|
Components of Networks
تتكون الشبكة من العتاد hardware والبرمجيات software . يتكون العتاد الرئيس للشبكة من الحواسيب وبطاقات مواجهة الشبكة network interface cards (NICs) أو الموائمات adapters ، بالإضافة إلى نظام الكابلات الذي يربط بين العتاد. أما البرمجيات فتتمثل في نظام تشغيل المزود server operating system وبروتوكولات الاتصال communication protocol ومسيرات بطاقات مواجهة الشبكة network interface card drivers .
المزودات Servers
يمكن تخصيص أي من الحواسيب النضدية desktop computers ليقوم بدور المزود في الشبكات المحلية. يقوم الحاسوب المزود computer server بإتاحة مصادر الحوسبة لجميع المحطات المتصلة بالشبكة، إذ يتم في هذا المزود تخزين كل من البرمجيات التطبيقية application software ونظام تشغيل الشبكة network operating system (NOS) وبرمجيات إدارة شبكة الأقراص المدمجة CD-ROM network management software والبرمجيات التطبيقية لتشغيل الأقراص المدمجة CD-ROM application software وبرمجيات الاتصالات communication software وبعض برمجيات الإتاحات الأخرى utilities software .
تشتمل الشبكات - في بعض الأحيان – على عدد من المزودات التي يقوم كل منها ببعض الوظائف المختلفة، فمثلاً يُخصص أحد المزودات لإدارة الملفات files management ، والثاني لإدارة وظائف الطباعة، بينما يُخصص المزود الثالث لضبط عملية الاتصالات، والمزود الرابع لخدمات الأقراص المدمجة … إلخ، وقد يُكتفى بمزود واحد أو اثنين لجميع هذه الوظائف كما هو الحال في الشبكات التي تستعمل نظام تشغيل الشبكات المتضمن modular network operating system مثل نظام نوفل للشبكات Novell netware .
يعمل المزود على إتاحة جميع البرمجيات والعتاد ومصادر المعلومات والموصلات طويلة المدى وخدمات الاتصالات لجميع الحواسيب المتصلة بالشبكة، لهذا ينبغي أن يتميز هذا المزود بكونه يشتمل على أفضل المعالجات الدقيقة microprocessor والذاكرة memory, cache والقدرة التخزينية للقرص disk storage ومصادر القوى power supplies . وبعبارة أخرى فإن المزود يكون في العادة أكثر تميزًا من باقي الحواسيب المتصلة بالشبكة.
يُدير المزود نظام تشغيل الشبكة مثل نظام مايكروسوفت Microsoft LAN manager ونظام نوفل Novell’s NetWare وهما عبارة عن برامج لتكوين إطار خاص حول نظام تشغيل القرص DOS لتنقية الأوامر قبل وصولها إلى نظام تشغيل قرص المزود .
وتجدر الإشارة إلى أنه في واقع الأمر لا تُعد جميع المزودات من المكونات المادية لعتاد الشبكة – كما يغلب الظن – بل إن بعض المزودات عبارة عن برمجيات تسمى المزودات البرمجية software based servers مثل مزود الطباعة print server ومزود البريد الإلكتروني البعيد remote e-mail server .
العملاء أو محطات العمل Clients or Workstations
يعمل الجزء الخاص بالعملاء في برنامج نظام تشغيل الشبكات على إعادة توجيه طلبات الشبكة الواردة من المستفيدين إلى المزود عن طريق بطاقات مواجهة الشبكة ونظام الكابلات . حيث يستطيع المستفيد من خلال محطة العمل الوصول إلى المعلومات المتاحة بالشبكة، ومن الممكن عمليًّا استعمال محطة عمل من أي نوع من نظم الحواسيب المتوافقة مع الآي بي إم IBM أو الماك MAC أو اليونكس UNIX ، ومن الضروري عند اختيار محطة العمل أن يوضع في الحسبان أن معظم عمليات المعالجة تتم في ذاكرة محطة العمل، لذلك يجب أن يكون لها القدرة على التعامل مع البرامج التطبيقية والخدمات التي تقدمها الشبكة للمستفيدين منها، فعلى سبيل المثال يجب اختيار محطة العمل القادرة على تشغيل نظام النوافذ Windows إذا كانت تطبيقات الأقراص المدمجة بالشبكة تعمل تحت مظلة هذا النظام، وبتعبير آخر فإن برنامج الشبكات المخطط له يؤثر بدرجة كبيرة على أنواع حواسيب محطات العمل، كما يجب أن يوضع في الحسبان أن التطوير المستقبلي للبرمجيات يتطلب حواسيب ذات إمكانات أكبر من حيث القوة والسرعة والقدرة التخزينية، لذلك ينبغي اختيار نظام الحاسوب الذي يصلح للاستخدام خلال عدة سنوات قادمة وإمكانية ترقيته upgrading بإضافة الذاكرة ومضاعفة مساحة التخزين وزيادة سرعة المعالج.
