نظرة عامة على الشبكات : في العقد الثامن من القرن العشرين ( 1980 ) بدأت ظهور أجهزة الحواسب الصغيرة ( Micro Computer ) والتي تسببت في تغييرات كبيرة جدا في مجال الأعمال ( Business ) والصناعة وذلك بإعطاء المستخدمين القدرة على الاستفادة من الحواسب والموارد والمعلومات الغير مرئية بالنسبة للمستخدمين وذلك من خلال الشبكات. وقد استمرت الآلة الكاتبة في الخدمة والعمل المستمر لمدة حوالي 100 عام ولم تخرج من الخدمة سوى بعد ظهور تلك الحواسب الصغيرة والتي سميت الحواسب الشخصية ( Pc ) . وفى العقدين السادس والسابع من هذا القرن ( 1970 - 1960 ) كانت أنظمة المعلومات لشركة معينة يتم إدارتها من خلال تخزينها على حاسب مركزي رئيسي ( Main Frame ). وهذه الأنظمة يتم السيطرة عليها وتطويرها من خلال قسم نظم المعلومات المتواجد داخل الهيئة / المؤسسة .... ولكن التكلفة المالية لمثل هذه الأنظمة عالية جدا والمستفيدين لا يستطيعوا الاستفادة بصورة كاملة من هذه الأنظمة. وأصبح كل هذا قد تغير بمجرد ظهور الحاسبات الصغيرة ( Mini computer) والتي سمحت لكل قسم في داخل المؤسسة أن يمتلك نظام كمبيوتر داخلي وتكلفته ضئيلة جدا بالنسبة للحاسبات المركزية (Main Frame). وقد ترتب على ذلك ان الحاسبات الشخصية (Pc) قد ظهرت في السوق وتسببت في ظهور المستخدم الذى يعمل منفرد وغير مرتبط بأى مستخدم أخر. ومع ذلك فإن أنظمة المعلومات المعتمدة على الحاسبات الشخصية ليس من السهل أن تكون متاحة لأكثر من مستخدم بالإضافة إلى أن المعلومات الهامة والمفيدة لأكثر من مستخدم تم توزيعها على أكثر من حاسب شخصي لا يوجد اتصال بينهم مثل الحاسبات المركزية. لذلك كان لابد من الرجوع إلى الخلف حيث أنظمة المعلومات المركزية وهذا قد حدث في منتصف العقد الثامن ( 1980) وبداء ربط الحواسب الشخصية مع بعضها البعض لتكون شبكة كمبيوتر (COMPUTER Network) والتي فيها يتم تخزين الملفات على نظام مركزي بحيث أن تكون متاحة للمستخدمين من خلال أجهزة الحواسب الشخصية كما بالرسم . وهنا نجد عدة ميزات لنظام شبكة الكمبيوتر إذا ما تم مقارنته مع نظام الحاسب المركزي وهى أن في شبكات الكمبيوتر عدد من الحواسب الشخصية يمكن لها استخدام أو الحصول(ACCESS ) على ملفات من الخادم الرئيسي( SERVER) ولكن كل من هذه الحواسب الشخصية يمتلك إمكانية) تشغيل (PROCESSING) منفصلة عن الخادم الرئيسي . ولكن في أنظم( الحاسب المركزي MAIN FROME يوجد نهايات طرفية لا تمتلك أي إمكانية تشغيل (PROCESSING ) وكل شيء محمل على الحاسب المركزي ( MAIN FROME ) . وأيضا في أنظمة الشبكات يتم تحقيق(distributed procession system ) وذلك لان كل حاسب شخصي على الشبكة يمتلك إمكانية تشغيل وتخزين منفصل وبالتالي فأن الخادم(server ) لا يكون محمل أو مثقل بتقدم إمكانية تشغيل لكل حاسب على الشبكة وهذا يؤدى إلى تحقيق توازن في العمل على الشبكة . الحاسبات المتواجد على الشبكة تسمى(nodes or workstation ) وحيث أنها تمتلك إمكانية تشغيل وذاكرة تخزين بيانات فأنها لاتحمل على الخادم وتستطيع تنفيذ كل من المهام الصعبة والبسيطة على ما تمتلكه الحاسبات من إمكانيات تشغيل وذاكرة تخزين . وهنا في شبكات الكمبيوتر فأن الخادم(server ) يتم استخدامه لعمل الأتي : 1- تخزين واسترجاع الملفات 2- إدارة الشبكة 3- إدارة المستخدمين 4- تحقيق الأمن(security) وكل حاسب شخصي (pc) على الشبكة له القدرة على الدخول(logon ) على الخادم (server ) للحصول على برنامج وبيانات معينة بالإضافة مثلا لاستخدام أحد تطبيقات الشبكة وهو البريد الإلكتروني( E- mail ) وهكذا