شبكات الحاسوب Computer Networks
مقدمة
شبكة الحواسيب هي مجموعة من الحواسيب والاجهزة الاخرى المتصلة معا سلكيا او لا سلكيا لنقل المعلومات فيما بينها .
فوائد شبكات الحاسوب
توفر شبكات الكمبيوتر العديد من الفوائد والمزايا التي يصعب توفيرها عندما يعمل الكمبيوتر بمفرده.
- مشاركة الملفات: من الممكن استخدام الملفات المشتركة بين جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة بطريقة أسهل وأسرع. على سبيل المثال في الأقسام من الممكن العمل على الملفات والتقارير من خلال أجهزة الكمبيوتر لجميع الموظفين دون الحاجة إلى أقراص مرنة لنقل الملفات.
مشاركة الإنترنت: من الممكن مشاركة خط إنترنت واحد في جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة.
أمن المعلومات: توفر شبكات الكمبيوتر حماية المعلومات من خلال تحديد المستخدم ونوع استخدام الملفات والمجلدات. على سبيل المثال ، من الممكن تحديد الملف ليكون للقراءة فقط ولمنع حذف أو تغيير الملف للأشخاص المحدودين.
اصناف شبكات الحاسوب
تصنف شبكات الحاسب بعدة طرق منها:
* حسب الحجم: وهنا تنقسم شبكات الحاسب إلى ثلاثة أنواع:
1- LAN (Local Area Network): وهي شبكة ذات منطقة جغرافية محدودة ، مثل الشبكة في المنزل أو المدرسة أو المختبر أو المؤسسة الصغيرة.
2- شبكة منطقة العاصمة MAN (Metropolitan Area Network): وهي شبكة ذات مساحة جغرافية أكبر من الشبكة المحلية ، مثل مساحة مدينة أو منطقة كبيرة. تتكون الشبكة الحضرية عادة من مجموعة من الشبكات المحلية المتصلة ببعضها البعض. يتم استخدام هذه الشبكات من قبل المؤسسات والمنظمات والشركات الكبرى التي تتوزع فروعها على مساحات كبيرة داخل مدينة واحدة أو بين المدن ، مثل الشبكة التي تربط المديريات العامة للتربية والتعليم / الكرخ والرصافة.
3- WAN (شبكة المنطقة الواسعة): وهي شبكة ذات مساحة جغرافية واسعة تتجاوز المنطقة الحضرية أو الإقليمية أو الوطنية. تُستخدم هذه الشبكات عادةً لتوصيل شبكة محلية أو حضرية في مكان واحد بشبكة حضرية محلية أو حضرية في موقع آخر. يتم تنفيذ هذه الشبكات لربط المؤسسات عبر البلدان مثل البنوك الدولية (بنك في العراق وبنك في لبنان) أو شركات الطيران الدولية.
وسائط نقل المعلومات
تتم عملية نقل المعلومات بين الأجهزة في الشبكة عن طريق الوسائط السلكية أو اللاسلكية ، وتتميز هذه الوسائط بخصائص معينة أهمها مسافة الاتصال وسرعة نقل المعلومات. تُقاس سرعة نقل المعلومات بعدد وحدات البت في الثانية (بت في الثانية أو بت في الثانية) وفي بعض الحالات بعدد وحدات البايت في الثانية (بايت في الثانية) بت في الثانية ويتم قياسها حاليًا بعدد الميغابت في الثانية.
الوسائط السلكية:
هناك العديد من أنواع الوسائط السلكية ، من أهمها الكابلات الملتوية المزدوجة والكابلات المحورية وألياف الكابلات البصرية.
كبل الزوج الملتوي: يحتوي هذا النوع على ثمانية أسلاك ، بحيث يتم لف كل سلكين حول بعضهما البعض مكونًا أربعة أزواج ، والغرض من عملية الالتواء هو تقليل التداخل والتداخل على الإشارة التي تمر داخل السلك من مصادر خارجية أو من الأسلاك المجاورة الأخرى.
تعد الكابلات المزدوجة الملفوفة من أكثر أنواع الكابلات استخدامًا ، نظرًا لقدرتها على نقل البيانات بسرعات عالية ، فضلاً عن توفير أسلاك خاصة للإرسال وأسلاك خاصة للاستقبال. لذلك ، يمكن للكمبيوتر الإرسال والاستقبال في نفس الوقت.
ومن اهم انواع Twisted pair cable هي:
*المزدوجة الملتلفة غير المغطاة Unshielded Twisted pair (UTP).
* والمزدوجة الملتفة المغطاة Shielded Twisted pair(STP).
الفرق بين النوعين هو أنه في كبلات STP ، يتم عزل كل زوج من الأسلاك عن باقي الأزواج بواسطة مادة عازلة بغرض تقليل التداخل والتداخل بين إشارات الكبل الفردي. كبلات STP أغلى من كبلات UTP وغالبًا ما تستخدم في البيئات عالية الضوضاء.
بالنسبة لكابلات UTP ، فهي تستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات ، بما في ذلك الشبكات والهواتف. لهذا السبب ، تم تصنيف هذا النوع من الكابلات وفقًا للاستخدام في عدة فئات (الفئة).
