اساسيات شبكات الحاسوب

اساسيات شبكات الحاسوب
Essentials Computer Network
مقدمة المحاضرة الأولى
بدأت فكره الشبكات في أواخر الستينات (1969) حيث كانت وزاره الدفاع الامريكيه تجرى بحوثها المتقدمة في المجالات العلمية والعسكرية المختلفة , وبما أن هذه البحوث كانت في غاية الأهمية بدأت مخاوفهم تظهر جليه حول فقدان هذه البحوث القيمة التي تقوم بها وحدة الأبحاث والمشاريع المتقدمة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية و التي تدعو
(ARPA) ADVANCED RESARCH PROJECTS AGENCY ماذا يحدث إذا تعطل جهاز الحاسوب الذي يحوي كل هذه الأبحاث أو لما لا يكون العمل متوازيا بحيث تكون هنالك فرق أو مجموعات تقسم المهام فيما بينها لتسر يع إنجازها؟
بدأت التطورات تظهر في الحاسب نفسه وذلك بظهور وسائط تخزين أخرى مختلفة يمكن التنقل بها من جهاز لاخر لكنها لا تفي بالغرض, نسبه لأنها ذات سعلت تخزينه محدودة وقابله للفقدان هذه البيانات تحت الظروف العادية المختلفة إذا لماذا لا يكون النقل مباشر بين أجهزه الحاسوب نفسها؟ وهكذا ولدت أول شبكه حاسوب (ARBANET) , وبدأ العمل في تطويرها شيئا فشيئا و معالجه كل المشاكل والمعوقات التي تعترض عمليه نقل البيانات من والي الحاسب عبر الشبكة, ثم كانت المشكلة في أن الحواسيب نفسها متخلفة مقارنة بما هي عليها الآن زد علي ذلك عندما تم تنفيذ أول شبكه كانت هناك مشكله توافقيه بين أجهزه الشركات المختلفة , حيث لا يمكن ربط جهازين أو اكثر إلا أن تكون هذه الأجهزه من مصنع واحد وذات مواصفات متشابه ومتطابقة تماما .
ومع مرور السنين و ازدياد خبره هؤلاء الباحثين أمكن وضع ضوابط ومقاييس يلتزم بها كل مصنع حتى تكون منتجها متوافقة مع غيرها من الشركات المصنعة الأخرى . قامت منظمات عالمية مثل(ISO) International Organization for Standardization
و ضعت مجموعة لوائح و مقاييس تنظم عملية إنتاج الوحدات المختلفة الخاصة بالحاسوب
و الشبكات و نجد أن (OSI) OPEN SYSTEM INTERCONNCTION والتي تنضوي تحت IOS قد حلت مشكله التوافقية تماما , كما نجد (IEEE)INTERNATIONAL ELELRICAL and ELECTRONIC ENGINEER قد ناقشت كل المشاكل الفيزيائية ومشاكل التعامل بين الأجهزه المختلفة بما في ذلك وسائط النقل المتعددة المستخدمة في الشبكات . لقد تطورت الشبكات بشكل سريع وذلك بفضل انضمام الجامعات الامريكيه لوزارة الدفاع الامريكيه ومشاركتها الرأي في الشبكات وبدخول الجانب التجاري لمجال الشبكات نجد أنها قفزت لاعلي مستويات التطور و الازدهار , وظهرت البرامج التطبيقية المختلفة نذكر منها علي سبيل المثال البريد الإلكتروني E -mail .
الشبكة تعرف علي أنها جهازي كمبيوتر (أو اكثر)متشاركين في مصادرهما بأولويات أو غير أولويات , تطور معني المشاركة بتطوير التطبيقات و البرمجيات المختلفة حتى أصبحت المشاركة تشمل المشاركة في الآراء و الأفكار عبر المنتديات المختلفة كما هو الآن في شبكة الإنترنت.
1

أساسيات شبكات الحاسوب
وسائل النقل Transmission Media
المحاضرة الثانية

ذكرنا سابقا أن هناك جهات عالمية قامت بوضع مقاييس لتنظيم عمل نقل البيانات من جهاز لاخر عبر الشبكة , نذكر منها( IEEE)إذا لكي تتم عملية التراسل لابد من وسط ينقل هذه البيانات من الرسل إلى المستقبل والعكس نناقش في هذه المحاضرة الأنواع المختلفة للأوساط المستخدمة في شبكات الحاسوب ونجد أنها تصنف إلى ثلاث مجموعات :-
1/ الأسلاك النحاسية Cupper Wires
2/ الألياف الضوئية Fiber optics
3/ الهواء Wireless

أولا الأسلاك النحاسية :
باعتبار النحاس على انه ارخص المعادن الموجودة والقادرة على نقل الإشارة بكفاءة ممتازة فقد استخدم في شبكات الحاسوب ونجد انه نوعين :
A/ الكوابل المحورية Coaxial
B/ الكوابل المجدولة Twisted Pair
الكيبل المحوري Coaxial Cable :
وهو عبارة عن سلك نحاسي يشكل محورا لدائرة تحيط بها فلينة ( عازل ) ثم قصدير ثم شبكة من الأسلاك الرفيعة حتى تكتمل الدائرة الكهربية ,كما يبدو في الشكل أدناه :