نجد ان أنظمة الحواسب المركزية(main frame ) ولكنها تستخدم في أنظمة المعلومات المعقدة والتي تحتاج إلى قوة تشغيل(processing power ) اكبر وتستطيع أيضا أن تضع الحاسبات المركزية ( main frame ) وكأنها جزء من شبكة حاسبات كبيرة. واستخدام الشبكات يؤدى إلى توفير كثير من الجهد وإنجاز العمل بصورة أفضل لازدياد الحاجة إلى تبادل المعلومات والبيانات بين الوحدات المكونة لأي مؤسسة أو بين المؤسسات وبعضها البعض . وفى هذه المذكرة سوف نوضح ما هى شبكة كمبيوتر computer network وبعض المبادئ الأساسية والمصطلحات الخاصة بهذا المجال . - لماذا يتم إنشاء شبكات الكمبيوتر ؟ - ما هى الشبكات ؟ - لماذا يتم إنشاء شبكة كمبيوتر ؟ - ما هى الفوائد التي تعود علينا باستخدام الشبكات ؟ الإجابة على هذه الأسئلة سوف تساعدنا في بناء فهم دقيق وجيد للشبكات . الشبكة هى أول نظام اتصالات وضع لربط الحاسبات مع بعضها البعض وكذلك موارد الحاسبات بنفس الطريقة التي تتم لربط التليفونات مع بعضها البعض من خلال السنترالات. واحد أهم الأهداف من شبكات الكمبيوتر هو أن يتم ربط موارد الشبكات مع بعضها البغض كما يتم تبادل المحادثات التليفونية من خلال شبكة التليفونات . ولا يأخذ في الاعتبار إذا كانت موارد الشبكات في نفس المبنى أو خارجه ومن الموارد الموجودة في الشبكات آلات الطباعة - plotters - وحدات التخزين ......... وبالتالي فأن الشبكات تقلل المسافات وتعطى إمكانية للمستخدم للحصول على معلومات في أي مكان كانت . أي أن الشبكات قد وضعت مبدأ جديد وهو الاتصال بدلا من الانتقال . وفى معظم المؤسسات والهيئات أو المصانع أو البنوك يوجد لديهم أجهزة كمبيوتر مثل الحواسب الشخصية ( pc) أو minicomputer أو الحاسبات المركزية mainframe وكذلك نهايات طرفية متواجدة في مكان ما فالشبكات قد قدمت طريقة ملائمة جداً لربط هذه الأنظمة المختلفة مع بعضها في نظام اتصال ممتزج مع بعضه . والتطور تكنولوجيا الشبكات قد سمح للأنظمة الكمبيوتر التي تعمل في بيئات العمل مختلفة بأن تربط مع بعضها ومن أهم الأسباب التي أدت إلى إنشاء شبكات كمبيوتر هو الأتي : 1- المشاركة في البرامج والبيانات Program and file sharing المشاركة في موارد الشبكات NETWORK RESOORCE SHARING
إنشاء أجهزة الحواسب الشخصية ( PC) ECONOMICAL EXPANSION OF THE PC BASE القدرة على استخدام برمجيات على الشبكة ABILITY TO USE NETWORK SOFTWERE البريد الإلكتروني ELECTRONIC MAIL إنشاء مجمعة العمل CREATION OF WORKGROUP الإدارة المركزية CENTERALITED MANAGMENT التأمين SECORITY الدخول على أنظمة التشغيل ACCESS TO OTHER OPERATING SESTEM تحسين التعاون البنائى ENHANCEMENT OF CORPORATE STRUCTURE
المشاركة في البرامج والبيانات PROGRAM AND FILE SHORING عند شراء البرمجيات التي يمكن ان تكون متاحة على الشبكة لأكثر من مستخدم فأن تكون أرخص من حيث السعر . البرامج والبيانات الخاصة بها يمكن تخزينها على ( FILE SERVER) وتصبح متاحة لأي مستخدم من الشبكة وحيث أن المستخدم يمكن أن يقوم بتخزين الملفات إلى ( PERSONAL DIRECTORIES ) وايضاً يستطيع تخزين الملفات على ( PUBLIC DIRECTORIES ) بحيث أي مستخدم أخر أن يقرأه ويعدل فيه . وأحد أهم التطبيقات التي يمكن أن تكون موجودة على الشبكة هى قواعد البيانات ( database) ويستطيع اكثر من مستخدم الاستفادة من قواعد البيانات وفى نفس الوقت . وهناك أيضاً وسائل لتأمين قواعد البيانات بحيث أن يقوم مدير النظام بعمل ( record lock) بحيث يمنع أكثر من مستخدم من التعديل في هذا السجل في نفس الوقت .
