المهارات الرقمية فصل أول

 

مكونات شبكات الحاسوب 

تعلَّمْنا في الدرسِ السابقِ أنَّ شبكاتِ الحاسوبِ ضروريةٌ للتواصلِ وتبادلِ المعلوماتِ؛ إذْ يُمكِنُ بها مشاركةُ البياناتِ والمواردِ والخدماتِ بينَ أجهزةِ المُستخدِمينَ. غيرَ أنَّ الأداءَ الصحيحَ والفاعلَ للشبكةِ يتطلَّبُ توافرَ مُكوِّناتٍ عِدَّةٍ؛ منْها ما هوَ في صورةِ أجهزةٍ ماديةٍ ( Hardware )، ومنْها ما هوَفي صورةِ برامجَ (Software ). ويعتمدُ نوعُ المُكوِّناتِ المطلوبةِ لتثبيتِ الشبكةِ على نوعِ الشبكةِ،والهدفِ منْها. ولكنْ، توجدُ بعضُ المُكوِّناتِ التي لا يُمكِنُ الاستغناءُ عنْها بِغَضِّ النظرِ عنْ نوعِالشبكةِ وهدفِها، أنظرُ الشكلَ(2- 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تتألَّفُ شبكةُ الحاسوبِ منَ المُكوِّناتِ الآتيةِ:

• أجهزةُ الحاسوبِ: يتطلَّبُ إنشاءُ شبكةِ حاسوبٍ توافرَ جهازيْ حاسوبٍ على الأقلِّ.
• خطوطُ الاتصالِ:وسائطُ لنقلِ إشاراتِ البياناتِ بينَ أجهزةِ الشبكةِ، وهيَ تُصنَّفُ إلى نوعينِ،  هما:

1. وسائطُ الاتصالِ السلكيةُ ( Wired )
2. ووسائطُ الاتصالِ اللاسلكيةُ(Wireless)

• وسائطُ الاتصالِ السلكيةُ: وسيلةٌ ماديةٌ (أكبالٌ) تنقلُ إشاراتِ البياناتِ بينَ الأجهزةِ المُرتبِطةِ بالشبكةِ. وتوجدُ أنواعٌ مختلفةٌ منْ أكبالِ الشبكةِ، مثلَ: الكبلِ المحوريِّ (Coaxial Cable)

والكبلِ المزدوج المُجدوَلِ ( Twisted Pair Cable)، وكبلِ الأليافِ الضوئيةِ (Fiber Optic
Cable) ، أنظرُ الشكلَ ( 2- 2).

 

• وسائطُ الاتصالِ اللاسلكيةُ: وسيلةٌ لنقلِ البياناتِ في شبكةِ الحاسوبِ منْ دونِ الحاجةِ إلى وجودِ أسلاكٍ (أكبالٌ). ومنْ أمثلتِها: موجاتُ الراديو ( Radio Waves)، والموجاتُ القصيرةُ جدًّا ( Microwaves )، والأشعةُ تحتَ الحمراءِ (Infrared)

نشاط :  الفرقِ بينَ وسائطِ الاتصالِ السلكيةِ ووسائطِ الاتصالِ اللاسكيةِ، وأُقارِنُ بينَهُما منْ حيثُ السرعةُ في نقلِ البياناتِ، والمسافةُ التي تقطعُها البياناتُ، والتكلفةُ، والأمانُ الرقميُّ.

من حيث	وسائطِ الاتصالِ السلكيةِ	وسائطِ الاتصالِ اللاسكيةِ
السرعةُ في نقلِ البياناتِ	عالية جدا	عالية لكن متأثرة بالعوامل البيئية
المسافةُ التي تقطعُها البياناتُ	طويلة جدا	محدودة نسبيا ويمكن توسعته  عن طريقِ الأقمارِ الصناعي
الأمانُ الرقميُّ.	عالي	أقل من وسائطِ الاتصالِ السلكية
التكلفة	مرتفعة البنية التحتية منخفضة الصيانة	منخفضة البنية التحتية مرتفعة الأجهزة

 

 

 

 

 

 

 

