: بحث حول الشبكات

تقنيات التجارة
الالكترونية >>
الشبكات

---

الشبكة هي وسيلة ربط بين
أجزاء تتعلق ببعضها، تجمع بينها وظيفة مشتركة، وهي نظام قنوات أو خطوط تقوم
بربط عدة نقاط ببعضها، وتدعى هذه النقاط بعقد أو Nodes،
كعقد محطات شبكة القطارات، أو المدن المتصلة ببعضها بالطرق. إننا
نستخدم الشبكات كل يوم، مثال ذلك، شبكة الهاتف.



ينطبق هذا المبدأ على الشبكات
الحاسوبية فهي تربط الحواسب ببعضها وبطرفيات أخرى، تماماً كما هو الحال في
المدن والمحطات.



الشبكات المحلية LANs



تدعى الحواسب المرتبطة ببعضها
في منطقة جغرافية واحدة بشبكة منطقة محلية، أو شبكة محلية اختصاراً أو
LAN كما هو شائع، وهو اختصار يرمز إلى Local Area
Network. تعود ملكية هذه الشبكات عادةً إلى شركة واحدة،
تكون مكاتبها في نفس الموقع أو البناء أو ضمن حرم واحد.



يوضح المخطط أدناه خارطة شبكة
محلية خاصة بشركة، وتحوي على شبكات محلية صغيرة في كل قسم من أقسام الشركة،
ويوجد في كل قسم مخدم خاص. يتم ربط كل من الشبكات الصغيرة بمجمّع أو محوّل
مركزي Hub/Switch يقوم بربطها مع المخدم الرئيسي. في
هذا المخطط، يكون لكل من أقسام الشركة مخدم خاص واحتياجات معلوماتية خاصة. يمنع
هذا الترتيب الازدحام على المخدم أو الشبكة، الأمر الذي يحسن أداء الشبكة ككل.
وتعرف هذه التقنية بتقنية تقسيم الشبكة Subnetting.







الشبكات الإقليمية
WANs



الشبكات الإقليمية
WANs هي شبكات تربط بين عدة شبكات موجودة في مناطق متباعدة
جغرافياً، ويرمز اختصار WAN إلى Wide Area
Networks. تمتد الشبكات الإقليمية ضمن مدينة، أو دولة، أو
قارّة، أو حتى عبر الكرة الأرضية. تتم عملية وصل الشبكات الصغيرة ببعضها من
خلال بنية اتصالات. بإمكان شركات الاتصالات مثل Mercury
أو British Telecom القيام بتزويد خدمة الربط
الإقليمي المطلوب لقاء أجر محدد.



بنية الاتصالات



هناك عدة تقنيات اتصالات
متوفرة، لكل منها مستويات أداء وكلف مختلفة.



شبكة مؤسسة الهاتف
PSTN



إن أقل أنظمة الربط الإقليمي
كلفة هي تلك التي تتم عن طريق شبكة مؤسسة الهاتف PSTN
أو



Public Systems Telephone Network،
وهي نفس الشبكة التي تقوم بتخديم المكالمات الهاتفية الصوتية. أما بما يتعلق
بالأداء، فهو جيد للاستعمال المنزلي، ولكنه غير كاف بالنسبة للشركات. إن عرض
قناة الاتصال على شبكة مؤسسة الهاتف هو 56 كيلوبت/الثانية، ويتم التوصل إلى هذه
السرعة باستخدام تقنية ضغط المعطيات. ولكن بسبب العوامل البيئية، كنوعية الخط
الهاتفي ومزايا مقاسم الهاتف، فإن هذه السرعة نظرية. ويتم الوصل بواسطة موديم
يربط الحاسب الشخصي بخط الهاتف، ويقوم بمهمة التحويل من تماثلي إلى رقمي.



نظام ISDN



يوفر
نظام شبكة ISDN أو
Integrated Services Digital Network "مجموعة متكاملة من
الخدمات الرقمية للشبكات". شبكة ISDN هي أسرع وأكثر
وثوقية من شبكة مؤسسة الهاتف PSTN، وتستخدم الألياف
الضوئية لنقل الإشارة. أهم مزايا ISDN:



- سرعات نقل عالية:
سرعة كل قناة ISDN 64
كيلوبت/الثانية؛



الشبكة رقمية بالكامل، ولاداع
لاستخدام المحولات الرقمية/التماثلية (الموديمات).



- زمن إجراء الطلب
الهاتفي قصير جداً بالمقارنة مع الموديم الذي يستغرق حوالي 30 ثانية.



- يتم نقل الصوت رقمياً
بنفس طريقة نقل المعلومات الرقمية.



هناك نوعين من تقنيات
ISDN المستخدمة في المملكة المتحدة:



ISDN2: يوفر هذا النوع قناتي
اتصال سعة كل منهما 64 كيلوبت/الثانية (قناة B)،
وقناة واحدة لإجراءات التحكم بالشبكة سعتها 16 كيلوبت/الثانية. ومن الممكن
استخدام قناة خاصة تدعى قناة D ضمن ظروف خاصة لنقل
المعطيات بسرعة 144 كيلوبت/الثانية.



ISDN30: يوفر 30 قناة
B، ويعطي سعة خط إجمالية بحدود 2ميغابت/الثانية، وتعتمد هذه
السرعة على عدد القنوات المستخدمة في آن واحد. إن إضافة قنوات يزيد من السعة،
ولكنه يزيد الكلفة.



