أجهزة الشبكات
في هذه المقالة سنتعرف على الأجهزة التي تستخدم لتوصيل الحاسبات و الشبكات فيما بينها.
بعض هذه الأجهزة تستخدم لتقوية الإشارات، وبعضها لربط أجهزة الحاسب بالشبكات كـ (المجمع المركزي و المبدل)، و منها ما تستخدم لربط الشبكات فيما بينها كـ (الموجه).
تتصل أجهزة الكمبيوتر في معظم أنواع الشبكات المحلية بجهاز يقوم بدور نقطة وصل مركزية بين أجهزة الشبكة، و يدعى المجمع المركزي، ووظيفته هي ربط قطع الشبكة ببعضها.
و يمكننا القول أن المجمع المركزي هو عبارة عن جهاز يستخدم لربط كافة الأجهزة في البنية النجمية أو الحلقية.
وأيضاً عبارة عن جهاز يوصل مع كابلات الشبكة الموصولة مع الحواسيب والأجهزة الأخرى، فتشكل كلها شبكة محلية.
في معظم الأحيان يشير الـ Hub إلى مكرر (Repeater) متعدد المنافذ ويضخم الإشارة المرسلة إليه ويرسلها لباقي الأجهزة.
ومن أنواع المجمعات المركزية:
يُمرر هذا النوع الإشارات الواردة من القطع المختلفة للشبكة، وتستطيع جميع الأجهزة الموصولة معه استقبال حزم المعلومات المارة عبره.
وهذا النوع من المجمعات المركزية لا يحتاج للتوصيل بالتيار الكهربائي.
يحوي هذا الموزع أجزاء إلكترونية تعيد توليد الإشارات المارة في الشبكة. وتكمن فائدته في زيادة اعتمادية الشبكة والسماح بمسافات أكبر بين أجهزتها.
وهذا النوع يحتاج التوصيل بالكهرباء لكي يعمل.
تتعرض الإشارة أثناء عملية الإرسال للتشويش والتشويه عبر خطوط النقل، مما ولد الحاجة إلى تصميم جهاز يدعى المكرّر. ويستخدم لإنعاش الإشارة المرسلة عبر الشبكة، بحيث تبقى قوية عند وصولها إلى محطات العمل المستقبلة لها.
1. المجمع المركزي (Hub)
تتصل أجهزة الكمبيوتر في معظم أنواع الشبكات المحلية بجهاز يقوم بدور نقطة وصل مركزية بين أجهزة الشبكة، و يدعى المجمع المركزي، ووظيفته هي ربط قطع الشبكة ببعضها.
و يمكننا القول أن المجمع المركزي هو عبارة عن جهاز يستخدم لربط كافة الأجهزة في البنية النجمية أو الحلقية.
وأيضاً عبارة عن جهاز يوصل مع كابلات الشبكة الموصولة مع الحواسيب والأجهزة الأخرى، فتشكل كلها شبكة محلية.
في معظم الأحيان يشير الـ Hub إلى مكرر (Repeater) متعدد المنافذ ويضخم الإشارة المرسلة إليه ويرسلها لباقي الأجهزة.
ومن أنواع المجمعات المركزية:
1- المجمع الخامل Passive Hub
يُمرر هذا النوع الإشارات الواردة من القطع المختلفة للشبكة، وتستطيع جميع الأجهزة الموصولة معه استقبال حزم المعلومات المارة عبره.
وهذا النوع من المجمعات المركزية لا يحتاج للتوصيل بالتيار الكهربائي.
2- المجمع النشط Active Hub
يحوي هذا الموزع أجزاء إلكترونية تعيد توليد الإشارات المارة في الشبكة. وتكمن فائدته في زيادة اعتمادية الشبكة والسماح بمسافات أكبر بين أجهزتها.
وهذا النوع يحتاج التوصيل بالكهرباء لكي يعمل.
2. المكرر Repeater
تتعرض الإشارة أثناء عملية الإرسال للتشويش والتشويه عبر خطوط النقل، مما ولد الحاجة إلى تصميم جهاز يدعى المكرّر. ويستخدم لإنعاش الإشارة المرسلة عبر الشبكة، بحيث تبقى قوية عند وصولها إلى محطات العمل المستقبلة لها.
ويمكننا القول أن المكرر هو عبارة عن جهاز يعمل الطبقة الفيزيائية ويضخم إشارات الشبكة، مما يتيح إمكانية ربط أجهزة بعيدة دون أن نعاني من ضعف الإشارة.
ويوجد نوعان من هذه المكرّرات:
2.1 مكرر تماثلي Analog
يضخم الإشارة وحسب و التشويه الحاصل عليها.
2.2 مكرر رقمي Digital
يعيد بناء الإشارة لتصبح قريبة جداً من الأصلية.
وبـ مقارنة المكرر مع المجمع المركزي فإن المجمع المركزي النشط يسمى مكرر متعدد المنافذ لأنه يكبر الإشارة من خلال عدة منافذ بينما المكرر يضخم الإشارة القادمة من خلال منفذ ويخرجها مع المنفذ الآخر.