• بطاقةُ واجهة الشبكةِ  :(Network Interface Card: NIC) مُكوِّنٌ ماديٌّ يُستعمَلُ لربطِ جهازِ حاسوبٍ بإحدى الشبكاتِ، أنظرُ الشكلَ (2- 3)، وهوَ مسؤولٌ عنْ نقلِ البياناتِ منْ جهازِ الحاسوبِ المُرسِلِ، واستقبالِ البياناتِ في جهازِ الحاسوبِ المُستقبِلِ. تحتوي بطاقةُ الشبكةِعلى واجهةٍ تتيحُ للأجهزةِ الاتصالَ في ما بينَها عنْ طريقِ خطوطِ الاتصالِ المتوافرةِ؛ سواءٌ كانَتْ هذهِ الخطوطُ سلكيةً أوْ لاسلكيةً. وتُعَدُّ هذهِ البطاقةُ مُكوِّنًا أساسيًّا في أجهزةِ الحاسوبِ التي تتطلَّبُ الاتصالَ بالشبكةِ؛ إذْ تسمحُ بتبادلِ البياناتِ والاتصالاتِ بينَ الأجهزةِ المختلفةِ التيترتبطُ بالشبكةِ.

 

إضاءة : يُمكِنُ الاتصالُ بشبكةِ الإنترنتِْ عنْ طريقِ الأقمارِ الصناعي ( Satellite Internet). ويُعَدُّ هذا النوعُ منَ الاتصالِ أكثرَ فاعليةً في المناطقِ المعزولةِ والمناطقِ النائيةِ، مثلَ: البحارِ البعيدةِ، والجُزُرِ المعزولةِ، والطائراتِ. ويشيعُ غالبًا استخدامُ الاتصالِ بالأقمارِ الصناعيةِ في أعقابِ وقوعِ كارثةٍ طبيعيةٍ، أوْ في المناطقِ التي تشهدُ نزاعاتٍ ومعاركَ وصراعاتٍ؛ إذْ يُعَدُّ ذلكَ حلًًّّا ناجعًا لتوفيرِ اتصالٍ سريعٍ وموثوقٍ بهِ في ظِلِّ غيابِ البِنيةِ التحتيةِ التقليديةِ

إبحث : أبحثُ في المواقعِ الإلكترونيةِ الموثوقةِ في شبكةِ الإنترنتْ عنْ أنواعِ بطاقةِ الشبكةِ في أجهزةِ الحاسوبِ المختلفةِ، مثلَ: جهازِ الحاسوبِ المكتبيِّ، وجهازِ الحاسوبِ المحمولِ.

أجهزة الحاسوب المكتبية: غالبًا ما تحتوي على فتحات توسعة تسمح بتثبيت بطاقات شبكة سلكية أو لاسلكية منفصلة.
أجهزة الحاسوب المحمولة: تأتي عادةً ببطاقات شبكة مدمجة، إما سلكية أو لاسلكية أو كليهما. كما يمكن إضافة بطاقات شبكة خارجية عن طريق منافذ (USB أو PCIe )

• الخادمُ(Server ): جهازحاسوب مركزي يستخدم نظام برمجة خاص يُوفِّرُ مجموعةً منَ الخدماتِ لأجهزةِ الحاسوبِ الأُخرى المُرتبِطةِ بالشبكةِ العملاءُ، أوِ المُستخدِمونَ، أنظرَ الشكلَ ( 2- 4). تمتازُ الخوادمُ بسرعةٍ عاليةٍ وسعةِ تخزينٍ كبيرةٍ مقارنةً بأجهزةِ الحاسوبِ المكتبيةِ العاديةِ، وهيَ مُصمَّمةٌ للعملِ بصورةٍ مُستمِرَّةٍ، ومنْ دونِ توقُّفٍ؛ للوفاءِ بحاجاتِ المُستخدِمينَ المُتعدِّدةِ. وبذلكَ يعملُ الخادمُ على تحديد صلاحيات المستخدمين، وتخزينِ البياناتِ وإدارتِها، ويحتفظُ بجميعِ المعلوماتِ والمواردِ المُهِمَّةِ التي يُمكِنُ للأجهزةِ الأُخرى الوصولُ إليْها.

 

•  أجهزةُ الربطِ المُلحَقةُ( Nodes ): أجهزةٌ تُستعمَلُ للربطِ بينَ أجهزةِ الحاسوبِ في الشبكةِ، أوْ ربطِ شبكتينِ مختلفتينِ معًا، وهيَ تُساعِدُ على توجيهِ البياناتِ بينَ أجهزةِ الشبكةِ. ومنْ هذهِ الأجهزةِ: المُوزِّعُ ( Hub )، والمُحوِّلُ( Switch )، والمُوجِّهُ ( Router )، أنظرُ الشكلَ ( 2- 5)الذي يُبيِّنُ هذهِ الأجهزةَ واستخداماتِها