خدمة xDSL



آخر تقنيات الاتصال هي خدمة
xDSL أو x Digital Subscriber Line،
وتسمى بخدمة خط المشترك الرقمي، وهي الحل الأفضل للاستخدام في الشركات، ولها
تكلفة أكبر. إن خدمة DSL توفر اتصالاً دائماً مع
الشبكة، كما هو الحال مع خدمة ISDN، الأمر الذي يلغي
الحاجة لإجراء الطلب الهاتفي الذي يقوم به الموديم. هناك عدة أنواع لتقنيات
xDSL، فيما يلي قائمة بهذه التقنيات:

المسافة بين موقع المشترك ومقسم الهاتف	سرعة الاستقبال Downstream	التقنية
4.500 قدم	10-26 ميغابت/الثانية	VDSL: سرعات عالية جداً
18.000 قدم	6-8 ميغابت/الثانية	ADSL: متناظر
18.000 قدم	1.5 ميغابت/الثانية	G-Lite or Universal
21.000 قدم	600 كيلوبت/الثانية-7 ميغابت/الثانية	RADSL: متكيف الأداء

الخدمة السلكية Cable



تستخدم الخدمة السلكية
Cable شبكات التلفزيون السلكية الموجودة في بعض الدول، ويتم
نقل المعطيات بسرعة 512 كيلوبت/الثانية، وتعد هذه الخدمة أفضل من بعض تقنيات
xDSL. تستخدم هذه التقنية نفس نوع الكبل المحوري
Coax Cable الذي ينقل الإشارة التلفزيونية للمنازل.
يتم ربط الحاسب الشخصي بعلبة خدمة الاشتراك التلفزيوني عن طريق كرت الشبكة
الموجود في الحاسب.



من المهم أن تدركوا أنه على
الرغم من كون خط الاتصال هذا يبدو وكأنه خط اتصال خاص بين جهتين، إلا أنه ليس
كذلك، فالمعطيات تنتقل عبر عدة موجهّات ومقاسم قبل أن تصل إلى هدفها (انظر مخطط
بروتوكول PPTP).

تقنيات التجارة
الالكترونية >>
الشبكات

---

لماذا نحتاج إلى الشبكات؟


لم نزعج أنفسنا بالشبكات بدلاً من القيام بأعمالنا على حواسب
شخصية غير موصولة مع خدمات على أي شبكة؟ إن الجواب على هذا بسيط. فللشبكات
الكثير من الفوائد التي لا يمكننا تجاهلها. بالطبع، تشكل الكلفة، والتصميم،
والتنفيذ بعض العوائق، إلا أنها ليست بمهمة مستحيلة. إلا أن هذه العوائق تزول
إذا وجد أشخاص من ذوي الخبرة الممتازة، ويبقى العائق الوحيد هو الكلفة. ومع
ذلك، فإن المزايا التي توفرها الشبكات تفوق الكلفة من حيث الأهمية.

لندرس بعض مزايا الشبكات:

- مشاركة المعطيات: تسمح عملية مشاركة المعطيات لمجموعة من المستخدمين بتبادل
المعلومات بشكل منظم وبسرعة أكبر من تبادلها من حاسب لآخر. فقد تكون هذه
المعطيات عبارة عن تقرير مفصل قام بإعداده موظف في سورية واستفاد منه موظف آخر
في دبي، وتم توفير الوقت والمال نتيجة ذلك.

- مشاركة التطبيقات: توفر مشاركة التطبيقات استخدام البرمجيات والتطبيقات التي
تم تنصيبها على المخدم من قبل المستخدمين، الأمر الذي يوفر عملية تنصيب البرامج
على كل الحواسب. إضافة، يستطيع المخدم معرفة عدد المستخدمين الذين يقومون
باستخدام برنامج معين، ومنع دخول المستخدمين الغير مخولين بالدخول.

- مشاركة الأجهزة: تتيح عمليات مشاركة الأجهزة للمستخدمين إمكانية الاستفادة من
الطرفيات الموجودة على الشبكة، كالطابعات، والماسحات الضوئية، وأجهزة الفاكس،
وغيرها. لذا، تستطيع الشركات توفير المال من خلال شراء عدد أقل من التجهيزات،
وبنفس الوقت تقوم بتحسين قدرات عمل الموظفين ومستوى الخدمة. علاوة على ذلك، يتم
غالباً استخدام الأجهزة عالية الكلفة على الشبكات بشكل أكبر، مما يبرر صرف
تكاليف باهظة لشرائها.

- الاتصالات: تسهل الاتصالات على مستخدمي الشبكة العديد من الأمور، وخاصة من
خلال استخدام البريد الإلكتروني، والرسائل الفورية، مما يجعل الاتصالات بين
الموظفين والمستخدمين أسهل وأسرع. أما مركزية تخزين المعطيات فتسهل الحصول على
كافة المعطيات من مكان واحد، فهناك التقارير، والمخططات المساعدة، وقوالب
المستندات، والمناهج التعليمية، ومشاريع التخرج إذا ما كانت الشبكة تابعة
لجامعة أو هيئة تعليمية.

- التوافقية: تسهل التوافقية عملية صيانة البرمجيات والتطبيقات. وبما أن تخزين
البرمجيات وتحديثها يتم مركزياً، فهذا يعني أن المستخدمين سيمتلكون نفس
الأدوات، وسيستخدمون نفس البرامج. وبما أن مدراء النظم والمعلوماتية في الشركة
سيقومون بتعديل البرمجيات الموجودة على المخدم، فهذا يعني أن هذه العملية ستتم
مرة واحدة فقط، وستكون التطبيقات متوفرة لكل مستخدمي الشبكة.

