الشبكات وأنواعها
| English | العربية |
|---|---|
| network/ˈnetwɜːk/ | شبكة |
| local area network/ˈləʊkl ˈeərɪə ˈnetwɜːk/ | شبكة محلية |
| latency/ˈleɪtənsi/ | زمن التأخير |
| wide area network/waɪd ˈeərɪə ˈnetwɜːk/ | شبكة واسعة النطاق |
| Public Switched Telephone Network/ˈpʌblɪk swɪtʃt ˈtelɪfəʊn ˈnetwɜːk/ | الشبكة الهاتفية العامة المتبديلّة |
| client-server/ˈklaɪənt ˈsɜːvə/ | عميل-خادم |
| servers/ˈsɜːvəz/ | الخوادم |
| clients/ˈklaɪənts/ | العملاء |
| peer-to-peer/pɪə tə pɪə/ | نظير إلى نظير |
| thick client/θɪk ˈklaɪənt/ | عميل كثيف |
| thin client/θɪn ˈklaɪənt/ | عميل خفيف |
| cloud computing/klaʊd kəmˈpjuːtɪŋ/ | الحوسبة السحابية |
| public cloud/ˈpʌblɪk klaʊd/ | السحابة العامة |
| private cloud/ˈpraɪvət klaʊd/ | السحابة الخاصة |
| scalability/ˌskeɪləˈbɪlɪti/ | قابلية التوسع |
| Ethernet/ˈiːθənet/ | إيثرنت |
| twisted-pair/ˈtwɪstɪd peə/ | زوج ملتف |
| fibre-optic/ˈfaɪbə ˈɒptɪk/ | ألياف ضوئية |
حاسوبان، ستة مئات من الكيلومترات، رسالة واحدة
- في 29 أكتوبر 1969، قام طالب في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (UCLA) بكتابة الحرفين الأوليين من كلمة LOGIN على جهاز كمبيوتر في ستانفورد، على بُعد 600 كيلومتر. تعطل الاتصال بعد "LO". وبعد ساعة، يعمل الاتصال.
- كان هذا هو ARPANET، بأربع آلات بحلول نهاية العام. كل شبكة تالية، من فصل دراسي يحتوي على حواسيب محمولة إلى الإنترنت نفسه، تجيب على نفس السؤال: كيف تشارك الحواسيب المنفصلة العمل والبيانات؟
- هذه الدرس هي مفردات ذلك السؤال: ما الغرض من الشبكة، وما حجمها، ومن يديرها، وكمية العمل التي تقوم به الآلات الموجودة على طرفيها.
الغرض والفوائد من الشبكة
- الشبكة هي مجموعة من أجهزة الحوسبة المتصلة بحيث يمكنها التواصل ومشاركة الموارد.
- مشاركة الموارد: طابعة واحدة، وخادم ملفات واحد، واتصال إنترنت واحد للجميع، وهو أرخص من تجهيز كل حاسوب على حدة.
- مشاركة البيانات: العديد من المستخدمين يفتحون نفس الملفات. الإدارة المركزية: تثبيت البرامج، وإدارة حسابات المستخدمين والنسخ الاحتياطي مرة واحدة، على خادم واحد.
- التواصل عبر البريد الإلكتروني والرسائل والمكالمات المرئية، والوصول عن بُعد إلى الملفات والأنظمة من أي مكان.
حدّد كل المزايا الحقيقية لاستخدام شبكة.
مشاركة الموارد والنسخ الاحتياطي المركزي والتواصل هي مزايا. الشبكات لا تجعل الحواسيب أبطأ.
الشبكات المحلية والشبكات الواسعة
- الشبكة المحلية (LAN) تغطي منطقة صغيرة، مثل منزل أو مكتب أو موقع مدرسي. تمتلك المؤسسة المعدات، لذا تكون سرعات البيانات عالية والتأخير منخفضاً.
- الشبكة الواسعة (WAN) تغطي منطقة كبيرة، مثل مدينة أو دولة أو العالم. تعمل فوق بنية تحتية من جهات ثالثة، أو خطوط مستأجرة، أو ألياف ضوئية أو الشبكة الهاتفية العامة المبدلة (PSTN)، لذا فهي أبطأ وتكون تأخيرها أعلى.
- تربط الشبكة الواسعة الشبكات المحلية ببعضها البعض، والإنترنت هو أكبر شبكة واسعة موجودة.
تربط الشبكة الواسعة مواقع متباعدة عبر بنية تحتية يملكها شخص آخر
مختبر توجيه الشبكة
تتبع مسار البيانات من الجهاز عبر معدات الشبكة وبروتوكولاتها.
أي مما يلي يصف أفضل شبكات LAN؟
تغطي LAN منطقة صغيرة (منزل/مكتب/مدرسة)، وهي عادة ملكية لمنظمة وسريعة ذات تأخير منخفض. أما WAN فتغطي مساحة كبيرة.
صنّف كل مصطلح شبكات مع تعريفه.
