الرئيسية » علوم الكمبيوتر » شبكات الكمبيوتر – تعريفها ومكوناتها وخصائصها

شبكات الكمبيوتر – تعريفها ومكوناتها وخصائصها

آخر تحديث: مارس 1, 2021

ما هي شبكات الكمبيوتر

لقد صدق أحد العلماء يسمى ماكلوهان، فقد قال إن العالم سوف يصبح قرية كونية أو (بالإنجليزية: Global Village)، وقد أصبح بالفعل. لقد تداخلت الاختراعات والابتكارات وتزاوجت وامتزجت لتغير العالم، الكهرباء، الحاسوب، التليفون، القمر الصناعي، الأثير، الألياف الضوئية، الكوابل، الشاشات، الهاتف الخلوي، الذكاء الاصطناعي، التقت جميعها وتداخلت وامتزجت وأفرزت شبكات وطرق جديدة وعديدة ولكنها طرق غير مرئية تحطمت معها حواجز الزمان والمكان. هذه الطرق معبدة ومجهزة لنقل المعلومات وهي طرق شبكات الكمبيوتر أو (بالإنجليزية: Computer Network).

أن التداخل الذي حدث هذه الأيام بين التطور السريع في الحاسبات الآلية والاتصالات يعد من المعالم الرئيسية والذي سيكون له أثر كبير على نمط الحياة في المستقبل.

وتتميز الحاسبات والاتصالات بالسرعة الهائلة في تطورها من ناحية ودخولها في العديد من مجالات الحياة التي لم تكن متاحة من قبل. وفي نهاية النصف الأخير من القرن الماضي ظهرت الحاسبات الآلية وهي من التطورات الرئيسة الآن ومن الاختراعات الهامة وأصبحت تتحكم في حياتنا وأصبحت تنقل إلى الأفراد العالم بين أيديهم.

وقد ظهرت أحجام صغيرة وكبيرة من الحاسبات وأدى هذا التطور الى انتشار الحاسبات في العديد من مجالات الحياة مثل البنوك والشركات والمصانع والحكومات وأصبح لدينا عشرات الآلاف من الأجهزة التي تحتوي على كم هائل من المعلومات وكان نقل هذه المعلومات من حاسب إلى آخر يتم من خلال الأشرطة الممغنطة ثم تنقل بواسطة وسائل المواصلات المتاحة حسب أهمية وسرعة المعلومات المخزنة من حاسب إلى آخر سواء كانت هذه الاتصالات شبكات هاتفية أو شبكات بيانات خاصة لنقل البيانات بين الحاسبات.

شبكات الكمبيوتر

الحاجة إلى شبكات الكمبيوتر

ومن هنا أصبحت المشاركة في المعلومات والبرامج وموارد الحاسبات أمر يسير جدًا.

ويتفق الجميع في أن هذا العصر ثورة المعلومات الذي يختلف في سماته وخصائصه عن عصور الثورة الصناعية. فإذا كانت الآلة التجارية والمحركات الكهربائية هي دعمًا لقدرة الانسان وطاقته المادية في العصور السابقة فإن عصر المعلومات يعتبر دعمًا لقدرة الانسان العقلية وجوانب المعرفة المتاحة له.

وقد كانت المهمة الرئيسية في عصر الثورة الصناعية هي الإنتاج الكمي وتجهيز الآلات الخاصة بنوع مستوى المنتج وتحقيق تكاليفه أما الآن فقد أصبح الإنتاج الكمي للمعلومات هو سمة هذا العصر لما لها من أثر على جوانب حياتنا المختلفة.

وجدير بالذكر أنه في بداية هذا العصر أصبح كم المعلومات المتاحة للبشرية يتضاعف بمرور السنوات وتزايد هذا الكم يبشر بأننا مقبلون على عصر ستتضاعف فيه المعلومات كل بضعة أشهر حيث سيصبح السيطرة على الكم الهائل من المعلومات المتاحة وتسخيرها لخدمة البشرية هي القضية الكبرى التى تشغل بال العلماء والخبراء من المتخصصين.

نظرة عامة على شبكات الكمبيوتر

في العقد الثامن من القرن العشرين (1980) بدأت ظهور أجهزة الحواسب الصغيرة أو (بالإنجليزية: Microcomputer) والتى تسببت في تغيرات كبيرة جدًا في مجال الأعمال والصناعة وذلك بإعطاء المستخدمين القدرة على الاستفادة من الحواسب والموارد والمعلومات غير المرئية بالنسبة للمستخدمين وذلك من خلال شبكات الكمبيوتر .