- الأمن: إن أمن المعلومات على الشبكة أمر في غاية الأهمية، فالمستخدم يحتاج
إلى حساب خاص للدخول إلى الشبكة، ولايتم قبول أي دخول إلى أية موارد على الشبكة
مالم يقم المستخدم بإدخال اسم الحساب وكلمة المرور الخاصة. هناك أيضاً القدرة
على إعطاء صلاحيات دخول إلى معلومات أو أجهزة معينة على الشبكة، ومنع
المستخدمين الغير مخولين من الدخول إلى المعطيات الحساسة. ويمكن إعداد حسابات
دخول المشتركين بحيث يضطرهم النظام لتغيير كلمات السر الخاصة بهم دورياً، أو
لمنع دخولهم إلى بعض الأجهزة إلا في أوقات محددة.


- الدخول إلى الانترنيت: بوجود البرمجيات والعتاديات الخاصة، يمكن للمستخدمين
الدخول إلى الانترنيت عن طريق شبكة الانترانيت الداخلية للشركة. وتعتبر هذه
الميزة في غاية الأهمية، فهي توفر للمستخدمين وسائل مختلفة للحصول على كمٍّ ضخم
من المعلومات والمصادر المختلفة، كالبرمجيات الإضافية، وبرامج تعريف العتاديات.

تصنيف الشبكات


لاينحصر استعمال الشبكات في مجال محدد، إنما هي موجودة في كل
العالم الصناعي والتجاري. فهناك شبكات خاصة بمحلات تصليح السيارات، والمخازن
التجارية، والمكتبات والمدارس، وطبعاً، في الشركات العملاقة.

المحلات الصغيرة

نلاحظ أن شبكات "نظير-لنظير" مناسبة جداً لإدارة الشبكات الصغيرة المخصصة
لمشاركة الملفات وعمليات الطباعة. وهذا هو الحل الأمثل للمحال التجارية
والمكاتب الصغيرة حيث لايوجد عدد كبير من الموظفين، ومستخدمي الحواسب المحمولة.

المخازن التجارية

إن هذا هو مثال لنموذج تقليدي لاستخدام شبكات "زبون-لمخدم " في المخازن
التجارية، وفروع المكاتب. ونلاحظ أن هذا النموذج هو السائد حالياً.

الشركات العملاقة

نجد أن البنية تصبح معقدة جداً في الشركات الكبيرة والعملاقة فهي تحوي مئات،
وأحياناً آلاف المستخدمين. ومع أن هذه الشبكات تحوي عشرات المخدمات، وتكون
مجزئة Subnetted وكبيرة، إلا أنها تبدو للمستخدم وكأنها شبكة واحدة. ويمكن أن
تكون بيئة العمل مؤلفة من عدة أبنية، أو تمتد عبر عدة مدن، ومع ذلك تظهر
للمستخدم وكأنها جزء من سطح المكتب على حاسبه لبساطة استخدامها. إن الشبكات
التي يكون لها مثل هذا القوام تكون مشابهة لشبكات الشركات العملاقة مثل IBM
وMicrosoft.

تصميم الشبكات


طبقات الشبكة السبعة (مقاييس ISO/OSI)

يعتبر استخدام نماذج الطبقات عند القيام بتصميم الشبكة أمراً في غاية الأهمية.
فعند القيام بإجراء معين، كإنشاء تطبيق برمجي، يكون التنفيذ أسهل إذا تم تقسيم
العمل على مراحل، أو ضمن طبقات برمجية، حيث تقوم كل طبقة بالاتصال مباشرة مع
الطبقة التي تعلوها، وتلك الأدنى منها. إن هذا الأسلوب يجعل المهندسين قادرين
على العمل في أي مرحلة من مراحل تطوير المشروع، وعلى تقسيم مهمة تصميم الشبكة
إلى أجزاء صغيرة بحيث يمكن إدارتها بسهولة، دون العودة إلى أساس التصميم.

قامت منظمة ISO أو International Standards Organization وهي الهيئة الدولية
المعنية بالمقاييس في أوائل الثمانينات بطرح أسلوب للتصميم يدعى Open Systems
Interconnection "أنظمة الترابط المفتوحة"، حيث تألف هذا الأسلوب الجديد في
التصميم من سبعة طبقات، أو بما يشار إليه بالمراحل الأساسية في التصميم. وقد
ساعد هذا النموذج مصممي الشبكات والشركات المصنعة للتجهيزات على توحيد
بروتوكولات الأجهزة، وتصميم معدات شبكة تعمل وفق مقاييس دولية. وهذا الأسلوب
يعطي الطلاب فرصة هامة لفهم كيفية عمل الشبكات مع بعضها.

فيما يلي شرح مختصر لكل من هذه الطبقات.

- طبقة البرمجيات والتطبيقات Application Layer

يتم التواصل بين طبقة التطبيقات والبرمجيات وبين المستخدم. فبعد أن يقوم
المستخدم بإنشاء رسالة وإرسالها عبر الشبكة، يتم ربط البرنامج أو التطبيق بنظام
الاتصالات. تتضمن هذه الطبقة الخدمات التالية:

- خدمات الطباعة والملفات؛

- البريد الإلكتروني؛

- برامج الدخول عن بعد؛

- برامج نقل الملفات.

