شبكات الحاسب: تعريفها .. أنواعها وتاريخها

محتويات

تعريف شبكات الحاسب

لا يعرف الكثير تعريف الشبكات فـ شبكات الحاسب عبارة عن نظام يربط بين جهازين أو أكثر من أجهزة الحاسب يتم من خلالها نقل المعلومات ومشاركتها، وتلك التقنية تشمل كل شيء في نظام الحوسبة بدايًة من الهاتف المحمول وحتى الخوادم، يتم توصيل تلك الأجهزة ببعضها والشبكات من خلال أسلاك أو ألياف ضوئية ولكن ذلك لا يعني أنها من الممكن أن تكون لاسلكية أيضًا. [1]

متى تم إنشاء أول شبكة للحاسب

في الستينات.

على الرغم من أنه تم إنشاء أول شبكة للحاسب الآلي في الستينات إلا أنه يعود تاريخ التكنولوجية الحديثة للشبكات لعام 1969، وذلك عندما أصبحت عندما أصبحت ARPANET هي شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة وهي أول شبكة حاسب متصله يتم إنشاؤها، قاموا الخبراء بتطبيق مجموعة من البروتوكولات TCP/IP للشبكة والتي أصبحت فيما بعد الإنترنت.

حيث تم تطوير ARPANET من قِبل وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة الـ ARPA، وهي عبارة عن مجموعة فرعية من تطويرات وزارة الدفاع الأمريكية، وقد احتاجت وزارة الدفاع إلى تطوير تلك الشبكات من أجل إبقاء خطوط الاتصال مفتوحة في حالة قررت الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي تبادل الأجهزة النووية، في بداية سطوع شبكة ARPANET أحدث ثورة في عالم الاتصالات وذلك لأنها كانت تتم تستخدم عن طريق تبديل الحزم بدلاً من الاتصالات المباشرة.

فكان يتم تنسيق البيانات التي يتم إرسالها من خلال نظام تبديل الحزم في حزم أخرى بعنوان الجهاز الموجه إليه البيانات، ثم يتم إرسالها إلى الشبكة والتقاطها من خلال جهاز آخر، بعد ذلك يقوم العنوان المسجل في البروتوكول بإخبار الجهاز بمكان إرسال الحزمة وبتلك الطريقة تصل المعلومات إلى مكانها المقصود.

في عام 1986، قامت شركة Datapoint بتطوير شبكة ARCNET، لتُصبح شبكة محلية أو LAN، وذلك التطوير أصبح ذلك النظام أول نظام شبكي متاح على نطاق واسع حيث تم استخدامه في الثمانينات بكثرة وذلك كان على عكس الشبكات الأخرى التي تتطلب أن تكون جميع أجهزة الحاسب المتصلة بالشبكة مرتبطة. [2]

أنواع شبكات الحاسب

شبكة المنطقة الشخصية PAN.
LAN.
CAN.
MAN.
WAN.

هناك خمسة أنواع رئيسية من شبكات الحاسب الآلي وهم:

شبكة المنطقة الشخصية PAN: من أنواع شبكات الحاسب الأساسية ولكنها تقتصر على شخص واحد فقط، أي أن الاتصال بين أجهزة الحاسب الآلي يتركز فقط على مساحة عمل فرد واحد، ومع ذلك تقدم شبكة PAN نطاق شبكة يتراوح من 1 إلى 100 متر من الشخص المستخدم إلى الجهاز الذي يوفر الاتصال، تتميز تلك الشبكة بقوة نقلها العالية وصيانتها السهلة وتكلفتها المنخفضة.

شبكة المنطقة المحلية LAN: من أكثر الشبكات استخدامًا فتقوم بربط أجهزة الحاسوب من خلال مسارات اتصالات مشتركة ولكنها موجودة داخل منطقة محدودة وذلك ما جعل منها محلية.

فتشمل الشبكة المحلية جهازين حاسوب أو أكثر متصلين خلال خادم، ولكنها تشمل الـ Ethernet وWi-fi، ويصل توصيلها إلى 2 كيلومتر كما تتميز بسرعة نقل عالية وتكلفة منخفضة، ومن الأمثلة المعروفة عن الشبكات المحلية الشبكات في المدارس والمنازل والمكات والكليات.

شبكة منطقة الحرم الجامعي CAN: تلك الشبكة أكبر من LAN ولكنها أصغر من MAN وهذا النوع من شبكات الحاسوب يتم استخدامه في الأماكن التي تحتاج تغطية أعلى من المنازل مثل المدارس والكليات، ولكنها مازالت تغطي منطقة محدودة من المناطق أي أنها تنتشر خلال عدد مباني محدد داخل الجامعة.

