تخصص شبكات الكمبيوتر

من قبل خمس سنوات من الان كان تخصص شبكات الكمبيوتر مازال تخصص ليس فيه الاقبال على ماهو عليه الان وانا شخصيا دخلت هذا المجال بالصدفة , حيث انى كنت اريد اتخصص فى البرمجة لكى يسهل لى الدخول لأمن المعلومات ولكن لبعض الظروف حصلت على منحه مجانية لكورس الشبكات من الحكومة المصرية وسعدت كثيرا به بعد ان دخلت هذا المجال الهام , اما هذه الايام فالاقبال بفضل الله كبير على هذا المجال وكثرت الاسئلة التى تريد ان تسأل عن ابعاد تخصص شبكات الكمبيوتر ومدى الاهمية المتعلقة به وما التخصصات فيه والوظائف لدارسيه وعن الشهادات وغير ذلك من الاسئلة , والذى ساعد على انتشار مجال الشبكات هو التسارع التقنى الرهيب من شبكات سلكية وشبكات لاسلكية فنحن نسمع ونرى عن تقينات جديدة فى نقل الصوت والصورة كل يوم , ولهذا وددت فى عمل موضوع لأجيب عن الاسئلة التى تحير أخوانى الجدد على هذا التخصص كمحاولة بسيطة منى على ماأستطيع من الاسئلة ,وسوف نستعرض معا النقاط التالية:
1- مفهوم الشبكات .
2- أهمية مجال الشبكات.
3- أنواع وتصاميم الشبكات .
4- مكونات الشبكة .
5- كيف تعمل الشبكة .
6- تركيب الشبكات.
7- إدارة الشبكة.
8- متطلبات العمل فى مجال الشبكات.
9- كيف ادرس الشبكات وماهى مجالات الدراسة.
10- الوظائف فى مهنة الشبكات.
11- اهم الشركات الداعمة لمجال الشبكات.
12- اهم المواقع او المدونات فى مجال الشبكات.


1- مفهوم شبكات الكمبيوتر

هى مجموعة من الحواسيب المتصلة مع بعضها البعض بهدف مشاركة وتبادل المعلومات والبرامج والأجهزة مثل الطابعات ووسائط التخزين, وأبسط أشكالها يتمثل فى ربط حاسوب فى حاسوب بواسطة سلك فقط واكبر اشكالها والاشهر هو شبكة الانترنت العالمية .

2- أهمية مجال الشبكات

• تخفيض فى التكاليف والوقت : تخيل ان لديك عشرين جهاز كمبيوتر وتريد الطباعة على كل جهاز منهم فكم طابعة سوف تشترى , فبالتأكيد سوف تشترى طابعات للكل او لمعظم الاجهزة وهنا سوف تضطر الحاجة لمن ليس عنده طابعه لاستخدام الأقراص الخارجية مثل السيديهات لعمل طباعة مايريد وهذا بالتأكيد ايضا هدر فى الوقت (بالإضافة ايضا الى ان هذا يساعدعلى انتشار اسرع للفيروسات) , لهذا جائت الشبكات بفضل الله تعالى بتخفيض فى التكاليف بامكانية مشاركة الطابعة ويستخدمها العديد من الاجهزة معا , وايضا التوفير فى الوقت فيستطيع موظف فى الدور الاول ارسال بيانات لزميله فى الدور الثانى فى وقت قليل وهذا بالتأكيد افضل واسرع من النقل عن طريق وسائط التخزين الخارجية .

• الاتصال : تساعد الشبكة الموظفين على سرعة وسهولة الاتصال فيما بينهم وذلك باستخدام بعض البرامج مثل البريد الألكترونى و برامج المحادثة سواء كانت المحادثة الكتابية او بالصوت والصورة وغير ذلك من وسائل الاتصال المختلفة الحديثة .

