المكونات الماديه للشبكات
المكونات المادية للشبكات
تحتوي الشبكات على مكونات الأجهزة المادية Hardware والبرمجيات software
تتضمن مكونات العتاد الأساسية للشبكات (Hardware ) :
أولا :المكونات الأساسية :
1- الخادم (المزود ) server
هو جهاز حاسب بمواصفات عالية في العادة،يقدم خدمات لكل محطات العمل الموجودة على الشبكة. قد يكون جهاز مخصص وتمت برمجته للتحكم بالشبكة أو جهاز حاسب آلي عادي يحتوي على نظام التشغيل windows server وهو الجهاز الرئيسي بالشبكة والأكثر كفاءة وهو مخصص لإدارة الشبكات أيا كان نوعها أو النطاق التي تغطيه
وظائفه:
- تخزين الملفات
- إدارة المستخدمين
- التأمين
- الأوامر الخاصة بالشبكات
- إدارة النظام
2 – محطات العمل workstations
هي أجهزة حواسب المستخدمين في الشبكة لأداء عملهم عليها ومحطات العمل يمكن أن تعمل بنظام
(Windows) or (dos) or( Macintosh) وقد تكون هذه المحطات لا تمتلك وحدات تخزين تسمى (Diskless workstation) وفى هذه الحالة لا تمتلك أقراص تخزين مرنة ولا ثابتة ويتم تحميلها من الخادم(server) باستخدام نظام عمل خاص بذلك من خلال كروت الشبكات.و هذه المحطات تعتبر رخيصة الثمن وتقدم طريقة تأمين لأن المستخدم لا يستطيع إنزال أي ملفات على المحطة الخاصة به .
3 – أدوات الربط :
هي معدات وبرامج صممت لتقوم بتسهيل تنقل المعلومات وأهم أنواعها :
*** الأسلاك والكابلات ***
وهي متنوعة
أولا : الكابلات المزدوجة (الأزواج المفتولة ) twisted pair caples
تتكون من ثمانية أطراف مجدوله من الأسلاك النحاسية الرفيعة وتجدل الأسلاك لحماية البيانات من التداخل والتشويش وهي علي نوعين :
1 – الكابلات الغير معزولة unshielded twisted pair cables
تستخدم هذا النوع في الشبكات المحلية من نوع star وهي تتميز ب
1 - سهولة الاستخدام والتركيب
2 - قلة التكلفة و
3 - تعتبر من أكثر الأنواع استخدام وتناسب الشبكات المحلية
عيوبها :
1- أنها عرضه للتداخل مع الموجات الكهرومغناطيسية
2- يتأثر هذا النوع بالضوضاء الخارجية
3- مدى تردد الإرسال والاستقبال محدود
2 - الكابلات المعزولة shielded twisted pair cables
تستخدم في الشبكات المحلية من نوع star وتتميز:
1 - هي من أسرع أنواع الكابلات في نقل البيانات بعد كابلات الألياف الضوئية
2 - أنها أقل عرضة للتداخل مع الموجات الكهرومغناطيسية
3 - تتميز بوجود طرف أرضى بجانب العزل الجيد
عيوبها :
1 - عالية التكلفة مقارنة بالكابلات الغير معزولة
. الكابلات الملفوفة Folded Twisted Pair Cables :
يستخدم هذا النوع من الكابلات أيضا في الشبكات المحلية من نوع Star .
المميزات :
1. يتميز بأنه معزول بطبقة من الألمونيوم لمنع أو تقليل الشوشرة .
العيوب :
1.التكلفة العالية نسبيا.
2.ليس به طرف أرضى مثل STP.
ثانيا : الكابلات المحورية coaxial cable
وهي المستخدمة في البث التلفزيوني حيث تتكون من سلك محوري مغطى بمادة عازلة ومحاط بشبكة سلكية ملفوفة بشكل اسطواني حول هذا العازل. ويوجد منه نوعان رفيع يستخدم للمسافات القصيرة والسرعة الأقل ، وسميك يستخدم للمسافات الطويلة والسرعة الأعلى . ويستخدم هذا الكابل في نقل الصوت والصورة. بمعدل 10-20 ميجابت/ثانية . مقاومة الكابل المحوري 50 أوم أما كابل التليفزيون فمقاومته 75 أوم.وتتميز بسهولة الاستخدام والتركيب وهي أقل عرضه للتداخل وتصل سرعتها إلي 10 ميجابايت / ث ولكنها غالية الثمن ومحدودة في مدي الإرسال والاستقبال
ويوجد منه نوعان :
1- الأسلاك الرقيقة thin coaxial :
وهي تحمل الإشارة لمسافة 185 متر ولو زادت المسافة يحدث تشويش في الإشارة ويستخدم في الشبكات ذات المساحات المحدودة ويتميز بالسرعة العالية في نقل البيانات وهو أقل تكلفه من thick ويصل قطرة إلي 0,6 سم وهو سلك مرن يوصل مباشرة إلي بطاقة الشبكة
2 – الأسلاك الثخينة thick coaxial
هو سلك متصلب غير مرن يصل قطرة إلي 1,2 سم وهو يحمل الإشارة حتى 500 متر ويمتاز بحماية أكثر يستخدم في الشبكات ذات المساحات الكبيرة وسرعة نقلة للبيانات عالية إلا أن تكلفته عالية وتستخدم كعمود فقري
لوصل الشبكات من نوع المسار (BUS).