ولكن يمكن فيها استخدام تقنية الـ Ethernet بشكل أساسي بمدى يتراوح من 1 كيلومتر إلى 5 كيلومتر، هي أيضًا من الشبكات التي تتمتع بتكلفة صيانة معتدلة وسرعة نقل عالية مثل سابقة.

شبكة المناطق الحضرية MAN: تتميز بكونها أكبر من شبكة LAN ولكنها أصغر من شبكة WAN، فتقوم بربط عدة أجهزة للحاسب الآلي في مدن مختلفة من خلال مسار اتصال مشترك، ويتم استخدام ذلك النوع من الشبكات في الـ FDDI وCDDI وATM كنوع من أنواع التقنية التي تتراوح بمدى من 5 كيلومتر إلى 50 كيلومتر، ولكن من عيوب تلك الشبكة أنها تنتقل بسرعة متوسطة كما أنها صعبة الصيانة وذو تكلفة عالية.

شبكة واسعة النطاق WAN: هي نوع من شبكات الحاسوب التي تربط عدة أجهزة خلال مسافة كبيرة في مسارات اتصال مشتركة يمكن أيضًا تعريف WAN على أنها مجموعة من الشبكات المحلية التي تتصل مع بعضها البعض بمدى يزيد عن 50 كيلومتر، ولكن من ضمن عيوبها أنها تنتقل بسرعة منخفضة وذات صيانة عالية وتكلفة باهظة الثمن.[3]

مكونات شبكات الحاسب

أجهزة الشبكة.
الروابط.
بروتوكولات الاتصال.

يتم بناء اساسيات الشبكات للحواسب من كتلتين أساسيتين تندرج تحتهما عدة طرق أو روابط تعمل على تشغيل الشبكة وإليك هم:

أجهزة الشبكة: عبارة عن عدة أجهزة يتم ربطهم ببعض وتشمل ما يلي:

الخوادم.

يتم من خلالها جميع العمليات الحسابية وتخزين البيانات والمهام.

أجهزة التوجيه.

يتم من خلالها إعادة توجيه الحزم بين الشبكات، أي أنها عملية تحديد مسار الشبكة التي تمر من خلالها حزم البيانات.

المحولات.

عبارة عن أجهزة إعادة إرسال ذات منافذ متعددة تعمل على تمرير البيانات إلى أي منفذ متاح ومنها منفاذ الجسور التي تعتبر من أكثر المحولات ذكاءً حيث تقوم بتمرير البيانات إلى الوجهة المطلوبة بالضبط.

البوابات.

البوابات عبارة عن أجهزة تعمل كالبوابات بين شبكتين مختلفتين كما أنها تُمثل الحماية لأجهزة الخوادم والمحولات.

الروابط: عبارة عن وسائل نقل تتكون من نوعين هما:

سلكية.

تشمل أمثلة التقنيات السلكية المستخدمة في شبكات الكابلات المحورية وخطوط الهاتف والكابلات المزدوجة والألياف الضوئية.

لاسلكية.

يمكن إنشائها من خلال الراديو أو الإشارات الكهرومغناطيسية مثل أقمار الاتصالات والشبكات الخلوية وتستخدم تلك التقنية في حالة إنشاء اتصال داخلي في منطقة صغيرة.

بروتوكولات الاتصال: بروتوكول الاتصال عبارة عن مجموعة من القواعد تتبعها عدة طبقات تُستخدم في نقل المعلومات مثل:

طبقة الوصول إلى الشبكة.

تعمل على تحديد نقل البيانات إلى الأجهزة الأخرى من خلال الأسلاك والألياف المادية.

طبقة الإنترنت.

من الطبقات المسؤولة عن تعبئة البيانات في حزم والسماح لها بالإرسال والاستقبال.

طبقة النقل.

تضمن الحفاظ على المحادثات واستقرار الشبكات وجودتها.

طبقة التطبيق.

تحدد هذه الطبقة كيفية جعل التطبيقات عالية المستوى من أجل الوصول إلى الشبكة لبدء نقل البيانات. [1]

فوائد شبكات الحاسب

لقد تم إنشاء شبكات الحاسب الآلي بعد الكثير من عمليات التحليل ولذلك سوف يكون من الجيد معرفة مزاياها وإليك هي:

تعزيز الاتصالات وتوافر المعلومات.
سهولة مشاركة الملفات والبيانات.
المشاركة المناسبة للبيانات.
تعزيز الأمن وحماية البيانات.
الإدارة المركزية والتحكم.
المرونة العالية.
أسعارها الملائمة.
تعزيز سعة التخزين.
قابلية التوسع.
التنوع.

عيوب شبكات الحاسب

على الرغم من مزايا شبكات الحاسوب الكثيرة والخدمات التي توفرها، إلا أن لها بعض العيوب التي يجب معرفتها لرُبما يتم تجنبها أو معالجتها فيما بعد، وفيما يلي سوف نتعرف على عيوب شبكات الحاسب وإليك هي: