شبكات الحاسوب



شبكة الحاسوب أو الكمبيوتر network هي نظام
لربط جهازي حاسوب أو أكثر من أجل تبادل المعلومات والبيانات بينها. من
الممكن أن تكون أجهزة الحاسوب قريبة جداً من بعضها وذلك مثل أن تكون في
غرفة واحدة ويتم وصل الأجهزة بعدة وسائل منها أجهزة الإتصال السلكية أو
اللاسلكية. ومن الممكن ان تكون شبكة الحاسوب مكونة من مجموعة أجهزة في
أماكن بعيدة مثل الشبكات بين المدن أو الدول وحتى القارات ويتم وصل مثل
هذه الشبكات في كثير من الأحيان بالانترنت أو بأجهزة الستالايت. يعتبر علم
دراسة شبكات الحاسوب من أحد فروع علم الاتصالات.
الشبكة في أبسط أشكالها تتكون من جهازي حاسوب متصلين ببعضهما بواسطة سلك،
و يقومان بتبادل المعلومات والموارد المتاحة للشبكة مثل الآلة الطابعة أو
البرامج التطبيقية أياً كان نوعها وكذلك تسمح بالتواصل المباشر بين
المستخدمين، وتخيل الكم الهائل الذى سنحتاجه من الأقراص لنقل المعلومات،
في حالة عدم وجود شبكة وكيف سنتبادل المعلومات كذلك في حالة وجود طابعة
واحدة في موقع يحتوى على أكثر من نهاية كيف سيتم استخدام تلك الطابعة؟
شبكة الحاسوب عبارة عن ربط جهازي حاسوب أو أكثر باستخدام إحدى تقنيات نظم
الاتصالات. أيضا ربط الحاسوب بأجهزة غير الحاسوب تندرج تحت مسمى شبكة
الحاسوب كربط الحاسوب بطابعة على الشبكة. لكي تعمل الشبكة يجب توفر ثلاث
متطلبات وهي أجهزة اتصال وطرق الاتصال كالبروتوكولات وتوفير الخدمات.