وتتكون من :
-1 محور من النحاس الصلب محاط بمادة عازلة
-2 ضفائر معدنية للحماية :
-3 غطاء خارجي مصنوع من المطاط أو البلاستيك أو مادة التفلون Teflon
مميزات الكابلات المحورية
1.سهولة الاستخدام و التركيب.
2.تمتاز بأنها أفل عرضة للتداخلات لأنها أكثر حماية .
3.سرعة نقل البيانات بها يصل إلى 10mb/s .
4.مرنة وسهلة التقنية
عيوب الكابلات المحورية:
1.أغلى في الثمن من ألUTP وأقل من ألSTP
2.محدود في مدى الاستقبال والإرسال
ثالثا : كابلات الألياف الضوئية fiber optic cable
تحتوي علي شرائح رقيقة من الزجاج تقوم بحمل البيانات الرقمية التي يتم تحويلها إلي إشارات ضوئية بواسطة جهاز transceiver لتتيح لها الانتقال من خلال الكابل ويتكون كابل الألياف الضوئية من :
_القلب : Core وهو عبارة عن زجاج رفيع ينتقل فيه الضوء.
_العاكس Cladding : مادة تحيط باللب الزجاجي وتعمل على عكس الضوء مرة أخرى إلى مركز الليف البصري حتى لا يخرج.
_الغطاء الواقي : Buffer Coating غلاف بلاستيكي يحمي الليف البصري من الرطوبة و يحميه من الضرر و الكسر.
_strengthening fibers
_ غطاء خارجي cable jacket
وهو يأتي في عده أنواع حسب المحور Core حيث تبدأ من محوريين وحتى أربع وسبعون محور .
المميزات :
1.تتميز كابلات الألياف الضوئية بالوقاية الكاملة من التداخلات الكهرومغناطيسية .
2.تمتاز بالسرعة العالية نظرا لأنها تنقل البيانات بسرعة الضوء وتصل إلى 2Gbps .
3.يستطيع نقل البيانات لمسافات بعيدة تصل إلى 200M .
العيوب :
1.التكلفة العالية .
2.صعوبة الاستخدام حيث لابد من التعامل معه بحرص شديد وعدم ثنية بزاوية حادة أو قائمة حتى لا يكسر المحور الزجاجي داخل الكابل.
3.محدودة الاستخدام مع الشبكات المحلية LAN .
***بطاقات الشبكات NIC)) network Interface Card ***
هي عبارة عن بطاقة يتم تثبيتها بداخل صندوق نظام الحاسب على اللوحة الأم "Mother Board" وتعمل على تعريف جهاز الحاسب على الشبكة فهي تعتبر وسيلة الاتصال بين الكمبيوتر وأسلاك النقل التي تربط بينها
فلا بد لكل جهاز (محطة عمل ) أن يمتلك وسيط اتصال يسمى كارت الاتصال (NIC) وذلك لربط الجهاز على الشبكة وهذه البطاقة يمكن أن تكون جزء أساسي من الجهاز (built-in) أي أنها مدمجة مسبقاً مع اللوحة الأم في بعض الاجهزه أو يمكن أن تضاف على الجهاز وهناك أنواع كثيرة من البطاقات ويتوقف اختيار النوع المستخدم على نوع الشبكة والخدمات المطلوبة منها تحقيقها. هذه البطاقات تقوم بتحويل البيانات التي ترسلها أو تستقبلها الكابلات إلي إشارات قصيرة مكتنزة تسمي الحزم وتسمي هذه العملية تشكيل البيانات ويتم ذلك عن طريق البرامج التي تحتوي عليها
ثانيا الموسعات :
1 - المودمات:modems) )
عندما تكون الكمبيوترات أو الشبكات بعيدة عن بعض بحيث تصعب معها ربطها معا باستخدام أسلاك الشبكة فإنه من الممكن الاتصال بينها باستخدام أسلاك الهاتف. تسمى هذه الأجهزة أو المكونات التي تحقق مثل هذا الاتصال Modems وهذا الاسم مأخوذ من كلمتين هما MODulator و DEModulator فالاجهزة لا تستطيع بمفردها أن تتبادل البيانات عبر خطوط الهاتف ، فالحاسبات تتعامل مع البيانات كنبضات إلكترونية رقمية بينما خطوط الهاتف لا تحمل سوى النبضات التماثلية.