3. المبدل Switch
عبارة عن علبة فيها عدد منافذ للكابلات وتشبه الـ Hub كثيراً، وهو جهاز لوصل الشبكة على مستوى طبقة ربط البيانات (Date-Link) ويشبه المجمع المركزي لكنه يوجه الحزم الواردة فقط إلى الأجهزة الموجهة أليها.
يتميز المبدل على المجمع المركزي بأنه يمرر الرسالة فقط إلى المنفذ الذي يوجد فيه الجهاز المرسل إليه بينما المجمع المركزي يمرر الرسالة إلى جميع المنافذ لذلك فهو اسرع في حال ازدحام الشبكة.
باستخدام المبدلات نستطيع بناء شبكات أجزاء ضخمة، أنه لن يحدث تنافس على وسيط الشبكة ولن يزداد عدد التصادمات بزيادة عدد الأجهزة الموصولة على الشبكة.
4. الجسر Bridge
وهو عبارة عن جهاز ربط الشبكات يعمل على طبقة ربط البيانات Data-Link في نموذج OSI المرجعي.يصفي إشارات الشبكة بحسب عنوان وجهة الحزم، حين تصل شبكتين أجزاء بواسطة جسر، ول يتم نشر الحزم المتولدة عن جهاز على إحدى الشبكتين إلى شبكة أخرى إلا إذا كانت معنونة إلى جهاز آخر على تلك الشبكة.
ويمكن للجسر أيضاً أن يعرف ما هي الأجهزة المتصلة بالشبكة عن طريق قراءة عناوين المصدر في الحزم التي يعالجها، وتخزن هذه المعلومات في جداول.
هو عبارة عن جهاز يصل بين شبكتين ببعضها البعض ويوجه الإشارات بينهما حسب الحاجة مشكلاً شبكة جامعة.
بخلاف الجسور و المبدلات تعمل الموجهات على طبقة الشبكة (Network Layer) من نموذج OSI المرجعي.
5. الموجه Router
هو عبارة عن جهاز يصل بين شبكتين ببعضها البعض ويوجه الإشارات بينهما حسب الحاجة مشكلاً شبكة جامعة.
بخلاف الجسور و المبدلات تعمل الموجهات على طبقة الشبكة (Network Layer) من نموذج OSI المرجعي.
يستخدم الموجه لربط الشبكات المختلفة، ويقوم بتمرير حزم المعلومات بالاعتماد على عناوين منطقية IP, كما يتبع خوارزمية تمكنه من اختيار المسار الأفضل لنقل حزم المعلومات إلى هدفها عبر الشبكات الأخرى.
أما في الإنترنت فيمكن أن يكون الموجه جهازاً أو برنامجاً يحدد المسار الأفضل عبر العقد للوصول إلى الهدف.
من أشهر السيناريوهات التي تتضمن استخدام الموجهات (Routers) أن تربط شبكة محلية بمزود لخدمات الإنترنت (ISP)، وبالتالي تتيح وصول كل المستخدمين على الشبكة المحلية للإنترنت.
6. العبارة Gateway
يستخدم هذا الجهاز على شبكات TCP/IP، وغالباً ما يستخدم هذا المصطلح كمرادف للموجه وهو يشير إلى جهاز على طبقة الشبكة Network Layer يصل شبكتين ببعضهما ويوجه الإشارات بينمها بحسب الحاجة. مثل العبارة الافتراضية المحددة في تكوين عميل TCP/IP.
وهو أيضاً يستخدم للإشارة إلى جهاز على طبقة التطبيق Application Layer ويوجه البيانات بين خدمتين مختلفتين، مثل عبارة البريد الإلكتروني التي تمكن خدمتي بريد إلكتروني منفصلتين من الاتصال ببعضهما البعض.
7. كرت الشبكة (NIC)
يعتبر كرت الشبكة الواجهة التي تصل بين جهاز الكمبيوتر و سلك الشبكة، و بدونه لا تستطيع الحاسبات الاتصال فيما بينها من خلال الشبكة.
يركب كرت الشبكة في شق توسعة فارغ في جهاز الحاسب، ثم يتم وصل سلك الشبكة إلى الكرت ليصبح الحاسب متصل فعلياً بالشبكة من الناحية المادية و يبقى الإعداد البرمجي للشبكة.
ويتلخص دور كرت الشبكة بالأمور التالية:
- تحضير البيانات لبثها على الشبكة.
- إرسال البيانات على الشبكة.
- التحكم بتدفق البيانات بين الحاسب و السلك.
- ترجمة الإشارات الكهربية من سلك الشبكة إلى بايتات يفهمها معالج الكمبيوتر، وعندما تريد إرسال بيانات فإنه يترجم إشارات الحاسب الرقمية إلى إشارات كهربائية أو ضوئية يستطيع سلك الشبكة حملها.