تعريف الشبكات

الشبكات بشكل عام هي وصل الحواسيب الموضوعة على مساحة محددة من أجل الإستخدام المشترك للمعلومات .الشبكات تقدم إمكانيات مذهلة في مجال تبادل المعطيات ومجال التعامل مع الملفات لعدد من المستثمرين بآن واحد معاً ، بالإضافة إلى بساطة المشاركة في الملفات FILES يمكن لمستثمري الشبكة أن يتشاركوا في الطابعات PRINTERS وسواقات الأقراص الليزرية CD-ROM والمودم MODEM وحتى جهاز الفاكس FAX .وعموماً يقصد بالشبكة التفاعل المتداخل بين أجهزة الكمبيوتر أي كيف تعمل الأجهزة فيما بينها ضمن شبكة إتصال لتحسين قدراتك في إنجاز الأمور . وشبكات الإتصال وضعت عموماً للمشاركة في إمور مثل معالجة النصوص وبرامج أوراق العمل وفي الطابعات وفي الربط على اجهزة كمبيوتر وشبكات واسعة وانظمة البريد هي وظيفة شبكة الإتصال .
أنواع الشبكات :
هنالك ثلاثة أنواع رئيسية من الشبكات :
(أ?) الشبكات الواسعة (WAN) WIDE AREA NET WORKS .
(ب?) الشبكات المحلية (LAN) LOCAL AREA NET WORKS .
(ت?) الشبكات القطرية MEDIUM AREA NET WORKS (MAN)
النوع الأول من الشبكات هو الشبكات الواسعة WIDE AREA NET WORKS وهي الشبكات التي يمكن أن تؤمن وصل مجموعة من الحواسيب الضخمة MAIN FRAME COMPUTERS في مجموعة من الدول أو المناطق البعيدة جداً وفي هذه الحالة يكون الرابط إما خطوط الهاتف أو الإتصال اللاسلكي وأدق مثال لهذا النوع من الشبكات هو الشبكة العنكبوتية العالمية ( الإنترنت ) WORLD WIDE WEP وإذا أخذنا الحروف الأولى من الكلمات نجدها WWW وهو الرمز الذي يسبق أي موقع من مواقع الإنترنت .
النوع الثاني من الشبكات هو الشبكات المحلية LOCAL AREA NET WORKS وهي الشبكات التي يمكن أن تؤمن وصل مجموعة من الحواسيب في شركة أو مؤسسة أو مكتب أو مباني متجاورة وبشكل عام هي وصل الحواسيب الموضوعة على مساحة صغيرة نسبياً .
النوع الثالث هو الشبكات القطرية وهي ربط الأجهزة بين الأقطار مع بعضها البعض .
أنواع الشبكات حسب إسلوب معالجة المعطيات وطريقة التعامل مع المستثمر :
تنقسم الشبكات حسب إسلوب معالجة المعطيات وطريقة التعامل مع المستثمر إلى نوعين رئيسيين هما :
(أ) شبكات المخدم الزبون CLIENT / SERVER NET WORKS .
(ب) الشبكات المتكافئة PEER TO PEER NET WORKS .
أولاً : شبكات المخدم الزبون CLIENT SERVER NET WORKS 
يعرف هذا النوع من الشبكات بالشبكات ذات المخدم SERVER المخصص حيث تستخدم أحد حواسيبها لحفظ المعطيات ذات الإستخدام الجماعي ، وتنظيم التعامل بين محطات العمل WORK STATIONS ، وتلبية طلبات الخدمة الواردة من محطات العمل هذه . وهذا الحاسوب الذي يقوم بكل هذه الأعباء يسمى مخدم الشبكة (SERVER) .