الفرق بين LAN و WAN يتعلق بالحجم؛ بينما الفرق بين client-server و P2P يتعلق بما إذا كان هناك خادم مركزي أم لا.
مثال محلول: "اذكر خاصيتين"
- اذكر خاصيتين للشبكة المحلية. تغطي منطقة جغرافية صغيرة، موقعاً واحداً أو مبنى؛ المعدات مملوكة للمؤسسة بدلاً من استئجارها من شركة اتصالات؛ تتصل الأجهزة عبر محولات وكابلات ونقاط وصول خاصة بالمؤسسة.
- اذكر طريقتين تختلف بهما الشبكة الواسعة. تغطي منطقة جغرافية كبيرة؛ تستخدم بنية تحتية مستأجرة أو عامة من جهات ثالثة؛ سرعات البيانات أقل والتأخير أعلى.
- أي خاصيتين من كل قائمة. كلمة "أكبر" بمفردها ليست خاصية؛ يجب توضيح ما الذي هو أكبر.
أي مما يلي يعتبر من خصائص LAN؟ حدّد كل الخيارات الصحيحة.
البنية التحتية المستأجرة من شركات الاتصالات هي علامة مميزة لـ WAN. أما LAN فهي صغيرة ومملوكة وسريعة.
العميل والخادم
- في نموذج العميل-الخادم، تعمل الآلات القوية كـ خوادم تقدم خدمة: ملفات، صفحات ويب، بريد إلكتروني، طباعة. الآلات الأخرى هي عملاء تطلب تلك الخدمات.
- كل شيء مركزي: تسجيل دخول واحد يعمل من أي حاسوب، البرمجيات والأمان يُداران مرة واحدة، يتم عمل نسخ احتياطية للملفات في مكان واحد، ويمكن أن يكون الخادم جهازاً قوياً.
- العيوب هي تكلفة الخادم وتكلفة فني تشغيله، وأن الخادم يمثل نقطة فشل وحيدة إلا إذا تم تضاعفته.
العملاء يطلبون، والخادم يجيب
من نقاط الضعف في نموذج عميل-خادم أن:
كل شيء يعتمد على الخادم المركزي، لذا إذا تعطل (ولم يتم نسخه احتياطياً) تُفقد الخدمة. وقوته تكمن في سهولة الإدارة المركزية.
نظير إلى نظير
- في الشبكة نظير إلى نظير (P2P)، كل آلة هي نظير متساوي: يمكن لكل منها أن تكون عميلاً وخادماً في آنٍ واحد، وتوزيع الموارد عليها دون وجود خادم مركزي.
- لا يوجد خادم لشراءه أو إدارته، ولا يؤدي فشل واحد إلى إسقاط الشبكة.
- ولكن لا توجد إدارة مركزية: تقع الملفات على آلات فردية قد يتم إيقاف تشغيلها، يتم إعداد الأمان على كل نظير بشكل منفصل، ولا يوجد نسخة احتياطية واحدة.
كل نظير يخدم وكل نظير يطلب
في شبكة نظير إلى نظير:
نظير إلى نظير (P2P) لا يحتوي على خادم مركزي — كل نظير يمكنه طلب وتوفير الموارد، وهو نظام قوي لكنه أصعب في تأمينه.
مثال محلول: تبرير النموذج
- مدرسة تضم 600 طالب تريد إنشاء شبكة. برر اختيار نموذج معين. العميل-الخادم: تُخزن ملفات الطلاب وتعمل لها نسخ احتياطية مركزياً؛ يسجل الطالب الدخول بحساب واحد من أي حاسوب؛ تُدار البرمجيات والأمان مرة واحدة؛ يتحكم الفني في صلاحيات الوصول.
- أربعة أصدقاء يريدون مشاركة الملفات في المنزل. نظير إلى نظير: لا حاجة لشراء خادم، ولا حاجة لخبير، كل آلة تشارك مجلداً ببساطة، وفقدان آلة واحدة لا يمنع others من الاستمرار.
- البرهان يذكر احتياجات الحالة، ثم ميزة النموذج التي تلبي كل منها.
صنّف كل موقف مع نموذج الشبكة المناسب له وسببه.
التحكم المركزي ونقطة النسخ الاحتياطي يشير إلى عميل-خادم؛ التكلفة المنخفضة وعدم الحاجة لمدير يشير إلى نظير إلى نظير.
العملاء الرقيق والثخين
- العميل الرقيق يقوم بقليل من المعالجة بنفسه: الخادم يشغل البرمجيات ويخزن البيانات، والعميل يرسل المدخلات ويعرض المخرجات فقط. يكفي الطرف الرخيص، ويتم تحديث كل شيء وحفظ النسخ الاحتياطية على الخادم، لكن لا شيء يعمل إذا تعطلت الشبكة أو الخادم.
- العميل الثقيل لديه قدراته الخاصة من المعالجة والتخزين ويشغل تطبيقات كاملة محلياً، مثل حاسوب مكتبي عادي. يستمر في العمل بدون الشبكة، لكن يجب صيانة وحماية كل آلة على حدة.
