شبكة الحاسوب هي نظامٌ يتألف من جهازي حاسوب أو أكثر متصلين ببعضهما البعض، ويتيح هذا الاتصال تبادل البيانات ونقلها آنيًا باستخدام المعدات والبرامج المخصصة لها. يمكن ربط هذه الشبكات ماديًا أو لاسلكيًا.
الغرض الرئيسي من شبكة الحاسوب هو توزيع المعلومات بسرعة وكفاءة بين عدة مستخدمين على الإنترنت. لذلك، صُممت شبكات الحاسوب ببروتوكول اتصال يتطلب كيانًا مُصدرًا، ووسيطًا لنقل الرسالة، ومستقبلًا للمعلومات.
يمكن للمستخدمين المتصلين مشاركة الموارد، والوصول إلى مجلدات التخزين المشتركة، ومشاركة الأجهزة الطرفية المتصلة بالشبكة مثل الطابعات أو الماسحات الضوئية. كما يمكنك تشغيل برامج على الأجهزة المتصلة عن بُعد باستخدام أدوات الاتصال عن بُعد.
هذه التطبيقات مفيدة جدًا في مجالات مختلفة؛ ومن الأمثلة على ذلك التيار الكهربائي عن بُعد. ومن المزايا الرئيسية الأخرى لشبكات الحاسوب حماية جميع المعلومات المخزنة تحت تصرفها، مما يضمن النسخ الاحتياطي للبيانات وسلامتها.
وهكذا، تُسهّل شبكات الحاسوب العمل اليومي والمهام الشخصية بشكل كبير.
الفهرس
1. مكونات شبكة الحاسوب
1.1 العتاد
1.2 البرمجيات
1.3 بروتوكول الشبكة
2. أنواع شبكات الحاسوب
2.1 حسب الاستخدام
2.2 حسب الملكية
2.3 حسب الوصول
2.4 حسب الموقع الجغرافي ومنطقة الخدمة
2.5 حسب نوع الاتصال
3. الروابط
مكونات شبكة الحاسوب
تتكون شبكة الحاسوب من عتاد وبرمجيات تُمكّن من الاتصال الفعال بين عناصر النظام. بشكل عام، مكونات شبكة الحاسوب هي:
العتاد
يشير هذا المصطلح إلى جميع العناصر التي تُشكّل التركيب المادي للشبكة. ويشمل ذلك جميع أجهزة الحاسوب والأجهزة الطرفية المتصلة بالشبكة، بالإضافة إلى العناصر الأخرى التي تُمكّن من الاتصال بينها. يتكون عتاد شبكة الحاسوب من المكونات التالية:
المرسل
يشير هذا المصطلح إلى الكيان الذي يُصدر الإشارات الرئيسية للشبكة. يُولّد المُرسِل إشارات أو طلبات من الحاسوب الرئيسي، الذي ينسخ التعليمات إلى المُستقبِل عبر شبكة الحاسوب.
بطاقة الشبكة
يُشفّر هذا العنصر، المعروف أيضًا باسم بطاقة الشبكة، الإشارات إلى رمز ثنائي، مما يجعلها قابلة للنقل لإرسال واستقبال حزم البيانات عبر شبكة الكابلات الثانوية.
وبالمثل، تحتوي بطاقات الشبكة على عنوان للتحكم في الوصول إلى الوسائط، يُعرف باسم MAC بالإنجليزية (التحكم في الوصول إلى الوسائط).
يُعيّن هذا العنوان مُعرّفًا فريدًا من 48 بتًا لكل عنصر متصل بالشبكة، وهو عنوان فعلي يُرسل المعلومات مباشرةً إلى محطة العمل المعنية.
يجب أن تكون هذه البطاقة متوافقة مع مختلف التكوينات أو هياكل الشبكات التي تسمح بنقل المعلومات بسرعة.