2- المشاركة في موارد الشبكات : network resource sharing من موارد الشبكات التي يمكن المشاركة فيها بحيث أن يقوم اكثر من مستخدم باستخدامها مثل : Printers, plotters, storage devices and computing systems. (Mini computers and main frames,…..)
3- إنشاء أجهزة الحواسب الشخصية الرخيصة Economical Exousion of the pc base الشبكات أيضا تقوم بعمل نشر أو توزيع لأجهزة الحواسب الشخصية (pc) والتي لا تمتلك أقراص تخزين (Diskless) وتعتمد عملها على تخزين الملفات والبيانات على خادم الملفات (file server)
4- القدرة على استخدام برمجيات على الشبكة : Ability to use network soft word من أشهر البرمجيات المستخدمة على الشبكة هو أنظمة قواعد البيانات وكذلك البريد الإلكتروني .وهناك نوع جديد يسمى ( group ware ) وقد أصبح متاح حاليا وهو عبارة عن مجموعة من المستخدمين يستطيعوا أن يتحدثوا مع بعضهم البعض في مجال اهتمام معين
5- البريد الإلكتروني :Electronic - mail يستخدم البريد الإلكتروني في إرسال واستقبال رسائل ووثائق من والى مستخدمي واحد أو مجموعة من المستخدمين على الشبكة . وفية يستطيع المستخدم تحقيق اتصال مع مستخدم أخر في سهولة ويسر
6- إنشاء مجموعات العمل :erection of work groups من الممكن أن يكون هناك مجموعات من المستخدمين في قسم ما أو مخصصين لتنفيذ مهمة معينة . فأن الشبكات تسمح لمجموعات المستخدمين بتخصيص جزء من مساحات التخزين المتاحة لهذه المجموعات على أن تكون غير متاحة لأي مستخدم أخر خارج هذه المجموعات ويمكن إرسال رسائل إلى كل عضو في هذه المجموعات وذلك بإرسال الرسائل إلى اسم المجموعات ( group name ) وليس لكل مستخدم على حدة
7- إدارة مركزية : Centers lizdx نتيجة لان معظم الموارد على الشبكة موجودة بجوار الخادم فأن الإدارة تصبح سهلة . وبالتالي فأن عمليات ( Backup ) تتم في مكان واحد فقط مما يسهل هذه العملية .
8- التأمين : Security يستطيع مدير النظام بتحديد مساحات عمل (working area ) خاصة لكل مستخدم على الشبكة . وكذلك استخدام الحاسبات التي لا تمتلك وحدات تخزين ( Disk less ) تحمى البيانات من إنزالها (Down lood) إلى الاقراص . وكذلك قيود الدخول (logon restriction ) على الشبكة يمكن تطبيقة .