نظام الكابلات Cabling System
يتم الاتصال بين حواسيب الشبكة من خلال قنوات مادية مثل الكابلات أو غيرها من وسائط الاتصالات مثل موجات الراديو أو أشعة الضوء تحت الحمراء. وتتوقف سرعة نقل البيانات على نوع قناة الاتصال وتقاس هذه السرعة بالميجابت/ثانية .
يربط نظام الكابلات بين جميع المحطات والمزودات وباقي الأجهزة المكونة للشبكة بواسطة بطاقات الاتصال، ويُطلق على نظام الكابلات التعبير: وسيط النقل transmission media .
أما في حالة الشبكات اللاسلكية wireless networks التي يستعمل فيها موجات الراديو أو الأشعة تحت الحمراء فتستعمل الهوائيات antennas بدلاً من الكابلات .
يوجد ثلاثة أنواع من الكابلات هي:
- الكابلات المحورية coaxial cable (coax) وهي الكابلات التقليدية (مثل كابلات التلفزيون) التي تنقل الصوت والبيانات والفديو بمعدل يتراوح بين (10 إلى 20 ميجابت/ثانية)، ويوجد منها النوعان الرفيع أوالسميك thin or thik coax .
- الكابلات مزدوجة الدوران twisted-pair cable التي تتكون من سلكين معزولين يدوران حول بعضهما، يُستعمل أحد السلكين في نقل البيانات ويُستعمل السلك الثاني في استقبال البيانات. يُعد النوع النحاسي من الوسائط البطيئة، بينما تبلغ سرعة نقل البيانات في النوع المعياري المُدعم 100 ميجابت/ثانية.
- كابلات الألياف البصرية fiber-optic cable تتكون من زوج من الشعيرات الزجاجية أو البلاستيكية المعيارية الرقيقة والمحاطة بالألياف المعزولة، وهي تصلح لنقل الصوت والبيانات والفديو، وتُعد أفضل الحلول لإنشاء العمود الفقري للشبكات، وتزيد سرعة نقل البيانات فيها على 100 ميجابت/ثانية.
بطاقة مواجهة الشبكة Network Interface Card
لا يمكن الاعتماد على الكابلات فقط في الربط بين الحواسيب المكونة للشبكة المحلية، بل يحتاج توصيل هذه الكابلات إلى لوحات دوائر الاتصالات circuit boards التي يتم تثبيتها في إحدى الفتحات المخصصة داخل جميع حواسيب الشبكة، وهي تُعرف ببطاقات مواجهة الشبكة (NICs) أو بطاقات التحكم controller cards ، يتم الاتصال عندما تُرسل المحطات إشارات أو تستقبلها بواسطة الكابلات من خلال بطاقات المواجهة، وتحتوي هذه البطاقات على برامج تقوم بتحويل البيانات إلى إشارات قصيرة مكتنزة chunks of signals تُسمـى الحزم packets وتسمى هـذه العملية بتشكيل البيانات format of data .
تثبت هذه البطاقات في فتحات مستقلة slots داخل كل حاسوب من حواسيب الشبكة بما فيها المزودات ومحطات العمل، كما يوجد موائمات يمكن وصلها على التوازي بمخارج الطابعات بدلاً من البطاقات ، كما تُستعمل هذه الموائمات لربط الحواسيب المعملية laptop computers وينبغي الإشارة إلى وجود بعض الحواسيب التي تشتمل في تصميمها على بطاقات الشبكة (built-in) ، ولكن يُنصح بشرائهما منفصلين نظرًا لأن نوعية هذه البطاقـات تختلف باختلاف نوعية الشبكة (إيثرنت Ethernet والتوكن رنج token ring والأركنت ARCNET وغيرها) .
تقوم هذه البطاقات بوظائف الاتصال بين أطراف الشبكة، فعندما يُرسل أحد حواسيب الشبكة بيانات إلى حاسوب آخر تقوم البطاقة بإجراء مصافحة بينهما وفقًا لعدد من مؤشرات الاتصالات comm. Parameters التي تشتمل على سرعة النقل transmission speed ، وحجم حزمة البيانات data packet size ، ومؤشرات الوقت timeout ، وحجم الحاجز buffer size ، ثم تقوم هذه البطاقات بتجزئة هذه البيانات إلى حزم packets يضاف إليها بعض المعلومات مثل عنوان المصدر source address (عنوان الحاسوب المصدر) وعنوان المرسل إليه destination address (عنوان الحاسوب المرسل إليه) وتعتمد طريقة انتقال حزم البيانات عبر الشبكة على نوع الشبكة type of network . تنتقل حزم البيانات في بعض نظم الشبكات من محطة إلى أخرى، حيث تقوم كل محطة بفحص هذه الحزم ثم تمريرها إلى المحطة التالية إذا كانت لاتخص هذه المحطة . . . وهكذا حتى تصل إلى المحطة المعنية.