ذ/
سلك نحاسي شبكة أسلاك رفيعة

عازل بلاستيكي عازل خارجي


2/

وقد استخدم هذا الكيبل في مقاسيين هما 10base2 , 10base5
10base2: وقد استخدم فيه الكيبل المحوري على انه مقطع (Segment) طوله 185 m حيث تضعف الإشارة بعد هذه المسافة , بأطرافه مقاومتين مقدارهما 50 اوم وان أقصى عدد للأجهزة للمقطع الواحد هو ثلاثين جهاز (PC30) 50 ohm
10تعنى10Mbps سرعة الإشارة base مأخوذة من Base Bandتعنى طريقة انتشار الإشارة في الوسط حيث إنها تعنى امتلاك الوسط بأكمله في اللحظة المحددة بواسطة المرسل بالتالي عدم إمكانية المراسلة إلا بعد انتهاء العملية الأولى .
2 تعنى 200 m حيث قربت المسافة مجازا من 185 وتسمى الشبكة بال Thin net
10 base5 : إذا أخذنا بنفس المبادئ نجد انه نوع من الكوابل المحورية التي تسمح بنقل إشارة سرعتها Mbp 10 لمسافة 200 m بكفاءة مقبولة ودون ضعف فيها ، وبالتالي هنالك سماحية لعدد أوفر من الأجهزة 208 جهاز بكل مقطع Segment مع وجود نفس القيم من المقاومات
50 اوم بطرفي كل مقطع وهنا تسمى الشبكة بال Thick net .
الكوابل المجدولة Twisted Pair :
وله نوعين المغلف و غير المغلف و يتكون من عدة أسلاك نحاسية .
Unshielded Twisted Pair (UTP) :
وهو مستخدم بكثرة في الشبكات ، حيث انه مجموعة من ثمانية من الأسلاك النحاسية الرفيعة والمبرومة في بعضها البعض لتلافى عيوب الإرسال المختلفة و المتمثلة في تداخل الإشارات بغضها البعض ,حيث تمنع عملية البرم Twisting هذه من تداخل هذه الإشارات (كلما كان عدد اللفات اكثر كلما كان الكيبل أجود) ونجد منه عدة أصنافCategory نذكر منها cat1, cat3انهما يعملان على سرعة قصوى 10mbps ,كما نجد cat5, cat6, cat7 السرعات 100Mbpsأو أعلى .

3تكون للألوان دلالة في تحديد أو ترتيب الأسلاك الرفيعة وذلك لأهميتها في نقل المعلومات .كما نجد أن جميع الأصناف من ال UTP تتفق في كونها لا تنقل المعلومة لمسافة اكثر من 100 m وقد استخدم UTP في الآتي :-
: 10baseTحيث Tهنا تدل على نوع الوسيط وهو ال U T Pوان جميع الاختصارات كما هي في ال coaxial cable عدا عدم وجود مقاومات في أطراف المقطع لان كل جهاز يمتلك كيبل منفصل لا يشارك غيره فيه .
100base T: وهو بنفس المفاهيم مع زيادة السرعة من10ال100 ,يستخدم مع UTP جاك في طرفيه يسمى R-J 45 Registered Jack Sequence .
45 دلالة على دلالة في ترتيب الأسلاك حيث كل سرعة لها ترتيب محدد .
ثانيا لألياف الضوئية Fiber Optic :
وهى نوع من الكوابل مصنوع من الزجاج يقوم بنقل المعلومة بسرعة الضوء تقريبا و تعتبر على أنها ضوء وبما أن الوسط هنا مختلف(الضوء بدلا عن الكهرباء ) فانه يلزم تحويل الإشارة من وسط لاخر بما يتناسب معه عليه تستخدم لذلك محولات وسط media connector بطرفي الكيبل الزجاجي تقوم بهذه المهمة.
يقوم المبدأ عل أساس الانعكاس الكلى الداخلي حيث تصنع الشعرة الزجاجية على معاملين انكسار مختلفين الأول حول الغلاف والآخر في لب الليف الزجاجي. يسقط الشعاع الضوئي على عدسة بغد تحويله من كهربية إلي ضوئية عبر ثنائي ضوئي يعمل كمرسل فينكسر هذا الشعاع بزاوية يتناسب مع طولها الموجي ,ألا أنها تسقط بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة وبالنتيجة نجد انه بدلا من أن ينفذ خلال الليف ينعكس كليا داخله وتستمر العملية إلى أن يصل إلى الطرف الثاني حيث يقوم محول مناسب بإعادته إلي إشارة كهربية يستقبلها الجهاز المعنى دون عناء. والجدير بالذكر إن الألياف الضوئية تقوم بنقل المعلومة فقد لمسافات اقلاها 2 k m بسرعة الضوء تقريبا, كما بها connector خاصة . وهنالك أنواع متعددة منها حسب تقنية الكيبل الزجاجي نفسه.
ثالثا ال Wireless :
يعتبر الوسط هنا هواء, وبالاستفادة من خصائص الإشارات المختلفة يمكن تحويل الإشارات المختلفة على حامل من نوعRadio Frequency (R- F) وهى إشارة لها ترددات معينة تتميز أنها تنتشر لمسافات بعيدة, ألا أنها لا تخترق الغلاف الجوى كما في الشكل أدناه:

