الشبكات Networks
بطـاقة الشبكة من نوع إيثرنت Ethernet
تتوفر في الاسواق انواع عديدة من بطاقات الشبكات ولكن بطاقات الإيثرنت هي الاكثر شهرة واستخداماً في عالم الشبكات. ان مصطلح Ethernet مشتق من كلمتين هما Ether وهي الأثير و Net وهي الشبكة فهي إذن شبكة عبر الاثير.
كيف تعمل بطاقات الإيثرنت ؟
تستخدم بطاقات الإيثرنت إسلوباً في الاتصال يسمى الوصول المتعدد الحساس للموجة الحاملة مع أكتشاف التصادم[ وهو ترجمة Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)
وهذا الاسلوب يعني ببساطة انه في أي وقت من الاوقات يستطيع كمبيوتر واحد فقط استخدام الشبكة. وبقية الأجهزة تنتظر حتى يصبح الكابل فارغاً. ويمكن تلخيص العمل في النقاط التالية :
ü اذا اراد المستخدم ارسال بيانات من كمبيوتر لكمبيوتر آخر، فإن هذه البيانات تنتقل (داخل الكمبيوتر المرسل) من طبقة إلى أخرى وصولاً لبطاقة الشبكة (يمكن للقاريء الرجوع إلى الحلقة الأولى من مقالتنا TCP/IP لمزيد من التفاصيل).
ü تتحقق بطاقة الشبكة من كون الكابل خالياً قبل الارسال (من خلال عملية التنصت). فإذا كان الكابل مشغولاً فإن البطاقة تنتظر بعض الوقت ثم تعاود عملية التنصت.
ü قد تبدأ البطاقة بالارسال وفي نفس الوقت تبدأ بطاقة شبكة الكمبيوتر آخر بالإرسال فيحصل تصادم.
ü تكتشف بطاقات الشبكة هذا التصادم بسبب ازدياد مستوى الاشارات الكهربائية الناتجة عن التصادم.
ü ترســل بطاقات الشبكة المكتشفة للتصادم إشارة عرقلة Jam Signal لكي تعلم أجهزة الكمبيوتر عن وجـــود حالة تصــــادم، وهنا تتوقف كل بطاقات الشبكة عن الارسال والانتظار فترة من الزمن ثم تعـــــاود عمليــــة التحقــق من خلو الكابل،... وهكذا.
مـا هـي أنواع بطاقات شبكات الإيثرنـت ؟
توجد ثلاثة أنواع رئيسية لهذه البطاقات اعتماداً على سرعة الارسال الأولى سرعتها 10ميجابايت، والثانية 100 والثالثة 1000ميجابايت وهي مبينة في الجدول التالي:
سؤال : كيف يمكن لكابل مجدول نوع Cat5 والذي يسند تردد مقداره 100 ميجاهيرتز ان ينقل بيانات بسرعة 1000 ميجابت في الثانية ؟
جواب : ان العملية تتم بفضل تكنولوجيا مضاعفة الإرسال Multiplexing حيث يتم إمرار أكثر من بت واحد في الدورة الواحدة، اكثر من بت واحد مع كل هرتز). كما ان مبدأ مضاعفة الارسال يسمح لكل زوج مجدول من الاسلاك بالارسال في لحظة والاستلام في لحظة آخرى. اي ليس هناك اسلاك خاصة بالارسال وأخرى خاصة بالاستلام.
إن كلفة بطاقة الإيثرنت 1000 BaseT وكذلك أجهزة التوزيع التي تسند سرعة 1000 ميجابت/ثانية هي عالية حالياً ولهذا ينصح بتدرج عملية التطوير والانتقال الى سرعة 1000 ميجايت/ثانية، لنأخذ مثالاً على ذلك.
مثـال : اذا كان الربط في احدى الجامعات كما يلي :
أي تم تبديل ما يلي فقط (مع بقاء بقية الاجهزة بمواصفاتها القديمة):
ü جهاز الموزع الذي يسند سرعة 100 Mbps إلى موزع بسرعة 1 Gbps.
ü البطاقات الموجودة في الخوادم من 100 Mbps ألى 1 Gbps.
أجهـزة ربـط الشبكات Network Devices :
قبل التطرق لمواصفات أجهزة الربط وسبب استخدامها، فمن الأفضل ان نتكلم عن مفهومين مهمين قلما يعرفهما مستخدمو الشبكات وهما : نطاق التصادم ونطاق البث.
نطــاق التصـادم Collision Domain :
عندما نقول إن مجموعة من أجهزة الكمبيوتر تقع ضمن نطاق تصادم واحد فهذا يعني انه اذا قام احد الأجهزة بإرسال رسالة لكمبيوتر آخر (مثلاً الكمبيوتر ذو العنوان 200.1.1.5 أرسل رسالة للكمبيوتر ذو العنوان 200.1.1.10) هذا يعني أن الرسالة ستمر على كل أجهزة الكمبيوتر باحثة عن العنوان 200.1.1.10 ، وهنا يكون الكابل مشغولاً، وبالتالي فإن بقية الأجهزة لا يمكنها الإرسال (تبقى في حالة أنتظار). واذا قام كمبيوتر آخر بالإرسال (سواء لنفس العنوان او غيره) فسوف يحصل تصادم. ويحاول مهندسو الشبكات تقليل عدد أجهزة الكمبيوتر المنتظرة من خلال تقسيم الشبكة الواحدة إلى عدة أجزاء يمثل كل منها نطاق تصادم واحداً. ان هذه التجزئة لا تؤدي الى تقسيم الشبكة الى عدة شبكات بل تبقى شبكة واحدة.