- طبقة التمثيل Presentation Layer

مهمة هذه الطبقة هي التأكد من أن المعطيات المرسلة من جهاز ستصل إلى وجهتها حتى
ولو كان تمثيل هذه المعطيات مختلف. إضافة فإن عمليات الضغط وفك الضغط، والتشفير
وفك التشفير، وتحويل أسلوب إظهار المعطيات على الطرفيات يتم هنا.


- طبقة الحوار Session Layer

تتحكم هذه الطبقة بالاتصالات بين التطبيقات عبر الشبكة، بما في ذلك:

- إنشاء الاتصال؛

- الحفاظ على الاتصال؛

- إنهاء الاتصال.

- طبقة النقل Transport Layer

إن هذه الطبقة مسؤولة عن سلامة وصول المعطيات المرسلة.

- طبقة الشبكة والبروتوكولات Network & IP Layer

يتم في هذه الطبقة إضافة عنوان مميز لرزم المعطيات ليتم تحويلها إلى حاسب على
شبكة أخرى، وهي مسؤولة عن:

- تحديد العناوين على الشبكات؛

- إيجاد الطريق الأمثل بين عنواني المرسل والمستقبل.

- طبقة ربط المعطيات Data Link Layer

إن هذه الطبقة مسؤولة عن بناء أطر المعلومات، وإرسالها واستقبالها. حيث يتم
إضافة تابع رياضي إلى كل إطار بهدف الكشف عن الأخطاء، ومن ثم يتم نقل هذه الأطر
إلى الطبقة الأولى كي يتم ارسالها.

- الطبقة الفيزيائية Physical Layer

تعتبر هذه الطبقة مسؤولة عن نقل المعطيات بين الحاسب والناقل من كابلات وغيرها
تصل بين الأجهزة، وتقوم بتعريف المتطلبات الكهربائية (الفولت) والفعلية (طريقة
وصل الكبل) كي يتم الربط بين الأجهزة والناقل.

إن كافة المفاهيم المتعلقة بالشبكات وأجهزة ومعدات الشبكات تعمل ضمن واحدة من
هذه الطبقات، وأحياناً ضمن العديد منها، مما يسمح للمهندسين بمعالجة المشاكل
منهجياً ومنطقياً.

جغرافية الشبكة Network Topology


جغرافية الشبكة هي المظهر الخارجي للشبكة. وللشبكات ثلاثة أشكال
جغرافية رئيسية، وهي: "المسرى" Bus، "النجم" Star، "الحلقة" Ring.

المسرى Bus

إن الشبكات التي تستخدم جغرافية "المسرى" Bus هي الأكثر استعمالاً. فكافة
مكونات هذه التقنية مرتبط بالشبكة مباشرة عن طريق العمود الفقري للشبكة
Backbone، وهناك كبل يربط كل جهاز بالآخر (نظرياً بخط مستقيم). يتم بث الإشارة
المرسلة على شبكات "المسرى" من الجهاز المرسل إلى كافة الأجهزة الموجودة على
الشبكة، لذا نطلق عليها اسم نظام البث، لأن كافة الأجهزة الموجودة على الشبكة
تصغي للمعلومات المرسلة.

النجم Star

الشبكات "النجمية" Star هي شبكات تربط كل مكون من مكونات الشبكة بسلك مع
الموزّع Hub المركزي. هناك مفهومين لشبكات "النجمية". الأول يقول بأن بث
الإشارة من جهاز لآخر يتم عن طريق الموزّع Hub، ومن ثم يتم توجيه الرسالة إلى
الجهاز المطلوب. لذا، تدعى هذه الطريقة "بنظام التوجيه". أما المفهوم الثاني
فيقتضي إنصات كل الأجهزة الموجودة على الشبكة إلى الإرسال، ويقوم الجهاز الذي
أرسلت المعطيات له بالإمساك بهذه المعطيات، لذا فإن هذه الطريقة تسمى "بنظام
البث". إن المفهوم الأول هو الأكثر دقة.

الحلقة Ring

يتم ربط الأجهزة على الشبكات ذات الجغرافية الحلقية Ring الواحد مع الذي يليه،
لتشكيل دائرة من الكابلات، حيث يكون الجهاز الأول هو أيضاً الأخير في الحلقة.
يستقبل كل جهاز الإشارة ويستجيب بناءاً على ذلك، ومن ثم يعيد توليدها، ويقوم
بإرسالها للجهاز الذي يليه، حيث تنتقل الإشارة في اتجاه واحد فقط على الشبكة.
تستخدم شبكات
Token Ring هذه الجغرافية، كما سنرى لاحقاً.

الشبكات الداخلية Intranets


تقوم العديد من الشركات اليوم بالإتجاه نحو شبكات الانترانيت
كأداة لمشاركة المعطيات بين موظفي الشركة. وكغيرها من الشبكات الكبيرة، تعتمد
الانترانيت على نموذج "زبون-لمخدم"، حيث تحوي على مخدم يقوم بإدارتها. تعمل
شبكة الانترانيت بنفس أسلوب عمل الانترنيت، إلا أن الانترانيت هي شبكة خاصة،
وغير متاحة لدخول العامة.

يقوم المستخدمين بالدخول إلى الشبكة باستخدام متصفح الانترنيت، بدلاً من
استخدام سطح المكتب، حيث يتم الدخول إلى الملفات، وقواعد المعطيات، والبريد
الإلكتروني، والطابعات، والموارد الأخرى عبر المتصفح، كما لو كانوا يتصفحون
الويب.