السمات الخاصة بالشبكة
لعمل شبكة حاسوب يجب توافر المتطلبات التالية : 1 - وسيط ناقل "عبارة عن
أسلاك أو وسائط لاسلكية. 2 - أدبتر أو مؤائم لتوصيل تلك الوسائط إلى
الشبكة. الآن لنتعرف على دور الخادم والزبون الحواسيب التي تقدم البيانات
أو الموارد في الشبكات الحالية يطلق عليها اسم Servers أو مزودات أو خوادم
• الحواسيب التي تستفيد من هذه البيانات أو الموارد، يطلق عليها اسم Clients أو زبائن*
من الممكن أن يكون أحد أجهزة الشبكة خادم وزبون في نفس الوقت 3 - البرامج
التشغيلية للشبكة (للمزود والزبون) وهي إما أن تكون برامج تشغيلية خاصة
Network Operating System أو برنامج تشغيلى يتضمن إدارة الشبكة كما في
برنامج ويندوز أن تي أو ويندوز 2000 أو ويندوز 2003 أو ويندوز 2008
في بدايات الشبكة كانت لاتتجاوز الأجهزة المتصله عدد أصابع اليد او تزيد
قليلا تتصل بجهاز طابعة عرفت هذه الشبكة بالشبكة المحلية أو اختصارآ شبكة
لن LAN
تعريف البروتوكولالبروتوكول
بشكل عام هو مجموعة من الضوابط و الأطر التي تحدد كيفية القيام بنشاط ما.
بروتوكول (اتصالات), مجموعة من القوانين الناظمة لعملية إرسال المعلومات
بين طرفي الاتصال.
يمكنك مشاركة المعلومات والمصادر على الشبكة، وهذا يقدم عدة فوائد :
1 - يستطيع مشاركة طرفيات غالية الثمن مثل الطابعات حيث تستطيع كل الكومبيوترات استخدام نفس الطابعة .
2 - تستطيع نقل الـ Data أو البيانات المختلفة بين المستخدمين بدون
استخدام الأقراص المرنة FDD . إن نقل الملفات على الشبكة يخفض الوقت
اللازم لنسخ الملفات على الأقراص ومن ثم نسخها إلى كومبيوتر آخر .
3 - يستطيع جعل برامج معينة مركزية مثل الملفات المالية والحسابات ، فمعظم
المستخدمين قد يحتاجون لاستخدام نفس البرنامج أو الولوج إلى نفس المعطيات
معاً ، وبالتالي فهم يستطيعون العمل بشكل متزامن وبدون ضياع الوقت .
4 - تستطيع إجراء عملية النسخ الاحتياطي بشكل اوتوماتيكي وكامل وبذلك توفر الوقت وتضمن بأن كل عملك آمن .
أما في شبكات WAN فإن المصادر والمعلومات يمكن مشاركتها على مساحات جغرافية أوسع هذا يقدم عدد من الميزات :
5 - تستطيع أن ترسل وتستقبل E-mails من والى كل أنحاء العالم ، ونقل
وتبليغ الرسائل إلى أناس عدة في نفس الوقت وفي مساحات واسعة ومختلفة
وبسرعة فائقة وتكلفة زهيدة
- تستطيع نقل الملفات من وإلى الشركاء في مواقع مختلفة، أو الدخول إلى شبكة الشركة من المنزل أو من أي مكان في العالم.
6 - يمكنك الدخول إلى مصادر ضخمة على الأنترنت والـ (World Wide Web (www
متطلبات شبكة الحاسوب
لتتمكن من تكوين شبكة حاسوب يجب عليك أن توفر العديد من الأدوات والأجهزة لوصل الحواسيب. من هذه الاجهزة:
1. حاسوبان على الأقل.
2. بطاقة واجهة الشبكة NIC لشبكة Ethernet.
3. وسط انتقال سلكي أو لاسلكي
4. Hub أو switch
5. هناك بعض الأدوات الأخرى تختلف حسب اختلاف نوعية الشبكة لكن المتطلبات الأساسية مذكورة في الأعلى
تقسيم الشبكات
تقسم الشبكات إلى عدة أقسام حسب مدى الشبكة إلى :
• شبكة عريضة أو الشبكات الواسعة شبكات تستخدم للمسافات البعيدة مثل الانترنت
• الشبكات المحلية تستخدم لمسافات أقرب مثل الشبكات التي تستخدم في الجامعات.
• شبكة محلية•
•
• يغطي هذا النوع من الشبكات عادة المناطق الجغرافية الصغيرة مثل الجامعات أو أحد فروع الشركات الكبيرة أو شبكة الحاسوب في منزل ما.
• عدد أجهزة الحاسوب في هذا النوع يتراوح على الأقل من جهازين إلى 500
ولربط هذه الأجهزة نحتاج إلى جهاز يسمى hub أو switch أي المركز أو الناقل
ليعمل على ربط الأجهزة معا ويمكنها من الاتصال ببعضها البعض.
• يستخدم لربط الأجهزة عادة في مثل هذا النوع من الشبكات أسلاك وهي من نوع خاص لنقل البيانات أو الأجهزة اللاسلكية.
• يتمكن المتصل في الشبكة من رؤية المعلومات والملفات الموجودة على أجهزة الآخرين إن سمح له بذلك.
• يستخدم هذا النوع عادة في المؤسسات الصغيرة والجامعات من أجل تسهيل العمل ونقل المعلومات المشتركة بين الأقسام بشكل سريع.
الشبكات العريضة WAN هي عبارة عن مجموعة شبكات صغيرة متصلة ببعضها البعض،
ويمكن أن تمتد إلى عدة دول وعدة قارات مترامية الأطراف. وهذهِ الخاصية
تستخدم بشكل واسع جداً من قبل الشركات المصنعة لأجهزة الهاتف النقال
(الموبايل) لكي تربطها بالانترنت بصورة سريعة عن طريق خدمة الGPRS . وتعمم
هذه الخاصية في المطارات الضخمة والأماكن الهامة والمزارات السياحية وليس
لها أي تكلفة على مستخدميها بل هي خدمة مجانية مقدمة للمستهلك. ستخدم
الشبكات العريضه الراوتر في عمليه توجيه البيانات الي يتم فيه تعريف كل
المخارج والبروتوكول المتستخدمrip vergiv 2
الشبكات الشخصية هي شبكات الكمبيوتر
المستخدمة للتواصل بين أجهزة الكمبيوتر القريبة من المستخدم (و يتضمن هذا
أجهزة الهاتف و المساعدات الرقمية). مدى الشبكات الشخصية عدة أمتار فقط.
يمكن استخدامها للتواصل بين الأجهزة بعضها البعض, أو للإتصال بمستوى أعلى
من الشبكات. الشبكات الشخصية يمكن أن توصل عن طريق اليو إس بي USB أو
الفايرواير Firewire .
وهناك أيضاً الشبكات الشخصية اللاسلكية عن طريق الأشعة تحت الحمراء IrDA أو البلوتوث Bluetooth
شبكات العواصم الكبرىMetropolitan Area Network - MAN
هي عبارة عن ربط مجموعة من الشبكات المحلية (LAN) في منطقة واحدة و لتقريب
صورتها لذهنك تخيل أن في شركة فيها مصنع ومبنى إداري ومبنى آخر فرعي كل
مبنى فيه شبكة محلية (LAN) طبعا وعند ربط الثلاث مباني ببعضهم أصبحت شبكة
عبارة عن شبكة MAN في منطقة واحدة. مثال آخر لها شبكة تربط فروع وأقسام
جامعة واحدة ومثال آخر القرية الذكية في مصر.
ومن خصائص هذه الشبكة أنها تربط شبكة في منطقة من 20 كيلو متر إلى 100 كيلو متر
تاريخ الشبكات
وشبكة الإنترنت تطوّرت نتيجة أبحاث بدأت في أوائل الستينيات حين عزمت
وزارة الدفاع الأمريكية دخول مشروع ربط الحاسبات الرئيسية حينئذٍ والتابعة
لوزارة الدفاع بالاتصال بعضها مع بعض؛ وذلك لتشكيل شبكة ذات عدة مراكز.
كان الهدف الرئيسي من المشروع هو حماية شبكة الاتصالات العسكرية في
الولايات المتحدة، بحيث أنه عندما يتعرّض مركز من المراكز لضربة عسكرية
فإن المراكزالأخرى تكون قادرة على إتمام عمليات الاتصال بطرق أخرى وغير
مكترثة بما حدث لمركز أو مراكز مدمرة أي أنها شبكة تصلح نفسها بنفسها،
والشبكة التي صممت عرفت باسم ARPANET)ِِِAِdvanced Research Project
Agency Net).
في فترة الثمانينيات أخذت مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) الأمريكية National
Science Foundation برنامجًا موسعًا لربط الحاسبات المركزية العملاقة مع
ARPANET، وبدأت الجامعات ومراكز الأبحاث الأخرى في العالم الانضمام لهذه
الشبكة ومن ثم تحولت إلى الأنترنت الذي نعرفه حاليا ...
مراحل مهمة في تطوير الشبكات
السنة الحدث
ماقبل عام 1900 التسعينيات من القرن التاسع عشر إخترع غراهام بل الهاتف ، واتسعت خدمة الهاتف بشكل كبير .
1901 أول إرسال لاسلكي لماركوني عبر المحيط الأطلسي.