9- القدرة على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها : Access to other operating system التطور في تكنولوجيا الشبكات أصبح قادر على ربط أنظمة تشغيل مختلفة مع بعضها البعض مثل . os/2 معmacintosh
10- تحسين التعاون البنائي : Enchancement of corporate strueture الشبكات يمكن أن تحدث تغير في الشكل البنائى والتنظيمي للهيئة أو المؤسسة وكذلك بتقليد مجموعات العمل في الأقسام إلى مجموعات عمل حقيقية على شبكات الكمبيوتر . مكونات الشبكة :Components of a network تتكون شبكات الكمبيوتر من((soft wore $ hard ware .المكونات الأساسية للشبكات كالآتي : خادم ( server ) محطات عمل ( works stations ) كروت شبكات ( Network Interface card ) كبلات ( cabling system ) موارد المشاركة ( shared resource & peripherals )
أ-الخادم ( server ) هو الخاص بتشغيل الشبكة ( Network operating system ) ويقدم خدمات لكل محطات العمل الموجودة على الشبكة .من الخدمات التي يقدمها تخزين الملفات . إدارة المستخدمين . التأمين . الأوامر الخاصة بالشبكات . إدارة النظام .
ب- محطات عمل ( works stations ) عندما يتم ربط جهاز كمبيوتر على شبكة يصبح هذا الكومبيوتر عضوا في هذه الشبكة ويسمى ( works stations ) . ومحطات العمل يمكن أن تعمل بنظام ( windows or dos or macintosh or os/2) 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 . ومحطات العمل هذه تعتبر رخيصة الثمن وتقدم طريقة تأمين لان المستخدم لا يستطيع إنزال أي ملفات على المحطة الخاصة به . كروت الاتصال network interface cart كل جهاز كمبيوتر لابد ان يمتلك وسيط اتصال معين يسمي كروت الاتصال (nic) وذلك لربط الجهاز علي الشبكة وهذا الكارت يمكن ان يكون جزء أساسي من الجهاز (buic-in) أو يمكن ان يكون بند جديد يضاف علي الجهاز وهناك انواع كثيرة من الكروت ويتوقف تصدير النوع المستخدم على الشبكة المستخدمة - الكبلات cabling system الكبلات هي عبارة عن الأسلاك المستخدمة لربط الخادم مع محطات العمل مع بعضها البعض لتكوين الشبكة 0ومن أنواع هذه الكبلات 1-caaxiaicableمثل التي تستخدم في اريال التليفون 2-twistedpair في التليفون 3-fiber optic ولكنها غالية الثمن جدا وتعمل بسرعة علية
موارد الشبكة shered resoorcacud periphrais من الموارد المستخدمة في الشبكات 1- وحدات التخزين الملحقة مع الخادم 2- الالات الطباعة prin tevs 3- الالات الرسم plo tlers 4- واى معدات اخرى يمكن استخدامها على الشبكة 5- كيف يتم بناء السبكة ؟ معظم المؤسسات والهيئات يمتلكون أجهزة حواسب شخصية ومعدات أخرى في مكان ما ، معظم المعدات والتجهيزات اللازمة لعمل توصيلات للأنظمة الاحرى يجب أن تشترى . ربط الشبكة يتم من خلال كروت الاتصال في كل حاسب شخصي (pc ) وكذلك في الخادم ويتم ربطهم مع بعض باستخدام الكابلات . بناء أو تركيب الشبكات يعرف من خلال الكابلات بالإضافة إلى القواعد والطرق المستخدمة لاتاحة الكابلات لاجهزة الحواسب .
