عدة عشرات الى حد اعظم يصل الى مئة كيلومتر .
اجزاء الكيان الصلب تختلف قليلا عن اجزاء LAN وكذلك اوساط الارسال التي تستخدم على الاغلب فى شبكة MAN للارسال الفعال للمعلومات .
الشبكة الواسعة WAN:
الشبكة الواسعة WAN هي شبكة حاسب والتي تمتد على مساحة اضافية كبيرة .
وتستخدم وصلات مخصصة لوصل الحواسيب فى اماكن جغرافية بعيدة وواسعة . وشبكة ال WAN تطبق لربط عدد كبير من شبكات ال LAN او ال MAN ولهذا السبب من الممكن مشاهدة عدد كبير من العناصر غير المتجانسة فى الشبكات الواسعة او الاوساط الاتصال المختلفة .وتستخدم وتمتد هذه الشبكة عبر حدود الدول . الحواسيب الموصولة الى شبكة WAN غالبا ما توصل الى الشبكة العامة ويمكن ان توصل ايضا من خلال خطوط مؤجرة .
تستخدم ال WAN على الاكثر من قبل الحكومة او رجال الاعمال بسبب التوظيف الكبير للمال من اجل تطبيقها .
وهنالك ثلاث اصناف للشبكات الواسعة اسمياًهى:
شبكة المؤسسات الكبيرة Enterprise Network:
هي نوع من الاتصال الداخلي لجميع الشبكات المحلية او لمؤسسة وحيدة تسمى الشبكة المؤسسة الكبيرة.
الشبكة الشاملة Global Network:
تتشكل بدمج الشبكات او عدة مؤسسات عبر مساحات واسعة.
شبكة الانترنت Internet Network:
هي شبكة الشبكات للصنف الواسع فى الحقيقة هي اكبر شبكة فى العالم وعناصرها من شبكات LAN,WAN, MAN وملايين الحواسيب المستقلة واوساط نقل مختلفة ولا يوجد سلطة وحيدة تتحكم بالشبكة ، وكن كل سلطة محلية وطنية تتحكم بجزء من الشبكة .
ويبقى الشئ المهم فى تصميم هذه الشبكات وهو شئ ثابت يسمى الراو تر الموجه يشكل نقاط الوصل ما بين الشبكات (LAN& MANS) التي تتشكل منها الفروع حيث ان كل هذه الموجهات تكون المسؤولة عن تعيين الطريق الامثل لمرور المعطيات عبر هذه الفروع. 

اساسيات الشبكات 3

الان سوف نتكلم عن تصنيفات الشبكات للحاسب الالي وتقسيماتها .ان شبكات الحاسب الالي يمكن ان تصنف الى اصناف مختلفة وفق معايير لتصنيفها وفيما يلى مقدمة لهذا الموضوع الهام الشيق ، الشبكة هي نظام مرتبط بشكل معقد من الاجسام او الناس .فالشبكات تحيط بنا كليا ، وهى حتى فى داخلنا .فنظامنا العصبي الخاص وجهاز القلب مع الاوعية الدموية هي شبكات. ولنلاحظ بعض انواع الشبكات فى حياتنا اليومية :
1- شبكات الاتصالات (communications).
2-شبكات النقل (transportation).
3- الشبكات الاجتماعية (social).
4- الشبكات الحيوية(biological).
5- شبكات المرافق العامة ( utilities).
والذى يخصنا فى هذا الموضوع هو شبكات الاتصال الخاصة بالحاسب الالي واختصارا لما سبق فان الشبكة  هي مجموعة من الحواسيب المرتبطة مع بعضها بطريقة ما عبر وسائط مختلفة تتبع فى ذلك معايير مختلفة ، وسنطلق مصطلح شبكة فى هذه الدراسة على شبكات اتصالات الحاسب .
فى ابسط اشكالها تتكون شبكة الحاسب من جهازين كمبيوتر متصلين ببعضهما بواسطة سلك ، ويقومان بتبادل البيانات .
الشبكات فى هذه الايام تسمح بتبادل البيانات وموارد الكمبيوتر ( معلومات، برامج ، اجهزة محيطيه peripheral مثل الطابعة مثلا) وتسمح للمستخدمين بالتواصل مع بعض بشكل فورى .