وقد استمرت الآلة الكاتبة في الخدمة والعمل المستمر لمدة مائة عام تقريبًا ولم تخرج من الخدمة سوى بعد ظهور تلك الحواسب الصغيرة والتى سميت الحواسب الشخصية PC.

ففي العقدين السادس والسابع من هذا القرن (1970-1960) كانت أنظمة المعلومات لشركة معينة يتم إداراتها من خلال تخزينها على حاسب مركزي رئيسي أو (بالإنجليزية: Main Frame).

وهذه الأنظمة يتم السيطرة عليها وتطويرها من خلال قسم نظم المعلومات المتواجد داخل الهيئة أو المؤسسة.

ولكن التكلفة المالية لمثل هذه الأنظمة عالية جدًا والمستخدمون لا يستطيعون الاستفادة بصورة كاملة من هذه الأنظمة.

وكل هذا قد تغير بمجرد ظهور الحاسبات الصغيرة أو (بالإنجليزية: Mini Computer) والتي سمحت لكل قسم في داخل المؤسسة أن يمتلك نظام كمبيوتر داخلى وتكلفته ضئيلة جدًا مقارنة بتكلفة الحاسبات المركزية.

وقد ترتب على ذلك أن الحاسبات الشخصية PC قد أظهرت مساوئها وتسببت في ظهور المستخدم الذي يعمل بشكل منفرد وغير مرتبط بأي مستخدم آخر. ومع ذلك فإن أنظمة المعلومات المعتمدة على الحاسبات الشخصية ليس من السهل أن تكون متاحة بأكثر من مستخدم بالإضافة إلى أن المعلومات الهامة والمفيدة لأكثر من مستخدم تم توزيعها على أكثر من حاسب شخصي لا يوجد إتصال بينهم مثل الحاسبات المركزية.

ظهور شبكات الكمبيوتر

من أجل ما تقدم، كان لابد من الرجوع إلى الخلف حيث أنظمة المعلومات المركزية، وهذا قد حدث في منتصف العقد الثامن (1980)، بدأ ربط الحواسب الشخصية مع بعضها البعض وتكوين شبكة كمبيوتر والتي فيها يتم تخزين الملفات على نظام مركزي بحيث تكون متاحة للمستخدمين من خلال أجهزة الحواسب الشخصية.

وتظهر هنا ميزات نظام شبكة الكمبيوتر إذا ما تم مقارنته مع نظام الحاسب المركزي، وهي أن في شبكات الكمبيوتر عدد من الحواسب الشخصية يمكن لها استخدام أو الوصول إلى ملفات من الخادم الرئيسى ولكن كل من هذه الحواسب الشخصية يمتلك امكانية التشغيل منفصلة عن الخادم الرئيسي. ولكن في أنظمة الحاسب المركزي يوجد نهايات طرفية لا تمتلك أي إمكانية تشغيل وكل شئ محمل على الحاسب المركزي.

وأيضا في انظمة الشبكات يتم تحقيق نظام المعالجة الموزع وذلك لأن كل حاسب شخصى على الشبكة يمتلك إمكانية تشغيل وتخزين منفصلة. وبالتالي فإن الخادم لا يكون محمل أو مثقل بتقديم إمكانية تشغيل لكل حاسب على الشبكة وهذا يؤدي إلى تحقيق توازن في العمل على الشبكة.

الحاسبات المتواجدة على الشبكة تسمى نقاط أو محطات عمل وحيث أنها تمتلك إمكانية تشغيل وذاكرة وتخزين بيانات فإنها لا تحمل على الخادم وتستطيع تنفيذ كل من المهام الصعبة والبسيطة على ما تمتلكه الحاسبات من امكانيات تشغيل وذاكرة وتخزين.

الخادم ووظائفه

وفى شبكات الكمبيوتر فأن الخادم يتم استخدامه لعمل الاتى:

  1. تخزين واسترجاع الملفات
  2. إدارة الشبكة
  3. إدارة المستخدين
  4. تحقيق الأمن

وكل حاسب شخصي في الشبكة له القدرة على الدخول على الخادم للحصول على برامج وبيانات معينة بالإضافة لاستخدام تطبيقات الشبكة، مثل استخدام البريد الإلكتروني.