تحتاج الشركة التي تود تركيب شبكة انترانيت إلى مخدم ويب مع البرمجيات اللازمة
لهذا الغرض، وعملية تنصيب هذه البرمجيات بسيطة. وإذا تم استخدام نظام Windows
NT أو النسخ التي تليه فإن هذه البرمجيات تكون مجانية. وتسمى برمجيات تخديم
الويب التي تقدمها مايكروسوفت مع نظام Windows بمخدم الويب IIS أو
Internet Information Services.

يتم إعداد الجهاز وكأنه مخدم ويب على الانترنيت، وبعد ذلك تأتي عملية تحميل
موقع الويب الداخلي للشركة على هذا المخدم. هناك احتياجات أخرى، ومن ضمنها
تنصيب بروتوكول TCP/IP المستخدم على الانترنيت، والذي يسمح للحواسب بالاتصال
ونقل المعطيات. إذاً، فالمكونات المطلوبة لشبكة انترانيت هي:

جهاز مخدم يتم إعداده كمخدم ويب، متصفح انترنيت مع برمجياته، بروتوكول TCP/IP.

الشبكات الخارجية Extranets

على الرغم من أن شبكات الانترانيت هي شبكات خاصة لاتسمح بالدخول للعامة
وباعتبار أنها ليست مرتبطة بالانترنيت بشكل مباشر، إلا أنه من الضروري أحياناً
السماح بدخول المستخدمين من خارج الشركة، ممن لديهم الصلاحية، كالزبائن،
والموردين، ومندوبي المبيعات. ويستطيع المستخدمين الاتصال بشبكة الانترانيت
الخاصة بالشركة بنفس طريقة الدخول إلى الانترنيت، ولكن يطلب منهم كتابة العنوان
الصحيح في متصفح الانترنيت ومن ثم إدخال اسم المستخدم وكلمة السر الخاصة بهم.
إن مدى دخول المستخدمين إلى الانترانيت عن طريق الانترنيت يعتمد على سجل الدخول
الذي يقوم مدير الشبكة بتحديده.

إن إدارة أمن هذا النوع من الشبكات يتطلب مجموعة من البرمجيات والعتاديات التي
تقوم بحماية الشبكة ومعلومات الشركة، وتدعى هذه البرمجيات والعتاديات "بالجدار
الناري" Firewall. إن الغرض من الجدار الناري هو مراجعة الطلبات الواردة
وفرزها، وعدم السماح بدخول المستخدمين الغير مسجلين، والمحافظة على أمن الشبكة.

بنية الشبكات


تشير "بنية" الشبكة إلى هيكلية الشبكة ككل، ويتضمن ذلك جغرافيتها،
والمكونات الملموسة، وطرق الاتصال على الشبكة. وفيما يلي ملخص عن أكثر البنى
المستخدمة في الشبكات اليوم.

شبكات Ethernet

تم تطوير شبكاتEthernet من قبل شركة Xerox في السبعينات، ولايزال نموذج هذه
الشبكات هو الأكثر رواجاً واستخداماً في العالم. ولهذا النوع من الشبكات العديد
من المزايا، فهي سهلة الاستخدام، وأقل كلفة من بقية أنواع الشبكات. إضافة فإن
شبكات Ethernet تدعم استخدام أنماط نقل مختلفة، أي كابلات التوصيل.

تستخدم شبكات Ethernet بروتوكول يدعى CSMS/CD أو "تأكد الناقل من دخول متعدد مع
كاشف تصادم"
Carrier Sense Multiple Access with Collision detection. وبشكل مبسط، فإن مهمة
هذا البروتوكول هي مراقبة إرسال المعطيات عبر الأسلاك. فإذا كان أحد الحواسب
يقوم بالإرسال، فلا يمكن لأي حاسب آخر أن يقوم بالإرسال بنفس الوقت، إذ عليه
الانتظار ريثما يتم تحرير الناقل، فإذا قام بالإرسال، تصادمت المعطيات ببعضها،
ونتج عن ذلك إشارة مشوهة. ومن هنا يأتي دور الناقل Carrier Sense بالتأكد من
عدم انشغال الخط. يسمح الدخول المتعدد Multiple Access لعدة أجهزة بمشاركة
الخط، بينما يقوم كاشف التصادم Collision Detection بمعالجة حوادث التصادم،
ويعطي الحواسب فرصة لإرسال معطياتها مرة أخرى. تعمل شبكات Ethernet بنفس طريقة
شبكات "المسرى" Bus، وبشكل أدق، طريقة "المسرى-النجمي"، حيث تبدو الشبكة وكأنها
من نمط شبكات "النجم" Star من حيث الجغرافية، إلا أنها حقيقة تعمل بطريقة عمل
شبكات "المسرى"، أي نظام بث. تعمل شبكة Ethernet بسرعة 10 ميغابت/الثانية،
وباستخدام التقنيات الحديثة يمكن أن تصل هذه السرعة إلى 100 ميغابت/الثانية.
وأهم مكونات هذه الشبكة هي: سرعة النقل، ووسيط النقل المستعمل.

مقاييس شبكات Ethernet بسرعة 10 ميغابت/الثانية

هناك أربعة طرق أساسية لوصل شبكات Ethernet بسرعة 10 ميغابت/الثانية:

- 10Base5: تستخدم كبل محوري Coax ثخين، بحيث لايتجاوز طول أي كبل على الشبكة
500 متر.