وان الاهداف من ربط الحواسيب لتشكيل شبكة هي :
1- تخفيض التكاليف الاقتصادية وذلك عبر ما تقدمه شبكة من خدمات تعجز حواسيب مفردة على تقديمها بنفس التكاليف.
2- امكانية الادارة اللامركزية لهذه الحواسيب من اماكن مختلفة وهذه الادارة تشمل ادارة المستخدمين وادارة الموارد الموجودة فى الشبكة.
3-امكانيات اخرى تحققها الشبكة تبعا لنوعها ومكان تواجدها تشمل على السرية والامن واستخدام تطبيقات واحدة فى اماكن مترامية.
بداية لنتخيل وضع الحاسوب بدون وجود شبكة، فى هذه الحالة كيف سنتبادل البيانات ، سنحتاج الى مئات الاقراص المرنة او الليزرية لنقل المعلومات من جهاز الى اخر مما يسبب هدرا كبيرا للوقت والجهد، ومثال اخر اذا كان لدينا طابعة واحدة وعدة حواسيب فى هذه الحال اذا اردنا الطابعة فاما سنقوم بالوقف فى طابور انتظار على الجهاز الموصل بالطابعة ، او سنقوم بنقل الطابعة الى كل مستخدم ليوصلها الى جهازه ليطبع ما يريده وفى كلا الامرين عناءا كبير ، ومن هنا نرى ان تقنية التشبيك قد تطورت لسد الحاجة المتنامية لتبادل المعلومات والموارد بشكل فعال.
فى الشبكات الحديثة من المهم استخدام لغة مشتركة او بروتوكول protocol متوافق عليه لكي تستطيع الاجهزة المختلفة الاتصال مع بعضها البعض وفهم كل منها للاخر. البروتوكول هو مجموعة من المعايير او المقاييس المستخدمة لتبادل المعلومات بين جهازي كمبيوتر . ومع تطور الشبكات اصبح مفهوم الشبكة اوسع بكثير من مجرد ربط الاجهزة مع بعض .
لنلق نظرة على المعالم الشائعة للشبكات الحالية:
1- لكي تشكل شبكة للحواسيب ،تحتاج اي وسط ناقل للبيانات وفى هذه الحالة اما اسلاك او وسط لا سلكي .
2-كما تحتاج هذه الحواسيب الى موائم او اداة ربط adapter، لتقوم بوصل هذه الاجهزة بالاسلاك المكونة للشبكة وتسمى هذه المواءمات بطاقة واجهة الشبكة network interface card.
الحواسيب التي تقدم البيانات او الموارد فى الشبكات الحالية يطلق عليها اسم مزودات servers، بينما يطلق على الحواسيب التي تستفيد من هذه البيانات او الموارد اسم زبائن clients. فى الشبكة من الممكن لجهاز واحد ان يلعب فى نفس الوقت دور الزبون والمزود، فمثلا يستطيع جهاز ما على الشبكة ان يكون مزودا للطابعة وفى نفس الوقت يكون زبونا للحصول على بيانات من مزود اخر .تحتاج الشبكة الى برنامج شبكات مثبت على الاجهزة المتصلة بالشبكة سواء كانت مزودات او زبائن ، وهذا البرنامج اما ان يكون نظام تشغيل شبكات( NOS(network operating system ، او يكون نظام تشغيل يتضمن برنامج لادارة الشبكات مثل windows 2000& windows NT يقوم هذا البرنامج بالتحكم بمكونات الشبكة وصيانة الاتصال بين الزبون والمزود.
فى بداية ظهور الشبكات كانت تتكون من عدد قليل من الاجهزة ربما لا يتجاوز العشرة متصلة مع بعض ، ومتصل معها طابعة هذا النوع من التشبيك اصبح يعرف بشبكة الاتصال النطاق المحلى.

اساسيات الشبكات 2

اذا سوف نكمل كلامنا عن شبكات الند للند وسوف نخصص كلامنا فى هذا الموضوع عن حالات مناسبة لهذه الشبكات:
1- ان يكون عدد الاجهزة فى الشبكة لا يزيد عن عشرة.