- العملاء الرقيقين يثقلان الخادم والشبكة؛ العملاء الثخانون يخففون منهما الحمل.
العميل الرقيق (Thin client):
العميل الرقيق يُحوّل معظم المهام إلى الخادم (اعتماد عالٍ على الشبكة)؛ بينما العميل الثقيل يقوم بالمعالجة والتخزين بنفسه.
الحوسبة السحابية
- الحوسبة السحابية هي خدمات حوسبية حسب الطلب، وتخزين ومعالجة وبرمجيات، مقدمة عبر الإنترنت من قبل جهة ثالثة.
- السحابة العامة مملوكة لمزود ومشار إليها من قبل عملاء متعددين؛ السحابة الخاصة مخصصة لمنظمة واحدة، على عتادها الخاص أو مضيفة لها وحدها.
- الفوائد: القابلية للتوسع، والدفع مقابل ما يُستخدم فقط، والوصول من أي مكان، ومراكز بيانات redundante. العيوب: تحتاج إلى اتصال بالإنترنت، وتُحفظ البيانات لدى شخص آخر، وقد يكون تغيير المزود أمراً صعباً.
السحابة ____ مخصصة لمنظمة واحدة، بينما السحابة العامة مشتركة بين العديد من عملاء المزود.
يمكن للسحابة الخاصة أن تستقر على عتاد المنظمة الخاص أو استضافتها له وحده؛ وفي كلتا الحالتين لا يشاركها عميل آخر.
سلكي ضد لاسلكي
- الشبكات السلكية تستخدم إيثرنت عبر أسلاك نحاسية مزدوجة أو كابل ألياف ضوئية: سرعة أعلى، تأخير أقل، أخطاء أقل، وأكثر أماناً، لأن الكابل يتطلب تدخلاً مادياً.
- تستخدم الشبكات اللاسلكية موجات الراديو، أو واي فاي، أو بلوتوث، أو الشبكة الخلوية: لا تحتاج إلى كابل ويمكن للأجهزة التحرك، لكن التردد المشترك يعني وجود تداخل وسرعة أقل، كما يمكن اعتراض الإشارة، لذا فهي تحتاج إلى تشفير.
- النحاس رخيص لكنه يضعف مع المسافة ويستقبل التداخل؛ الألياف الضوئية تنقل الضوء، ومحصنة ضد التداخل وتغطي مسافات طويلة؛ الموجات الميكروية تتطلب خط رؤية مباشر؛ الأقمار الصناعية تصل إلى أي مكان ولكن بتأخير طويل.
مقارنة باللاسلكي، فإن الاتصال السلكي عادةً ما يكون:
الفائز في السرعة والتأخير والموثوقية والأمان هو السلكي؛ بينما الفائز في الراحة والحركة هو اللاسلكي.
الكابل الضوئي مقاوم للتداخل الكهرومغناطيسي وينقل البيانات لمسافات أطول من النحاس دون الحاجة لتكرار الإشارة.
ينقل الألياف الضوء عبر قلب زجاجي، لذا لا يمكن للضوضاء الكهربائية التأثير عليها وتبقى الإشارة سارية لمسافات طويلة. وتتمثل عيوبها في التكلفة والتركيب الذي يتطلب مهارة.
علامات ضائعة
- الإنترنت هو شبكة واسعة النطاق (WAN) وليس شبكة محلية (LAN)، والشبكة الواسعة ليست "شبكة محلية كبيرة": الفرق يكمن في من يملك البنية التحتية.
- الشبكة نظير لنظير لا تحتوي على خادم. إذا كان وصفك يتضمن جهازاً متحكماً، فهي شبكة عميل-خادم.
- العميل الرقيق يتعلق بـ مكان حدوث المعالجة، وليس بحجم الجهاز.
- عبارة "اللاسلكي أكثر ملاءمة" تُحسب؛ أما "اللاسلكي أسرع" فلا. بالنسبة لنفس الجيل، يكون السلكي أسرع وأكثر موثوقية.
لقد فهمت الأمر
- الـ شبكات تشارك الموارد والبيانات، وتُدار مركزياً، وتحمل الاتصال
- الشبكة المحلية (LAN): منطقة صغيرة، ملكية خاصة، سريعة، تأخير منخفض؛ الشبكة الواسعة (WAN): منطقة كبيرة، بنية تحتية طرف ثالث، أبطأ؛ الإنترنت هو أكبر شبكة واسعة النطاق
- عميل-خادم: خوادم مركزية، تسجيل دخول واحد ونسخة احتياط واحدة، نقطة فشل واحدة؛ نظير لنظير: نظراء متساويون، لا يوجد خادم، لا تحكم مركزي
- العميل الرقيق يعتمد على الخادم؛ العميل الثقيل يعمل بشكل مستقل؛ الحوسبة السحابية = خدمات عبر الإنترنت، عامة أو خاصة؛ السلكي أسرع وأمان، اللاسلكي محمول