المخدم SERVER هو الحاسوب المتصل بالشبكة ، والذي يؤدي للمشتركين خدمات معينة مثل حفظ المعلومات وطباعة المهام أو النتائج ومعالجتها ، توصل إلى هذا الحاسوب كافة الأجهزة المتشاركة في الشبكة كالأقراص الصلبة والطابعات والمودمات وغيرها ، تتعامل محطات العمل WORK STATIONS فيما بينها في هذه الشبكة فقط من خلال المخدم SERVER ، لذلك فإن التنظيم لهذه الشبكات يمكن أن يتم عن طريق توصيلها بمخطط توصيل نجمي ، يكون المخدم هو الجهاز المركزي 
* محاسن شبكات المخدم الزبون :
× تؤمن سرعة كبيرة في معالجة المعطيات ( سرعة أداء المخدم تحدد سرعة أداء الشبكة بالكامل ، هذا بالإضافة إلى وجود ملفات تشغيل الشبكة تؤمن معالجة وتنفيذ عدة مستثمرين في آن واحد ) .
× تملك نظام حماية آمن للمعلومات وتؤمن السرية كذلك .
× سهولة في التحكم إذا ما قورنت بالشبكات المتكافئة .
* سلبيات شبكات المخدم الزبون :
× تتطلب هذه الشبكات تخصيص حاسوب لإستخدامه كمخدم وبالتالي فإن هذه الشبكات تكون عادة أغلى سعراً .
× تتعلق سرعة أداء الشبكة ووثوقيتها بالمخدم المستخدم .
× هذه الشبكات أقل مرونة بالمقارنة مع الشبكات المتكافئة .
* ملحوظة : تعد شبكات المخدم الزبون الشبكات الأكثر إنتشاراً في كل أنحاء العالم .
ثانياً : الشبكات المتكافئة PEER TO PEER NET WORKS 
الشبكات المتكافئة هي الشبكات التي لا يكون فيها مركز واحد للتحكم بالعلاقة بين محطات العمل ، وليس فيها جهاز واحد لحفظ المعطيات ، يكون نظام التشغيل في هذه الشبكة موزع على كافة محطات العمل ، لذلك فإن كل محطة عمل تكون قادرة على تنفيذ مهام المخدم في تلبية الطلبات الواردة من محطات أخرى إضافة إلى وظائف المستخدم التي تمثله، أي ترسل طلبات إلى محطات عمل أخرى ، وهذا كله بآن واحد معاً ، كافة الأجهزة المتصلة بكافة محطات العمل من طابعات وأقراص صلبة وسواقات أقراص ليزرية وغيرها ، تكون متاحة بشكل كامل لكل مستثمر في الشبكة في حالة الحصول على سماحية مدير الشبكة .
* محاسن الشبكات المتكافئة : 
× كلفة هذه الشبكات قليلة ، إذ أنها تستخدم كافة الحواسيب المتصلة بالشبكة كمحطات عمل .
× وثوقيتها عالية ، إذ في حال تعطلت إحدى محطات العمل ، يتعزر الوصول إلى بعض المعطيات التي تحويها الشبكة وليس كلها .
* سلبيات الشبكات المتكافئة :
× الإرتباط الوثيق بين فعالية الشبكة وعدد المحطات التي تعمل بآن واحد في نفس اللحظة ( وتبين التجارب أن الشبكة تعمل بشكل طبيعي إذا لم يزد عدد المحطات العاملة فيها عن (10) محطات ) .
× صعوبة تنظيم التحكم الفعال بين المحطات .
× صعوبة تحديث وتبديل محطات العمل .
المسائل التي يمكن حلها بواسطة الحاسوب المتصل بالشبكة والتي يصعب حلها بواسطة حاسوب شخصي مستقل :
1. المشاركة في الملفات : تؤمن الشبكات إمكانية تعامل عدد كبير من المستثمرين على ملف واحد مختزن على مخدم الملفات المركزي .
2. النفاذ إلى المعلومات والملفات : تؤمن الشبكات إمكانية تشغيل البرامج التطبيقية من أي محطة عمل مهما كان موقعها .
3. المشاركة في البرمجيات التطبيقية : تسمح الشبكات لأكثر من مستثمر واحد بإستخدام نسخة واحدة من البرنامج ، مثل برنامج معالج النصوص MS-WORD إلا أنهم لا يستطيعون تنقيح نفس الملف بآن واحد .
4. تراسل الملفات : تؤمن الشبكات نسخ الملفات من حاسوب إلى آخر مهما كان حجمها بسرعة وبدون الحاجة لإستخدام الأقراص المرنة او غيرها .