• مركزية الأدارة : اهم ميزة فى الشبكة هى مركزية الادارة وهى تمكن مدير الشبكة من التحكم فى جميع الاجهزة والمستخدمين وموارد الشبكة عن طريق السيرفر (السيرفر هو جهاز ذو امكانيات هاردوير عالية يمكننا بما عليه من تطبيقات من خدمة المستخدمين فى مشاركة موارد الشبكة وايضا التحكم بها) وايضا مسألة تأمين البيانات والمعلومات من المميزات الهامة فى الشبكة بشكل عام وفى مركزية الادارة ايضا فيستطيع مدير الشبكة اعطاء الصلاحيات للمستخدمين على ( الاجهزة والتطبيقات والطابعات والانترنت.... الخ) كل على حسب حاجته لوظيفته فقط وهذا يقلل بأمر الله تعالى من خطر الاصابة بالفيروسات التى قد تأتى بسبب سوء الاستخدام فى كثير من الأحيان.

• مشاركة التطبيقات : من فوائد الشبكة امكانية مشاركة التطبيقات بدلا من تنزيلها على كل جهاز فيمكن تنزيل التطبيقات على السيرفر الرئيسى فقط ويكون عليه كل البيانات والمعلومات وعند جهاز المستخدم واجهة بسيطة للبرنامج فقط يدخل بها كل البيانات وايضا يستعرض كل المعلومات التى على البرنامج التى يدخلها الأخرون بدون الحاجة لتنزيل البرنامج كاملا عنده وبهذا لم نعد بحاجة لتنزيل البرنامج كاملا على كل جهاز.

• مشاركة الأجهزة : واشهر مثال على ذلك هو مشاركة الطابعات فبدلا من الحاجة لشراء اكثر من طابعة يتم شراء طابعة واحدة تستطيع تخدم اكثر من مستخدم وايضا مشاركة وسائط التخزين وغير هذا من الأجهزة المختلفة .

• مشاركة المعلومات : فى الشبكة يمكن عمل سيرفر لمشاركة الملفات وهذا يسمى file server وهو سيرفر مخصوص لسهولة تبادل الملفات والمعلومات بين الاجهزة على الشبكة ويكون عليه برنامج حماية قوى لمنع انتشار الفيروسات.

قام خبراء الشبكات بإدراج انواع الشبكات فى عدة تصنيفات مختلفة :

تصنيف الشبكات حسب النطاق الجغرافى
تصنيف الشبكات حسب التصميم الهندسى Network Topology.
تصنيف الشبكات حسب العلاقة بين المستخدمين.
تصنيف الشبكات حسب الملكية .


1/ تصنيف الشبكات حسب النطاق الجغرافى

تصنف الشبكات حسب التوسع الجغرافى الى ثلاث أنواع :-

· الشبكة المحلية local area network /lan

الشبكات المحلية تغطى مساحة جغرافية محددة وتتمثل فى بناء واحد او عدة ابنية متقاربة مثل منزل او شركة او مبنى جامعه او طابق فى برج ويستطيع فيها الكل الاتصال السريع فيما بينهم ومشاركة الاجهزة مثل الطابعه والفاكس والانترنت .

· شبكة المدن Metropolitan area network /man

شبكات المدن هى تغطى مساحة اكبر من التى تغطيها الشبكة المحلية واصغر من التى تغطيها الشبكة الواسعه wan , وهى مساحتها فى حدود مدينة و تتميز بسرعة كبيرة وتستخدم لنقل ملفات بحجم كبير وعادة ماتدار بواسطة شركة اتصالات وتكون على سبيل المثال شبكة بين عدة جهات حكومية فى مدينة واحدة او شركة خاصة كبيرة فى داخل مدينة واحدة .


·الشبكة الواسعه wide area network/ wan

الشبكة الواسعه wan هى تغطى مساحة جغرافية كبيرة جدا وواسعه من الارض وتشمل عدة دول او قارات وهى عبارة عن ربط عدة شبكات lan او man مع بعض بواسطة خطوط مؤجرة من شركات الاتصالات الكبرى و هى مثل ربط شركة كبرى لها فروع فى عدة دول وهذه تسمى Enterprise او ربط لعدة شبكة لمنظمات وهيئات مختلفة وهذه تسمى Global.

2/ تصنيف الشبكات حسب التصميم الهندسى Network Topology.

