شبكة الكمبيوتر: المكونات والأنواع

شبكة الكمبيوتر عبارة عن نظام مكون من جهازي كمبيوتر أو أكثر مترابطين مع بعضهم البعض ، والذي يسمح اتصاله بمشاركة البيانات ونقلها في الوقت الفعلي من خلال المعدات والبرامج الممكّنة لها. يمكن توصيل هذه الشبكات فعليًا أو لاسلكيًا.

الهدف الرئيسي لشبكة الكمبيوتر هو نشر المعلومات على الفور وكفاءة بين العديد من المستخدمين عبر الإنترنت. وبالتالي ، تم تصميم شبكات الكمبيوتر باستخدام بروتوكول اتصالات يتطلب كيانًا مُصدرًا ووسيلة يتم من خلالها إرسال رسالة ومتلقي المعلومات.

يمكن للمستخدمين المتصلين مشاركة الموارد والوصول إلى مجلدات التخزين الشائعة واستخدام الأجهزة الطرفية معًا المتصلة بالشبكة ، مثل الطابعات أو الماسحات الضوئية. حتى أنه من الممكن تشغيل البرامج على أجهزة متصلة عن بعد ، باستخدام أدوات الاتصال عن بُعد.

هذه التطبيقات مفيدة للغاية للمناطق المختلفة ؛ مثال على ذلك هو التيار عن بعد الحالي. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لشبكات الكمبيوتر في حماية جميع المعلومات المخزنة في حوزتها ، مما يضمن النسخ الاحتياطي وسلامة البيانات الواردة فيه.

باختصار ، تسهل شبكات الكمبيوتر إلى حد كبير العمل والمهام الشخصية في يوم إلى آخر.

مكونات شبكة الكمبيوتر

تتكون شبكة الكمبيوتر من المعدات وأدوات البرمجة ، والتي تتيح الربط الفعال للعناصر التي تشكل جزءًا من النظام. بشكل عام ، مكونات شبكة الكمبيوتر هي التالية:

خردوات

يشير إلى جميع العناصر التي تشكل التجميع المادي للشبكة. يشمل ذلك جميع أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية المتصلة بالشبكة ، بالإضافة إلى العناصر الأخرى التي تجعل الاتصال بينها ممكنًا. يتكون جهاز شبكة الكمبيوتر من المكونات التالية:

مرسل

إنه يشير إلى الكيان الذي يصدر الإشارات الأساسية للشبكة. يقوم المرسل بإنشاء الإشارات أو الطلبات من جهاز كمبيوتر أساسي ، مما ينسخ التعليمات إلى المتلقي من خلال شبكة الكمبيوتر.

لوحة الشبكة

يُعرف هذا العنصر ، المعروف أيضًا باسم بطاقة الشبكة ، الإشارات في الكود الثنائي ويجعله قابلاً للانتقال لإرسال واستقبال حزم البيانات عبر الكبلات الثانوية.

وبالمثل ، تحتوي بطاقات الشبكة على عنوان التحكم في الوصول للوسائط ، والمعروف باسم MAC لاسمها المختصر باللغة الإنجليزية ( التحكم في الوصول إلى الوسائط ).

هذا يعيّن معرّف فريد من نوع 48 بت لكل عنصر مترابط في الشبكة ، والذي يُفهم على أنه عنوان فعلي يرسل المعلومات مباشرة إلى محطة العمل الصحيحة.

يجب أن تكون هذه البطاقة متوافقة مع مختلف التكوينات أو بنيات الشبكة التي تسمح بنقل المعلومات على وجه السرعة.

صلة

يمكن توصيل شبكات الكمبيوتر من خلال آليتين مختلفتين. يمكن أن تكون هذه سلكية أو لاسلكية ، اعتمادًا على التكنولوجيا المستخدمة والموارد المادية المتاحة للاتصال.

شبكات سلكية

في هذا النوع من الشبكات ، يتم نقل البيانات عبر الأسلاك الثانوية. تقوم كبلات الشبكة بتوصيل جهاز الإرسال بمعدات العمل ، وفقًا لنظام الشبكة المقابل.