5. إدخال المعطيات بآن واحد إلى البرمجيات التطبيقية : تسمح البرمجيات التطبيقية الشبكية لعدة مستثمرين بإدخال المعطيات اللازمة لهذه البرمجيات بآن واحد ، فمثلاً يمكن إدخال سجلات إلى دفتر الحسابات وفي هذه الحالة لا يعيق أحدهم الآخر ، وهنالك إصدارات خاصة من البرمجيات الشبكية التي تسمح بإدخال المعلومات بآن واحد ، اما البرمجيات المخصصة للحواسيب الشخصية فإنها تؤمن للمستثمر إمكانية التعامل مع مجموعة من الملفات فحسب .
6. المشاركة في الطابعات : تؤمن الشبكات إمكانية إستخدام طابعة واحدة أو عدة طابعات من قبل مستثمرين على محطات مختلفة بآن واحد معاً .
البريد الإلكتروني : يمكن إستخدام الشبكات للخدمات البريدية وتراسل مكاتبات العمل والتقارير والرسائل بين عدة مستثمرين ( يكون إستخدام الهاتف في هذه الحالة اسرع واسهل ) ، ولكن البريد الإلكتروني يمكن أن يوصل رسالتك حتى في حال غياب المشترك المطلوب عن مكان عمله في اللحظة التي ترسل الرسالة فيها .
* مكونات الشبكات :
ترتكز الشبكات على ثلاثة مكونات رئيسية هي :
أ?. مجموعة من الحواسيب الشخصية : تعرف هذه الحواسيب بمحطات العمل WORK STATIONS وفي بعض الأحيان بإستثناء احدها أو قد يكون عدد منها تستخدم لتنفيذ وظائف خاصة تدعى مخدمات SERVER .
ب?. كوابل التوصيل CABLES وموائمات الشبكات ( كروت / بطاقات الشبكات ) NET WORKS CARD .
ت?. البرمجيات التطبيقية التي تعمل تحت إدارة نظام التشغيل .
أولاً : محطات العمل WORK STATIONS 
تقسم الحواسيب التي تتكون منها الشبكة إلىنوعين هما : محطات العمل المخصصة للمستثمرين والمخدمات SERVER التي لا تكون عادة متاحة للمستثمرين العاديين ويتعامل مع محطات العمل المستثمر الذي يجلس إليها فقط ، خلافاً للمخدمات التي تتيح للعديد من المستثمرين إمكانية المشاركة في موارده ، يمكن ان تكون محطات العمل حواسيب شخصية متوسطة الأداء من نوع IBM أو المتوافقة معها ، مزودة بذاكرة RAM غير كبيرة نسبياً وشاشة ملونة من النوع الجيد وكذلك لوحة مفاتيح عالية الجودة وقرص صلب رخيص الثمن وغير كبير السعة ، تعتبر هذه المواصفات ضرورية فقط من أجل راحة مستثمر محطة العمل ولا تؤثر على أداء الشبكة ككل .
* محطة العمل WORK STATION : هي الحاسوب الشخصي الذي يوصل إلى الشبكة وينفذ المستثمر عمله عليه ، كل محطة عمل تعالج ملفاتها وتستخدم نظام تشغيل خاص بها وفي هذه الحالة تكون موارد الشبكة متاحة للمستثمر الذي يعمل على محطة العمل .
* محطة العمل البعيدة REMOTE WORK STATION : هي محطة العمل التي توصل إلى الشبكة عن طريق خطوط الإتصال البطيئة والتي تختلف عن الخطوط المستخدمة في الشبكة ( خط الهاتف ) .
* المخدم SERVER : هو الحاسوب الذي يوصل إلى الشبكة وينفذ خدمات معينة للمستثمر مثل حفظ المعطيات ذات الإستخدام العام ، وطباعة المهام ، والمعالجة البعيدة المهام .
ثانياً : بطاقات ربط الشبكة NET WORK INTERFACE CARD : توضع بطاقات ربط الشبكات في كل محطة عمل ، تقوم محطة العمل بإرسال الطلبات من خلال بطاقة ربط الشبكة إلى المخدم ، وتتلقى الإجابات من المخدم عن طريق بطاقة ربط الشبكة ايضاً .