ويعمل المودم كالتالي :
فعندما يقوم الجهاز المرسل بإرسال إشارات يقوم المودم بتحويل إشارات الكمبيوتر الرقمية إلى إشارات تناظرية ثم تنتقل هذه الإشارات التناظرية عبر خطوط الهاتف بعد ذلك يقوم في الجهاز المستقبل المودم
بعملية عكسية فيحول الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية يفهمها الكمبيوتر.
•أنـواع المـودمات:
المودم الخارجي(External modem)
عبارة عن صندوق خارجي يتصل بالكمبيوتر عن طريق كارت الشبكة أو منفذUSBويتصل من الناحية الأخرى بمنفذ خط التليفون الموجود في المنزل.
المودم الداخليInternal modem
عبارة عن بطاقات من نوع ISAتوجد بداخل الحاسوب بحيث تتصل معه عن طريق فتحات التوسعة وتحتوي على منفذ لخط التليفون ليتصل بها.
2 - المجمع المركزي (HUB)::
تتصل أجهزة الكمبيوتر في معظم أنواع الشبكات المحلية بجهاز يقوم بدور نقطة وصول مركزية بين أجهزة الشبكة ويدعى المجمع المركزي ووظيفته ربط قطع الشبكة ببعضها
وله عدة أنواع:
الموزع السلبي : Passive Hub :
ويقوم بتمرير الإشارات الواردة من قطع الشبكة المختلفة إلي جميع الأجهزة المتصلة والتي تستطيع استقبال حزم المعلومات المارة عبره .
الموزع الفاعل ::Active Hub
وهو يحوي أجزاء الكترونية تعيد توليد الإشارة المارة في الشبكة وفائدته
1 - زيادة إعالة الشبكة .
2 – يسمح بمسافات اكبر بين أجهزة الشبكة .
وهناك نوع محسن يطلق عليه الموزع الشبكي الذكي : Smart (intelligent) hub :
.
السويتش SWICH :
جهاز آخر يستخدم لتحديد المسار الذي تُنقَل عبره حزم (packets) المعلومات بين القِطَع (segments) المختلفة للشبكة المحلية، وتدعى الشبكات المحلية التي تستخدمه (switched LAN).
وتكمن مميزاته في خاصية اسمها Buffer تقوم بتخزين أل Ip وMac add وإرسال واستقبال البيانات منه
3.مكررات الإشارةRepeaters:
تتعرَّض الإشارة أثناء عملية الإرسال للتشويش والتشويه عبر خطوط النقل، مما ولَّد الحاجة إلى تصميم جهاز يدعى المكرِّر Repeater يستخدم لإنعاش الإشارة المرسلة عبر الشبكة، بحيث تبقى قوية عند وصولها إلى محطات العمل المستقبِلة لها.
فهو يقوم بإعادة توليد البيانات عند انتقال الإشارة لمسافات طويلة فيستقبل هذه الإشارات ويعيد إرسالها مرة أخري بما يتيح لهذه الإشارات الوصول إلى مسافات بعيدة دون أن تضعف أو تتلاشى .
ويوجد نوعان من هذه المكرِّرات:
تناظري Analog يضخِّم الإشارة وحسب.
رقمي Digital يعيد بناء الإشارة لتصبح قريبة جداً من الأصلية.
مميزاتها:
هي وسيلة غير مكلفة لتوسيع الشبكات المحلية .
عيوبها:
-أنها لا تفلتر البيانات
- لا تمنع تدفق مرور البيانات المعطوبة أو المسببة للمشاكل و بالتالي فإن حدثت مشكلة ما في أحد أقسام الشبكة فإنها تنتقل إلى باقي الأقسام .
- تمرر عاصفة انتشارية Broadcast Storm إلى جميع الأقسام و التي تحدث عندما تنتشر على الشبكة الكثير من الرسائل الموجهة إلى جميع المستخدمين بحيث يصبح عددها مقاربا للقدرة الاستيعابية للشبكة
4.الجسور Bridge:
لتوسيع حجم الشبكات الموجودة صُمِّم جهاز يدعى الجسر (bridge) يمكنه ربط قطعتين من شبكة محلية، كما يمكنه ربط شبكتين محليتين تستخدمان البروتوكول نفسه.
