تعريف شبكات الحاسب
تُعرف شبكات الحاسب (بالإنجليزية: Computer Networking) على أنها وسيلة لربط مجموعة من الأجهزة مثل الحواسيب المحمولة والمكتبية، والأجهزة اللوحية، بالإضافة إلى أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) مثل الكاميرات والثلاجات وأجهزة الاستشعار. يتم تبادل المعلومات بين هذه الأجهزة عبر شبكة الإنترنت دون الحاجة إلى استخدام الكابلات.
تهدف شبكات الحاسب إلى ربط المنازل والمكاتب بالعالم الخارجي، مما يتيح استخدام هذه الشبكات عن بُعد من خلال الإنترنت. كما تسهم هذه الشبكات في تعزيز أمان المعلومات وحمايتها من التهديدات الخارجية.
أنواع شبكات الحاسب
تتواجد شبكات الحاسب بأنواع متعددة، وأهم هذه الأنواع كالتالي:
الشبكة المحلية
تُعرف الشبكة المحلية (بالإنجليزية: Local Area Network) أو (LAN) بأنها ربط مجموعة من أجهزة الحاسوب ضمن منطقة جغرافية صغيرة مثل مبنى أو مجموعة من المكاتب. تهدف هذه الشبكة إلى نقل البيانات بشكل سريع وآمن وبتكلفة منخفضة. كما يمكن تعريفها على أنها اتصال بين جهازي حاسوب شخصيين باستخدام كابل محوري.
الشبكة الشخصية
وُضعت الشبكة الشخصية (بالإنجليزية: Personal Area Network) أو (PAN) لتوصيل مجموعة من الأجهزة مثل الحواسيب وأجهزة البلاي ستيشن والهواتف المحمولة ضمن مدى محدود يصل إلى حوالي 10 أمتار. تتواجد هذه الشبكة بنوعين: النوع السلكي عبر (USB) والنوع اللاسلكي باستخدام البلوتوث أو الواي فاي.
الشبكة المدينية
تُعرف الشبكة المدينية (بالإنجليزية: Metropolitan Area Network) أو (MAN) بأنها شبكة تغطي مساحات جغرافية أوسع من الشبكة المحلية (LAN). وتستخدمها المؤسسات الكبيرة مثل الحكومة والبنوك للتواصل مع المواطنين، كما تعتمد عليها شركات الطيران للعمليات المتعلقة بالحجز، والجيش للتواصل بين الوحدات المختلفة.
الشبكة الواسعة
تُعرّف الشبكة الواسعة (بالإنجليزية: Wide Area Network) أو (WAN) على أنها شبكة تمتد عبر مساحات جغرافية شاسعة تشمل المدن والدول. تُستخدم في مجالات مثل الأعمال والحكومة والتعليم وتمتاز بتحديث الملفات المستمر وتبادل الرسائل، لكنها تعاني من بعض العيوب مثل عدم وجود خصوصية كافية والحاجة إلى جدار ناري لحماية الشبكة.
طرق الربط في شبكات الحاسب
فيما يلي أهم الطرق المستخدمة لربط شبكات الحاسب مرتبة بحسب الأهمية:
نظير إلى نظير
في هذا النوع من الشبكات، يقوم كل جهاز كمبيوتر بإرسال معلوماته مباشرة إلى الجهاز الآخر، سواء كان حاسوبًا آخر أو طابعة أو ماسح ضوئي، باستخدام بروتوكول (TCP/IP)، بدون الحاجة إلى خادم مركزي. ومن أبرز الأمثلة هنا شبكة حواسيب مرتبطة بطابعة لإرسال الأوامر مباشرة.
شبكة مشتركة
في هذه البيئة، تُرسل البيانات إلى حاسوب مركزي، والذي يقوم بدوره بإرسال المعلومات إلى جهاز آخر مثل طابعة أو ماسح ضوئي.
مكونات شبكة الحاسب
تتكون مكونات شبكة الحاسب (بالإنجليزية: Computer Network Components) من العناصر الأساسية التي تحتاجها لتثبيت البرامج. تشمل هذه المكونات بطاقة الشبكة، المفتاح الكهربائي، الكابل، والموزع، والعديد من العناصر الأخرى. وفيما يلي أبرز هذه المكونات:
بطاقة الشبكة
تُستخدم بطاقة الشبكة (بالإنجليزية: Network Interface Card) لتوصيل جهاز بآخر على الشبكة. كل بطاقة تحتوي على عنوان (MAC) خاص بها، وتتوفر بنوعين: الأول سلكي ويكون موجوداً داخل اللوحة الأم ويستخدم الكابلات، والثاني لاسلكي كالبطاقة الموجودة في اللابتوب.
الموزع
(بالإنجليزية: Hub) هو جهاز يقوم بتقسيم اتصال الشبكة بين أجهزة متعددة. عندما يطلب جهاز كمبيوتر معلومات، يرسل الطلب إلى الموزع الذي يقوم بدوره ببث الطلب إلى جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة. رغم ذلك، لم يعد هذا الجهاز مستخدمًا بشكل شائع بسبب استهلاكه لعرض النطاق الترددي.