4/ الغلاف الجوي هوائيات الأرض

حيث يتم الإرسال والاستقبال عبر هوائيات Antennas .
الليزرLeaser:- ويتميز بأنه وحيد الطول الموجي , لذلك يراعى في استخدامه مستوى النظر line of site فهو يستخدم في المسافات القريبة المكشوفة ,الأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية Infrared and Ultraviolet rays وهى أيضا تستخدم للمسافات القريبة نسبة لخصائصها الضعيفة .
الأقمار الصناعية Satellites :-
وهى كثيرة الاستخدام لكونها تستخدم موجات ذات تردد عالي مثل ال band C- أو ال RU band , قادرة على اختراق الغلاف الجوى وبذلك يمكن ربط اكثر من شبكتين أو اكثر , بغض النظر عن الظروف الفيزيائية الطبيعية المختلفة.

مستقبل مرسل الأرض



5/أنماط التراسل Communication Modes :
وهى تبين كيفية التراسل والاتصال بين المرسل والمستقبل وهى ثلاث أنماط :-
Simplex :-
وفيه يكون اتجاه الإرسال واحد بحيث المراسل يظل دائما هو المرسل Transmitter والمستقبل هو المستقبل Receiver دائما مثل ال Radio
Half- duplex:-
وفيه يتبادل المرسل و المستقبل الأدوار , ذلك لوجود الجهازين معا في كليهما , ألا انه لا يمكن الجمع بين عمليتي الإرسال والاستقبال في أن واحد .
Full-duplex:-
وفيه تتم عمليتي الإرسال و الاستقبال متزامنتين.

T R T R



T مرسل Transmit
R مستقبل Receive
يمكن أن تتم العمليتين في نفس اللحظة .

6/اساسيات الشبكات
أنواع شبكات الحاسوب
Computer Network Type المحاضرة الثالثة

من أنواعها الرئيسة الشبكة المحلية (LAN) والشبكة الموسعة (WAN) هنالك أنواع يطلق عليها (MAN) وأخري (INTRANET) ثم الإنترنت (INTRNET).
الشبكة المحلية LAN :
وهي تعني LOCAL AREA NET WORK حيث يمكن اعتبارها من حيث الموقع الجغرافي , شبكه محليه تتآلف من جهازين علي الأقل ألا أننا نعتقد أن المعني آت من حيث مفهوم حركه البيانات حيث نجد أنها محدودة في ذات الشبكة التي تحمل نفس العنوان ومشتركة في مصادرها ولا يمكن لها أن تغادر هذه الشبكة إلي شبكه أخرى لا بوجود أجهزه خاصة. تستخدم عاده في الشبكات المحلية أجهزه ذات امكانيه محدودة ومحليه تفي بالغرض المحلي للشبكة , من أمثلتها أل(HUB) أو أل(SWITCH)حيث انهما يقومان بتلبية احتياجات الشبكة محليا مع وجود اختلاف بينهما . قديما يستخدم ما يعرف بالمكرر Repeater لتوسعه الشبكة المحلية حيث انه يعمل علي تقويه الاشاره و إعادة إرسالها مره أخرى دون تغير أي إجراء فيها وهو نفس مبداء عمل أل HUB أيضا استخدام جهاز القنطرة Bridge وهو علي قدر علي من الذكاء مقارنه بالمكرر Repeater حيث يعمل علي فصل القطاعات SEGINCENET ونجد أن أل SWITCH يتشابه من حيث المبداء مع وجود اختلافات قليلة منها أن تجد أل SWITCHيتعامل بناء علي جدول يعرف بال Forward Table في توجيه الاشاره . يتشابه كل من أل HUB والSWITCH في كونهما لهما عدد من المنافذ PORT و RJ45 لربط ألا جهزه أو لربطها. على الرغم من استخدام هذه الأجهزة في توسعة ألLAN إلا أنها تظل شبكه محلية
الشبكات (الموسعة( WAN :
وتعنى WIDE AREA NET WORK0 وفيها تنتقل الحركة من شبكة ذات عنوان محدد (LAN) إلي شبكه أخري بعنوان مختلف تماما وذلك بفضل أجهزه خاصة أزكى وأكفاء من أجهزه الشبكات المحلية مثال لها أل ROUTER. هذه الشبكة يمكن أن تكون في مواقع مختلفة أو في بلدن مختلفة أو في قارات مختلفة. تقوم هذه الأجهزة بتحديد مسار هذه الشبكة التي يراد ربطها ديناميكيا أو استاتيكيا ,هنالك اختلاف بين الشبكات المحلية LAN والموسعة WAN في نقاط عديدة من حيث البرتوكولات المستخدمة وأشياء أخرى عديدة . هنالك مفاهيم شائعة في ألWAN نتعرض لها فيما يلي :

7/

CUSTOMER PRENISE EQUEPMENT (CPE)
وهي مجموعه ألأجهزه المختلفة والمتطورة نوعا ما والتي تقوم بربط الشبكات المختلفة بعضها البعض من جهة الزبون نذكر منها DTU (DATA TERMINAL UNIT) و Router .
:CENTER COFFICE (CO)
وهي اقرب نقطه لمزود الخدمة SERVICE PROUDER مثال سود اتل حيث تعني اقرب كبانيه بالنسبه للزبون للدخول عن طريقها للشبكة.
DEMARCATION (DEMARC):
وهي آخر نقطه مسؤول عنها مزود الخدمة مسئوليه مباشرة وهي في الغالب Rj-45 قبل ألCPE
: LOCAL LOOP وهي الدائرة (خط التلفون مثلا ) التي تنقل الاشاره بين أل CO وال CPE