ومن أهدافه :
- توسيع الشبكة المحلية.
- تقسيم الشبكة المحلية إلى أكثر من قسم و توزيع حركة المرور بين هذه الأقسام.
الجسر يتمتع بكل مزايا مكررات الإشارة مثل :
1.الربط بين أسلاك الشبكة المتشابهة و المختلفة.
2. إعادة توليد البيانات.
و لكنه يتفوق على مكرر الإشارة في الأمور التالية:
1. تجاوز قواعد المعيار 802.3 فيما يخص الحد الأعلى لعدد الأجهزة المسموح لها بالاتصال بالشبكة المحلية.
2. إعادة توليد البيانات و لكن على مستوى الحزمة.
3. توفير أداء أفضل للشبكة.
4.الوصل بين شبكات من تصاميم مختلفة مثل إيثرنت مع Token Ring و توجيه حزم البيانات بينها.
يمكن تفادي حدوث أزمة في الشبكات المزدحمة باستخدام جسر لتقسيم الشبكة إلى قسمين مما يوزع حركة المرور بينهما و يخفض من الازدحام على كل قسم و ستكون مهمة الجسر السماح بمرور حزم البيانات الموجهة من قسم إلى آخر بشرط أن يكون عنوان الوجهة في الحزم ينتمي إلى القسم الذي ستمرر إليه بمعنى أنه لا يسمح بمرور حزم البيانات المنتقلة من القسم الأول و لكن عنوان وجهتها يشير أيضا إلى القسم الأول فلا حاجة لتمرير هذه الحزم إلى القسم الثاني فيقوم الجسر بمنعها من المرور عكس مكرر الإشارة الذي سيقوم بتمرير هذه الحزم فالجسر يعمل على تحسين و زيادة فعالية الشبكة وتقوم بربط شبكات تعمل مع بروتوكولات مختلفة
تنقسم الجسور إلى نوعين:
1. داخلية:
تركب داخل جهاز الخادم ، و بعض أنظمة التشغيل تدعم استخدام أكثر من جسر داخلي في جهاز الخادم.
2. خارجية و تكون عبارة عن أجهزة مستقلة يتم تركيبها في الشبكة خارج الجهاز
آلية عمل الجسور في الشبكات :
تقوم علي مبدأ لكل جهاز عنوان يتم توجيه الحزم اليه وفقا لهذا العنوان
5 - الموجهاتROUTERS:
هو جهاز يستخدم لتوسيع الشبكة المحلية و يحقق اتصالا في البيئات التي تتكون من أقسام شبكات ذوات تصاميم و بروتوكولات مختلفة.
تقوم الموجهات بأعمال مشابهة للجسور منها:
1. فلتره حركة المرور بين أقسام الشبكة المختلفة.
2. ربط أقسام الشبكة معا.
و لكنها و بعكس الجسور:
- لا تسمح بمرور الرسائل الموجهة لجميع المستخدمين Broadcast Messages.
- توفر الموجهات تحكما أفضل بحركة المرور بين الشبكات. تستطيع الموجهات قراءة المعلومات المعقدة لعنونة الشبكة و التي تحملها حزم البيانات ، كما تستطيع أن توجه هذه الحزم عبر عدة شبكات و تقوم بذلك بتبادل معلومات محددة للبروتوكولات بين الشبكات المختلفة
- تقوم الموجهات أيضا بمشاركة معلومات التوجيه مع الموجهات الأخرى على الشبكة، وذلك يتيح لها استخدام هذه المعلومات لإعادة التوجيه حول روابط الشبكة الواسعة التي تفشل في تحقيق الاتصال، كما تستخدم هذه المعلومات لاختيار المنفذ و المسار الأنسب لتوجيه حزم البيانات التي تتلقاها.
- تستطيع الموجهات الربط بين الشبكات المحلية و الشبكات الواسعة بالقيام بترجمة بروتوكول TCP/IP أو بمعنى أدق ترجمة عنوان الوجهة في حزمة البيانات من صيغة يفهمها بروتوكول TCP/IP في الشبكة المحلية إلى صيغة يفهمها بروتوكول Frame Relay في الشبكة الواسعة.
- يقوم الموجه بمراقبة المسارات على الشبكة و تحديد أقلها ازدحاما لتوجيه حزم البيانات عبرها ، و في حالة أن أصبح هذا المسار الذي تم اختياره مزدحما في المستقبل فإنه من الممكن اختيار مسار آخر.