تصنف الشبكات هنا على حسب تصميم او تخطيط الشبكة ولهذا عند اختيار تصميم عن الاخر فهناك بعض العناصر سوف تتأثر من شبكة لأخرى
1-نوع المعدات المستخدمة فى الشبكة.
2-امكانية هذه المعدات .
3- قدرة الشبكة على النمو فى المستقبل.
4- أدوات ادارة الشبكة

انواع الشبكات فى هذا التصنيف
.............................
1-الشبكة المسار bus.
2-الشبكة الحلقية ring .
3-الشبكة النجمية star.
4- الشبكة المختلطة mesh.


· الشبكة المسارbus

تصمم هذه الشبكة على سلك طويل موصل عليه كل الحواسيب والأجهزة فى الشبكة كما بالشكل التالى
وتعتبر هذه الشبكة ابسط الانواع والاسهل فى التركيب ومنخفضة التكاليف ولكن عيبها هو كثرته مشاكلها و عند حدوث مشكلة تتوقف الشبكة بالكامل .
طريقة عمل هذه الشبكة هو انه يقوم جهاز بارسال الاشارة فتصل لكل الاجهزة بالشبكة ثم بعد ذلك تظل الاشارة ترتد فى الشبكة من هنا إلى هناك الى مالانهاية وهذا عيب خطير ولهذا كان لابد من تركيب terminator فى طرف السلك ليقوم بامتصاص الاشارات الموجوده فى الشبكة , واذا اردنا ان نقوم بالتعديل على الشبكة كان لابد ان نوقف الشبكة بالكامل وهذا من عيوبها ,
اذا اردنا ان نطول الشبكة فيوجد الماسورة barrel connector التى تصل سلكتين ببعض فقط , أويوجد ايضا مكرر الاشارة repeater الذى يساعد على دفع الاشارة فى السلك لمسافة ابعد .

· الشبكة الحلقة Ring

تصمم هذه الشبكة على شكل حلقة او دائرة موصل عليها كل الأجهزة فى الشبكة , تسير الاشارة فى السلك فى اتجاه واحد وكل جهاز تمر عليه الاشارة يقوم باعادة ارسالها وتقويتها من جديد واعادة تقوية الاشارة تعتبر ميزة فى هذه الشبكة.




طريقة عمل هذه الشبكة , يقوم كمبيوتر على الشبكة بارسال البيانات فى علامة تمر فى السلك هذه العلامة تحمل البيانات وايضا العنوان المستهدف وتمر هذه العلامة على كل جهاز فى الشبكة الى ان تصل الى الجهاز الهدف وعند الجهاز الهدف يحصل عليها ثم يفرغ محتواها لتبدء العلامة مرة اخرى فى الشبكة لكى يقوم جهاز اخر بملء محتواها لكى يرسلها لجهه اخرى .
من مميزات هذه الشبكة هو اعادة تقوية الاشارة عند كل جهاز وايضا سهولة تركيبها وانخفاض تكلفتها ولكن مشكلتها هو ايضا توقف الشبكة بالكامل فى حالة توقف أى جهاز وايضا فى حالة الضرورة لعمل تعديل على الشبكة .

·الشبكة النجمة star
يتم تصميم هذه الشبكة على شكل نجمه بوصل كل جهاز فى الشبكة بوصلة على نقطة مركزية تسمى ال hub او switch وهو الذى يقوم بدوره بتوزيع الاشارات من المصدر للهدف , من مزايا هذه الشبكة ان تعطل او ازاحه اى جهاز فى الشبكة لايعطل اداء الشبكة ولكن ازاحه المجمع المركزى هو فقط الذى يعطل الشبكة كلها ولهذا تعتبر هذه الشبكة هى الافضل والاكثر انتشارا من السابقتين .



· الشبكة المختلطة mesh


تعتمد هذه الشبكة فى التصميم على وجود اكثر من مسار من الجهاز الى الجهاز الاخر ففى حالة حدث مشكلة فى سلك كان هناك وجود بديل وهذا ميزة ولكن يعيبها هو تكلفتها العالية وتستخدم هذه الشبكات فقط للربط بين انواع من الشبكات المحلية .

