هناك مشكلة تنشأ عندما نشترك جميعًا بحزمة من حزم البرامج أو ملف من ملفات قواعد البيانات، وهذه المشكلة هي أننا حاجتنا إلى استعمال نفس المكونات الصلبة أو المكونات البرمجية في وقتٍ واحد. وإن كان كل جهاز من هذه الأجهزة ليس متصلًا بالجهاز الآخر فإن تبادل المعلومات في هذه الحالة يكون حلمًا يصعب تحقيقه دون خسائر، ومن هنا نشأت الحاجة لما يسمى شبكات الحاسوب لحل هذا المشكلة.

ماهي شبكات الحاسوب

هي اثنين أو أكثر من الحاسبات الآلية متصلين ببعضهما البعض بأي شكل من الأشكال، والغرض الأساسي منها تبادل المعلومات أو المكونات البرمجية أو المكونات الصلبة، بالإضافة إلى القدرة على التحكم بالأجهزة وتقديم الدعم الفني والتوجيهي لها من خلال مكان واحد يسمى بمركزية الإدارة.1

تاريخ شبكات الحاسوب

كانت بداياتها عام 1960، وفي عام 1970 كان التطور المبكر لشبكات الحاسوب وتكنولوجيا ethernet. وفي عام 1990 أصبحت الشبكات عالية السرعة تتراوح من 10 ميجابايت في الثانية إلى 100 ميجابايت وتصل إلى 1000 ميجابايت في الثانية مع  وجود الأسلاك النحاسية الملتوية المزدوجة وكابلات الألياف الضوئية.2

بروتوكولات شبكات الحاسوب

هي معايير وسياسات رسمية تتضمن الإجراءات والقواعد التي تحدد الاتصال بين جهازين أو أكثر عبر الشبكة، وتتضمن كافة العمليات والشروط ببدء الاتصال وإتمامه بين أجهزة الحواسيب والخوادم وكافة الأجهزة التي تدعم الشبكة. ويجب الموافقة والتأكيد على هذه البروتوكولات من قبل المرسل والمرسَل إليه لضمان اتصال الشبكة وتطبيقها على عقد البرامج والأجهزة التي تتصل بالشبكة.

أنواع شبكات الحاسوب

يوجد أكثر من تصنيف للشبكات، فلو صنفناها حسب الحجم أي عدد الأجهزة المتصلة ببعضها البعض وطريقة التوصيل تصنف إلى نوعين رئيسيين هما:

  • شبكات الحاسوب المحلية (local area network (lan: وهي مجموعة من أجهزة الكمبيوتر المتصلة ببعضها البعض عن طريق جهاز توصيل ما وتكون محدودة جغرافيًا، وتتكون من: كابلات، مفاتيح، كمبيوتر به كارت شبكة.
  • شبكات الحاسوب الممتدة (wide area network (wan: هي تشبه الشبكة المحلية lan، ولكن بالإضافة لوجود مكون رابع وهو الراوتر. وتتحول الشبكة من داخلية إلى خارجية عندما تتصل الأجهزة بالإنترنت عن طريق الراوت .

وأيضا يمكن تصنيفها حسب الدور الذي يلعبه كل حاسب في الشبكة إلى :

  • شبكة ند لند peer-to-peer: لاينفرد اي جهاز حاسب آلي بتقديم خدمةٍ معينةٍ، بل تتساوى جميع أجهزة الحاسوب في الشبكة بتقديم الخدمة.
  • شبكة خادم- عميل client-server: ينفرد أحد أو بعض الأجهزة بتقديم خدمةٍ معينة لايقوم غيره من الأجهزة بتقديمها.3

مكونات شبكات الحاسوب

نحتاج لإنشاء شبكة حاسب إلى مكونات أساسية وأهمها:4

  • كرت واجهة الشبكة Network interface card: وهو المكون الصلب المسؤول عن توصيل الأجهزة ببعضها البعض، ويجب أن يحتويه كل حاسب لكي يتمكن من الاتصال بغيره من الأجهزة والاستفادة من الخدمات المتواجدة على الشبكة.
  • الأسلاك المتصلة: ومن خلالها يتم انتقال المعلومات والبيانات ولها عدة أنواع وهي: المحورية، كابلات زوج ملتوية، الألياف البصرية التسلسلية والمتوازية، كابلات كروس، كابلات USB.5

أجهزة الشبكات

  • Hub موجه: وهو جهاز كهربائي وظيفته الأولى والأخيرة توصيل جميع الأجهزة ببعضها البعض ويمثل وحدة لتلاقي أسلاك الاتصالات .
  • repeater مكرر: وهو جهاز لتوصيل وتقوية الإشارة لأماكن بعيدة .
  • bridge جسر: يقوم بكل مايقوم به الجهازين السابقين، ولكن بكفاءة أعلى بكثير.
  • switch مفتاح: يقوم بعمل كل الأجهزة السابقة ولكن بكفاءة أعلى منها، ويستطيع أن يربط أكثر من نوع سوية.
  • router بوابة: وهو أدق وأذكى أجهزة التوصيل، ويقوم بكل وظائف الأجهزة السابقة وبعدد هائل من الوظائف الأخرى المهمة جدًا، ومنها التعرف على جميع أماكن وتواجد أجهزة الحاسبات في الشبكات، بالإضافة للتعاون التام مع أجهزة الراوتر التي يرتبط بها.
  • brouter: جهاز يجمع بين ميزات الجسر والموجه، وهو يوجه الحزم عبر الشبكات ويعمل كموجه، ويعمل كجسر عندما يقوم بتصفية حركة مرور الشبكة المحلية.6

كيفية عمل الشبكات

تنتقل المعلومات عن طريق سبع طبقات، وكل طبقة مسؤولة عن عملية معينةٍ تجريها على المعلومات لكي تنتقل بشكل تدريجي من حالةٍ لأخرى لتتحول في النهاية إلى إشارات كهربائيةٍ.