تستخدم الموجهات جداول التوجيه لتحديد عنوان وجهة الحزم التي يستقبلها.
يحتوي جدول التوجيه على المعلومات التالية:
1. جميع عناوين الشبكة.
2. كيفية الاتصال بالشبكات الأخرى.
3.المسارات المتوفرة بين موجهات الشبكة.
4. تكلفة إرسال البيانات عبر هذه المسارات.
- تتعرف الموجهات على أرقام الشبكات التي تسمح لها بالتحدث مع غيرها من الموجهات على الشبكة
- تتعرف كذلك على عناوين الشبكات التي تنتمي لها كل بطاقة شبكة.
أنواع الموجهات :
1. موجهات ساكنة Static.
2. موجهات ديناميكية Dynamic.
تتشابه الجسور مع الموجهات فيما يلي :
1. توجيه الحزم بين الشبكات.
2. إرسال البيانات عبر وصلات الشبكات الواسعة.
وقد نخلط بين الاثنين ولكن يمكن التفريق بينهما عن طريق حزم البيانات التي تساعد علي :
1.فهم ماهية الجسور و الموجهات.
2.التمييز بين الجسور و الموجهات.
3. اتخاذ القرار المناسب في اختيار الجسور أو الموجهات لتحقيق الغرض المطلوب.
ويمكن أن نستخدم الموجهات في الحالات التالية :
1. تحتوي أقسام الشبكة لديك على 20 جهازا أو أكثر.
2.كل الأقسام أو بعضها تستخدم بروتوكولات معقدة مثل TCP/IP.
3. تحتاج إلى توصيل شبكة LAN مع شبكة WAN.
6.البوابات gateway :
أدَّى عدم مقدرة الموجه (router) على ربط شبكات محلية تستخدم بروتوكولات مختلفة- إلى استخدام ما يدعى البوابة (gateway)، وهي مجموعة من الأجهزة والبرامج التي تربط بين شبكات تستخدم بروتوكولات مختلفة، إذ تنقل المعلومات وتحولها إلى صيغة تتوافق مع بروتوكولات الشبكة الأخرى.
فهي جهاز يربط بين نظامين يستخدمان:
1.بروتوكولات مختلفة.
2.تصميم متباين لحزم البيانات.
3. لغات مختلفة.
4. تصاميم مختلفة للشبكات.
لنأخذ مثالا على البوابات و ليكن بوابة البريد الإلكتروني :
أولا : تستقبل البوابة الرسالة في شكل معين.
ثانيا: تترجم الرسالة إلى شكل جديد يستطيع المستقبل استخدامه.
ثالثا: توجه الرسالة إلى مستقبلها.
تستطيع البوابات ربط الشبكات التي تعمل في بيئات متباينة مثل مزود ويندوز NT و شبكة أنظمة IBM و هي تفعل ذلك بأن تقوم بتسلم حزم البيانات من الشبكة الأولى ثم تقوم بإزالة كل معلومات البروتوكول منها ثم تعيد تشكيل الحزمة و تضيف إليها معلومات البروتوكول المستخدم في الشبكة المستقبلة ، إذاً ما تقوم البوابة به هو عملية تحويل كاملة من بروتوكول إلى بروتوكول آخر.
تعتبر البوابات ذوات مهمة محددة ، وغالبا يتم توفير مزود خاص في الشبكات الواسعة للعب دور البوابة و نظرا لأن العمليات التي تقوم بها البوابة من تحويل بين البروتوكولات يعتبر من الأمور المستهلكة لذاكرة و موارد الجهاز فإنه يستحسن أن يكون الجهاز القائم بدور البوابة مخصص فقط لهذه المهمة و أن لا توكل إليه مهام أخرى.
ومزايا البوابات :
1. تقوم البوابات بمهمتها المحددة بكفاءة و فعالية.
2. تخفف من الحمل على باقي الأجهزة.
أما العيوب فهي كالتالي :
1. أن مهامها محدودة للغاية.
2. بطئ عملها.
3. مكلفة الثمن.
طبقا لفلسفة التشبيك المركزي فان تكوينات الشبكة الواسعة تحتاج إلى خادم مركزي تمثل الخوادم المتاحة بالشبكات المحلية المكونة للشبكات الواسعة التي تستخدم بعض التجهيزات لتوسيع تلك الشبكات المحلية أو الربط بينها مثل الجسور و البوابات وتعمل عليها مجموعة من محطات العمل أو أجهزة الطرفيات التي تترابط فيما بينها عبر وسائط اتصال تستطيع نقل المعلومات عبر مئات الكيلومترات
منقول
19/4/2024, 23:26 من طرف ابو عبد الرحمن الزموري
>