وهكذا نجد أن أنظمة شبكات الكمبيوتر قد وفرت نظام مقبول وأفضل لاحتياجات العمل. وهذا لايعني أنه تم الاستغناء عن أنظمة الحواسب المركزية ولكنها تستخدم في أنظمة المعلومات المعقدة والتي تحتاج إلى قوة تشغيل أكبر وتستطيع أيضا أن تضع الحاسبات المركزية وكأنها جزء من شبكة حاسبات كبيرة.

واستخدام الشبكات يؤدي الي توفير كثير من الجهد وإنجاز العمل بصورة أفضل لزيادة الحاجة إلى تبادل المعلومات والبيانات بين الوحدات المكونة لأي مؤسسة أو بين المؤسسات وبعضها البعض.

لماذا يتم إنشاء شبكات الكمبيوتر

الشبكة هي أول نظام اتصالات وضع لربط الحاسبات مع بعضها البعض وكذلك موارد الحاسبات بنفس الطريقة التي تتم فيها عملية ربط التليفونات مع بعضها البعض من خلال السنترالات.

وأحد أهم الأهداف من شبكات الكمبيوتر هو أن يتم ربط موارد الشبكات مع بعضها البعض كما يتم تبادل المحادثات التليفونية من خلال شبكة التليفون.

بالتالي فإن الشبكات تقلل المسافات وتعطي إمكانية للمستخدم للحصول على معلومات في أي مكان كانت.

أي أن الشبكات قد وضعت مبدأ جديد وهو الاتصال بدلا من الانتقال.

وفي معظم المؤسسات والهيئات أو المصانع أو البنوك يوجد لديهم أجهزة كمبيوتر مثل الحواسب الشخصية PC أو الحاسبات المركزية وكذلك نهايات طرفية متواجدة في مكان ما.

فالشبكات قد قدمت طريقة ملائمة جدًا لربط هذه الأنظمة المختلفة مع بعضها في نظام اتصال ممتزج مع بعضه.

والتطور في تكنولوجيا الشبكات قد سمح لأنظمة الكمبيوتر التي تعمل في بيئات العمل المختلفة بأن ترتبط مع بعضها البعض.

فوائد شبكات الكمبيوتر

من أهم الأسباب التي أدت إلى إنشاء شبكات الكمبيوتر هي:

  1. المشاركة في البرامج والملفات أو (بالإنجليزية: Program and File Sharing)
  2. المشاركة في موارد الشبكات أو (بالإنجليزية: Network Resource Sharing)
  3. انتشار أجهزة الحواسب الشخصية أو بالرموز (PC)
  4. القدرة على استخدام برمجيات على الشبكة أو (بالإنجليزية: Ability to use Network Software)
  5. استخدام البريد الإلكتروني أو (بالإنجليزية: Electronic Mail)
  6. إنشاء مجموعات العمل أو (بالإنجليزية: Creation of Work-groups)
  7. الإدارة المركزية أو (بالإنجليزية: Centralized Management)
  8. التأمين أو (بالإنجليزية: Security)
  9. الدخول على أنظمة التشغيل أو (بالإنجليزية: Access to other Operating Systems)
  10. تحسين التعاون البنائي أو (بالإنجليزية: (Enhancement of Corporate Structure)

1. المشاركة في البرامج والملفات

عند شراء البرمجيات التي يمكن أن تكون متاحة على الشبكة لأكثر من مستخدم فإنها تكون أرخص من حيث السعر.

والبرامج والملفات والبيانات الخاصة بالشبكة يمكن تخزينها على الخادم وتصبح متاحة لأي مستخدم على الشبكة.

كما أن المستخدم يمكن أن يقوم بتخزين الملفات على دلائل شخصية حيث لا يستطيع أي مستخدم آخر أن يقرأه ويعدل فيه.

وأحد أهم التطبيقات التي يمكن أن تكون موجودة على الشبكة هي قواعد البيانات ويستطيع أكثر من مستخدم الاستفادة من قواعد البيانات في نفس الوقت.

وهناك أيضاُ وسائل لتأمين قواعد البيانات بحيث يقوم مدير النظام بعمل قفل لأحد السجلات بحيث يمنع أكثر من مستخدم من التعديل في هذا السجل في نفس الوقت.