العشرينيات من القرن العشرين إرسال AM (تعديل أقصى قيمة).
1939 إرسال FM (تعديل التردد).
الأربعينيات من القرن العشرين كانت الحرب العالمية الثانية هي المحفز لتطوير المذياع و المياكروويف.
1947 اخترع كل من شوكلي وياردن و بريتين الترانزستور ذو الحالة الثابتة (شبه موصل).
1948 نشر كلود شانون كتاب النظرية الرياضية للإتصالات(a Mathematical Theory of Communication).
الخمسينيات من القرن العشرين إختراع الدوائر المتكاملة.
1957 تم إنشاء وكالة (مشاريع الأبحاث المتقدمة) بواسطة وزارة الدفاع الأمريكية
الستينيات من القرن العشرين اختراع أجهزة الكمبيوتر المركزية .
1962 يعمل بول باران في RAND على شبكات تحويل الحزم.
1967 نشر لاري روبرتس أبحاث حول ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة).
1969 تم تأسيس ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة) .
السبعينيات من القرن العشرين انتشار استخدام الدوائر الرقمية المتكاملة وظهور أجهزة الحاسب الشخصية الرقمية
1970 قامة جامعة هاواي بتطوير نظام ALOHANET.
1972 قام راي توملسون بإنشاء برنامج يقوم بإرسال رسائل البريد الإلكتورني.
1973 بدأ بوب كان وفينت سيرف العمل على ما أصبح لاحقا بـ TCP/IP (بروتوكول
التحكم في الإنترنت) وظهرت الـ ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث
المتقدمة) وكان لها اتصالات مع University College في لندن ، ومؤسسة
الرادار الملكية في الساحة الدولية في النرويج.
1974 قامت شركة BBN بإفتتاح الـ Telnet ، وهو أول إصدار تجاري من ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة).
الثمانينات من القرن العشرين إنتشار استخدام أجهزة الحاسب و أجهزة الحاسب الصغيرة التي تستخدم UNIX .