الشبكات اللاسلكية

لا تحتوي الشبكات اللاسلكية على أي نوع من الأسلاك ، حيث يفتقر الجهاز إلى الاتصال المادي بينهما.

في هذه الحالات ، يتم توصيل البيانات ونقلها عبر موجات الأشعة تحت الحمراء أو الموجات الراديوية أو أجهزة التوجيه أو جسور الشبكة.

محول الشبكة

يقع جهاز فك التشفير داخل جهاز الاستقبال. يقوم بترجمة المعلومات التي تم ترميزها في ذلك الوقت بواسطة لوحة الشبكة وترجمتها إلى إشارات كهربائية يمكن تفسيرها بواسطة الكمبيوتر الهدف.

تم دمج وحدة فك الترميز هذه في اللوحة الأم للكمبيوتر المتلقي ، وهي قادرة على العمل بسرعات مختلفة.

المتلقي

إنه فريق الوجهة ؛ بمعنى ، العنصر الذي يتلقى أخيرًا الإشارة المرسلة عبر الشبكة بالكامل.

في مجال الكمبيوتر ، يُعرف جهاز الاستقبال أيضًا بأنه عميل أو محطة عمل. يمكن أن تكون أجهزة كمبيوتر شخصية أو أي مورد طرفي مشترك ، مثل: الطابعات أو الماسحات الضوئية أو آلات النسخ.

البرمجيات

يشير إلى نظام التشغيل والبرامج وأجهزة التحكم والتعليمات وإعدادات الكمبيوتر التي تجعل تشغيل شبكة الكمبيوتر ممكنًا.

لا يعد الجهاز شيئًا بدون أداة تسهل التوصيل البيني لجميع العناصر المرتبطة ، ويكون تكوين الجهاز قابلاً للتطبيق فقط من خلال استخدام البرنامج .

يتكون برنامج شبكة الكمبيوتر من العناصر المفصلة أدناه:

الخادم

إنه تطبيق ينفذ نظام التشغيل المقابل ، وبالتالي ، يمكنه تلقي مخاوف محطات العمل وتقديم استجابة ذات صلة.

نظام التشغيل

إنه النظام الأساسي الذي يتيح التشغيل المشترك لجميع العمليات والبرامج الأولية المثبتة في معدات الشبكة.

بالإضافة إلى ما سبق ، يتيح نظام التشغيل للمستخدمين الوصول والتفاعل الفعال لجميع أجهزة الكمبيوتر التي تشكل الشبكة.

نظام التشغيل يشكل واجهة سهلة على مستوى الماكرو. وهذا يعني أنه يسمح باستعداد جميع البرامج المثبتة في كل جهاز.

وبهذه الطريقة ، لا يتدخل أي برنامج في تشغيل الآخر وتسمح كل أداة بزيادة استخدام الموارد المترابطة في الشبكة إلى الحد الأقصى.

تطبيقات

يغطي هذا القسم جميع البرامج والأدوات التي تتيح للمستخدم استخدام الجهاز مباشرة. على سبيل المثال: أدوات المكتب وقواعد البيانات والألعاب ، إلخ.

بروتوكول الشبكة

يحدد بروتوكول الشبكة القواعد التي تضع إطارًا لتبادل البيانات ومعالجتها من خلال شبكة الكمبيوتر. وهذا هو ، فإنه يضع المبادئ التوجيهية لتشغيل الشبكة.

يتضمن هذا العنصر معلومات أساسية للتوصيل المادي للجهاز ، وكذلك الإجراءات التي يجب اتخاذها قبل ، على سبيل المثال ، اقتحام مستخدم مجهول أو تلف البيانات.

أنواع شبكات الكمبيوتر

تتمتع شبكات الكمبيوتر بتصنيف متنوع استنادًا إلى استخدامها أو ملكيتها أو تغطية الخدمة. في كل حالة ، يتم عرض التصنيفات المرتبطة المختلفة.