كروت الاتصال : ( Network Interface card ) يوجد العديد من أنواع كروت الاتصال المختلفة . ويمكن أن تختار من الانواع المختلفة ما تحتاجة اعتمادا على كيف سيتم تركيب وربط الشبكة . ومن أشهر ثلاث أنواع ( ARCNET , TOKNRING , ETHERNET ) ومنذ حوالى سنتين أو ثلاث سنوات كان كل نوع من الكروت يستخدم معة نوع معين من الكابلات مثل (ARCNET ETHERNET USE COAXIAL COBL) ( TOKN RINGUSED TWISTED PAIR )وفى هذه الايام مع التطور الدائم أصبحت كروت الاتصال يمكن أن تشتريها لكى يستخدم مع أكثر من نوع من الكابلات وهذا يؤدى إلى سهولة التركيب والانشاء ولذلك قرار شراء كروت يعتمد على الميزانية المحددة بالإضافة إلى طول مسافة الكابلات الممتدة على شكل الشبكة ( TOPOLOGY ) وسط انتقال البيانات الشبكة : NETWORK MEDIM وسيط الشبكة هو الكابل المستخدم لربط الشبكة مع بعضها البعض من أنواع الكابلات الأتي : COAXIAL CABLE TWISTED PAIR FIBER OPTIC يتم تحديد نوع الكابل بناء على العوامل الاتية : سرعة الارسال أو معدل انتقال المعلومات . Transmission speed أقصى طول للكابل بدون استخدام مكبر للموجة . Maximum cable length الوقاية المطلوبة Shielding requirements السعر price شكل الشبكة : TOPOLOG NET WORK شكل الشبكة هو وصف لوضع الكابلات من محطة عمل على الشبكة إلى محطة عمل اخرى أو هو خريطة الكابلات على الشبكة . ويوجد انواع عديدة لشكل الشبكة منها : ( يوجد 3 رسمات )
- طرق التاول أو الوصول للكابلات CAPL ACCES METHOD نوضح هنا كيف أن محطات العمل على الشبكات يمكنها الوصول اوتداول الكابل المتصل بها . ويوجد طريقتان وهما كالآتي : CARRIER SENSING تستخدم هذه الطريقة في (BUS - TOPOLOYY) بكثرة بحيث أن كل محطةعمل على الشبكة تقوم باختبار الكابلات لترى اذا كانت الكابلات مشغولة بأحدا المحطات الأخرى أم لا وذلك قبل أن تقوم ببث البيانات ( BRAED) وفى حالة أن محطة العمل قامت بعمل ( BROOD) للبيانات المطلوبة إلإرسالها وتحدد إذا كانت هذه البيانات تخصها أم لا . اذا كانت لاتخصها فأنها ترفض إستقبالها . وفى حاله اذا كان هناك اكثر من محطة عمل في نفس الوقت فأنه يحدث تصادم بين البيانات ( COLLISION) وهذا يقلل من الاداء ويقلل أيضاً المرور على الشبكة (CARRIER ) وهذا طبعاً يتأثر كلما زادت عدد المحطات الموجودة على الشبكة وهذه الطريقة تسمى ( CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS CSMA ) TOKEN PASSING -2 تستخدم هذه الطريقة مع ( RING TOPOLOGG ) وهى تعتمد على أن هناك مجموعة الحروف ( TOKEN ) التي من خلالها تستطيع أي محطة إرسال البيانات المراد إرسالها وهذه ( TOKEN ) تسير عبر الكابلات من الشبكة واذا أردت أخذ المحطات إرسال رسائل خاصة بها فأنها يجب عليها الانتظار حتى تحصل على ( TAKEN ) وفى هذه الحالة تكون قادرة على إرسال البيانات المراد إرسالها وهذا يمنع التصادم مع أي بيانات أخرى لأنة لايمكن لأكثر من محطة عمل أن ترسل بيانات في نفس الوقت . وبالنسبة للبيانات التي تم إرسالها من أحد المحطات فأنها تمر على جميع المحطات الموجودة على الشبكة ويتم إختبار الرسائل في داخل كل محطة للتأكد من أن هذه الرسائل تخصها أم لا إذا كانت لا تخصها يتم إرسالها إلى المحطة التي تليها وهكذا حتى تصل إلى جهة الوصول ( DESTINATION ) - بروتوكول الاتصالات COMMUN : CATIONS PROTOCOLS بروتوكول هو مجموعة من القواعد ولخطوات المستخدمة على الشبكة لتحقيق الربط ولغة التفاهم بين المحطات على الشبكة . ويوجد مستويات مختلفة في الاتصالات يتم تعريفها في البروتوكول . فعندما يريد مستخدم معين إرسال رساله لمستخدم إخر عبر الشبكة فأن القواعد في كل مستوى من مستويات الاتصالات يكون لها دور في نقل الرسائل إلى المستوى الاقل أنواع المستويات حسب النطاق THE RENGE OF NETWORK 1- الشبكة المحلية LOCAL AREA NETWORK هى عبارة عن شبكة صغيرة وعادة تكن موجودة داخل مبنى أو مجموعة من المبانى في داخل هيئة أو مؤسسة معينة