3/ تصنيف الشبكات حسب العلاقة بين المستخدمين

· شبكة الند للند peer to peer
هى شبكة عدد أجهزتها لا تتجاوز حدود العشرة اجهزة وكل جهاز فى الشبكة يقوم بدور الكلاينت client والسيرفر server فى نفس الوقت , فهو يقوم بنفسه بطلب المعلومات من الغير وايضا اعطاء المعلومات للغير, وتتميز هذه الشبكة بانخفاض تكلفتها وصغر حجمها وهذه الشبكة مسألة حماية المعلومات ليست ذات اهمية كبيرة فيها , وايضا يعيبها اللامركزية التى بالطبع تحجم الشبكة من النمو فى المستقبل القريب , وتسمى مجموعة الأجهزة المشتركة فى هذه الشبكة مجموعة العمل workgroup.



· شبكة الخادم العميل client to server
هى شبكة على عكس شبكة الند للند فهى تتميز بالمركزية فى الادارة , فيوجد بها جهاز ذو مواصفات عالية هو السيرفر serverيقوم بمساعدة اجهزة الكلاينت وذلك بأخذ طلبات كل منهم والرد عليها فعلى سبيل المثال فهناك جهاز قد يطلب عنوان انترنت فدور السيرفر هنا اخذ الطلب والاجابة عليه ان توافر العنوان لديه وان لم يتوافر يسأل عليه السيرفرات على الانترنت للحصول على الاجابة ثم يرسل الإجابة للكلاينت , وهناك انواع مختلفة من السيرفرات حسب المهمه التى يقوم بها السيرفر (file server , application server , print server , web server ……) , وتتميز ايضا هذه الشبكة بالقدرة على النمو فى المستقبل والقدرة على تأمين البيانات بشكل اكبر عن طريق مدير الشبكة الذى يعطى الصلاحيات لكل موظف حسب احتياجاته , وتتميز ايضا هذه الشبكة بالقدرة على خدمة اعداد كبيرة من المستخدمين , وايضا تتميز بسهولة عمل النسخ الاحتياطى للبيانات لوجود البيانات فى جهاز واحد وهو السيرفر .


4/ تصنيف الشبكات حسب الملكية .
· الشبكة العامة

4- مكونات الشبكة

بعد ان تحدثنا عن مصطلح الشبكات وأهمية مجال الشبكات بشكل عام وأنواع شبكات الكمبيوتر , فالان سوف نتحدث عن المكونات العامة لأى شبكة كمبيوتر وهى تتمثل فى الأتى :-
1- السيرفر server
2- الكلاينت client
3- كارت الشبكة NIC
4- الكابلات Cables
5- وسائل الربط .
6- الطرفيات وموارد الشبكة Network Resources and peripherals.

1/ السيرفر server

هو جهاز كمبيوتر ذو امكانيات عالية جدا (ويختلف فى قدراته حسب المهمة التى يؤديها على كل شبكة) وذلك لكى يستطيع ان يلبى طلبات جميع المستخدمين فى الشبكة فهو يستطيع ان يقوم بعدد من المهام فى وقت واحد مثل الطباعة والرد على استفسارات ال Dns وارسال الصلاحيات ومعالجة البيانات وغير ذلك حسب وظيفة كل سيرفر فى الشبكة ولهذا لابد ان يكون ذو حجم Ram عالية ومساحات تخزينية كبيرة و الباورسبلاى يتميز بقدرة على الامداد بالطاقة العالية لأن السيرفر بطبيعته يعمل 24 ساعة وايضا معالجات تستطيع اداء عدة مهام فى وقت واحد وكارت او عدة كروت شبكة وفوق كل هذا لابد ان يكون لدي السيرفر قدره على التوسع لتحمل الاعباء الاضافية , فكلما كانت الشبكة اكبر كان امكانيات السيرفر على التوسع فى المستقبل أكبر , وهو لايتواجد الا فى الشركات والمؤسسات نظرا لغلو ثمنه .


2/ العميل Client

يطلق عليه الزبون او العميل او محطة العمل وبالانجليزية client or workstation , وهو كمبيوتر شخصى عادى عضو فى شبكة يتميز بقدرات عادية حسب المهمة المطلوبة منه , وهو يتميز برخص ثمنه , يتم التحكم فيه عن طريق السيرفر و يأخذ صلاحيات من السيرفر حسب المهمه الموكليه إليه , وهذا هو الذى يستخدمه الموظفين بالشركة.