نلاحظ انه من الناحية الاقتصادية تشارك شبكات الحاسوب مع الشبكات الأخرى مثل شبكات التلفونات وتأتى المشاركة أيضا بسبب ضعف الاشاره الرقمية لتقرب مسافات بعيده لذلك تعدل الإشارة الرقمية علي إشارة تماثليه اقوي لحل هذه المشكلة وهنالك أجهزه خاصة تعمل علي ذلك منها أل DTU.

8/اساسيات الشبكات
بنية الكيبل Cable Structure
المحاضرة الرابعة
لكي يكون الكيبل صالحا للاستعمال من قبل أجهزه الشبكة المختلفة لابد من أن يكون بنهايات مناسبة ومعيارية , وكما ذكرنا سلفا فان لكل كيبل نهايات خاصة Connecters مهمتها هي التوصيل بين الكيبل والجهاز المعني . هذه الموصلات تختلف باختلاف الكيبل COAXIAL ومنها FIBER OPTIC أو U.T.P يستخدم مع ألUTP موصل يسمي بالR-J45 وهو ألREGISTERD JACK ذو الثمانية مجار لتثبيت أسلاك أل U.T.P وتوصيلها مع كرت الشبكة أو ألHUB كما نجد أن أل F.Oيستخدم نوع أخر يعرف بالSC أو ST CONNECTOR.
FACE PLATC: وحفاظا علي مظهر الشبكة ينتهي الكيبل داخل علبه تسمي FACE PLAT تقوم مقام ألR.J45.
PATCH CORD: وهي عبارة عن وصله بطرفيها R-J45 تقوم بالتوصل بين الجهاز والHUP أو بين ألPATCH PANNEL والHUBأو ال Face plateأو SWITCHهي تصنع بواسطة شركات عالميه ومقاسة بدقة.
PATCH PANNEL : وهي لوحه لتنظيم الكوابل وحمايتها من الأعطال الناتجة عن الحركة وحيث توضع داخل صندوق وتستخدم ألPATCH CORD لتوصيل هذه الكوابل بالHUP أو ألSWITCH.

1 2 3 4 5 6 7 8

هذه اللوحة بها أرقام علي ألPORT التي علي مقاس ألR.J45 بالنسبة للHUB كما هنالك أنواع تستخدم مع الألياف الزجاجية F.O
CABNET : وهو صندوق 0لحفظ ألACTIVE COMPONET بالأضافه إلي ألPATCH PANET ومجموعه الكوابل والPATCH CORD مهمته هذا الصندوق هي حفظ معدات الاجهزه بعيدا عن الغبار وعن أيدي العابثين .

plat face hub
Patch cord

UTP
Patch
Patch cord panel
9
أساسيات الشبكات
شكل خارطة الشبكات المحلية
LAN Topology المحاضرة الخامسة

وهي تعني الشكل الفيزيائي الذي يبدو عليه شكل الشبكة المحلية حيث هنالك أربعه أنواع رئيسيه استخدمت في الشبكات وهي:
Mesh Topology :- وفيها يكون هنالك مسار منفصل من أي نقطه لأي نقطه أخري علي نفس الشبكة كما في الشكل أدناه .

ومن الشكل أعلاه نجد أن محاسن هذا النوع تتمثل في سرعة الوصول لأي نقطه دون مشاركة المسار لأي نقطه أخرى علي الشبكة ومن جه التكلفة فإنها مكلفة نوعا ما إذ أن عدد الكوابل كبير مما يعني زيادة في التكلفة كما تظهر مشكله أخري وهي ازدحام الكوابل مع التزايد المستمر عند إضافته أي نقطه جديده حيث نجد أننا مجبرون علي إضافة عدد (n-1) من الكوابل الجديدة عند اضافه أي نقطه جديده حيث (n) تمثل العدد الكلي للنقاط ويكون عدد المسارات الكلي (m) بالعلاقة : m = (n- n/2 )
تمثل عدد المسارات (m) , تمثل عدد النقاط (n)
إن هذا العدد المتزايد من الكوابل يسبب مشكله في كيفيه وضعها بصوره ديكورية تليق بالمظهر العام للشبكة , وبما أن المسارات متعددة فان عطل أحدها لا يحرم البقية النقاط من الاتصال بالشبكة .
الناقل Bus Topology : ويتميز بأنه كيبل وحيد يقوم بنقل البيانات ألي جميع النقاط الموصولة عليه كما في الشكل أدناه:

ومن الشكل أعلاه نلاحظ الأتي:
سهوله تنفيذها وقله تكلفتها المتمثلة في الكيبل الوحيد مما يجعل التكلفة اقل بكثير مقارنه بال mesh إلا أن هذا النوع يتأثر بالبطيء والذي ينتج عن المشاركة وبالتالي امكانيه حدوث صدامات وتداخل في الإشارات حلت هذه المشكلة كما سنراها لاحقا , والجدير بالذكر أن شبكات هذا النوع (bus) عرضه لان تكون مفصولة تماما إذا تعطل الكيبل الناقل (bus)
10
في نقطه ما حيث تتعطل جميع الاجهزه والنقاط المربوطة عليه.
النجمة Star Topology : وفي هذا النوع تكون هنالك نقطه مركزيه CENTRAL NODE عادة تكون (HUB OR SWITCH) تربط جميع النقاط ولكن بكوابل متصل كما سنرى في الشكل التالي :

هنا يكون مسار البيانات بين الاجهزه المختلفة عبر هذه النقطة المركزية والتي تقوم بالتوصيل بين الاجهزه المختلفة ومن هنا ندرك خطورة هذا النوع من الشبكات حيث إذا تعطلت هذه النقطة المركزية فان جميع الشبكة تتعطل نتيجة لذلك أما إذا تعطل أحد الكوابل فان بقيه النقاط لا تتأثر ,هذا النوع سهل التنفيذ وغير مكلف حيث يمكن استخدام الكوابلUTP-F.O
الحلقة Ring Topology : وفيها توصل النقطة الأولي بالثانية والثانية بالثالثة والثالثة بالرابعة وهكذا إلي أخر نقطه موجودة علي الشبكة حيث يعاد ربطها بالنقطة الأولى مشكله بذلك شكل الحلقة كم في الشكل أدناه :

وتتميز بأنها سريعة حيث يمكن استخدام أل F.O أو أل COAXIAL بها مشكله تتمثل في أنها عرضة لان تتعطل كل النقاط إذا تعطل الكيبل الذي يشكل الحلقة ويمكن حل هذه المشكلة باستخدام حلقه احتياطية Redundant Link وتقوم اتومتكلي بالإحلال محل الكيبل التالف.
هجينHyper Topology: وفيها يتم دمج نوعين أو اكثر من الأنواع الرئيسية الأربع المذكورة مع ملاحظة أن عمليه الدمج هذه لا تتم إلا بواسطة أجهزه متخصصة في ذلك.

11/أساسيات الشبكات
تكنولوجيا الشبكات المحلية
LAN Technology المحاضرة السادسة

وتعرف علي أنها مجموعه من القواعد والروتينيات التي تحكم سير البيانات علي الشبكة مما يساعد في تنظيمها ويؤدي ذلك إلي تفاهم النقاط بعضها البعض وإتاحة الفرصة لكل النقاط في اخذ دورها في الشبكة مرسله أو مستقبله. عادة ما يستقبل كرت الشبكة (NIC) NETWORK INTERFACE CARD مجموعه من الفريمات Frames لها حقول متعددة و مختلفة من تكنولوجيا لأخرى وبناء علي ذلك فان الكرت يقارن العنوان الموجود علي الفريم ويقوم بتلقي نسخة منها إذا كان العنوان أحد الثلاثة حالات:
1/ يطابق عنوانه الفيزيائي (MAC)
2/ إذاعته داخل الشبكة الجزئية Multicast .
3/ إذاعته لكل الشبكةBroadcast .
ومن هذه التكنولوجيات الآتي :
1. Ethernet: وهي مصطلح لمجموعه من القواعد والبرتوكولات التي تحدد حركه البيانات داخل الشبكة والتي تطلق عليها الشبكات المشاركة وهي مستخدمه في ألBUS AND STAR TOPOLOGY ومن المعلوم أن البيانات في ألBUS تكون علي شكل Base band أي أن المرسل يستغل كل الناقل العمومي في اللحظة المحددة خلالها تكون المعلومة متدفقة لكل النقاط الموصلة علي نفس الناقل يستقبلها جهاز وحيد أو كل الاجهزه إذا كان العنوان MULTICASE أو BROADCAST.
يمكننا أن نتخيل المشكلة هنا في البطء الحاصل بسبب انتظار بقيه النقاط ألي أن تتم عمليه الإرسال التي تستهلك كل حزمة الإرسال ( BW) BAND WIDTH التامة وتمنع غيرها عن الإرسال , ولكن مشكلة هذا النوع تتمثل أيضا في تصادم collision عدة أجهزة لمحاولتها الإرسال في نفس اللحظة مما يؤدي إلي حرمان الاجهزه من الإرسال و إعادة المحاولة مره أخري ,وفي العام 1985 حلت هذه المشكلة باستخدام القواعد الجديدة CSMA/CD (Carrier Sense on Multiple Access with Collision Detect) وهي مجموعه من القواعد والقوانين أجبرت من يريد الإرسال أن يختبر ويتحسس (Carrier Sense) وذلك بإرسال إشارة بسيطة لنفسها ثم استقبالها فإذا تغيرت هذا يعني أن الوسط مشغول أما إذا لم تتغير فهذا يعني أن الوسط (BUS) مثالي للإرسال. .
كما حددت زمن عشوائي للانتظار عند وقوع التصادم COLLISION قبل معاودة الإرسال من جديد وبذلك لم تتم مفاداة أو تجنب التصادم وانما اكتشاف فقط أل COLLITION DELECT.كما استخدمت خوارزمية أل BACK OFF EXPONENSAL ALGORTHM وهي تجبر من تصادم للمرة الثانية أن ينتظر مربع زمن انتظاره الأول.

12/
2 .Token Passing : وهي تكنولوجيا مستخدمه في الشبكات ال Token Ringحيث يقوم بضبط حركه البيانات ووصف طريقه التعامل بين نقاط الحلقة الواحدة ويقوم مبدأها علي الأساس الأتي :- يجب علي من يرغب في الإرسال انتظار الرخصة Token وهي و حيدة ولا يوجد غيرها هذه الرخصة تسمح بوضع البيانات التي يراد إرسالها داخلها أي هي فريم من نوع خاص تدور هذه الرخصة إلى أن تصل إلى الجهة المطلوبة بالإرسال حيث تقوم بنسخ ما عليها من بيانات ثم وضع علامات توضح بان البيانات قد تم نسخها من قبل المستودعDestination تواصل الرخصة دوراتها إلى أن تعود إلى المصدر الذي قام بعمليه الإرسال SOURCE حيث يقوم بمسح البيانات التي تم إرسالها .
إذا جاءت الرخصة ولم يكن هنالك بيانات يراد إرسالها , يقوم الجهاز بتمر يرها إلى جاره بسهولها أما إذا كان الجهاز غير داخل الشبكة POWER OFF فانه يلزم وضع كرت الشبكة بحيث يقوم باستقبال الرخصة TOKEN وتمر يرها علي طول.
يمكن برمجه الشبكة ووضع أولويات للأجهزة المهمة أي بمعني يمكن لجهاز ما أن يمتلك الرخصة بصوره متكررة اكثر من غيره كما يكون هنالك جهاز يعمل كمسؤول من الرخصة وتوليد رخصة جديده في حالة تلف الحالية.
FDDI .3: - و هي تعني Fiber Distributed Data Interface حيث تستخدم أجهزة و معدات مختلفة نوعا ما , كما أن الكيبل الذي يشكل الحلقة هنا هو ليف زجاجي .
يقوم مبدأ FDDI علي نفس مبدأToken Passing إلا انه يتميز عنه بالسرعة كما يمكن استخدامه في الشبكات الواسعة WAN , و الجدير بالذكر يمكن استخدام اكثر من رخصة في أن واحد و علي نفس الحلقة دون مشاكل بعكس الحال في ال Token Passing .

7/

CUSTOMER PRENISE EQUEPMENT (CPE)
وهي مجموعه ألأجهزه المختلفة والمتطورة نوعا ما والتي تقوم بربط الشبكات المختلفة بعضها البعض من جهة الزبون نذكر منها DTU (DATA TERMINAL UNIT) و Router .
:CENTER COFFICE (CO)
وهي اقرب نقطه لمزود الخدمة SERVICE PROUDER مثال سود اتل حيث تعني اقرب كبانيه بالنسبه للزبون للدخول عن طريقها للشبكة.
DEMARCATION (DEMARC):
وهي آخر نقطه مسؤول عنها مزود الخدمة مسئوليه مباشرة وهي في الغالب Rj-45 قبل ألCPE
: LOCAL LOOP وهي الدائرة (خط التلفون مثلا ) التي تنقل الاشاره بين أل CO وال CPE

نلاحظ انه من الناحية الاقتصادية تشارك شبكات الحاسوب مع الشبكات الأخرى مثل شبكات التلفونات وتأتى المشاركة أيضا بسبب ضعف الاشاره الرقمية لتقرب مسافات بعيده لذلك تعدل الإشارة الرقمية علي إشارة تماثليه اقوي لحل هذه المشكلة وهنالك أجهزه خاصة تعمل علي ذلك منها أل DTU.

8/اساسيات الشبكات
بنية الكيبل Cable Structure
المحاضرة الرابعة
لكي يكون الكيبل صالحا للاستعمال من قبل أجهزه الشبكة المختلفة لابد من أن يكون بنهايات مناسبة ومعيارية , وكما ذكرنا سلفا فان لكل كيبل نهايات خاصة Connecters مهمتها هي التوصيل بين الكيبل والجهاز المعني . هذه الموصلات تختلف باختلاف الكيبل COAXIAL ومنها FIBER OPTIC أو U.T.P يستخدم مع ألUTP موصل يسمي بالR-J45 وهو ألREGISTERD JACK ذو الثمانية مجار لتثبيت أسلاك أل U.T.P وتوصيلها مع كرت الشبكة أو ألHUB كما نجد أن أل F.Oيستخدم نوع أخر يعرف بالSC أو ST CONNECTOR.
FACE PLATC: وحفاظا علي مظهر الشبكة ينتهي الكيبل داخل علبه تسمي FACE PLAT تقوم مقام ألR.J45.
PATCH CORD: وهي عبارة عن وصله بطرفيها R-J45 تقوم بالتوصل بين الجهاز والHUP أو بين ألPATCH PANNEL والHUBأو ال Face plateأو SWITCHهي تصنع بواسطة شركات عالميه ومقاسة بدقة.
PATCH PANNEL : وهي لوحه لتنظيم الكوابل وحمايتها من الأعطال الناتجة عن الحركة وحيث توضع داخل صندوق وتستخدم ألPATCH CORD لتوصيل هذه الكوابل بالHUP أو ألSWITCH.