المفتاح الكهربائي
(بالإنجليزية: Switch) هو جهاز يربط اتصال الشبكة بين أجهزة متعددة، حيث يقوم بتحويل الرسائل من المصدر إلى الوجهة دون المرور ببقية الأجهزة، مما يجعله أسرع من الموزع.
الراوتر
(بالإنجليزية: Router) هو جهاز يقوم بربط الشبكة المحلية (LAN) بالإنترنت ويقوم بتحليل وتوجيه الحزم الواردة، كما يحدد أفضل مسار لنقل هذه الحزم، ويتميز بالأمان والأداء العالي.
المودم
(بالإنجليزية: Modem) هو جهاز يمكن الحاسوب من الاتصال بالإنترنت عبر خط الهاتف. يقوم بتحويل البيانات الرقمية إلى إشارات تناظرية. لا يتواجد المودم على اللوحة الأم بشكل مباشر بل يُثبت في فتحة (PCI).
الكابلات والموصلات
(بالإنجليزية: Cables and Connectors) هي الوسائط التي تنقل الإشارات والمعلومات، وتقسم إلى عدة أنواع مثل (Twisted Pair Cable).
تطور شبكات الحاسب
مرت شبكات الحاسب بمسار تطوري منذ نشأتها حتى اليوم، وأبرز مراحل هذا التطور تشمل:
- في بداية الخمسينات، بدأت شبكات الحاسوب بوصفها آلات كبيرة ومعقدة، حيث لم يكن هناك اتصال مباشر بينها وبين المستخدمين، واستُخدمت الأشرطة المغناطيسية والورقية والبطاقات المثقبة.
- في الستينات، تم تطوير محطات تفاعلية، مما مكن المستخدمين من استخدام الأجهزة عبر خطوط البيانات، لكنها كانت بطئية، مما أدى إلى اختراع أجهزة الإرسال والمكثفات.
- تبع ذلك اختراع المفاتيح الكهربائية التي اُستخدمت عبر موجات الميكروويف أو الكابلات.
- مع تقدم التكنولوجيا، بدأت أجهزة الكمبيوتر الشخصية الرخيصة تحل محل الأنظمة الكبيرة والمتوسطة، مما أدى لاختراع الشبكات المحلية (LAN) ثم الشبكات الواسعة (WAN).
فوائد شبكات الحاسب
أصبحت شبكات الحاسب من أبرز الطرق لتبادل المعلومات، حيث تسهل الربط بين الأجهزة بشكل لاسلكي، وإليكم أهم فوائدها:
- تعزيز الاتصالات، مما يسهل الوصول إلى المعلومات بصورة سريعة.
يمكن الوصول إلى المعلومات بسهولة، مما يتيح مواكبة الأحداث المحلية والعالمية.
- تبادل المصادر.
تمكن شبكات الحاسب من تبادل مصادر المعلومات بين العديد من المستخدمين، ما يجعلها مفيدة جدًا في البيئات المؤسسية.
- سهولة مشاركة الملفات.
توفر شبكات الحاسب الوقت والجهد في الوصول إلى الملفات المطلوبة بعد مشاركتها عبر الشبكة.
- مرونة عالية.
تتيح شبكات الحاسب للمستخدمين الوصول إلى المعلومات بسهولة ودون الحاجة لتغيير الأجهزة.
- فعالية التكلفة.
توفر شبكات الحاسب إمكانية تنزيل البرمجيات من الإنترنت بشكل مجاني.
- سعة التخزين.
توفر الشبكات سعات تخزين واسعة، مما يسهل مشاركة المعلومات بين المستخدمين.
معيقات شبكات الحاسب
على الرغم من فوائدها العديدة، فإن شبكات الحاسب تواجه بعض المعوقات، ومنها:
- الافتقار إلى الاستقلالية.
تعتمد شبكات الحاسب على أجهزة الكمبيوتر، وعند تعطل الخادم الرئيسي، تتوقف جميع الأجهزة عن العمل.
- قلة الأمان.
تكون المعلومات متاحة للجميع، مما يزيد من خطر تسرب المعلومات وقلّة الأمان.
- وجود الفيروسات.
تشمل الشبكات أحيانًا ملفات تحتوي على فيروسات، مما يستدعي إجراء فحوصات دورية.
- تعزيز الأعمال السلبية.
يمكن أن تؤدي الشبكات إلى زيادة بعض الأنشطة السلبية كزيارة مواقع غير مناسبة.
- تطلبها لخبراء.
تحتاج الشبكات إلى أشخاص ذوي خبرة لتحسين عمليات الصيانة والإدارة.
- التكلفة العالية لإنشائها.
تتطلب إنشاء الشبكات تكاليف مرتفعة تتضمن البنية التحتية والمعدات اللازمة.