2. المشاركة في موارد الشبكات

من موارد الشبكات التي يمكن المشاركة فيها بحيث يقوم أكثر من مستخدم باستخدامها مثل:

  • Printers Plotters
  • Storage Devices and Computing
  • System – Mini Computers and Main Frames

3. أنتشار أجهزة الحواسب الشخصية الرخيصة

الشبكات أيضا تقوم بعمل نشر أو توزيع لأجهزة الحواسب الشخصية والتى لا تمتلك أقراص تخزين -وتعتمد في عملها على تخزين الملفات والبيانات على خادم الملفات.

4. القدرة على إستخدام برمجيات على الشبكة

من أشهر البيانات البرمجية المستخدمة على الشبكة هي أنظمة قواعد البيانات وكذلك البريد الالكترونى. وهناك نوع جديد يسمى مجموعة مكونات وقد أصبحت متاحة حاليًا وهو عبارة عن مجموعة من المستخدمين يستطيعون التحدث مع بعضهم البعض في مجال أهتمام معين.

5. البريد الإلكتروني

يستخدم البريد الإلكتروني في إرسال واستقبال رسائل ووثائق من وإلى مستخدم واحد أو مجموعة من المستخدمين على الشبكة، وفيه يستطيع المستخدم تحقيق اتصال مع مستخدم آخر في سهولة ويسر.

6. إنشاء مجموعات العمل

من الممكن أن يكون هنلك مجموعات من المستخدمين في قسم ما أو متخصصين لتنفيذ مهمة معينه.

والشبكات تسمح لمجموعات المستخدمين بتخصيص جزء من مساحات التخزين المتاحة لهذه المجموعات على أن تكون غير متاحة لأي مستخدم آخر خارج هذه المجموعات. ويمكن إرسال رسائل الى كل عضو في تلك المجموعات وذلك بإرسال الرسائل إلى اسم المجموعة وليس لكل مستخدم على حدة.

7. إدارة مركزية

في الإدارة المركزية، ونتيجة لأن معظم الموارد على الشبكة موجودة بجوار الخادم، فإن الإدارة تصبح سهلة وبالتالي فإن عمليات التخزين الاحتياطي تتم في مكان واحد فقط مما يسهل هذه العملية.

8. التأمين

يستطيع مدير النظام تحديد مساحة عمل خاصة لكل مستخدم على الشبكة وكذلك استخدام الحاسبات التي لا تمتلك وحدات تخزين تحمي البيانات من تحميلها إلى الأقراص الصلبة وكذلك قيود الدخول على الشبكة يمكن تطبيقه وتوزيع الصلاحيات للمستخدمين بحسب المسئوليات التي لكل منهم.

9. القدرة على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها

إن التطور في تكنولوجيا الشبكات أصبح قادرًا على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها البعض مثل ماكنتوش أو (Macintosh) مع (OS/2).

10. تحسين التعاون البنائي

الشبكات يمكن أن تحدث تغيير في الشكل البنائي والتنظيمي للهيئة أو المؤسسة وكذلك بتقليد مجموعات العمل في الأقسام الى مجموعات عمل حقيقية على شبكات الكمبيوتر.

مكونات شبكات الكمبيوتر

تتكون شبكات الكمبيوتر من مكونات مادية ومكونات برمجية.

وفيما يلي شرحًا مفصلا لكل منها:

المكونات المادية الأساسية في شبكات الكمبيوتر

  1. خادم أو (بالإنجليزية: Server)
  2. محطات عمل أو (بالإنجليزية: Workstations)
  3. كروت شبكات أو (بالإنجليزية: Network Interface Card)
  4. كابلات أو (بالإنجليزية: Cabling System)
  5. موارد المشاركة أو (بالإنجليزية: Shared Resource Peripherals)

1. الخادم Server

هو الخاص بتشغيل نظام تشغيل الشبكة أو (بالإنجليزية: Network Operating System) ويقدم خدمات لكل محطات العمل الموجودة على الشبكة.

ومن الخدمات التي يقدمها الخادم:

  1. تخزين الملفات
  2. إدارة المستخدمين
  3. التأمين
  4. الأوامر الخاصة بالشبكات
  5. إدارة النظام

2. محطات العمل

عندما يتم ربط جهاز كمبيوتر على شبكة يصبح هذا الكمبيوتر عضو في هذه الشبكة ويسمى محطة عمل.