3/ كارت الشبكة NIC

يطلق عليه Network Adapter او lan card او Network Interface .
كارت الشبكة هو يعتبر واجهة الجهاز على الشبكة فهو الذي يستقبل ويرسل البيانات على الشبكة وهو الذى يخاطب بقية الأجهزة على الشبكة يعنى بالمعنى السياسى هو المتحدث الرسمى باسم الجهاز , وسوف يتضح هذا المعنى اكثر عندما نعرف ان لكل كارت شبكة عنوان خاص به لايتكرر فى العالم وذلك لأن كل كارت له عنوان خاص به يسمى (MAC address) يتكون من 48 بت ( 24 بت تحصل عليها الشركة المصنعه للكارت وهو ثابت على كل الكروت الخاص بها , اما ال 24 الاخرون فهو متغير فى كل كارت ) , وبهذا العنوان يتخاطب الكارت مع كل الأجهزة على الشبكة .


ويقوم كارت الشبكة بعدد من المهام الاساسية : -

التخاطب باسم الجهاز على الشبكة .
تحضير وارسال البيانات على الشبكة .
التحكم فى تدفق البيانات على الشبكة .
تحويل الاشارات الكهربائية بالسلك الى اشارات رقمية يفهمها الكمبيوتر.

وأخيرا يقع كارت الشبكة فى نموذج osi layers فى الطبقة الأولى physical layer.

4/ الكابلات Cables

الكابلات هى التى تربط بين الأجهزة وبعضها البعض ( السيرفر والكلاينت والسويتشات والروتر ....) وأنواع هذه الكابلات هى :-
1- الاسلاك ذات الازواج الملفوفه (أو المجدولة) twisted pair
2- الاسلاك المحورية Coaxial cable
3- الالياف البصرية fiber optic

1- الاسلاك ذات الازواج الملفوفه (أو المجدولة) twisted pair / TP


يتكون هذا النوع من الاسلاك من عدد من الأزواج الملفوفة على بعضها كما بالصورة التالية وهذا الالتفاف يعمل على تقليل التشويش او التداخل الكهرومغناطيسى نوعا ما.


وينقسم هذا النوع الى قسمين :-

1- الكابلات الثنائية الملفوفة المحمية Shielded Twisted Pair / STP.
وهي عبارة عن أزواج من الأسلاك الملتوية محمية بطبقة من القصدير ثم بغلاف بلاستيكي خارجي .


2-الكابلات الثنائية الملفوفة الغير محمية Unshielded Twisted Pair / UTP


وهي تتكون من أسلاك ملتوية داخل غطاء بلاستيكي بسيط ,وقد صنفت جميعة الصناعات الإلكترونية كيابل الـ UTP إلى خمس فئات مشهورة هي :


1 - الفئة الأولى و تستخدم لنقل الصوت فقط و لا تستطيع نقل البيانات.
2- الفئة الثانية و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 4 ميجابايت في الثانية.
3- الفئة الثالثة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 10 ميجابت في الثانية.
4-الفئة الرابعة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 16ميجابايت في الثانية.
5-الفئة الخامسة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 100 ميجابايت في الثانية.
وكان ذلك قبل أن تظهر الفئة السادسة Category 6 والتي تستخدم لنقل البيانات بسرعة 1 جيجابايت في الثانية .

و تتفوق كابلات STP على UTP في أمرين:

- أقل عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي.
- تستطيع دعم الإرسال لمسافات أبعد.
- في بعض الظروف توفر سرعات بث أكبر.
و تستخدم الأسلاك الملتوية TP عادة في الحالات التالية:
- عندما يكون هناك الحاجة إلى ميزانية محدودة للشبكة.
- وعندما يكون هناك حاجة لتوفير سهولة و بساطة في التركيب.
هناك نوعين من التوصيل فى الكابل TP :-
التوصيل المباشر (Straight cable) وهو يستخدم لتوصيل أجهزة مختلفة مثل كمبيوتر مع سويتش
والتوصيل التقاطعى (Crossover cable) وهو يستخدم لتوصيل أجهزة متشابهه مثل سويتش مع سويتش
تستخدم الاسلاك TP مشبك من نوع RJ- 45.