وفقا لاستخدامه

الشبكات المشتركة

إنها شبكات لديها عدد كبير من محطات العمل مترابطة مع بعضها البعض. على سبيل المثال ، هذه هي حالة الشبكات المثبتة في المكاتب التجارية ، والتي تسمح لمئات المستخدمين بالوصول إلى مجلدات التخزين الشائعة في وقت واحد.

شبكات حصرية

هذا النوع من الشبكات للاستخدام الحصري فقط لاثنين أو ثلاثة من المستخدمين عبر الإنترنت. قد يكون هذا التقييد بسبب حفظ المعلومات السرية أو سرعة الشبكة المحدودة.

وفقا لممتلكاتك

الشبكات الخاصة

هذه شبكات تم تثبيتها بواسطة الشركات الكبيرة والشركات متوسطة الحجم والشركات الصغيرة وحتى الأفراد ، والتي لا يمكن الوصول إليها إلا من أطراف المستخدمين المحددين.

على سبيل المثال ، لن يتمكن مستخدم ضيف من الوصول إلى المعلومات المخزنة داخل الكمبيوتر الشخصي الذي يستخدمه ، ولا إلى وظائف الشبكة المشتركة.

الشبكات العامة

بخلاف الشبكات الخاصة ، يسمح هذا النوع من الشبكات بالوصول إلى أي شخص يتطلب استخدام أجهزة متصلة بشبكة الكمبيوتر ، دون قيود من أي نوع.

وفقا للوصول

السلكية

المرسل والمستقبلات لشبكة الكمبيوتر متصلة فعليا ببعضها البعض. وهذا يعني وجود قيود على المسافات التي تفصل معدات الانبعاث عن أجهزة الاستقبال المعنية.

هذا ممكن من خلال تمديد الأسلاك النحاسية والتوصيل البيني للمعدات من خلال منافذ الاتصال مرتبة لذلك.

لاسلكي

الارسال ومحطات العمل ليست مرتبطة جسديا. وهذا هو ، يتم نقل البيانات من دون أي أسلاك.

في هذه الحالة ، بدلاً من الكابلات ومنافذ التوصيل ، توجد نقاط وصول لاسلكية ، تُعرف باسم WAP لاسمها المختصر باللغة الإنجليزية ( نقطة الوصول اللاسلكية ).

تسمح شبكات WAP بتوصيل المعدات باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية المرسلة عبر الهواء ، والتي يمكن استقبالها بفضل بطاقات الشبكة اللاسلكية.

شبكات مجتمعة

قد تنشأ الحالة أن شبكة الكمبيوتر تقدم مزيجًا من الآليتين السابقتين. وهذا يعني أن الشبكة المذكورة لها اتصالات فعلية ولاسلكية في وقت واحد.

وفقا لموقعك الجغرافي وتغطية الخدمة

شبكات المناطق الشخصية (PAN)

إنها الشبكات ذات النطاق الأصغر وتستخدم بشكل أساسي لتوصيل الأجهزة الإلكترونية للاستخدام الشخصي ، مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة والطابعات وما إلى ذلك.

يتم ما سبق من أجل تعظيم استخدام جميع الموارد المترابطة ، وتبادل البيانات بينها بسرعة وأمان.

يتم نقل البيانات عبر الكابلات النحاسية أو منافذ firewire أو USB. من الشائع أيضًا إجراء اتصالات لاسلكية عبر شبكات الأشعة تحت الحمراء أو Bluetooth أو Wi-Fi.

يقتصر تغطيتها في المسافة على 10 أمتار فقط. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل بسرعة تتراوح بين 10 بايت في الثانية (bps) و 100 ميغابايت في الثانية (Mbps).

الشبكات المحلية (LAN)

إنها شبكات ذات نطاق محدود اعتمادًا على قرب الجهاز. يمكن أن يكون لها أجهزة راديو تعمل حتى 20 كيلو مترًا ، اعتمادًا على مدى تعقيد الشبكة وتعقيدها.