ومحطات العمل يمكن أن تعمل بنظام (Windows or Dos or Macintosh or OS/2).

وقد تكون هذه المحطات لا تمتلك وحدات تخزين وتسمى في هذه الحالة (Disk-less Workstation)، بحيث لا تمتلك أقراص تخزين مرنة ولا ثابتة ويتم تحميلها كروت الشبكات.

ومحطات العمل تعتبر رخيصة الثمن وتوفر طريقة تأمين لأن المستخدم لا يستطيع إنزال أي ملفات على المحطة.

3. كروت الاتصال

كل جهاز كمبيوتر لا بد أن يمتلك وسيط اتصال معين وهذه الوسائل تسمى كروت الاتصال (NIC)، وذلك لربط الجهاز على الشبكة. وهذا الكارت يمكن أن يكون جزء أساسي من الجهاز أو يمكن أن يكون جزء جديد يضاف إلى الجهاز.

وهناك أنواع كثيرة من الكروت، ويتوقف تحديد النوع المستخدم على الشبكة المستخدمة.

ويوجد عديد من أنواع كروت الاتصال المختلفة ويمكنك أن تختار من الانواع المختلفة ما تحتاجه إعتمادًا على كيف سيتم تركيب وربط الشبكة ومن أشهر ثلاث أنواع: (Arc-net, Token-ring, Ethernet).

وجرت العادة على أن كل نوع من الكروت يستخدم معه نوع معين من الكابلات. وفي هذه الأيام مع التطور الدائم أصبحت كروت الاتصال يمكن أن تستخدم مع أكثر من نوع من الكابلات وهذا يؤدي إلى سهولة التركيب والإنشاء ولذلك قرار شراء كروت يعتمد الآن على الميزانية المحددة بالإضافة إلى طول مسافة الكابلات الممتدة وعلى شكل الشبكة.

4. وسيط انتقال الشبكة أو الكابلات

وسيط الشبكة (بالإنجليزية: Network Media) هو الكابل أو نظام الكابلات (Cabling System) المستخدم لربط الشبكة مع بعضها البعض.

والكابلات هي عبارة عن الأسلاك المستخدمة لربط الخادم مع محطات العمل مع بعضها البعض لتكوين الشبكة.

ومن أنواع هذه الكابلات:

  1. Coaxial Cable: مثل التي تستخدم فى إيريال التليفزيون
  2. Twisted Pair: مثل التي تستخدم في التليفون
  3. Fiber Optic: وتعتبر غالية الثمن نسبيًا وتعمل بسرعة عالية

ويتم تحديد نوع الكابل بناء على العوامل الآتية:

  1. سرعة الإرسال أو معدل انتقال المعلومات (بالإنجليزية: Transmission Speed)
  2. أقصى طول للكابل بدون استخدام مكبر للموجة أو (بالإنجليزية: Maximum Cable Length)
  3. الوقاية المطلوبة
  4. السعر

5. موارد شبكات الكمبيوتر

من الموارد المستخدمة في الشبكات:

  1. وحدات التخزين الملحقة مع الخادم
  2. الآلات الطابعة
  3. آلات الرسم
  4. أي معدات أخرى يمكن استخدامها على الشبكة

المكونات البرمجية في شبكات الكمبيوتر

المكونات البرمجية في شبكات الكمبيوتر يُطلق عليها اسم نظم تشغيل الشبكات أو (بالإنجليزية: Network Operating Systems, NOS).

ونظام تشغيل الشبكة هو نظام تشغيل يحتوي على برامج تسمح للحاسب أن يخدم طلبات من حاسب آخر من أجل معطيات أو دعم الوصول إلى موارد أخرى كطابعة أو أنظمة ملفات، من أجل وصل الحواسيب والأجهزة إلى شبكة منطقة محلية.

كما أن بعض أنظمة تشغيل الحواسيب مثل (Linux, Mac OS X,Unix, Microsoft Windows Server, Windows 2000) تحتوي على خصائص وخدمات نظام التشغيل الشبكي.

ونظام التشغيل الشبكي أكثر استخدامًا مع الشبكات المحلية (WLAN) وشبكات المدن (WMAN)، لكن قد يملك أيضاُ توابع لأنظمة الشبكات الموسعة (WWAN). كما أن مصطلح “نظام التشغيل الشبكي” محجوز لنظام تشغيل كُتب خصيصًا من أجل الشبكات والمحافظة على أمنها.