- 10Base2: تستخدم كبل محوري Coax رفيع، بحيث لايتجاوز طول أي كبل على الشبكة
185 متر.

- 10Base-T: تستخدم كبلات UTP أو الكابلات المجدولة (Unshielded Twisted Pair)،
بحيث لايتجاوز طول أي كبل على الشبكة 100 متر.

- 10Base-F: تستخدم كابلات الألياف الضوئية Fiber Optic، بحيث لايتجاوز طول أي
كبل ضوئي 2000 متر.


مقاييس شبكات Ethernet بسرعة 100 ميغابت/الثانية

- 100VG-AnyLan: تستخدم مزيج من الألياف الضوئية والكابلات المجدولة UTP،
بأطوال 100 متر، و150 متر، و 2000 متر.

- 100Base-T: وتشير إلى شبكة Ethernet سريعة، وهناك ثلاثة تصنيفات لهذا النوع:

- T4: تستخدم أربعة أزواج من كابلات UTP من فئاتCategory 3, 4, 5 ، بحيث
لايتجاوز طول أي كبل 100 متر.
- TX: تستخدم زوجين من كابلات UTP من فئة Category 5، بحيث لايتجاوز طول أي كبل
100 متر.
- FX: تستخدم كابلات الألياف الضوئية، بطول لايتجاوز 2000 متر.


شبكات Token Ring

طورت شركة IBM نموذج الشبكات الحلقي Token Ring في منتصف الثمانينات لتوفير نقل
موثوق وسريع للمعطيات المرسلة على الشبكة. يدور على الشبكة الحلقية Token فارغ
من المعطيات، والـ Token هو إشارة منطقية تقوم الشبكة بإرسالها، ويقوم كل جهاز
يود الإرسال بالإمساك بهذا الـ Token ومن ثم يقوم بإرسال معطياته عبر الشبكة،
مع عنوان الجهاز المرسل إليه. إن استخدام طريقة الـ Token الذي يمر بقناة اتصال
كل حاسب يضمن أن كل الحواسب ستحصل على زمن متساو لاستخدام الشبكة. أثناء دوران
الـ Token في حلقة الشبكة، يقوم كل حاسب بتفحص حقل العنوان لتحديد ما إذا كان
هذا الـ Token مرسل إليه أم لا. ويسمح للـ Token بالمرور إلى الجهاز التالي فقط
إذا لم يكن هذا الـ Token مرسل له. تستمر هذه العملية حتى يقوم الجهاز المرسل
إليه باستلام الـ Token، حيث يقوم بأخذ نسخة المعطيات ومن ثم يقوم بإفلات الـ
Token ليعود إلى الشبكة. وعندما يعود الـ Token إلى الجهاز المرسل، يتم تفريغه
من العنوان ومن ثم إرساله ثانية على الشبكة، ويستمر هذا حتى يقوم جهاز آخر يود
الإرسال بالإمساك بالـ Token. لايقع على هذا النوع من الشبكات أية تصادمات،
بخلاف شبكات Ethernet، لذا، فنادراً ما يعاد إرسال المعطيات. ولأن كافة الحواسب
تستطيع الإمساك بالـ Token ولها زمن استخدام متساو على الشبكة، لذا نرى أن
الازدحام على هذه الشبكات غير ممكن، ويستطيع الـ Token معالجة الازدياد في حجم
الشبكة بشكل جيد.

تعمل الشبكات الحلقية Token Ring بسرعة تصل إلى 16 ميغابت/الثانية. وبما أن
التصادمات لا تحدث أبداً، تستطيع هذه الشبكات التعامل مع رزم معطيات حجمها أكبر
من تلك على شبكات Ethernet. أخيراً، تعمل هذه الشبكات بأسلوب حلقي-نجمي، حيث
يدور الـ Token من جهاز إلى آخر بدون توقف.

شبكات الألياف الضوئية FDDI

يتم تركيب شبكات الألياف الضوئية FDDI أو Fiber Distributed Data Interface في
الشركات الضخمة التي تحتاج إلى اتصالات سريعة. وهذا النوع من الشبكات موثوق
جداً في الاستخدام.

تستخدم هذه الشبكات طريقة الإطار الذي يمر بقناة اتصال كل حاسب كما هو الحال في
الشبكات الحلقية، إلا أنها تستخدم حلقة مزدوجة، أي أن هناك حلقتين تستخدم
الأولى لإرسال واستقبال المعطيات، بينما يتم استخدام الحلقة الثانية في حال
انقطاع الاتصال على الأولى، ريثما يتم تصليح الخلل. تقوم هذه الشبكات ببث
المعطيات بسرعة 100 ميغابت/الثانية، وتستطيع تخديم 500 جهاز ضمن دائرة قطرها
100كم. يتم ربط شبكات FDDI فعلياً على شكل حلقة، ولا تحتوي هذه الشبكات على
مجمّعات Hubs، وترتبط الحواسب مباشرة بكابلات الألياف الضوئية.

تختلف هذه الشبكات عن الشبكات الحلقية بأن الحواسب على هذه الشبكات لاتحتاج
للانتظار دورة كاملة قبل أن تقوم بالبث مرة أخرى، بل ويمكنها إرسال Token آخر.
فعندما يكون لدى الجهاز الذي يقوم بإرسال المعطيات أكثر من رزمة معطيات واحدة
يريد إرسالها، بإمكانه إطلاق Token جديد قبل أن يقوم الـ Token الأصلي بإكمال
دورته. لذا، فإن إرسال المعطيات عبر هذه الشبكات يتم بسرعة أكبر. وعندما ينتهي
الحاسب من إرسال معطياته، يقوم بإفلات الـ Token، بدون الحاجة لإنتظار عودة الـ
Token الآخر ليتم دورة كاملة على الشبكة. تستخدم شبكات FDDI النموذج الحلقي،
وأحياناً الأسلوب "الحلقي-النجمي".