1981 تم إطلاق مصطلح الإنترنت على مجموعة متصلة من الشبكات .
1982 أصدرت (المنظمة الدولية لوضع المعايير) نموذج وبرتوكولات إتصال
متبادل للأنظمة المفتوحة, وتختفي البرتوكولات ولكن يظل للنموذج تأثير كبير.
1983 أصبح بروتوكول التحكم في الإرسال / بروتوكول الإنترنت(TCP/IP) هو
اللغة العالمية للإنترنت . انقسمن ARPANET إلى ARPANET و MILNET .

1984 تم تأسيس شركة سيسكو ، وبدأ تطوير العبّـارات وأجهزة التوجيه
(Routers) ، ظهرت خدمة اسم المجال تجاوز عدد مضيفي (مستخدمي) الإنترنت ألف.
1986
تم إنشاء TSFNET (شبكة موؤسسة العلوم الوطنية) ، وقد بلغت سرعة جزء الشبكة 56 كيلو بت في الثانية.

1987 تجاوز عدد مضيفي (مستخدمي) الإنترنت 10.000
1988 قامت وكالة (مشاريع أبحاث الدفاع المتقدمة) بتكوين فريق الإستجابة لطوارئ الحاسب.
1989 تجاوز عدد مضيفي (مستخدمي) الإنترنت 100.000
1990 أصبحت ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة) هي الإنترنت.
1991 نشأت شبكة الويب العالمية ( www ), قام تيم بيرنرز لي بتطوير كود (www) شبكة الويب العالمية (World Wide Web).
1992 تم وضع ميثاق مجتمع الإنترنت (ISOC) ، تجاوز عدد مضيفي (مستخدمي) الإنترنت 1.000.000
1993 أصبح MOSIC أول مستعرض ويب مستند إلى الرسوم متوفرا.
1994 ظهور برنامج Netscape Navigator .
1996 تجواز عدد مضيفي (مستخدمي) الإنترنت عشرة ملايين ، غطت شبكة الإنترنت الكرة الأرضية.
1997 تم تأسيس مكتب الأرقام الأمريكي (ARIN) ، ظهرت الإنترنت 2 .
من أواخر التسعينيات من القرن العشرين وحتى الآن يتضاعف عدد مستخدمي الإنترنت كل ستة أشهر (زيادة أ ُسّية)
1998 شركة سيسكو تحقق 70% أرباح من الإنترنت وتبدأ برامج التدريب الأكاديمي للشبكات.
1999 نشر جزء الشبكة الرئيسي للإنترنت الإصدار رقم 6 (الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6).