خصائص نظام تشغيل شبكات الكمبيوتر

  • يتحكم بالشبكة وحركة سير رسائلها، مثل الحزم Packets، وأرسالها.
  • يتحكم بالنفاذ بواسطة عدة مستخدمين إلى موارد الشبكة كالملفات.
  • يقدم توابع إدارة محددة بما فيها الأمن.
  • إضافة، حذف، إدارة المستخدمين الذين يرغبون باستخدام الموارد على الشبكة.
  • حماية المعطيات والخدمات الموجودة على الشبكة.
  • الدعم الأساسي لمنافذ العتاد.
  • تأمين الشبكة، مثل التحقق من الهوية، الصلاحية، تقييد الدخول، التحكم بالنفاذ.
  • النفاذ عن بُعد.
  • إدارة النظام.
  • أدوات إدارة الشبكة والتحقق من الحسابات مع واجهات رسومية.

الخدمات التي يوفرها نظام تشغيل شبكات الكمبيوتر

  • السماح للمستخدمين بالوصول إلى المعطيات على الشبكة، هذه المعطيات عمومًا تكون موجودة على الخادم.
  • السماح للمستخدمين بالوصول إلى معطيات موجودة على شبكة أخرى مثل الإنترنت.
  • والسماح للمستخدمين بالوصول إلى العتاد المتصل على بالشبكة مثل وحدات التخزين أو الطابعة.
  • كذلك من الخدمات التي ربما يوفرها نظام التشغيل الشبكي:
    • خدمات التعيين وخدمات الدليل
    • خدمات النسخ الاحتياطي والنسخ المماثل
    • تجميع المقدرات
    • مجال الخطأ والإتاحة العالية

أمثلة نظم تشغيل شبكات الكمبيوتر

من أمثلة نظم تشغيل شبكات الكمبيوتر الشهيرة ما يلي:

  • جونوس يستخدم في مسيرات ومبدلات من (Juniper Networks).
  • نظام تشغيل الشبكات البينية، سابقًا (Cisco Internetwork Operating System)، وهو نظام تشغيل شبكي يملك تركيز عل مقدرات العمل على الإنترنت لأجهزة الشبكة، يستخدم في مسيرات أنظمة (Cisco) وبعض مبدلات الشبكة.
  • توزيعة برمجيات بيركلي يستخدم في العديد من مخدمات الشبكة.
  • نوفيل نت وار
  • جنو/ لينكس
  • ويندوز سيرفر

كيف يتم بناء شبكات الكمبيوتر

معظم المؤسسات والهيئات يمتلكون أجهزة حواسب شخصية ومعدات وتجهيزات أخرى.

ولعمل توصيلات للأنظمة والتجهيزات يجب ربط الشبكة وذلك يتم من خلال كروت الاتصال في كل حاسب شخصي وكذلك في الخادم. ويتم ربطهم مع بعض بإستخدام الكابلات.

بناء أو تركيب الشبكات يعرف من خلال الكابلات بالاضافة الي القواعد والطرق المستخدمة لاتأخذه الكابلات لأجهزة الحواسب.

شكل الشبكة

شكل الشبكة (Network Topology) هو وصف لوضع الكابلات من محطة عمل على الشبكة إلى محطة عمل آخرى أو هو خريطة الكابلات على الشبكة ويوجد أنواع عديدة لشكل الشبكة منها:

شبكات الكمبيوتر - تعريفها ومكوناتها وخصائصها

بروتوكول الاتصال

البروتوكول أو بروتوكول الاتصال (بالإنجليزية: Communication Protocol) هو مجموعة من القواعد والخطوات المستخدمة على الشبكات لتحقيق الربط ولغة التفاهم بين المحطات على الشبكة.

ويوجد مستويات مختلفة في الاتصالات يتم تعريفها في البروتوكول، فعندما يريد مستخدم معين إرسال رسالة لمستخدم آخر عبر الشبكة فإن القواعد في كل مستوى من مستويات الاتصالات يكون لها دور في نقل الرسالة إلى المستوى الأقل.

وكل شبكات الاتصالات تعتمد على بروتوكولات معينه وهي عبارة عن مجموعة من القواعد والخطوات المستخدمة لتحقيق الاتصال بين محطتين عمل.