2- ان يكون المستخدمون المفترضون لهذه الشبكة متواجدون فى نفس المكان العام الذى توجد فيه هذه الشبكة.
3-ان لا يكون امن الشبكة من الامور ذات الاهمية البالغة لديك.
4-ان لا يكون فى نية هذه المؤسسة التي تريد انشاء الشبكة خطط لتنمية الشبكة وتطويرها فى المستقبل القريب.
اذا ما هي مميزات شبكات الند للند؟
1-من المميزات الرئيسية لشبكات الند للند هو ان تكلفتها محدودة.
2-هذه الشبكات لا تحتاج الى برامج اضافية على نظام التشغيل .
3-لا تحتاج الى اجهزة قوية، لان مهام ادارة الشبكة موزعة على اجهزة الشبكة وليست موكلة الى جهاز مزود بعينه.
4- تثبيت الشبكة واعدادها فى غاية السهولة، فكل ما تحتاجه هو نظام تشبيك بسيط من الاسلاك الموصلة الى بطاقات الشبكة فى كل جهاز كمبيوتر من اجهزة الشبكة.
بعد ان راينا المميزات فلنرى على النقيض الاخر العيوب اذا العيوب
1- تصبح الادارة اللا مركزية للشبكة سببا فى هدر الوقت والجهد وتفقد كفاءتها.
2- يصبح الحفاظ على الامن للشبكة امرا فى غاية الصعوبة.
3- مع زيادة عدد الاجهزة يصبح ايجاد البيانات والاستفادة من الموارد للشبكة امرا مزعجا لمستخدمي الشبكة.
ثانيا : شبكات الزبون \المزود \العميل \الخادم:
شبكات الزبون/المزود والتي تسمى ايضا شبكة قائمة على مزود server-based network هذه الشبكات تكون قائمة على مزود ( المزود قد يكون حاسب شخصي يحتوى على مساحة تخزين كبيرة ومعالج قوى وذاكرة وفيرة ، ومن الممكن ان يكون جهاز مصنوع خصيصا ليكون مزود شبكات وتكون له مواصفات خاصة) مخصص الوظيفة (dedicated) ويكون عمله فقط كمزود ولا يعمل كزبون كما هو الحال فى شبكات الند للند ، وعندما يصبح عدد الاجهزة فى شبكات الزبون / المزود كبيرا يكون من الممكن اضافة مزود اخر، اي ان شبكات الزبون / المزود قد تحتوى على اكثر من مزود واحد عند الضرورة ولكن هذه المزودات لا تعمل ابدا كزبائن ، وفى هذه الحالة تتوزع المهام على المزودات المتوفرة مما يزيد من كفاءة الشبكة.
ولنلق الان نظرة على مميزات شبكات الزبون/ المزود والتي تتفوق فيها على شبكة الند للند:
1- النسخ الاحتياطي للبيانات وفقا لجدول زمنى محدد.
2-حماية البيانات من الفقد او التلف.
3-تدعم الاف المستخدمين.
4-تزيل الحاجة لجعل الزبائن قوية وبالتالي من الممكن ان تكون اجهزة رخيصة بمواصفات متواضعة.
5-فى هذا النوع من الشبكات تكون موارد الشبكة متمركزة فى جهاز واحد هو المزود مما يجعل الوصول الى المعلومة او المورد المطلوب اسهل بكثير مما لو كان موزعا على الاجهزة المختلفة ، مما يجعل ادارة البيانات والتحكم فيها بشكل افضل .
6-يعتبر امن الشبكة من اهم الاسباب لا ستخدام شبكات الزبون / المزود ، نظرا للدرجة العالية من الحماية التي يوفرها المزود من خلال السماح لشخص واحد ( او اكثر عند الحاجة) هو مدير الشبكة بالتحكم فى ادارة الشبكة واصدار سماحيات للمستخدمين للاستفادة من الموارد التي يحتاجونها فقط ويسمح لهم بالقراءة دون الكتابة ان كان هذا الامر ليس من تخصصهم.