مركب
يمكن توصيل شبكات الحاسوب من خلال آليتين مختلفتين. يمكن أن تكون سلكية أو لاسلكية، حسب التقنية المستخدمة والموارد المادية المتاحة للاتصال.
الشبكات السلكية
في هذا النوع من الشبكات، يتم نقل البيانات عبر أسلاك ثانوية. تربط كابلات الشبكة جهاز الإرسال بالمعدات العاملة وفقًا لمخطط الشبكة المقابل.
الشبكات اللاسلكية
لا تحتوي الشبكات اللاسلكية على أي نوع من الأسلاك حيث لا يوجد اتصال فعلي بين المعدات.
في هذه الحالات، يتم نقل البيانات عبر الأشعة تحت الحمراء، أو موجات التردد اللاسلكي، أو أجهزة التوجيه، أو جسور الشبكة.
محول الشبكة
يقع جهاز فك التشفير داخل جهاز الاستقبال. يقوم بترجمة المعلومات التي تم ترميزها في ذلك الوقت بواسطة بطاقة الشبكة، ويترجمها إلى إشارات كهربائية يمكن لجهاز الكمبيوتر المستهدف تفسيرها.
جهاز فك التشفير هذا مدمج في اللوحة الأم لجهاز الاستقبال، وهو قادر على العمل بسرعات مختلفة.
جهاز الاستقبال
هذا هو أمر الوجهة؛ أي العنصر الذي يستقبل الإشارة المرسلة عبر الشبكة.
في الحوسبة، يُعرف جهاز الاستقبال أيضًا باسم العميل أو محطة العمل. يمكن أن تكون هذه الأجهزة أجهزة كمبيوتر شخصية أو أي موارد طرفية مشتركة مثل الطابعات، أو الماسحات الضوئية، أو آلات النسخ.
البرمجيات
يشير إلى نظام التشغيل، والبرامج، وبرامج التشغيل، والتعليمات، وإعدادات الكمبيوتر التي تجعل شبكة الكمبيوتر ممكنة.
لا قيمة للأجهزة بدون أداة تُسهّل ربط جميع العناصر ذات الصلة، ولا يمكن تكوين الأجهزة إلا من خلال استخدام البرمجيات.
يتكون برنامج شبكة الحاسوب من العناصر الموضحة بالتفصيل أدناه:
الخادم
هو تطبيق يُشغّل نظام التشغيل المُناسب، وبالتالي يكون قادرًا على التعامل مع مشاكل محطة العمل وتقديم الحلول المناسبة.
نظام التشغيل
هو نظام أساسي يُتيح التشغيل المُشترك لجميع العمليات والبرامج الأساسية المُثبتة في معدات الشبكة.
بالإضافة إلى ما سبق، يُتيح نظام التشغيل للمستخدمين إمكانية الوصول والتفاعل الفعال مع جميع أجهزة الكمبيوتر التي تُشكل الشبكة.
يُنشئ نظام التشغيل واجهة استخدام سهلة على مستوى الماكرو؛ أي أنه يسمح لك بتبديل جميع البرامج المُثبتة على كل جهاز.
بهذه الطريقة، لا يتداخل أي برنامج مع عمل برنامج آخر، وتتيح لك كل أداة تحقيق أقصى استفادة من الموارد المتصلة بالشبكة.
التطبيقات
يغطي هذا القسم جميع البرامج والأدوات التي تُتيح للمستخدم استخدام الأجهزة مباشرةً. على سبيل المثال: أدوات المكتب، وقواعد البيانات، والألعاب، إلخ.
بروتوكول الشبكة
يُحدد بروتوكول الشبكة القواعد التي تُنظم تبادل البيانات ومعالجتها عبر شبكة الكمبيوتر. أي أنه يُحدد إرشادات تشغيل الشبكة.
يتضمن هذا العنصر معلومات أساسية لتوصيل الأجهزة فعليًا، بالإضافة إلى الإجراءات التي يجب اتخاذها قبل، على سبيل المثال، تسلل مستخدم مجهول الهوية أو تلف البيانات.