1 2 3 4 5 6 7 8

هذه اللوحة بها أرقام علي ألPORT التي علي مقاس ألR.J45 بالنسبة للHUB كما هنالك أنواع تستخدم مع الألياف الزجاجية F.O
CABNET : وهو صندوق 0لحفظ ألACTIVE COMPONET بالأضافه إلي ألPATCH PANET ومجموعه الكوابل والPATCH CORD مهمته هذا الصندوق هي حفظ معدات الاجهزه بعيدا عن الغبار وعن أيدي العابثين .

plat face hub
Patch cord

UTP
Patch
Patch cord panel
9
أساسيات الشبكات
شكل خارطة الشبكات المحلية
LAN Topology المحاضرة الخامسة

وهي تعني الشكل الفيزيائي الذي يبدو عليه شكل الشبكة المحلية حيث هنالك أربعه أنواع رئيسيه استخدمت في الشبكات وهي:
Mesh Topology :- وفيها يكون هنالك مسار منفصل من أي نقطه لأي نقطه أخري علي نفس الشبكة كما في الشكل أدناه .

ومن الشكل أعلاه نجد أن محاسن هذا النوع تتمثل في سرعة الوصول لأي نقطه دون مشاركة المسار لأي نقطه أخرى علي الشبكة ومن جه التكلفة فإنها مكلفة نوعا ما إذ أن عدد الكوابل كبير مما يعني زيادة في التكلفة كما تظهر مشكله أخري وهي ازدحام الكوابل مع التزايد المستمر عند إضافته أي نقطه جديده حيث نجد أننا مجبرون علي إضافة عدد (n-1) من الكوابل الجديدة عند اضافه أي نقطه جديده حيث (n) تمثل العدد الكلي للنقاط ويكون عدد المسارات الكلي (m) بالعلاقة : m = (n- n/2 )
تمثل عدد المسارات (m) , تمثل عدد النقاط (n)
إن هذا العدد المتزايد من الكوابل يسبب مشكله في كيفيه وضعها بصوره ديكورية تليق بالمظهر العام للشبكة , وبما أن المسارات متعددة فان عطل أحدها لا يحرم البقية النقاط من الاتصال بالشبكة .
الناقل Bus Topology : ويتميز بأنه كيبل وحيد يقوم بنقل البيانات ألي جميع النقاط الموصولة عليه كما في الشكل أدناه:

ومن الشكل أعلاه نلاحظ الأتي:
سهوله تنفيذها وقله تكلفتها المتمثلة في الكيبل الوحيد مما يجعل التكلفة اقل بكثير مقارنه بال mesh إلا أن هذا النوع يتأثر بالبطيء والذي ينتج عن المشاركة وبالتالي امكانيه حدوث صدامات وتداخل في الإشارات حلت هذه المشكلة كما سنراها لاحقا , والجدير بالذكر أن شبكات هذا النوع (bus) عرضه لان تكون مفصولة تماما إذا تعطل الكيبل الناقل (bus)
10
في نقطه ما حيث تتعطل جميع الاجهزه والنقاط المربوطة عليه.
النجمة Star Topology : وفي هذا النوع تكون هنالك نقطه مركزيه CENTRAL NODE عادة تكون (HUB OR SWITCH) تربط جميع النقاط ولكن بكوابل متصل كما سنرى في الشكل التالي :

هنا يكون مسار البيانات بين الاجهزه المختلفة عبر هذه النقطة المركزية والتي تقوم بالتوصيل بين الاجهزه المختلفة ومن هنا ندرك خطورة هذا النوع من الشبكات حيث إذا تعطلت هذه النقطة المركزية فان جميع الشبكة تتعطل نتيجة لذلك أما إذا تعطل أحد الكوابل فان بقيه النقاط لا تتأثر ,هذا النوع سهل التنفيذ وغير مكلف حيث يمكن استخدام الكوابلUTP-F.O
الحلقة Ring Topology : وفيها توصل النقطة الأولي بالثانية والثانية بالثالثة والثالثة بالرابعة وهكذا إلي أخر نقطه موجودة علي الشبكة حيث يعاد ربطها بالنقطة الأولى مشكله بذلك شكل الحلقة كم في الشكل أدناه :

وتتميز بأنها سريعة حيث يمكن استخدام أل F.O أو أل COAXIAL بها مشكله تتمثل في أنها عرضة لان تتعطل كل النقاط إذا تعطل الكيبل الذي يشكل الحلقة ويمكن حل هذه المشكلة باستخدام حلقه احتياطية Redundant Link وتقوم اتومتكلي بالإحلال محل الكيبل التالف.
هجينHyper Topology: وفيها يتم دمج نوعين أو اكثر من الأنواع الرئيسية الأربع المذكورة مع ملاحظة أن عمليه الدمج هذه لا تتم إلا بواسطة أجهزه متخصصة في ذلك.