2-الاسلاك المحورية Coaxial cable

يتكون هذا السلك من محور من النحاس الصلب (D بالصورة )محاط بماده عازلة (C بالصورة) عليها طبقة من الضفائر المعدنية (B بالصورة ) التى تقوم بامتصاص الاشارة لكى تمنع عملية تداخل الموجات الكهرومغناطيسية أو التشويش الذى يحدث من الاسلاك المجاورة , مع غطاء خارجى مصنوع من المطاط او البلاستيك او التليفون (A بالصورة).


يتكون هذا الكابل من نوع Thin & thick :-
- السلك المحوري الرقيق Thin
وهو سلك مرن رقيق يصل قطره الى 0.6 سم و يستخدم عادة في شبكات 10Base2 و يوصل مباشرة الى بطاقة الشبكة , وهو يستخدم فى الشبكات الصغيرة .
- السلك المحوري الثخين Thick
وهو سلك ثخين متصلب و غير مرن و يصل قطره الى 1.2 سم و يستخدم عادة في شبكات 10Base5 و لأنه أثخن من النوع الأول فإنه يستطيع الوصول الى مسافات أبعد دون توهين للإشارة ، فبينما لا يصل السلك الأول لأكثر من 185 متر يصل السلك الثخين الى 500 متر , ويستخدم فى الشبكات الكبيرة .

3- كابلات الالياف البصرية fiber optic cables

كابلات الألياف البصرية تستخدم فى نقل البيانات فى شكل اشارات ضوئية , وهي ألياف مصنوعة من الزجاج النقي طويلة ورفيعة لا يتعدى سمكها سمك الشعرة يجمع العديد من هذه الألياف في حزم داخل الكيبلات البصرية وتستخدم في نقل الإشارات الضوئية لمسافات بعيدة جداً.


وتتكون من ثلاث طبقات كمابالصورة السابقة
1- طبقة القلب core : وهى عبارة عن الياف من الزجاج او البلاستيك ينتقل فيه الضوء.
2- طبقة الكسوة cladding : مادة تحيط باللب الزجاجي وتعمل على عكس الضوء مرة أخرى إلى مركز الليف البصري.
3- الطبقة الخارجية : وهى طبقة تستخدم لحماية الكابل من التغيرات الجوية او الكسر.
توفر أسلاك الألياف البصرية المزايا التالية:
- منيعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي و التداخل من الأسلاك المجاورة.
- معدلات التوهين منخفضة جدا.
- سرعة إرسال بيانات مرتفعة جدا بدأت ب 100 ميجابت في الثانية و قد وصلت حاليا الى 200000 ميجابت في الثانية.
- في الألياف البصرية يتم تحويل البيانات الرقمية الى نبضات من الضوء، و حيث أنه لا يمر بهذه الألياف أي إشارات كهربية فإن مستوى الأمن الذي تقدمه ضد التنصت يكون مرتفعا.

ان شاء الله سوف يكون الموضوع القادم (مكونات شبكة الكمبيوتر 2) عن وسائل الربط والطرفيات وموارد الشبكة



وهى الشبكة ذات المجال الواسع والتى قد تعود ملكيتها لجهة حكومية مثل شبكات الوايرلس التى تقدمها الحكومية السعودية للوافدين وقت الحج او قد تكون تابعه لشركة خاصة مثل شبكة الاتصال الهاتفى .

· الشبكة الخاصة

الشبكة الخاصة تكون تابعه لمؤسسة معينة هى التى تقوم بتركيب وإدارة وصيانة الشبكة , ومعدات هذه الشبكة يتم شراؤها او استئجارها من شبكة الهاتف او من احد الشركات الخاصة .

·الشبكة ذات القيمة المضافه

هى شبكة حاسوبية تقوم بإنشائها وتشغيلها مؤسسة ثالثة لخدمة مؤسستين تقومان بتبادل البيانات من خلال الخدمات التى تقدمها لهم الشبكة الثالثة مثل خدمات التراسل بالبريد الالكترونى وخدمات اخرى تقدمها نفس الشركة .