يمكن لإثنين فقط من بطاقات ربط الشبكات أن تتبادلا المعلومات فيما بينهما بآن واحد ، وهذا يعني أن بقية محطات العمل يجب ان تنتظر دورها إلى ان تنتهي تلك المحطات من تخاطبها ولكن لحسن الحظ فإننا لا نلاحظ فترة الإنتظار هذه ، لذلك فإن العمل في الشبكة يعطي إنطباعاً أن نفاذ جميع المشتركين إلى الشبكة يجري بوقت واحد .
أنواع بطاقات ربط الشبكات :
1. بطاقات LAN TASTIC : سرعة أداء الشبكات التي تستخدم هذا النوع من البطاقات تبلغ 2 mbps ، نلاحظ ان هذا النوع من البطاقات لا يتوافق مع المعايير الصناعية المعتمدة عالمياً .
2. بطاقات ETHER NET : سرعة أداء الشبكات التي تستخدم هذا النوع من البطاقات تبلغ 10 mbps ، تتوافق هذه البطاقات مع المعايير الصناعية .الشبكات التي تستخدم هذا النوع من البطاقات تستهلك زمن كبير لحل مشكلة التصادم اثناء تراسل المعطيات .
3. بطاقات TOKEN RING : تعتبر الشبكات المزودة بهذا النوع من البطاقات من أغلى الشبكات المتوفرة حالياً ، سرعة أداء الشبكات التي تستخدم هذا النوع من البطاقات تبلغ 100 mbps ، تتوافق مع المعايير الصناعية العالمية .
ثالثاً : الكوابل CABLES : 
الأنواع الرئيسية من الكوابل المستخدمة في الشبكات :
1. الكوابل المحورية COAXICAL CABLES : تتكون هذه الكوابل من الناقل المركزي والطبقة العازلة والحجاب والغلاف .
مميزات الكوابل المحورية تتمثل في أنها : محمية من التشويش لوجود التحجب ، تستثمر الشبكات التي تستخدم الكوابل المحورية لمدة طويلة تصل 20 عاماً وهي كوابل موثوقة وغير مرتفعة الثمن ، وتخدم لمدة طويلة .
سلبيات الكوابل المحورية : ليست بمعزل كلي عن التشويش الناجم عن إشعاعات المعدات الكهربائية المحيطة ، مرتفعة الثمن خصوصاً إذا كانت تملك أقطاراً كبيرة وغير مريحة في التعامل خصوصاً إذا كانت أقطار هذه الكوابل كبيرة .
2. الزوج المجدول TWISTED PAIR : هنالك نوعان من هذه الكوابل احدهما محجب SHIELDED والآخر غير محجب UN SHIELDED .
أ/ زوج الأسلاك المجدولة المحجبة : SHIELDED TWISTET PAIR : يتكون هذا النوع من الكوابل من ناقلين معزولين مجدولين هذه البنية تؤمن إضافة إلى الحفاظ على الناقلين معاً إستبعاد الضجيج بفضل تبديل مواضع النواقل ، يستخدم الكيبل الحجاب الذي يحسن بشكل كبير من مميزات الحماية من التشويش ويقوم بإمتصاص الإشارات التي قد تكون سبباً في التشويش وكذلك الإشارات التي قد تولد داخل الكيبل .
مميزات الكوابل المجدولة المحجبة : الحماية من الإشعاعات ، إمكانية تمديد عالية ، وتمتاز بحماية من الأهلاك .
سلبيات الكوابل المجدولة المحجبة : ليست محمية بشكل كلي عن الإشعاعات ، مرتفعة الثمن ، غير مريحة من حيث التعامل ، يوماً بعد يوم يصبح إنتشار الكوابل المجدولة المحجبة قليل بسبب أسعارها المرتفعة وضخامة حجمها ويستخدم بشكل أوسع النوع الآخر من هذه الكوابل وهي زوج الأسلاك المجدولة غير المحجبة .