2001 تجاوز عدد مضيفي (مستخدمي) الإنترنت 110 مليون
تاريخ شبكة الانترنت

تاريخ شبكة المعلومات العالمية " إنترنت"

بدأت فكرة إنشاء شبكة معلومات من قبل إدارة الدفاع الأمريكية في عام 1969
م . عن طرق تمويل مشروع من أجل وصل الإدارة مع متعهدي القوات المسلحة ،
وعدد كبير من الجامعات التي تعمل على أبحاث ممولة من القوات المسلحة ،
وسميت هذه الشبكة باسم (أربا) ARPA اختصار الكلمة الإنجليزية The Advanced
Research Project Administration وكان الهدف من هذا المشروع تطوير تقنية
تشبيك كمبيوتر تصمد أمام هجوم عسكري ، وصممت شبكة " أربا " عن طريق خاصية
تدعى طريقة إعادة التوجيه الديناميكي Dynamic rerouting وتعتمد هذه
الطريقة على تشغيل الشبكة بشكل مستمر حتى في حالة انقطاع إحدى الوصلات أو
تعطلها عن العمل تقوم الشبكة بتحويل الحركة إلى وصلات أخرى .

فيما بعد لم يقتصر أستخدم شبكة " أربانيت " على القوات المسلحة فحسب ، فقد
استخدمت من قبل الجامعات الأمريكية بكثافة كبيرة ، إلى حد أنها بدأت تعاني
من ازدحام يفوق طاقتها ، وصار من الضروري إنشاء شبكة جديدة ، لهذا ظهرت
شبكة جديدة في عام 1983 م سميت باسم " مل نت " MILNET لتخدم المواقع
العسكرية فقط ، وأصبحت شبكة " اربانيت" تتولى أمر الاتصالات غير العسكرية
، مع بقائها موصولة مع "مل نت " من خلال برنامج أسمه بروتوكول " إنترنيت "

Internet Protocol (IP)

الذي اصبح فيما بعد المعيار الأساسي في الشبكات .
بعد ظهور نظام التشغيل " يونيكس " Unix الذي اشتمل على البرمجيات الازمة
للاتصال مع الشبكة وانتشار أستخدمه في أجهزة المستفدين أصبحت الشبكة مره
أخرى تعاني من الحمل الزائد ، مما أدى إلى تحويل شبكة " أربانيت " في عام
1984 إلى مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية
National Science Foundation (NSF)

التي قامت بدورها وبالتحديد في عام 1986 بعمل شبكة أخرى أسرع أسمتها
NSFNET ، وقد عملت هذه الشبكة بشكل جيد لغاية عام 1990 الذي تم فصل شبكة
"أربانيت" عن الخدمة بعد 20 عام بسبب كثرة العيوب فيها ، مع بقاء شبكة
NSFNET جزءاً مركزياً من "إنترنيت". وباختصار نستطيع القول ان أهم نقاط
تاريخ نشأة شبكة "الانترنيت" هي :



أهم مراحل في تاريخ نشأة شبكة "الانترنيت" .
1969 وضعت أول أربعة نقاط اتصال لشبكة " أربانيت " في مواقع جامعات أمريكية منتقاة بعناية .

1972 أول عرض عام لشبكة " أربانيت " في مؤتمر العاصمة واشنطن بعنوان
العالم يريد أن يتصل ، والسيد راي توملنس يخترع البريد الإلكتروني ويرسل
أول رسالة على " أربانيت " .

1973 إضافة النرويج وإنجلترا إلى الشبكة .

1974 الإعلان عن تفاصيل بروتوكول التحكم بالنقل ، إحدى التقنيات التي ستحدد " إنترنيت " .