مهمات بروتوكولات الاتصال

إن مهمات مجموعة القواعد في بروتوكولات الاتصال هي القيام بتعريف ما يلي:

  1. كيف يتم تجهيز الرسائل قبل إرسالها
  2. كيف يتم إنشاء خط الاتصال بين محطات العمل
  3. كيف يتم إدارة الاتصال بين المحطات

وهذه البروتوكولات يتم إنشائها وتكوينها بحيث أن تكون متوافقة مع أي نوع من محطات العمل وهذه البروتوكولات مسئولة عن توحيدها مؤسسات عاملة خاصة بذلك.

ومن هذه المؤسسات التي قامت بتوحيد العمل في مجال الاتصال هي (International Standard Organization) والتي قامت بتطوير نموذج أو (Model) يسمى (Open System Interconnection) والذي بنى عليه معظم بروتوكولات الاتصال. وقد تم تقسيم هذا النموذج إلى طبقات أو مستويات (Layers) بحيث أن كل مستوى يحتوي على قواعد وخطوات خاصة به وهذه القواعد موجودة في كل من وحدتي الإرسال والاستقبال ولكنها تكون في وحدة الاستقبال معكوسة الاتجاه حيث تقوم وحدة الإرسال بتجهيز الرسالة المطلوب إرسالها وتمر عبر الكابلات وتبدأ من أول مستوى ووصولاُ إلى أدنى مستوى ثم يتم إستقبالها في وحدة الاستقبال بدءا من المستوى المطلوب الوصول إليه.

تصنيف الشبكات حسب النطاق

تنقسم شبكات الكمبيوتر حسب النطاق إلى:

1. الشبكة المحلية

الشبكة المحلية (بالإنجليزية: Local Area Network) هي عبارة عن شبكة صغيرة وعادة تكون موجودة داخل مبنى أو مجموعة من المباني في داخل هيئة أو مؤسسة معينة، ويرمز لها بالرمز LAN.

2. الشبكات واسعة النطاق

الشبكات واسعة النطاق (بالإنجليزية: Wide Area Network) هي الشبكات التي تكون منتشرة في دولة معينة أو في الكرة الأرضية. وأفضل الأمثلة لذلك هو شبكة حجز تذاكر الطيران. وفي معظم وسائل الاتصال عن بعد تكون عبارة عن خطوط تليفون. ويرمز لها بالرمز (WAN).

3. الشبكات المتداخلة

الشبكات المتداخلة (بالإنجليزية: Inter-Networks) هي عبارة عن ربط شبكتين أو أكثر مع بعضها البعض، ويمكن للشبكات الكبيرة أن تقسم إلى شبكات صغيرة وذلك لتحسين الأداء والإدارة.

خصائص نظام تشغيل الشبكات

أنظمة تشغيل الشبكات أو (بالإنجليزية: Network Operating System) القديمة كانت تقدم خدمات بسيطة وبعض من وسائل التأمين.

ولكن نظرا لازدياد طلبات المستخدم فإن الشبكات الحديثة قد تطورت وتم تصميمها لكي تلبي الطلبات المتزايدة.

وفيما يلى بعض من هذه الخصائص الضرورية الموجودة في أنظمة التشغيل الخاصة بالشبكات الحديثة:

1. خدمات خاصة بالملفات

في الشبكات يستطيع المستخدم الوصول إلى البرامج والملفات المخزنة على الخادم المركزي.

ولأن المستخدمين يصلون إلى الملفات الخاصة بهم عند الخادم فلا بد من وجود طرق وأساليب لحماية الملفات مثل الحفظ الاحتياطي ووسائل التأمين الأخرى.

ولذلك فإن أنظمة تشغيل الشبكات الحديثة يوجد بها إمكانية لحماية وتأمين البرامج والملفات.

2. درجة إحتمال النظام

لابد أن يكون هناك أسلوب أو طريقة في أنظمة تشغيل الشبكات الحديثة تضمن استمرار العمل في الشبكة حتى ولو حدث أي عطل في أحد مكونات الشبكة. وهو ما يعني درجة احتمالها الجيدة أو (بالإنجليزية: System Fault Tolerance).

ومثال ذلك وجود نسخة أخرى من وحدة القرص الثابت تسمى (Mirror) لتضمن استمرارية العمل في حالة عطل القرص الثابت الرئيسي.