اساسيات الشبكات 1

تعرّف الشبكات على أنها وسيلة لربط مجموعة من الحواسيب بهدف استخدام مواردها بشكل مشترك .وتتألف الشبكات عادة من عتاد صلب وعتاد برمجي .عموما ، يؤمن الولوج الى حواسيب الشبكة ، امكانية استخدام مواردها المشتركة مثل الطابعات ، والبريد الالكترونى، والتطبيقات المكتبية او التقنية، والمودمات، والفاكسات، وغيرها.
لقد تطورت بنية الشبكات من مجرد مجموعة من الطرفيات غير الفعالة المرتبطة بالحاسوب المركزي الى مجموعات من الحواسيب الكاملة التي تتعامل فيما بينها باسلوب موحد قياسي.
من اهم مزايا الشبكات:
مشاركة المعطيات :
تسمح عملية مشاركة المعطيات لمجموعة من المستخدمين بتبادل المعلومات بشكل منظم وسريع.فقد تكون هذه المعطيات عبارة عن تقرير مفصل.
مشاركة التطبيقات :
توفر مشاركة التطبيقات استخدام البرمجيات والتطبيقات التي جرى تنصيبها على الخادم من قبل المستخدمين ، الامر الذى يوفر عملية التنصيب للبرامج على كل الحواسيب .كما يستطيع الخادم معرفة المستخدمين الذين يقومون باستخدام برنامج معين ،ومنع دخول مستخدمين اخرين.
مشاركة الاجهزة:
تتيح عمليات مشاركة الاجهزة للمستخدمين امكانية الاستفادة من الطرفيات الموجودة على الشبكة،كالطابعات، والماسحات الضوئية، واجهزة الفاكس ، وغيرها . لذا تستطيع الشركات توفير المال من خلال شراء عدد اقل من التجهيزات .علاوةً على ذلك ، تؤمن الشبكات استخدام الاجهزة ذات الكلفة العالية
الاتصالات:
تسهل الاتصالات على مستخدمي الشبكة العديد من الامور ، وخاصةً من خلال استخدام البريد الالكتروني ، والرسائل الفورية ، مما يجعل الاتصالات بين الموظفين والمستخدمين اسهل واسرع.
التوافقية:
تسهل التوافقية عملية صيانة البرمجيات والتطبيقات . وبنا ان تخزين البرمجيات وتحديثها يجرى مركزياً، فهذا يعنى أن المستخدمين سيمتلكون نفس الادوات،وسيستخدمون نفس البرامج . وبما ان المديرين للنظم المعلوماتية فى الشركة سيعملون على تعديل البرمجيات الموجودة على الخادم فقط، فهذا يعنى أن هذه العملية ستتم مرة واحدة فقط ، وستكون التطبيقات متوفرة لكل مستخدم على الشبكة.
الامن:
يعتبر امن المعلومات على الشبكة امرا فى غاية الاهمية ، اذ يحتاج المستخدم الى حساب خاص للدخول الى الشبكة ، ولا يتم قبول اي دخول الى اي مورد من موارد الشبكة ما لم يدخل المستخدم اسم الحساب وكلمة المرور الخاصة به. يمكن ايضا توزيع صلاحيات دخول الى معلومات او اجهزة معينة على الشبكة ، ومنع المستخدمين غير المؤهلين ، من الدخول الى المعطيات الحساسة. ويمكن أعداد حسابات دخول المشتركين بحيث يضطرهم النظام لتغيير كلمات السر الخاصة بهم دوريا ، كما يمكنه منعهم من الدخول الى بعض الاجهزة فى اوقات محددة.
الدخول الى الانترنت :
بعد توفير البرمجيات والعتاد الخاص ، يمكن للمستخدمين الدخول الى الانترنت اعتبارا من الشبكة الداخلية للشركة.وتعتبر هذه الميزة فى غاية الاهمية ، فهي توفر للمستخدمين مسائل مختلفة للحصول على كم ضخم من المعلومات والمصادر المختلفة ، كالبرمجيات الاضافية ، وبرامج تعريف العتاد.
وسنتعرف الان الى انواع الشبكات من حيث الخدمات والوظائف للحواسيب المستخدمة فى الشبكة سواء كانت محلية او دولية او اقليمية.