 

 

	جهازٌ بسيطٌ يربطُ عددًا منْ أجهزةِ الحاسوبِ في شبكةٍ محلي ة (Local Area Network: LAN)، ويُنشِئُ مجالَ بَثٍّ واحدًا، ويُرسِلُ البياناتِ إلى جميعِ الموزع ( Hub ) الأجهزةِ المتصلةِ بهِ، بِغَضِّ النظرِ عنْ وجهتِها.
	جهازٌ يربطُ عددًا منْ أجهزةِ الحاسوبِ في شبكةٍ محليةٍ ( LAN )، ويُنشِئُ مجالاتِ بَثٍّ مختلفةً، ويُرسِلُ البياناتِ فقطْ إلى المُستلِمِ المقصودِ؛ ما يُقلِّلُ الضغطَ على الشبكةِ، ويُحسِّنُ الأداءَ. يُوفِّرُ المُحوِّلُ مزايا أمانٍ إضافيةً، ودعمًا مُكثَّفًا لعملِ الإدارةِ؛ ما يجعلُهُ مثاليًّا للشبكاتِ الكبيرةِ.
	جهازٌ يربطُ بينَ عددٍ منَ الشبكاتِ المختلفةِ، مثلَ: Switch 2 الشبكةِ المحليةِ (LAN )، والشبكاتِ الواسعةِ Wide Area Networks: (WANs)، ويعملُ على توجيهِ البياناتِ بينَ هذهِ الشبكاتِ، وذلكَ بتقسيمِ الشبكةِ إلى أجزاءٍ صغيرةٍ، لكلٍّ منْهامجالُ بَثٍّ مختلفٌ؛ ما يزيدُ منْ كفاءةِ الشبكةِ وفاعليتِها.

 

نشاط : أتعاونُ معَ أفرادِ مجموعتي على عملِ مُخطَّطٍ لشبكةِ حاسوبٍ بسيطةٍ، تحتوي على جهاز خادمٍ ومُوزِّعٍ ومُحوِّلٍ ومودمٍ، ثمَّ أُبيِّنُ وظيفةَ كلِّ جهازٍ منْها في الشبكةِ. بعدَ ذلكَ أُشارِكُ زملائي/ زميلاتي ومُعلِّمي/ مُعلِّمتي في مُخطَّطِ الشبكةِ، وأُناقِشُهُمْ في إمكانيةِ توسيعِ الشبكةِ.

المحول Switch :  جهازٌ يربطُ عددًا منْ أجهزةِ الحاسوبِ في شبكةٍ محليةٍ ( LAN )، ويُنشِئُ مجالاتِ بَثٍّ مختلفةً، ويُرسِلُ البياناتِ فقطْ إلى المُستلِمِ المقصودِ؛ ما يُقلِّلُ الضغطَ على الشبكةِ، ويُحسِّنُ الأداءَ. يُوفِّرُ المُحوِّلُ مزايا أمانٍ إضافيةً، ودعمًا مُكثَّفًا لعملِ الإدارةِ؛ ما يجعلُهُ مثاليًّا للشبكاتِ الكبيرةِ   الموجه Router : جهازٌ يربطُ بينَ عددٍ منَ الشبكاتِ المختلفةِ، مثلَ: Switch  الشبكةِ المحليةِ (LAN )، والشبكاتِ الواسعةِ Wide Area Networks: (WANs)، ويعملُ على توجيهِ البياناتِ بينَ هذهِ الشبكاتِ، وذلكَ بتقسيمِ الشبكةِ إلى أجزاءٍ صغيرةٍ، لكلٍّ منْهامجالُ بَثٍّ مختلفٌ؛ ما يزيدُ منْ كفاءةِ الشبكةِ وفاعليتِها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• بروتوكولاتُ الشبكةِ ( Protocol ) : مُكوِّناتٌ برمجيةٌ لشبكةِ الحاسوبِ، تتألَّفُ منْ مجموعةِ قواعدَ ومعاييرَ تُنظِّمُ كيفيةَ نقلِ البياناتِ عنْ طريقِ الشبكةِ، وتعملُ على توفيرِ اتصالٍ صحيحٍ وآمنٍ بينَ جميعِ الأجهزةِ المُرتبِطةِ بالشبكةِ. تُشبِهُ بروتوكولاتُ شبكةِ الإنترنتْ قواعدَ المرورِ التي نلتزمُ بها عندَ قيادةِ المَرْكباتِ؛ لضمانِ التحرُّكِ بصورةٍ صحيحةٍ، والوصولِ إلى وجهاتِنا بأمانٍ. ومنْ ثَمَّ يُمكِنُ تعريفُ بروتوكولاتِ شبكةِ الإنترنتْ بأنَّها مجموعةٌ منَ القواعدِ التي تضمنُ وصولَ البياناتِ خلالَ الأجهزةِ إلى وجهتِها المطلوبةِ على نحوٍ صحيحٍ وآمنٍ.