أجهزة الربط الشبكي connectivity devices
تُستعمل أجهزة الربط - عند الضرورة - في حالة نمو الشبكة واتساعها لتتضمن أكثر من مبنى أو منطقة جغرافية واسعة، ولا تحتاج الشبكات الصغيرة لهذه الأجهزة .
تشتمل أجهزة الربط على المرددات repeaters والجسور bridges ومحددات السير routers والمحددات القنطرية brouters والمفرعات hubs والبوابات gateways .
عند توصيل شبكتين معًا فإنه يُطلق على هذه العملية التشبيك الداخلي internetworking ويتم في هذه العملية الربط بين الشبكتين بواسطة أجهزة تحويل الحزم الذكية intelligent packet switches devices مثل الجسور ومحددات السير. تعمل أجهزة توصيل الحزم على نقل البيانات بين الشبكتين، كما أنها تُستعمل لتقييد الاتصال بين بعض محطات الشبكة وغيرها من المحطات والمزودات الموجودة على الجانب الآخر .
العمود الفقري للشبكات المحلية Backbone LANs
عند وجود عدد من الشبكات المحلية في مبنى واحد، أو في عدد من المباني المتجاورة، فإنه يمكن الربط
بين هذه الشبكات بواسطة عمود فقري مركزي (الشكل رقم1)
العمود الفقري للشبكة عبارة عن مجموعة من الشبكات المحلية الصغيرة التي تم توصيلها معًا بواسطة أجهزة الربط مثل الجسور ومحددات السير. يسمح هذا البناء بالاتصال بين الحواسيب الموجودة في أحد المباني بغيرها من الحواسيب في المباني الأخرى.
تعمل أجهزة الربط على توصيل الشبكات المحلية بالعمود الفقري لمجموعة الشبكات، وتُعد كل شبكة محلية في هذه الحالة بمثابة شبكة فرعية subnetwork ، حيث تنتقل حزم البيانات بين محطات الشبكة الفرعية أو من شبكة إلى أخرى وفقًا للمسار المحدد لكل حزمة، وقد يتضمن المسار المحدد عددًا من المحطات والمزودات في عدد من الشبكات المتصلة بالعمود الفقري.
تُستعمل أجهزة التشبيك الداخلية internetworking devices في الربط بين العمود الفقري لمجموعة الشبكات المحلية والشبكات المحلية البعيدة remote LANs التابعة للمؤسسة نفسها؛ وتسمى في هذه الحالة شبكة المشاريع enterprise network . تقوم أجهزة التشبيك الداخلية – على المنوال نفسه – بتمرير حزم الإشارات إلى وجهتها المحددة بإحدى أو بعض الشبكات المكونة للشبكة الأم.
تُستعمل نظم كابلات الألياف البصرية مثل Fiber Distributed Data Interface (FDDI) في إنشاء العمود الفقري، وتجدر الإشارة إلى أن ربط المزودات مباشرة بالعمود الفقري يُعطي للمستفيدين من الشبكات العالمية نتائج أفضل من ربطها بين أطراف الشبكات الفرعية. يُجهز كل مزود – في هذه الحالة – بموائمين adapters ؛ يخصص أحدهما للربط مع العمود الفقري، بينما يُخصص الثاني للربط مع الشبكة المحلية.
الربط بالشبكة الدولية Internet Connection
يُعد ربط الشبكة المحلية بالشبكة الدولية خطوة مؤثرة لتوسيع قاعدة الخدمات التي تقدمها المكتبة، حيث تُتيح الشبكة العنكبوتية العالمية World Wide Web (WWW) خدمات البريد الإلكتروني e-mail وإتاحة الوصول إلى أعداد لا نهائية من قواعد البيانات التي تتيحها المؤسسات العلمية والثقافية والاقتصادية في مشارق الأرض ومغاربها، وذلك من خلال الصفحات الإلكترونية Home pages التي تُتيحها هذه المؤسسات.
يتم الدخول إلى شبكة الإنترنت عن طريق مانح للخدمة service domain، ويتم الاتصال بهذا المانح بواسطة المودم عن طريق خطوط الهاتف telephone lines أو عن طريق خط هاتفي مكرس (مخصص) leased telephone line أو بواسطة توصيل كابل مباشر يصل بين الشبكة المحلية والمانح، ومن نافلة القول إن وضع ضوابط لاستعمال الشبكة المحلية عامة والشبكة الدولية خاصة والمتطلبات المالية لتكاليف هذا الاتصال يُعد من الإجراءات التي تؤخذ في الحسبان قبل تقديم هذه الخدمة