اولا: شبكات الند للند peer-to -peer:
المقصود بشبكات الند للند ان الحواسيب فى الشبكة يستطيع كل منها تادية وظائف الزبون والمزود فى نفس الوقت ، وبالتالي فان كل جهاز على الشبكة يستطيع تزويد غيره بالمعلومات وفى نفس الوقت يطلب المعلومات من غيره من الاجهزة المتصلة بالشبكة.
اذا تعريف شبكات الند للند هي :
هي شبكة حاسب محلية LAN مكونة من مجموعة من الاجهزة لها حقوق متساوية ولا تحتوى علة مزود server مخصص بل كل جهاز فى الشبكة ممكن ان يكون مزودا او زبونا اي ان شبكات الند للند من الشبكات الادارة الموزعة.
وهذا النوع من الشبكات يطلق عليه الwork group.
ويمكن فهم مجموعة العمل بانها مجموعة من الاجهزة التي تتعاون فيما بينها لانجاز عمل معين ، وهى عادة تتكون من عدد قليل من الاجهزة لا يتجاوز العشرة ، حيث يستطيع اعضاء مجموعة العمل رؤية البيانات والموارد المخزونة على اي من الاجهزة المتصلة بالشبكة او الاستفادة منها.
تعتبر شبكات الند للند مناسبة لاحتياجات الشبكات الصغيرة التي ينجزها افرادها مهام متشابهة ، ونشاهد هذا النوع من الشبكات فى المكاتب التدريب على استخدام الحاسوب مثلا.

مبادئ الحاسوب

وفى عام 1614تمكن  نبير من حساب جداول اللوغاريتمات ونشرها مما ساعد على اجراء العمليات المعقدة ،ثم استخدمت اللوغاريتمات كاساس على اجراء وعمل المساطر الحسابية slide rule .وفى عام 1623تمكن شيكا رد(استاذ الفلك) من بناء الة يمكنها اجرا عمليات الجمع والطرح والضرب والقسمة،ويعتبر باسكال pascal(عالم فرنسي)وكان عمره 19 سنة وهو اول من صنع الة ميكانيكية فيها نظام التروس والطارة وقد امكنه بناء خمسين الة منها غير انها كانت غالية الثمن .وفى عام 1670تمكن لبنيز من انتاج جهاز يمكنه القيام بالعمليات الحسابية الاربعة واستخراج الجذر التربيعي وكان الجهاز دقيقا ويمكن الاعتماد عليه .وتعتبر هذه الالات -على العموم الاساس فى ميكنة العمليات الحسابية.
وقد تمكن تشارلز توماس (الفرنسي)فى عام 1820من انتاج الة تسمى اريثوميتر (المقياس الحراري)استخدمت فى فرنسا بالاعمال التجارية وتم ادخال عدد من التحسينات عليها.وكان تشارلز باباج اول من فتح الباب لبناء الكمبيوتر الرقمي حيث يعتبر الوالد الاساسي لبنائه.ونظرا لاهمية ما قام به فسنذكر نبذة عنه بسيطة فقد ولد عام 1792فى ديفونشاير(انجلترا)ودرس فى كمبريدج واختير زميلا بالجمعية البريطانية عام 1816.وفى 1828اختير استاذا لكرسي لوكاس فى الرياضة واستمر 11سنة لاجراء بحوث فى هذا المجال دون ان يلقى محاضرة واحدة .وقد خصص حياته كلها لتصميم وبناء حاسبة ميكانيكية .ففى اول القرن التاسع عشر كان هناك عدد كبير من الكتبة الحاسبين يقومون بحساب الجداول الرياضية والاحصائية دون استخدام الالات الحاسبة،وقد قضى باباج اوقات طويلة لمراجعة هذه الجداول ،ونتيجة اقتناعه وعدم اطمئنانه لصحة هذه الارقام فكر فى اختراع الة حاسبة لحساب هذه الجداول ضمانا لعدم حدوث اخطاء حسابية . وقد تمكن من بناء الة يمكنها القيام بعمليات الجمع بطريقة ميكانيكية تستخدم تروسا متصلة تشبه الدراجة او السيارة ،وكان غرضه من استخدام هذه الالة حساب دوال متعددة مثل اللوغاريتمات والدوال المثلثية مستخدما فى ذلك جدول الفروق.وقد تم بناء نموذج صغير لهذه الالة التي سميت الة الفروق قامت باجراء عمليات حسابية حتى ستة ارقام عشرية بفروق للدرجة الثانية وذلك فى عام 1822تطبيقا لبحث باباج الذى قام به للجمعية الفلكية البريطانية العظمى وحصل به على الميدالية الذهبية الاولى ومنحته الحكومة البريطانية منحة قدرها 1700 جنيه انجليزي لبناء الة اكبر تعمل حتى فروق من الدرجة السادسة والعشرين رقم معنوي ،وقد استخدم فى ذلك النظام العشري حيث كانت التروس المستخدمة تتحرك فى زاوية او اكثر من عشر زوايا ،وهذا يخالف النظام الاساسي لبناء الكمبيوتر الذى يستخدم النظام الثنائي .
وقد كان تطور الة الفروق تتم ببطء مما ادى اي سحب الحكومة للمنحة فى عام 1842. الا انه قيام باباج ببناء هذه الالة نبتت لديه فكرة بناء الة تحليلية وهى الة حاسبة لكل الاغراض ويمكن برمجتها لايجاد قيمة كبيرة من المعادلات الجبرية والحسابية .وفى عام 1833 بدا باباج بناء الالة التحليلية (وتعتبر اساس الكمبيوتر ).وكانت تحتوى على طاحونة او وحدة حسابية لاجراء الحسابات الدقيقة فكانت النتائج تظهر فى 50رقم عشري ،وكانت سرعتها عالية (بالنسبة للسرعات المعروفة فى ذلك الوقت ) وكان باباج يامل ان يحصل على حاصل جمع عددين كل منهما 50 رقما فى ثانية واحدة بينما كان يتم ذلك سابقا فى دقيقة .وقد وجد باباج ان هناك حاجة لبرنامج تعليمات يمكن تنفيذه على البيانات حسب ترتيب معين بواسطة وحدة تحكم وذلك لتسهيل العمليات الحسابية .وكان يتم تخزين البرامج والبيانات على بطاقات مثقوبة اخترعها جاك ارد فى 1780لمراقبة العمليات (وذلك قبل اكتشاف هول ريث لها بحوالى 100عام)وكان باباج يهدف لان تكون هذه الالة اوتوماتيكية تماما ويمكنها تادية العمليات الحسابية الاساسية لاية مسالة رياضية ،الا انه لم يتمكن من عمل نموذج لهذه الالة نظرا لتخلف التكنولوجيا وقتئذ ووجود كثير من المشاكل الميكانيكية فى بنائها .
تمثل هذه الفترة المرحلة الثانية لتطوير تشغيل البيانات وتجهيزها ففى عام 1880وجد مكتب التعداد بواشنطن ان بيانات تعداد الولايات المتحدة عام 1880 تحتاج الى تسعة سنوات لتجهيزها وان تعداد 1890 يحتاج الى عشرة سنوات ،وكان هرمان هول ريث قد التحق بهذا المكتب عام 1885 فقام بتطوير النظام المستخدم الى نظام اخر لتسجيل وتشغيل بيانات التعداد باستخدام البطاقات المثقبة ،وتم تجهيزها وتشغيلها بالات تبويب.وكانت البطاقة التي  اعدها هول ريث تحتوى على 45 عمودا بينما تحتوى الان على 80 عمود .  وقد تم استخدام البطاقات المثقبة واستخدام الات التثقيب والمراجعة والتبويب فلا الثلاثينيات وفى نفس الوقت امكن استخدام نفس مجموعة الالات لاجراء بعض العمليات الحسابية البسيطة.
وفى عام 1930 قام قان يفار بوش (mit) باستخدام النماذج النظرية التي اقترحها  ا.م تورنج لبناء الات حاسبة ذات اغراض عامة اولها ديفرنشيال انا لايزر تستخدم لحل نوع معين من المسائل العلمية . واصبح بوش احد كبار العلماء فى هذا المجال فى الولا يات المتحدة اختير مستشارا للرئيس الامريكى روزفلت اثناء الحرب العالمية الثانية.
وبعد ذلك جرت محاولات متعددة لبناء الحاسبات وتم استبدال الاساس الذى بنيت عليه من التروس والطارات الى وحدات كهر ومغناطيسية تشابه تلك التي تستخدم فى تليفونات. وقد قام العلامة فون نومان بهذا التطوير الذى كان كان يعتبر فى ذلك الوقت اكبر العلماء فى الولايات المتحدة الامريكية وكان يؤمن ان الحاسبات يمكن ان تحل كثيرا من المشاكل التي تجعل الكمبيوتر يعمل اوتوماتيكيا بالكامل.

وقد استخدمت أجهزة لمساعدة حساب لآلاف السنين، وربما في البداية في شكل عصا رصيده. وأنتيكيثيرا، التي يعود تاريخها إلى حوالي بداية القرن الأول قبل الميلاد، ويعتبر عموما أن يكون أقرب التناظرية الميكانيكية المعروفة الكمبيوتر، وأقرب آلية مصممة معروفة.  لم الأجهزة الموجهة المقارنة تظهر في أوروبا حتى القرن ال16،  وأنه لم يكن حتى 1645 أن أول آلة حاسبة ميكانيكية قادرة على أداء العمليات الحسابية الأربعة الأساسية وتطويرها.

الحواسيب الإلكترونية، وذلك باستخدام إما التبديلات أو الصمامات، وبدأت تظهر في 1940s في وقت مبكر. كان الكهروميكانيكية زوس Z3، الذي أنجز في عام 1941، أول جهاز كمبيوتر قابل للبرمجة، وفقا للمعايير الحديثة واحدة من الآلات الأولى التي يمكن اعتبارها آلة الحوسبة كاملة. وكان العملاق والذي نشأ خلال الحرب العالمية الثانية إلى فك تشفير الرسائل الألمانية أول كمبيوتر رقمي إلكتروني. على الرغم من أنه كان للبرمجة، لم يكن للأغراض العامة، التي يجري تصميمها لأداء مهمة واحدة فقط. كما أنها تفتقر إلى القدرة على تخزين البرنامج في الذاكرة؛ وأجري البرمجة من استخدام المقابس والمفاتيح لتغيير التمديدات الداخلية. الكمبيوتر الرقمية الالكترونية المخزنة برنامج حديث معترف بها الأول كانت آلة مانشستر الصغيرة النطاق التجريبي (SSEM)، الذي استمر برنامجه الأول في 21 حزيران 1948.

سمحت تطوير الترانزستورات في أواخر 1940s في مختبرات بيل جيل جديد من أجهزة الكمبيوتر إلى أن تصمم مع تقلص إلى حد كبير في استهلاك الطاقة. أول المتاحة تجاريا الكمبيوتر المخزنة البرنامج، وفرانتي مارك الأول، يتضمن 4050 الصمامات، وكان استهلاك الطاقة من 25 كيلووات. وعلى سبيل المقارنة أول حاسوب transistorised، وضعت في جامعة مانشستر والتشغيلية بحلول نوفمبر تشرين الثاني عام 1953، يستهلك 150 واط فقط في صيغته النهائية.
وفى عام 1946 تم بناء كمبيوتر اليكترونى صممه الاستاذين برسبرابكرت ، وجون موشلى يستخدم فى ابحاث الصواريخ زتم تصنيعه فى مدرسة مور للرياضيات. بجامعة بنسلفانيا واستخدم فيه 18000صمام وامكنه اجرا عمليات حسابية بارقام عشرية واستغرق جمع عددين 0.2ميللى ثانية والضرب 3ميللى ثانية ويعرف الجهاز باسم انياك واستخدمت انبوبة اشعة المهبط لاغراض تجارية.وفى عام 1947قام بوث بجامعة بيربك بلندن باستخدام الاسطوانة الممغنطة للتخزين. وفى نفس العام تم اختراع الترانزستور بعامل بيل (بالولايات المتحدة) والذى كان له اثر كبير فى تطوير الكمبيوتر مارك 1 وهو اول كمبيوتر يستخدم انبوبة اشعة المهبط واول كمبيوتر يستخدم تخزين البرامج . وفى نفس العام تم تصنيع اول كمبيوتر خاص يستخدم شركة طيران يستخدم الشريط الممغنط.