أنواع شبكات الكمبيوتر
تتنوع تصنيفات شبكات الكمبيوتر بناءً على استخدامها أو ملكيتها أو نطاق خدماتها. في كل حالة، تُعرض تصنيفات مختلفة ذات صلة.
حول استخدامها
الشبكات العامة
هي شبكات تحتوي على عدد كبير من محطات العمل المترابطة. على سبيل المثال، ينطبق هذا على الشبكات المثبتة في المكاتب التجارية والتي تسمح لمئات المستخدمين بالوصول في وقت واحد إلى مجلدات التخزين المشتركة.
الشبكات الحصرية
هذا النوع من الشبكات مُصمم للاستخدام حصريًا من قِبل اثنين أو ثلاثة مستخدمين عبر الإنترنت. قد يكون هذا التقييد بسبب حماية المعلومات السرية أو سرعة الشبكة المحدودة.
داخل منزلك
الشبكات الخاصة
هي شبكات تُثبتها الشركات الكبيرة، والشركات المتوسطة، والشركات الصغيرة، وحتى الأفراد، حيث لا يُمكن الوصول إليها إلا من خلال أجهزة المستخدمين المُحددين.
على سبيل المثال، لن يتمكن المستخدم الضيف من الوصول إلى المعلومات المُخزنة على جهاز الكمبيوتر الشخصي الذي يستخدمه، أو إلى وظائف الشبكة المُشتركة.
الشبكات العامة
على عكس الشبكات الخاصة، يُتيح هذا النوع من الشبكات الوصول لأي شخص يحتاج إلى استخدام أجهزة مُتصلة بشبكة الكمبيوتر دون أي قيود.
بالوصول
سلكيًا
تتصل أجهزة الإرسال والاستقبال في شبكة الكمبيوتر ببعضها البعض فعليًا. هذا يعني أن المسافات التي تفصل أجهزة البث عن أجهزة الاستقبال المقابلة محدودة.
يمكن تحقيق ذلك عن طريق مد أسلاك نحاسية وتوصيل الأجهزة عبر منافذ التوصيل المخصصة لهذا الغرض.
لاسلكي
لا يوجد اتصال فعلي بين جهاز الإرسال ومحطات العمل، مما يعني أن البيانات تُنقل دون الحاجة إلى أسلاك.
في هذه الحالة، بدلاً من الكابلات ومنافذ التوصيل، توجد نقاط وصول لاسلكية، تُعرف باسم WAP (نقطة الوصول اللاسلكية).
تتيح نقاط WAP للأجهزة الاتصال باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية المنقولة عبر الهواء، والتي يمكن الوصول إليها عبر بطاقات الشبكة اللاسلكية.
الشبكات المدمجة
قد تكون شبكة الحاسوب مزيجًا من الآليتين السابقتين، أي أن الشبكة تتمتع باتصال فعلي ولاسلكي في الوقت نفسه.
حسب موقعك الجغرافي وتغطية الخدمة
شبكات المناطق الشخصية (PAN)
هي شبكات أصغر حجمًا، وتُستخدم بشكل رئيسي لتوصيل الأجهزة الإلكترونية للاستخدام الشخصي، مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والأجهزة اللوحية، والهواتف المحمولة، والطابعات، إلخ.
يتم ذلك لتحقيق أقصى استفادة من جميع الموارد المترابطة وتبادل البيانات بينها بسرعة وأمان.
يتم نقل البيانات عبر كابلات نحاسية، أو منافذ فائقة السرعة، أو منافذ USB. كما تُعد الاتصالات اللاسلكية باستخدام شبكات الأشعة تحت الحمراء، أو البلوتوث، أو شبكات Wi-Fi شائعة.
يقتصر نطاقها على 10 أمتار فقط. بالإضافة إلى ذلك، تعمل بسرعات تتراوح بين 10 بايت في الثانية (bps) و100 ميجابايت في الثانية (Mbps).