ب/ زوج الأسلاك المجدولة غير المحجبة UNSHIELDED TWISTED PAIR :
في الأزواج المجدولة غير المحجبة يستخدم زوج من الأسلاك الناقلة ولكنها غير محجبة بفضل ذلك يقل سعر الكيبل ويصبح التعامل معه أسهل ويسهل التعامل معها لأنها أقل ثخانة من الكوابل المحورية والكوابل المجدولة المحجبة .كوابل الأزواج المجدولة غير المحجبة هي التي تستخدم بشكل واسع لتوصيل الشبكات الهاتفية . 
3. كوابل الألياف الضوئية FIBER GLASS CABLES 
GBPS وتسمح بتراسل الإشارات إلى مسافات تصل إلى عدة آلاف الكيلومترات ولكن للأسف الشديد تكلفة هذا النوع من الكوابل باهظ جداً لذلك لا توجد العديد من المؤسات التي تستخدمها بشكل كامل ، تتكون كوابل الألياف الضوئية من قلب زجاجي أو بلاستيكي يمدد الإشارات على شكل نبضات ضوئية .
* طرق توصيل الشبكات : هنالك خمس طرق لتوصيل الشبكات هي :-
1. التوصيل الخطي :BUS TOPOLOGY : تتصل الأجهزة إلى الكيبل على التسلسل بواسطة قطع من الكوابل وموصلات ثلاثية على شكل حرف T تشكل قطع الكوابل المتصلة ببعضها قطعة من الشبكة ، يتحدد طول قطعة الشبكة بالمسافة العظمى بين محطات الشبكة .
مخطط التوصيل النجمي :STAR TOPOLOGY : توصل الأجهزة إلى مفرعة أو جهاز مركزي يملك التوصيل النجمي وثوقية عالية ، فعند تعطل إحدى القطع يمكن للأجهزة المتصلة إلى قطع أخرى يمكن أن تتابع العمل بدون أية مشكلة ، كما أن كشف القطعة المتعطلة بسيط للغاية ، مخطط التوصيل النجمي يتطلب كمية كبيرة من الكوابل . يتطلب مخطط التوصيل
1. الخطي كمية أقل من الكوابل ولكنه في حال ظهور أعطال غير خاضع للتشخيص.
2. مخطط التوصيل الحلقي :RING TOPOLOGY : يحوي قطع الكوابل على التسلسل بحيث تصل كافة محطات الشبكة مشكِّلة حلقة ، في هذا المخطط يؤدي تعطل قطعة واحدة من الشبكة إلى تعطل العمل في الحلقة بأكملها .
3. مخطط التوصيل ذي التشابك الكامل :MESH TOPOLOGY : يستخدم عادة في إنشاء الشبكات الشاسعة وإستخدم هذا المخطط بداية لشبكات الهاتف . ويعتبر هذا المخطط موثوق جداً لأن تعطل أي قطعة في الشبكة يوجد على كافة الأحوال مسار يمكن للمعطيات أن تسلكه إلى المحطة المطلوبة .
4. مخطط التوصيل الخليوي :CELLULER TOPOLOGY : هو عبارة عن تقسيم مجال الشبكة إلى مناطق أو خلايا ، يمكن تبادل المعلومات بين محطات الشبكة الموجودة دخل المنطقة . 
* المفرعات HUBS :
يعتمد مخطط توصيل الشبكات النجمية على إستخدام المفرعات وهنالك نوعان من المفرعات فعالة وسلبية ، المفرعات السلبية لا تحتوي على أي من المكونات الإلكترونية بالنتيجة يتلخص عمل هذه المفرعات فقط في تأمين تفرع كوابل الشبكة كما أن المفرعات السلبية لا يمكن أن تؤمن إمكانية التحكم بالشبكة أو نوعية الإشارات في الشبكة .
معظم المفرعات المتوفرة في الوقت الحاضر هي من النوع الفعال التي تحتوي على مكونات إلكترونية يمكنها أن تقوم بمعالجة الإشارات والمفرعات الفعالة تتميز بعدد من الإمكانات تتمثل في قدرتها على تقوية الإشارات .
قدرتها على إستعادة صيغة الإشارات المشوهة ومزامنتها .