وعادة ما تستخدم لأغراض محلية أو الشركات. تُستخدم شبكات LAN في المباني أو المجمعات بأكملها لتوصيل جميع محطات العمل الموجودة هناك.

هذا ممكن بفضل نقاط الاتصال (العقد) الموزعة استراتيجيا في جميع أنحاء البنية التحتية بأكملها.

يتم نقل البيانات إلكترونياً باستخدام الألياف البصرية أو الكابلات النحاسية. تعمل شبكات LAN عادةً بسرعة تتراوح بين 100 و 1000 ميغابايت في الثانية (Mbps).

شبكات المناطق الحضرية (MAN)

تتكون شبكات MAN من مجموعة من شبكات LAN ، مما يتيح لها الحصول على امتداد منطقة أكبر بكثير.

وهي مصممة للمجمعات الصناعية أو المؤسسات التعليمية الكبيرة جدًا أو البلدات أو حتى المدن. على سبيل المثال ، تستخدمها الحكومات المحلية لتقديم إشارة Wi-Fi مجانية في الأماكن العامة الكبيرة.

يمكن أن تغطي مسافة تتراوح بين 10 و 50 كيلومترًا ، وتعمل بسرعة تتراوح بين 10 ميغابت في الثانية و 10 جيجابت في الثانية (غيغابايت). في الحالة الأخيرة ، يكون هذا هو الحال إذا تم نقل البيانات باستخدام الألياف الضوئية.

يمكن أن يصل الإصدار اللاسلكي لشبكات المناطق الحضرية (WMAN ، للاختصار باللغة الإنجليزية: شبكة المناطق الحضرية اللاسلكية ) إلى ما يصل إلى 48 كيلومترًا من النطاق.

الشبكات واسعة النطاق (WAN)

تحتوي شبكات WAN على مجموعة شاملة من شبكات LAN و MAN المتصلة ببعضها البعض. ما سبق يجعل من الممكن تغطية مناطق أكثر شمولاً ، والتي قد تغطي بلدان ومناطق بأكملها.

يمكن فصل عقد شبكة WAN عن بعضها بواسطة مسافات تتراوح من 100 إلى 1000 كيلومتر.

في هذه الحالة ، يتم نقل البيانات عبر القمر الصناعي أو من خلال إشارات الراديو. تتراوح سرعة التشغيل من 1 ميجابايت إلى 1 جيجا بايت ، وهي شبكات قوية للغاية.

شبكات المناطق العالمية (GAN)

تسمح شبكات GAN بالتواصل بين محطات العمل الموجودة في أي مكان في العالم. مثال على ذلك هو نظام تحديد المواقع العالمي ، والمعروف شعبيا باسمه المختصر باللغة الإنجليزية: GPS.

يتضمن هذا النوع من الشبكات اتصال شبكات WAN المتعددة من خلال بنية مصنوعة من الألياف الزجاجية ، والتي يتم تجميعها بدورها بواسطة كبلات بحرية دولية أو عن طريق إرسال القمر الصناعي.

لذلك ، فإن التغطية الجغرافية لشبكات GAN ليس لها قيود. يعمل بسرعة نقل تتراوح بين 1.5 ميغابت في الثانية و 100 جيجابت في الثانية.

وفقا لنوع الاتصال

التكوين نجمة

ترتبط محطات العمل بالكيان المصدر كما لو كانت علامة نجمية ؛ أي أن الخادم المركزي في الوسط وبقية الفريق موجود حوله.

التكوين الدائري

جميع عملاء النظام مرتبطون مع بعضهم البعض ، جنبًا إلى جنب ، ويشكلون دائرة.

تكوين شبكة

يتم ترتيب جميع الأجهزة من خلال اتصالات من نقطة إلى نقطة مع بقية أجهزة الاستقبال في الشبكة ؛ أي ، يمكنهم التواصل في سلسلة أو بالتوازي مع بقية العناصر المترابطة.