وعند إرسال ملف أو معلومة من جهازٍ لآخرٍ، فإن المعلومة يجب أن تمر بطبقاتٍ سبعٍ وهي:

  1. طبقة التطبيقات application layer.
  2. طبقة التقديم presentation layer.
  3. طبقة الجلسة session layer.
  4. طبقة النقل transport layer.
  5. طبقة الشبكة network layer.
  6. طبقة ربط البيانات data link layer.
  7. الطبقة الفيزيائية physical layer.

ومنها تتحول لإشارةٍ كهربائيةٍ تنتقل بواسطة السلك، وعندما تصل هذه الإشارات للجهاز المرسلة إليه تمر بالطبقات السبع ولكن بالاتجاه العكسي، وتتحول لمعلومات مفهومة للمستخدم والجهاز الآلي.7

مزايا شبكات الحاسوب

  • تسهل الاتصال وتوافر المعلومات: تسمح الشبكات بالوصول التام للويب بعد أن تم تحديثها، ويمكن الآن السماح للمستخدمين بالتحدث وإرسال الملفات إلى أشخاص آخرين، وتسمح بالوصول إلى كمية كبيرةٍ من المعلومات القيمة.
  • تسمح بمشاركة الموارد بطريقة مناسبة: وهذه الخاصية مهمة جدًا، خصوصًا للشركات الكبيرة التي تحتاج عددًا ضخمًا من الموارد ليتم مشاركتها مع كافة الأشخاص.
  • مشاركة الملفات بسهولة: يسمح ربط الشبكات ببعضها بسهولة الوصول للأشخاص لمشاركة ملفاتهم، مما يوفر الكثير من الوقت والمجهود.
  • المرونة: تتيح فرصة استكشاف المستخدم للأشياء الأساسية، بالإضافة إلى الوصول للمعلومات التي يريدونها ويشاركونها.
  • التوفير: لايكلف تثبيت برامج الشبكات الكثير، لأنه سيبقى بشكل مستمر، ولن يكون هناك حاجة لتغيير البرنامج بشكل منتظم.
  • يزيد من كفاءة التكلفة: بواسطة الشبكات يمكن استعمال منتجات البرامج المتواجدة في السوق وتخزينها وتثبيتها في النظام أو الخادم الخاص بك، ويمكن استعمالها من قبل مختلف محطات العمل.
  • تعزيز سعة التخزين: يجب التحقق من تخزين جميع البيانات والمحتويات بشكل صحيحٍ في النظام,لأنه سيتم مشاركتها مع أشخاص آخرين، ويمكن فعل ذلك دون أي مشاكل بوجود مساحة تخزين كافية.

عيوب شبكات الحاسوب

  • ينقصها الاستقلال: يستخدم الناس الكمبيوتر لإنجاز مهامهم، ويعتمدون على خادم الملفات الرئيسي، وعند توقفه عن العمل فإن النظام يصبح بلاجدوى، ويتوقف المستخدمين عن العمل به.
  • الصعوبات الأمنية: يجب الحذر عند استخدام الشبكات، وذلك لإمكانية حصول الكثير من الأشخاص الذين يستخدمون الشبكات على المعلومات الشخصية ومشاركتها ولذلك سيكون المستخدم دائمًا في خطر، بالإضافة لحدوث بعض التصرفات غير القانونية.
  • نقص المتانة: عند توقف الخادم الرئيسي عن العمل سيصبح النظام بلاجدوى، وللتعامل مع هذه المشاكل يجب توافر شبكات كبيرة تكون بمثابة خادم، وذلك للصيانة بشكلٍ أسهل.
  • يسمح بوجود العديد من الفيروسات الضارة: يجب على مسؤولي الشبكات إجراء فحص دوري للنظام والملفات المخزنة عليه في آن واحد، لأنه يمكن أن تكون الملفات المخزنة تالفة بسبب فيروسات الكمبيوتر.
  • سوء الاستخدام: إن استخدام اتصال الانترنت أدى لتصرفات غير أخلاقية أحيانًا، وذلك لأن الويب يحتوي على عديد من الانحرافات ومواقع التسلية وحتى الإباحية. ويمكن للعمال أيضًأ القيام بتصرفات غير مشروعة كالدردشة في مكان العمل بدلًا من العمل وإنجاز مهامهم .
  • تتطلب معالج فعال: تتطلب مهارات عالية ودراية بعملياتها وإدارتها لكي تعمل بشكل مثالي، وبالتالي فإن إنشاء الشبكة واتصالها أمر صعب جدًا ويحتاج لخبرة عالية في هذا المجال.
  • كلفة إعدادها: بالرغم من رخص استخدام الشبكات إلا أن إعدادها المبدئي يكون مرتفعًا لاعتماده على الأجهزة الأخرى التي يتم إيصاله بها.8

المراجع