نطـــاق البـث BroadCast Domain :
يشمل نطاق البث كل أجهزة الكمبيوتر في الشبكة الواحدة فإذا قام الكمبيوتر ذو العنوان 200.1.1.5 بإرسال رسالة تحمل العنوان 200.1.1.255، فإن هذه الرسالة ستستلمها كل أجهزة الكمبيوتر الاعضاء في الشبكة 200.1.1.10، ويتذكر القاريء الرجاء قراءة الحلقة الثانية من TCP/IP أن عنوان IP يتكون من 4 بايتات يتقاسمها معرف الشبكة ومعرف الكمبيوتر. فأذا كانت بايتات معرف الكمبيوتر تساوي 255 فإن هذا العنوان يسمى عنوان بـث والرسالة التي تحمله تسمى رسالة بث تستلمها كل أجهزة الكمبيوتر الشبكة.
وعليه فإن عناوين البث لمجموعات العناوين الثلاثة هي :
المجموعة A w.255.255.255
المجموعة B w.x.255.255
المجموعة C w.x.y.255
في بعض الأحيان لا يرغب مدير الشبكة في وصول رسائل البث لكل أجهزة الكمبيوتر. فمثلاً اذا كان عدد أجهزة كمبيوتر الشبكة 200 كمبيوتر، تشمل 4 أقسام (قسم الطباعة ، الصيانة ، البرمجة والتعليم المستمر). فإن مدير الشبكة يفضل حركة رسائل البث في أجهزة الكمبيوتر كل قسم على حدة (دون ان تصل لأجهزة الكمبيوتر بقية الاقسام) ، هنا سيحاول المدير تقسيم الشبكة الى عدة شبكات.
المكررات Repeaters
تخضع الاشارة المارة في الكابلات لقوانين الفيزياء، ومنها وجود مسافة محددة تتحركها تلك الاشارة ثم تبدأ بالضعف والانتهاء. وتستخدم المكررات للتغلب على هذه المشكلة. تعمل المكررات في الطبقة الفيزياوية لموديل OSI ووظيفة المكرر هي ببساطة زيادة قوة الإشارة الكهربائية بحيث يمكنها مواصلة حركتها عبر الكابل، أنظر الرسم أدناه :
إن المكرر لا ينظر الى محتويات حزم الاشارة ولا يقوم بتغييرها. وربما يتوقع القاريء أننا نستطيع ربط عدد كبير من المكررات ولكن ذلك غير صحيح ، فبسبب محددات الكابلات وتزايد نطاقات التصادم المرافقة لبطاقات الإيثرنت فإنه مع كل كابل يمكن استخدام عدد محدد من المكررات. فمثلاً مع كابل المحور المتحد يمكن استخدام خمسة مكررات كحد أقصى. وهناك جداول قياسية بذلك تم حسابها من التجارب العملية. وقد يتساءل القاريء عندما يرى ان اغلب الكتب تتكلم عن جهاز المكرر وعلاقته بكابل المحور المتحد (دون التطرق لبقية الكابلات).
المـوزعـات Hubs :
الموزع هو جهاز يربط مجموعة من الأجهزة الكمبيوتر مكوناً بذلك شبكة نجمية. وهناك عدة انواع من الموزعات ولكن اكثرها استخداماً هو الموزع الفعال Active Hub والذي يتميز بكونه مكرراً. ويعمل الموزع في الطبقة الفيزياوية لموديل OSI وهو ايضاً لا ينظر إلى محتويات حزم الاشارة ولا يقوم بتغييرها. وتختلف الموزعات في عدد مواقع الاتصال التي توفرها وهي تتراوح بين 8 و 24 موقع أتصال أو أكثر (كل موقع يربط بكمبيوتر واحد). وعندما يستلم الموزع الفعال الاشارة من احد الأجهزة الكمبيوتر فإنه يمررها لكل الأجهزة الكمبيوتر المرتبطة بالموزع.
وقد لايتصور القاريء سرعة نقل البيانات للكمبيوتر الواحد عند ربط عدد كبير من الأجهزة الكمبيوتر ، لنأخذ الحالة التالية : أربعة موزعات مرتبطة مع بعضها، كل موزع له 24 موقع اتصال وسرعة نقله للبيانات هي 100 ميجابت. هنا عدد أجهزة الكمبيوتر التي يمكن ربطها هي 96 كمبيوتر والسرعة المتوفرة هنا تتناسب عكسياً مع عدد أجهزة الكمبيوتر وعليه، فإن السرعة المتوفرة لكل كمبيوتر هي 1.024 ميجابت (100 مقسومة على 96).
(منقوول)