تسمح شبكات FDDI، بخلاف الشبكات الحلقية، لمدراء الشبكة القيام بتخصيص أولويات
لأجهزة محددة، كما هو الحال عند وجود مخدم يحتوي على معطيات يتوجب إرسالها قبل
غيرها، أو إذا احتوى على مقاطع فيديو.

الدخول عن بعد


توفر الشبكات ميزات كبيرة، أحدها الدخول عن بعد. يتيح الدخول عن بعد
للموظفين إلى شبكة الشركة باستخدام حاسب شخصي مزود بموديم وخط هاتفي. وبإمكانهم
الدخول إلى الشبكة أيضاً بواسطة تقنيات الاتصال الخليوي، ويتطلب هذا وجود جهاز
هاتف خليوي مع موديم يتم وصله إلى الحاسب المحمول إما بواسطة كبل خاص، أو عن
طريق الأشعة الحمراء المدمجة مع معظم الحواسب المحمولة الحديثة. وجهاز Nokia
7110 هو مثال جيد، حيث أنه يوفر هذه الميزات. على أن هذا النوع من الاتصال يكون
عادة بطيئاً جداً، وينصح باستعمال هذا الأسلوب لإرسال واستقبال البريد
الإلكتروني فقط.

أما إذا تم الدخول عن بعد من موقع ثابت، كالمنزل، فيمكن استعمال تقينيات أسرع،
مثل خدمة ADSL و ISDN وغيرها، حيث يمكن حينئذ العمل من المنزل (يشار إلى العمل
من المنزل بـ Telework أو Telecommute). ويستطيع الموظف الدخول إلى شبكة الشركة
واستعمال خطوط الاتصال للوصول إلى الموارد التي يريدها كما لو أنه يعمل على
الشبكة داخل مبنى الشركة. تسمى طريقة الاتصال هذه VPN أو "الشبكة الافتراضية
الخاصة"
Virtual Private Networking.

يتطلب إنشاء هذا النوع من الاتصالات برمجيات VPN، التي يتم تنصيبها على جهاز
المستخدم البعيد. تقوم هذه البرمجيات بإدارة الاتصال القائم، وتضمن خصوصيته.
ومع أن اتصال المستخدم يتم عن طريق الشبكة العمومية (الانترنيت)، إلا أن
اتصالهم يكون معزولاً عن الآخرين، ويتم تحقيق هذا العزل من خلال بروتوكول خاص
يدعى PPTP أو Point-to-Point Tunnelling Protocol وهو بروتوكول لنقل المعطيات
بين نقطة وأخرى خلال نفق.
يوفر هذا البروتوكول أمن المعطيات من خلال وضع المعطيات داخل مضغوطات يقوم
بتشفيرها، ومن ثم وضعها داخل رزم، وبهذا يكون بروتوكول PPTP قد أنشأ نفقاً
خاصاً لمرور المعطيات وعزلها عن الآخرين.

"درهم وقاية خير من قنطار علاج"


هناك عدة برامج خاصة بإدارة الشبكات، يتم استخدام هذه البرامج
لتحليل الظروف التي قد تؤدي إلى إحداث مشاكل في المستقبل، ولمنع توقف الشبكة عن
العمل، ولإصلاح الأعطال عند حدوثها.

برمجيات المراقبة

يستخدم مهندسو الشبكات برنامج Netcracker لتصميم شبكة تمثيلية واختبارها ضد
المشاكل، قبل القيام ببناء الشبكة الحقيقية وتركيبها. أما برنامج ConfigMaker
الذي تنتجه شركة Cisco الأميريكية فيستعمل بشكل أساسي لعملية إعداد افتراضي
لمكونات الشبكة المراد تصميمها، وذلك باستخدام لغة خاصة بنظام التشغيل، و يقوم
البرنامج بعد ذلك بتمثيل أداء الشبكة، بوجود هذه المكونات المفترضة. تصل كلفة
هذه البرامج إلى آلافات الدولارات، والتبرير الوحيد لصرف مبلغ كهذا هو قيمة
المال الذي سيتم توفيره من خلال التعرف على المشاكل قبل حدوثها. ومع أن هذه
البرامج تساعد في عمليات تمثيل الشبكة، وبنائها، ومراقبتها، إلا أنها ليست حلول
كافية، حيث يتوجب استخدام برمجيات خاصة بمراقبة الشبكة إذا أردنا معرفة حالة
الشبكة في أي لحظة. وهناك برمجيات كثيرة تقوم بهذه الوظائف. فمثلاً، تنتج شركة
Sun Microsystems برمجيات متكاملة لمراقبة الشبكات الصغيرة، والشبكات الضخمة
على السواء، وبرنامج Solstice Site ManagerTM 2.3 يشمل أساليب وبرمجيات متطورة
تسمح بمراقبة الشبكات التي تحوي على 100 عقدة، وتسهل عمليات إدارة هذه الشبكات
والموارد الموجودة بهدف تحسين أداء الشبكة إلى أفضل المستويات.