كيبلات المحورية Coaxial Cable:
عادة ما يتم استخدام الكابلات المحورية في شبكة الناقل وكانت منتشرة في الثمانينيات ، ولكنها أصبحت أقل استخدامًا في مجال الشبكات مؤخرًا ، نظرًا لعدم قدرتها على نقل البيانات بسرعات عالية ، كما أنها توفر سلكًا واحدًا فقط ، والذي يتم استخدامه إما للإرسال أو الاستلام ، وبناءً عليه ، لا يستطيع الكمبيوتر الذي يستخدم الكبل المحوري الإرسال والاستقبال في نفس الوقت ، ومن أهم استخدامات هذه الكابلات في الوقت الحاضر في أنظمة التلفزيون وهوائياتها ، LNB ، وكذلك في أنظمة الشبكات اللاسلكية .
يتكون الكبل المحوري الصافي من عدة طبقات:
- سلك نحاسي صلب.
- مادة بلاستيكية عازلة.
- شبكة حماية لغرض إزالة التداخلات والتأثيرات الخارجية.
- الغلاف الخارجي (مادة عازلة).
يتم استخدام قابس BNC أو SMC في نهاية هذا النوع من الكبلات لتوصيل الأجهزة فيما بينها.
كابل الألياف البصرية:
وهي مصنوعة من ألياف زجاجية رقيقة مغطاة بطبقة رقيقة تعمل كمرآة ومغطاة بغطاء بلاستيكي.
تنتقل البيانات في الكبل البصري على شكل إشارة ضوئية داخل الألياف الزجاجية.
تتميز هذه الكابلات بسرعات عالية لنقل البيانات لمسافات طويلة جدًا ، لأن وسيط نقل المعلومات خفيف ، لذا فإن سرعة الإرسال تعتمد على سرعة الناقل (الضوء) ، وتقاس سرعة نقل البيانات فيه جيجابت في الثانية في الثانية.
الوسائط اللاسلكية:
في هذا النوع من الوسائط ، تُستخدم الموجات الكهرومغناطيسية لغرض نقل البيانات لاسلكيًا وبثلاث طرق:
- موجات الراديو مثل شبكات WiFi (بتردد 2.24 جيجا هرتز أو 5 جيجا هرتز) وشبكات البلوتوث (بتردد 2.4 جيجا هرتز) وتستخدم لمسافات محدودة.
- المايكرويف مثل WiMax أو شبكات الأقمار الصناعية وتستخدم لمسافات طويلة.
- موجات الأشعة تحت الحمراء لربط أجهزة الكمبيوتر والأجهزة لمسافات قصيرة لا تزيد عن 5 أمتار.
مخاوف صحية من الشبكات اللاسلكية
في الآونة الأخيرة ، تزايدت المخاوف بشأن مخاطر الشبكات اللاسلكية والمجالات الكهرومغناطيسية التي تولدها ، على الرغم من عدم وجود أدلة قاطعة تثبت صحة هذه الادعاءات. على سبيل المثال ، هناك دراسة تقول أن التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية من الشبكات اللاسلكية يساهم في تطور السرطانات والأورام.
الاجهزة المستخدمة لربط شبكات الحواسيب
* بطاقة السبكة (NIC) Network Interface Card: يتم استخدامه لتوصيل الكمبيوتر مع باقي أجهزة الكمبيوتر داخل الشبكة
في الشبكات اللاسلكية ، يتم استخدام بطاقة LAN اللاسلكية.
* الموزع Hub: المحور هو رابط بين أجهزة الكمبيوتر داخل الشبكة ، حيث تمتد شبكة الكبل لجميع أجهزة الكمبيوتر (من خلال بطاقة الشبكة) إلى الموزع. وبالتالي ، يمكن للكمبيوتر إرسال واستقبال البيانات إلى أي جهاز كمبيوتر متصل بالموزع. حاليا ، لا يتم استخدام الموزع في الشبكات بسبب عدم كفاءته في الإرسال. عندما يرسل أحد أجهزة الكمبيوتر البيانات إلى كمبيوتر آخر ، يقوم الموزع بإرسال البيانات إلى جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة به لأنه لا يعرف عنوان الكمبيوتر الذي يتم إرسال البيانات إليه.
*المبدل Switch: كما أنه رابط بين أجهزة الكمبيوتر داخل الشبكة ، وتمتد إليها الكابلات من جميع أجهزة الكمبيوتر.
في الشبكات اللاسلكية ، يتم استخدام جهاز نقطة وصول لتوصيل أجهزة الكمبيوتر معًا بدلاً من لوحة وصل ومحول
عندما يتم زيادة الهوائيات في الوصول ، تزداد كفاءة توزيع الاتصالات ، مما يؤدي إلى زيادة سرعة الشبكة.
* الموجه: هو رابط بين الشبكات حيث يتصل أحد مداخله بمحول ، والمدخل الآخر متصل بمحول ثان ، ويربط كل محول مجموعة من أجهزة الكمبيوتر تمثل شبكة.
يؤدي جهاز التوجيه اللاسلكي نفس العمل الذي يقوم به جهاز التوجيه العادي ويتكون من نقطة وصول ومحول. يستخدم هذا الجهاز عادةً لتوصيل شبكة سلكية أو لاسلكية بالإنترنت.
الهوائيات المستخدمة في ال Access Point او Wireless تغطي مسافة 32 مترا تقريبا للاتصال الداخلي(داخل الابنية) و95 مترا تقريبا للاتصال الخارجي.
ومن الممكن ربط هوائيات خارجية مع ال Access Point h او Wireless لغرض زيادة مسافة النغطية.