شبكات المنطقة المحلية (LAN)
هي شبكات ذات نطاق محدود يعتمد على قرب المعدات. يمكن أن يصل نطاقها اللاسلكي إلى 20 كيلومترًا، حسب تعقيد الشبكة وتطورها.
تُستخدم عادةً للأغراض المنزلية أو المؤسسية. تُستخدم شبكات المنطقة المحلية في المباني أو المجمعات السكنية لربط جميع محطات العمل الموجودة فيها.
يتحقق ذلك بفضل نقاط الاتصال الموزعة استراتيجيًا (العقد) في جميع أنحاء البنية التحتية.
يتم نقل البيانات إلكترونيًا باستخدام كابلات الألياف الضوئية أو النحاسية. تعمل شبكات المنطقة المحلية (LAN) عادةً بسرعات تتراوح بين 100 و1000 ميجابايت في الثانية.
شبكات المناطق الحضرية (MAN)
تتكون شبكات MAN من مجموعة من شبكات المنطقة المحلية (LAN)، مما يتيح لها مساحة توسع أكبر بكثير.
وهي مخصصة للمجمعات الصناعية، والمؤسسات التعليمية الكبيرة، والبلدات، وحتى المدن. على سبيل المثال، تستخدمها السلطات المحلية لتوفير إشارة واي فاي مجانية في الأماكن العامة الكبيرة.
يمكنها تغطية مسافات تتراوح بين 10 و50 كيلومترًا، وتعمل بسرعات تتراوح بين 10 ميجابايت في الثانية و10 جيجابت في الثانية (جيجابايت). وهذا ينطبق على نقل البيانات عبر الألياف الضوئية.
يمكن أن يصل مدى النسخة اللاسلكية من شبكات المناطق الحضرية (WMAN، اختصارًا: Wireless Metropolitan Area Network) إلى 48 كيلومترًا.
شبكات المناطق الواسعة (WAN)
تحتوي شبكات المناطق الواسعة (WAN) على مجموعة كبيرة من شبكات المنطقة المحلية (LAN) وشبكات المناطق الحضرية (MAN) المترابطة. وهذا يسمح بتغطية مناطق أكبر، والتي قد تشمل دولًا ومناطق بأكملها. يمكن فصل عقد شبكة WAN عن بعضها بمسافات تتراوح بين 100 و1000 كيلومتر.
في هذه الحالة، يتم نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية أو إشارات الراديو. تتراوح سرعة تشغيلها بين 1 ميجابايت و1 جيجابايت، وهي شبكات عالية الموثوقية.
شبكات المنطقة العالمية (GAN)
تُتيح شبكات GAN الاتصال بين محطات العمل الموجودة في أي مكان في العالم. ومن الأمثلة على ذلك نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
يتضمن هذا النوع من الشبكات ربط شبكات WAN متعددة عبر بنية ألياف بصرية، والتي تُجمع بدورها عبر كابلات بحرية دولية أو عبر الأقمار الصناعية.
لذلك، فإن التغطية الجغرافية لشبكات GAN غير محدودة. تعمل بسرعات نقل تتراوح بين 1.5 ميجابت في الثانية و100 جيجابت في الثانية.
حسب نوع الاتصال:
تكوين نجمي
تُتصل محطات العمل بالجهة المُصدرة كما لو كانت نجمة؛ أي أن الخادم المركزي يقع في المنتصف، بينما يتواجد باقي الفريق حوله.
تكوين الحلقة
جميع عملاء النظام متصلون ببعضهم البعض، مشكلين دائرة.
تكوين الشبكة
جميع الأجهزة متصلة من نقطة إلى نقطة مع أجهزة الاستقبال الأخرى في الشبكة؛ أي أنها قادرة على التواصل على التوالي أو بالتوازي مع العناصر المترابطة الأخرى.