المسببات

هناك عدة عوامل تؤثر في أداء الشبكات، وقد تؤدي إلى "ازدحامات حادة"
Bottlenecks ينتج عنها انخفاض قوي في أداء الشبكة وسرعتها. وقد تكون إحدى
مسببات الازدحامات الحادة هي وجود تجهيزات لا تتلائم مع أداء الشبكة، كبطاقات
الشبكة، والمجمّعات، والمحولات، وغيرها. وقد يكون عرض قنوات الاتصال غير كاف
لاستيعاب حجم المعطيات المنقولة عبر الشبكة. إضافة فقد يؤدي سوء استعمال
المستخدمين لقنوات الاتصال إلى إبطاء الشبكة كلها، ويتم هذا من خلال تشغيل
ألعاب على الشبكة، وتنزيل ملفات بأحجام ضخمة من الانترنيت، كالأغاني MP3 ومقاطع
الفيديو. أما المسببات الأخرى في ضعف الأداء فيحتمل أن تكون بسبب سوء تنظيم
الشبكة، كتوصيل كافة العقد أو المخدمات على على جزء وحيد من أجزاء الشبكة،
مسبباً اصطدام المعطيات والازدحام، فالشبكة تشبه غرفة مليئة بأشخاص كلهم
يتكلمون في الوقت ذاته، وهذا يؤدي إلى الفوضى.

"الحدود المعقولة" Baselines

ينصح دوماً بإنشاء معدلات "الحدود المعقولة" كي يستطيع مدير الشبكة القيام
بمراقبة الأداء بشكل أفضل. و"الحدود المعقولة" هي خط بياني يشير إلى الحد الذي
يتم فيه قياس أداء الشبكة وإمكانياتها بالنسبة له، وخاصة عند حدوث خلل ما.
بكلام آخر، يتوجب تأسيس "الحدود المعقولة" والإشارة للوضع "الطبيعي" لأداء
الشبكة قبل القيام بتعريف ماقد يشير إلى أداء "غير الطبيعي". ويتم إنشاء هذا
الخط باستعمال برمجيات مراقبة الأداء، قد لاتكون هناك حاجة لشراء برامج إدارية
على الإطلاق، فإذا كان نظام التشغيل المعتمد على الشبكة هو Windows Server فإن
برمجيات مراقبة وإدارة الشبكة تكون مجانية ومدمجة مع النظام.

ومع أن هذه البرمجيات لاتوفر مجالاً واسعاً من الخدمات أو الإمكانيات التي قد
توفرها البرامج المختصة، إلا أنها تحتوي على أدوات فعالة، تمكن مدراء النظم
والشبكات من عرض الأخطاء التي تحدث عند دخول المستخدمين إلى الشبكة، وتمكنهم من
تحليل المعلومات الأمنية ومعطيات النظام. وهناك أدوات أخرى تقوم بتتبع أداء
معالج جهاز المخدم، والأقراص الصلبة، والذاكرة، وتعطي تحليلاً شاملاً لكمية
المعطيات المنقولة وأداء بروتوكولات النقل.

الحلول

إن المعلومات التي تقوم هذه الأدوات بجمعها تساعد بالتعرف على المشاكل التي تم
ذكرها سابقاً، وتساعد مدير النظم والشبكات على اختيار الحل الملائم.

تشمل الحلول مايلي:

- استخدام تقنيات أحدث: كتبديل كبلات الشبكة إلى فئة أعلى، وتغيير بطاقات
الشبكة، وتحديث مكونات الشبكة مثل: المبدّلات، والمجمّعات، والجسور.

- توسيع الذاكرة؛

- تركيب معالجات إضافية؛

- تجزئة الشبكة Subnetting إلى عدة أجزاء صغيرة لتسهيل إدارتها من خلال استخدام
الموجهّات.

- تحديد صلاحيات المستخدمين، ومنعهم من تشغيل البرمجيات الضخمة والألعاب على
الشبكة.


الأداء المقبول

إن مفهوم الشبكات يعني توفير أفضل الخدمات بأقل كلفة ممكنة. والمحافظة على أداء
عال للشبكة يمكن أن يتحقق بسهولة إذا كان بالإمكان تحمل مصاريف أفضل التجهيزات،
وأحدث التقنيات، وأفضل المهندسين. إلا أن الواقع يقتضي غير ذلك. فتطبيق معادلة
"أداء أفضل بأقل الكلف " هو أمر لايمكن تحقيقه كلياً، لذلك، يجب المحافظة على
مستوى أداء مقبول قدر الإمكان. إن توفير أسرع الخدمات والموارد والاتصالات على
الشبكة يعتبر من أهم الأمور من وجهة نظر المستخدمين، فهم يطلبون أفضل مستويات
الأداء عند تشغيل برمجياتهم ويحتاجون إلى أسرع تقنيات الاتصال لاستخدام
التطبيقات المتعددة الوسائط. والكلف هي العائق الوحيد لتحقيق هذه المتطلبات.
والحقيقة هي أنه يتم التغاضي عن متطلبات المستخدمين في معظم الأحيان (كالقيام
بتشغيل الألعاب التي تحتاج إلى موارد كبيرة على الشبكة) في سبيل دعم الاحتياجات
العملية. فالشركات ليست مستعدة لصرف مبالغ كبيرة من المال لإسعاد المستخدمين
على حساب العمل، وغايتهم هي ضمان تنفيذ العمل المسند إلى الموظفين أولاً
وآخراً.