يوجد رسمات
2- الشبكات واسعة النطاق WIDEQREO NETWORK هذه الشبكة التي تكون منتشرة في دولة معينة أو في الكرة الارضية وأحسن الامثلة لذلك هى شبكة حجز تذاكر الطيران . وفى معظم وسائل الاتصال عن بعد تكون عبارة عن خطوط تليفون أو ميكرووات أو أقمار صناعية تداخل الشبكات INTERNETWORK وهى عبارة عن ربط شبكتين أو أكثر مع بعضها البعض ويمكن للشبكات الكبيرة أن نتنقسم إلى شبكات صغيرة وذلك لتحسين الاداء والادارة خصائص نظام تشغيل الشبكات netwark operating system
أنظمة تشغيل الشبكات القديمة كانت تقدم خدمات بسيطة وبعض من وسائل التأمين. ولكن نظرا لأزدياد طلبات المستخدم فأن في الشبكات الحديثة قد صممت لتلبى هذه الطلبات . وفيما يلى بعض هذه الخصائص الضرورية الموجودة في أنظمة التشغيل الخاصة بالشبكات الحديثة 1- خدمات خاصة بالملفات netwark operating system في الشبكات يستطيع المستخدم الوصول إلى البرامج والملفات المخزنة على الخادم المركزي (server ) . ولان المستخدمين يأمنوا على الملفات الخاصة بهم عند الخادم (server ) فلابد من وجود طرق وأساليب لحماية الملفات مثل Backup ووسائل التأمين الاخرى يجب أن تتبع . لذلك فأن أنظمة تشغيل الشبكات الحديثة يوجد بها إمكانيات لتحمى البرامج والملفات 2- درجة احتمال النظام : system fault tolerance لابد أن يكون هناك أسلوب أو طريقة في أنظمة تشغيل الشبكات الحديثة تضمن استمرار العمل في الشبكة حتى ولوجدت أي عطل في أحد مكونات الشبكة . ومثال على ذلك وجود نسخة أخرى من وحدة القرص الثابت تسمى ( mirror )لتضمن استمرارية العمل في حالة عطل القرص الثابت الرئيسي 3- القرص السريع DISK CACHING هذه الخاصية عبارة عن جزء من الذاكرة لكى تحفظ بالملفات أو البرامج التي سوف يحتاجها المستخدم بكثرة أثناء التشغيل وهذه الخاصية تحسن الاداء وذلك لان سرعة الوصول إلى بيانات من الذاكرة أسرع بكثير جدا من سرعة الوصول اليهامى الرصى الثابت 4-TRANSATION TRACKING SYSTUM ( TTS ) هذه الخاصية تستخدم لحماية قواعد البيانات وذلك عند عمل تحديث أي بيانات داخل قواعد البيانات وحدث انقطاع التيار الكهربى
5- التأمين Security يوجد في أنظمة تشغيل الشبكات وسائل عديدة لحماية البيانات على الخادم server )) منها : أ- اسم المستخدم long user name ب- كلمة المرور passward ج- تحديد مسافة تخزينية على القرص الثابت الموجود على الخادم لكل مستخدم ولايسطيع أي مستخدم أخر الوصول اليها . د- أنظمة التشفير الموجودة على الخادم وذلك لحماية البيانات أثناء تواجدها على كابلات الشبكة . هـ-مشاركة الموارد Resource sharing اتاحة الموارد الموجودة على الشبكة لكل المستخدمين بنظام سماحية معين من هذه الموارد الات الطباعة ،الالات الرسم (plotter ) و- الوصول للبيانات عن بعد :Remote access هذه الخاصية تسمح لبعض المستخدمين للوصول للخادم على الشبكة عن بعد وذلك بنظام سماحية معين ز- وسائل إدارة الشبكة : softwore management tools نظرا لكبر حجم الشبكة مما يجعل عملة أدارتهها ليس من السهل فأنه يوجد الان برمجيات خاصة ومتاحة مع أنظمة تشغيل الشبكات لادارة الشبكة ومتابعة الاعطال على الشبة ومعرفة سبب العطل وتفادية . ووجد أنظمة خاصة بذلك تعتمد على نظامArtificial intelligence ))