1977 أصبحت شركات الكمبيوتر تبتدع مواقع خاصة بها على الشبكة .

1983 أصبح البروتوكول TCP/IP معيارياً لشبكة " أربانيت " .

1984 أخذت مؤسسة العلوم الأمريكية NSF على عاتقها مسئولية " أربانيت " ،
وتقديم نظام أعطاء أسماء لأجهزة الكمبيوتر الموصولة بالشبكة المسمى
Domain Name System (DNS)
1985 أول شركة كمبيوتر تسجل ملكية " إنترنيت " خاصة بها .

1986 أنشأت مؤسسة العلوم العالمية شبكتها الأسرع TNSFNE مع ظهور بروتوكول
نقل الأخبار الشبكية Network News Transfer Protocol جاعلا أندية النقاش
التفاعلي المباشر أمرا ممكنا ، وإحدى شركات الكمبيوتر تبني أول جدار حماية
لشبكة " إنترنيت" .

1990 تم إغلاق " أربانيت " و"إنترنيت " تتولى المهمة بالمقابل .

1991 جامعة مينيسوتا الأمريكية تقدم برنامج " غوفر" Gopher وهو برنامج لاسترجاع المعلومات من الأجهزة الخادمة في الشبكة .

1992 مؤسسة الأبحاث الفيزيائية العالمية CERN في سويسرا ، تقدم شيفرة النص
المترابط Hypertext المبدأ البرمجي الذي أدى إلى تطوير الشبكة العالمية
Word Wide Web

1993 قد ابتدأ الإبحار ، من خلال إصدار أول برنامج مستعرض الشبكة "
موزاييك " ثم تبعه آخرون مثل برنامج " نتسكيب " وبرنامج " مايكروسوفت "

1995 اتصل بشبكة " إنترنيت " ستة ملايين جهاز خادم و50.000 شبكة ، وإحدى شركات الكمبيوتر تطلق برنامج البحث في الشبكة العالمية .

1996 أصبحت " إنترنيت " و " وب " كلمات متداولة عبر العالم . في الشرق
الوسط أصبحت " إنترنيت " من المواضيع الساخنة ، ابتداء من التصميم الأول
لشبكة وحتى اليوم ، واصبح هناك عدد من مزودي خدمة " إنترنيت " يقدمون
خدماتهم .

استخدامات شبكة المعلومات العالمية " إنترنيت " .

تستخدم الشبكة في مجالات عديدة ، لما تقدمه من خدمات معلوماتية وخدمة
البريد الإلكتروني ، كما أنها توفر النفقات المالية بالمقارنة مع أنظمة
البريد العادية ، فهي تستخدم في المجالات التالية :
(1) الخدمات المالية والمصرفية .
أن غالبية البنوك تستخدم الشبكة في أعمالها اليومية ، لمتابعة البورصات العالمية ، وأخبار الاقتصاد .

(2) التعليم .
يوجد لشبكة المعلومات استخدامات في غاية الأهمية للجامعات والمدارس ومراكز
الأبحاث ، حيث يمكن من خلالها نقل وتبادل المعلومات بينها ، ونشر الأبحاث
العلمية ، كما يستطيع الباحث الحصول على المعلومات المطلوبة من المكتبات
العامة أو من مراكز المعلومات بسرعة كبيرة جداً بالمقارنة مع الطرق
التقليدية . ويمكن الاستفادة من الشبكة في عملية التعلم عن بعد بصورة
كبيرة جداً .

(3) الصحافة .
اصبح الآن ليس صعباً نقل الأخبار من دولة إلى أخرى أو مكان إلى آخر بعد
استخدام شبكة " إنترنيت "، فيستطيع الصحفي كتابة الموضوع أو المقال الذي
يريده ثم نقله وبسرعة إلى المحررين في الصحفية أو المجلة التي يعمل بها .
وهناك استخدامات اخرى منها استخدام الشبكة في الحكومة ، المنزل ، الشركات ، السياحة ،… الخ .