إضاءة: عنوانُ ( IP ) هوَ مُعرِّفٌ رقميٌّ فريدٌ، يُخصَّصُ لكلِّ جهازٍ في الشبكةِ. وتُستخدَمُ عناوينُ (IP ) في تحديدِ الأجهزةِ، وتمكينِ التواصلِ في ما بينَها.

 

• تتعدَّدُ البروتوكولاتُ (القواعدُ) المُتَّبَعةُ في نقلِ البياناتِ عبرَ شبكةِ الحاسوبِ؛ إذْ توجدُ بروتوكولاتٌ خاصةٌ بنقلِ الملفاتِ، وتوجدُ بروتوكولاتٌ خاصةٌ بنقلِ رسائلِ البريدِ الإلكترونيِّ، وتوجدُ بروتوكولاتٌ خاصةٌ بعرضِ صفحاتِ الإنترنتْ، فضلًًا عنِ العديدِ منَ البروتوكولاتِ الأُخرى

 

• يُعَدُّ بروتوكولُ التحكُّمِ في الإرسالِ/ بروتوكولُ شبكةِ الإنترنتْ ( TCP/IP ) واحدًا منْ أكثرِ بروتوكولاتِ الشبكةِ شيوعًا وأهميةً؛ فعندَ إرسالِ البياناتِ عبرَ شبكةِ الإنترنتْ، يعملُ بروتوكولُ ) TCP ( في الجهازِ المُرسِلِ على تقسيمِ البياناتِ إلى أجزاءٍ صغيرةٍ تُسمّى الحُزَمَ؛ بُغْيَةَ نقلِ البياناتِبصورةٍ أسرعَ، ثمَّ يعملُ بروتوكولُ ( TCP ) في الجهازِ المُستقبِلِ على إعادةِ تجميعِ البياناتِ وَفقَ ترتيبِها الصحيحِ قبلَ عمليةِ التقسيمِ، والتحقُّقِ منْ عدمِ ضياعِ أيِّ حُزَمٍ أثناءَ عمليةِ الإرسالِ.

• أمّا بروتوكولُ الإنترنتْ ( IP ) فيعملُ على توجيهِ البياناتِ إلى العنوانِ الصحيحِ للجهازِ المُستقبِلِ؛ إذْ يُرفَقُ بكلِّ حُزْمةِ بياناتٍ عنوانُ( IP ) للجهازِ المُستقبِلِ؛ بُغْيَةَ توجيهِ الحُزْمةِ إلى الجهازِ المُستقبِل الصحيحِ، أنظرُ الشكلَ ( 2- 6) الذي يُبيِّنُ آليَّةَ عملِ بروتوكولِ(TCP/IP)

 

يُبيِّنُ الشكلُ( 2- 7) بعضَ البروتوكولاتِ الشائعةِ لشبكةِ الإنترنتْ، ومهامَّ كلٍّ منْها: 

	بروتوكولُ التحكُّمِ في الإرسالِ/ بروتوكولُ شبكةِ الإنترنتْ Transmission Control Protocol/Internet protocol (TCP/IP) الوظيفةُ: نقلُ البياناتِ على نحوٍ آمنٍ وموثوقٍ إلى الوجهةِ الصحيحةِ.
	بروتوكولُ نقلِ النصِّ التشعُّبيِّ Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) الوظيفةُ: تصفُّحُ شبكةِ الإنترنتْ
	بروتوكولُ نقلِ النصِّ التشعُّبيِّ الآمنِ Hyper Text Transfer Protocol Secure (HTTPS) الوظيفةُ: تصفُّحُ شبكةِ الإنترنتْ بصورةٍ آمنةٍ.
	بروتوكولُ نقلِ الملفاتِ File Transfer Protocol (FTP) الوظيفةُ: نقلُ الملفاتِ بينَ أجهزةِ الحاسوبِ في الشبكةِ.
	بروتوكولُ نقلِ البريدِ البسيطِ Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) الوظيفةُ: نقلُ الرسائلِ عبرَ البريدِ الإلكترونيِّ.