3. القرص السريع

القرص السريع (بالإنجليزية: Disk Caching) خاصية عبارة عن جزء من الذاكرة لكي تحتفظ بالملفات أو البرامج التي سوف يحتاجها المستخدم بكثرة أثناء التشغيل.

وهذه الخاصية تحسن الأداء وذلك لأن سرعة الوصول إلى بيانات من الذاكرة أسرع بكثير جدًا من سرعة الوصول إليها من القرص الثابت.

4. التزامن في شبكات الكمبيوتر

نظام التزامن أو (بالإنجليزية: Transaction Tracking System) هو خاصية تُستخدم لحماية قواعد البيانات وذلك عند عمل تحديث أي بيانات داخل قواعد البيانات وحدث انقطاع التيار الكهربائى

5. التأمين

يوجد في أنظمة تشغيل الشبكات وسائل عديدة لحماية البيانات والتأمين وحماية وظيفة الخادم Server منها:

  1. إسم المستخدم
  2. كلمة المرور
  3. تحديد مسافة تخزينية على القرص الثابت الموجود على الخادم لكل مستخدم ولا يستطيع أي مستخدم آخر الوصول اليها.
  4. أنظمة التشفير الموجودة على الخادم وذلك لحماية البيانات أثناء تواجدها على كابلات الشبكة.

6. مشاركة الموارد

إتاحة الموارد الموجودة على الشبكة لكل المستخدمين بنظام سماح وصلاحيات محددة.

ومن هذه الموارد آلات الطباعة، وآلات الرسم (Plotter) وغيرها.

7. الوصول للبيانات عن بُعد

الوصول للبيانات عن بُعد (بالإنجليزية: Remote Access) هي خاصية تسمح لبعض المستخدمين بالوصول للخادم على الشبكة عن بعد وذلك بنظام سماحية وصلاحيات محددة.

8. وسائل إدارة شبكات الكمبيوتر

نظرًا لكبر حجم الشبكة مما يجعل عملية إدارتها ليست سهلة فإنه يوجد الآن برمجيات خاصة وأدوات متاحة مع أنظمة تشغيل الشبكات لإدارة الشبكة ومتابعة الأعطال على الشبكة.

كما تساعد هذه الوسائل في معرفة سبب العطل وتفاديه.

ويوجد أنظمة خاصة بذلك تعتمد على الذكاء الاصطناعي (بالإنجليزية: Artificial Intelligence).

يتم ربط الكابلات بمحطات العمل وذلك من خلال كروت الإتصال لتقدم إمكانية إتصال أو ربط بين محطات العمل.

وعندما يتم بدء تشغيل محطات العمل بتوصيلها بالكهرباء في هذه الحالة يتم تحصيل مجموعة من البرامج التي من خلالها يتم تعريف البروتوكول المستخدم وطريقة الوصول إلى الكابل من خلال كروت الإتصال.

موضوع مقترح للقراءة: الحاسوب – تعريفه وفوائده واستخداماته وأنواعه ومكوناته

موسوعة علوم الكمبيوتر – مركز البحوث والراسات متعدد التخصصات

التدريب على الأسئلة والاختبارات

يمكن تحميل تطبيق اختبارات متعددة التخصصات، وهو تطبيق مجاني من إصدار مركز البحوث والدراسات متعدد التخصصات، ويحتوي على العديد من الاختبارات والأسئلة المتخصصة في مجال علوم الكمبيوتر والبرمجة والعديد من التخصصات العلمية الأخرى، ويهدف إلى توفير آلية للتدريب على الامتحانات والاختبارات الإلكترونية لطلاب المدارس والجامعات. ويجمع التطبيق بين التعليم والترفيه ويوفر آلية للمنافسة بطريقة تساهم في تعميم الفائدة بين المتنافسين.

رابط تحميل التطبيق على متجر جوجل بلاي: اختبارات متعددة التخصصات

المراجع

  1. موسوعة علوم الكمبيوتر، مركز البحوث والدراسات متعدد التخصصات.
  2. مراجع متخصصة في الشبكات من شركة مايكروسوفت (Microsoft).
  3. مراجع خاصة بشركة (Cisco) المتخصصة في الشبكات.
  4. بعض مواقع الانترنت المتنوعة.
  5. كتاب مقدمة في الكمبيوتر ونظم التشغيل، د. م. مصطفى عبيد، 1998م.