11/أساسيات الشبكات
تكنولوجيا الشبكات المحلية
LAN Technology المحاضرة السادسة

وتعرف علي أنها مجموعه من القواعد والروتينيات التي تحكم سير البيانات علي الشبكة مما يساعد في تنظيمها ويؤدي ذلك إلي تفاهم النقاط بعضها البعض وإتاحة الفرصة لكل النقاط في اخذ دورها في الشبكة مرسله أو مستقبله. عادة ما يستقبل كرت الشبكة (NIC) NETWORK INTERFACE CARD مجموعه من الفريمات Frames لها حقول متعددة و مختلفة من تكنولوجيا لأخرى وبناء علي ذلك فان الكرت يقارن العنوان الموجود علي الفريم ويقوم بتلقي نسخة منها إذا كان العنوان أحد الثلاثة حالات:
1/ يطابق عنوانه الفيزيائي (MAC)
2/ إذاعته داخل الشبكة الجزئية Multicast .
3/ إذاعته لكل الشبكةBroadcast .
ومن هذه التكنولوجيات الآتي :
1. Ethernet: وهي مصطلح لمجموعه من القواعد والبرتوكولات التي تحدد حركه البيانات داخل الشبكة والتي تطلق عليها الشبكات المشاركة وهي مستخدمه في ألBUS AND STAR TOPOLOGY ومن المعلوم أن البيانات في ألBUS تكون علي شكل Base band أي أن المرسل يستغل كل الناقل العمومي في اللحظة المحددة خلالها تكون المعلومة متدفقة لكل النقاط الموصلة علي نفس الناقل يستقبلها جهاز وحيد أو كل الاجهزه إذا كان العنوان MULTICASE أو BROADCAST.
يمكننا أن نتخيل المشكلة هنا في البطء الحاصل بسبب انتظار بقيه النقاط ألي أن تتم عمليه الإرسال التي تستهلك كل حزمة الإرسال ( BW) BAND WIDTH التامة وتمنع غيرها عن الإرسال , ولكن مشكلة هذا النوع تتمثل أيضا في تصادم collision عدة أجهزة لمحاولتها الإرسال في نفس اللحظة مما يؤدي إلي حرمان الاجهزه من الإرسال و إعادة المحاولة مره أخري ,وفي العام 1985 حلت هذه المشكلة باستخدام القواعد الجديدة CSMA/CD (Carrier Sense on Multiple Access with Collision Detect) وهي مجموعه من القواعد والقوانين أجبرت من يريد الإرسال أن يختبر ويتحسس (Carrier Sense) وذلك بإرسال إشارة بسيطة لنفسها ثم استقبالها فإذا تغيرت هذا يعني أن الوسط مشغول أما إذا لم تتغير فهذا يعني أن الوسط (BUS) مثالي للإرسال. .
كما حددت زمن عشوائي للانتظار عند وقوع التصادم COLLISION قبل معاودة الإرسال من جديد وبذلك لم تتم مفاداة أو تجنب التصادم وانما اكتشاف فقط أل COLLITION DELECT.كما استخدمت خوارزمية أل BACK OFF EXPONENSAL ALGORTHM وهي تجبر من تصادم للمرة الثانية أن ينتظر مربع زمن انتظاره الأول.

12/
2 .Token Passing : وهي تكنولوجيا مستخدمه في الشبكات ال Token Ringحيث يقوم بضبط حركه البيانات ووصف طريقه التعامل بين نقاط الحلقة الواحدة ويقوم مبدأها علي الأساس الأتي :- يجب علي من يرغب في الإرسال انتظار الرخصة Token وهي و حيدة ولا يوجد غيرها هذه الرخصة تسمح بوضع البيانات التي يراد إرسالها داخلها أي هي فريم من نوع خاص تدور هذه الرخصة إلى أن تصل إلى الجهة المطلوبة بالإرسال حيث تقوم بنسخ ما عليها من بيانات ثم وضع علامات توضح بان البيانات قد تم نسخها من قبل المستودعDestination تواصل الرخصة دوراتها إلى أن تعود إلى المصدر الذي قام بعمليه الإرسال SOURCE حيث يقوم بمسح البيانات التي تم إرسالها .
إذا جاءت الرخصة ولم يكن هنالك بيانات يراد إرسالها , يقوم الجهاز بتمر يرها إلى جاره بسهولها أما إذا كان الجهاز غير داخل الشبكة POWER OFF فانه يلزم وضع كرت الشبكة بحيث يقوم باستقبال الرخصة TOKEN وتمر يرها علي طول.
يمكن برمجه الشبكة ووضع أولويات للأجهزة المهمة أي بمعني يمكن لجهاز ما أن يمتلك الرخصة بصوره متكررة اكثر من غيره كما يكون هنالك جهاز يعمل كمسؤول من الرخصة وتوليد رخصة جديده في حالة تلف الحالية.
FDDI .3: - و هي تعني Fiber Distributed Data Interface حيث تستخدم أجهزة و معدات مختلفة نوعا ما , كما أن الكيبل الذي يشكل الحلقة هنا هو ليف زجاجي .
يقوم مبدأ FDDI علي نفس مبدأToken Passing إلا انه يتميز عنه بالسرعة كما يمكن استخدامه في الشبكات الواسعة WAN , و الجدير بالذكر يمكن استخدام اكثر من رخصة في أن واحد و علي نفس الحلقة دون مشاكل بعكس الحال في ال Token Passing .

كوماتدوس

فائدة عظيمة
شكرا ليك ياغالي

ممكن نعرف البلوتوث تبع أي نوع من هذه الشبكات ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
وشكراً يا زعيمنا !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Token Passing
اسف للتاخير