اجهزة الشبكات ووظائفها

اجهزة الشبكات ووظائفها:

المكرر Repeater

 

يعد جهاز تكرار الاشارة (Repeater) الذي يعمل في المستوى Physical  (الطبقة الاولى من الطبقات السبعة لمكدس الشبكات) ابسط  اجهزة الربط المستخدمة في الشبكات ويقتصر عمل هذا الجهاز على تكرار كل ما يصل اليه من إشارات.

السبب الرئيسي الذي يدعو لاستخدام هذا الجهاز في الشبكة هو زيادة المسافة التي يمتد اليها الكابل والتغلب على ضعف الاشارة المرسلة . من المعروف ان الاشارات ينتابها الضعف اثناء انتقالها في الكابل وكلما كان الكابل اطول كلما اصحبت الاشارات ضعيفة نتيجة طول المسافة التي تقطعها للوصول الى وجهتها لذلك يستخدم هذا الجهاز لضمان وصول الاشارة الى وجهتها بعد تقويتها. ومما تجدر الاشارة اليه ان استخدام المكرر (repeater) ليس مفتوحاً ولكنه مقيد بعدد محدد في الشبكة فلا يمكن بحال من الاحوال ان نستخدم اكثر من مكررين في شبكات ال (UTP) مثلاً ولذا فأن دوره محدود في توسيع الشبكة بصورة عامة.

 

الموزع Hub

هو احد اجهزة الشبكة المستخدمة لربط الاجهزة ببعضها يتم وصل كل جهاز كمبيوتر باحد المنافذ Port) ) في الhub ويتلقى هذا الجهاز الاشارة من احد المنافذ وينقلها الى جميع المنافذ الاخرى ولكل جهاز متصل بهذه المنافذ فمثلا:-

اذا تلقى hub مكون من ثمانية منافذ اشارة على منفذ 4 فانة يمررها على الفور الى المنافذ رقم 1و2و3و5و6و7و8 . ويعتبر الجهاز الاهم في هيكل الشبكات من نوع (Star) حيث يكون هو قلب النجمة ومركز التجميع والتوزيع للإشارات بين الحواسيب المتصلة به.

 

انواع اجهزة ال hub :-

–         ACTIVE HUB  : يعمل هذا الجهاز على توجيه تدفق البيانات بحيث يتم تجنب تصادم الاشارات بالإضافة الى نفس وظيفة الجهاز المتمثلة في تقوية الاشارة المارة في الكابل ويلزم تزويد الجهاز بالطاقة الكهربائية من خلال كابل مخصص لذلك.

–         Passive Hub  : لا يعمل هذا النوع من اجهزة ال hub  على تقوية الاشارة المنقولة ولكن يقتصر عمله على تمريرها فقط ولذلك لا يحتاج هذا النوع من اجهزة ال hub الى تزويده بطاقة كهربائية ومن ثم فهو لا يحتوي على كابل لاتصال بمصدر للطاقة الكهربية وهذا هو الفرق الرئيسي بينه وبين ال active hub .

–         Hybrid hub : يعمل هذا النوع من اجهزة ال hub على المزج بين انواع الوسائط المختلفة بمعنى انه يستطيع توصيل (Coaxial cable  و UTP ) او اي نوع كابل اخر مع بعضهم في جهاز hub واحد .كما يعمل كرابط بين اجهزة hub  اخرى ويستخدم في الشبكات المختلطة التي يحتوي بعض اجهزتها على اسلاك من نوع معين وليكن (UTP) والنوع الاخر من الاسلاك قد يكون (coaxial cable) مما يعني انه يحتوي عدة انواع من المنافذ (ports).

–         Smart (intelligent) hub : يتميز هذا النوع من اجهزة ال hub  في انه يحتوي على واجهة ادارية ويوفر الدعم لبروتوكول   SNMP وهو البروتوكول المسؤول عن ادارة الشبكة ومراقبتها كما انه يتيح تقسيم المنافذ الى شبكات منطقية مختلفة. (جدير بالذكر ان اجهزة ال hub  اصبحت قديمة ويقل استخدامها)

الجسر Bridge

يعمل هذا الجهاز على ربط شبكتي LAN  ببعضهما بحيث يعملان كشبكة واحدة وينشئ هذا الجهاز جدول توجيه routing table  يتضمن العناوين الفعلية للأجهزة ويحدد هذا الجدول الوجهة الصحيحة للرسالة المارة فيها ويستخدم هذا الجهاز في الحد من تدفق البيانات عبر الشبكة وازدحامها بالرسائل باختصار لو كان لدينا شبكة LAN  مكونة من 20 جهاز ولاحظنا ان الشبكة بطيئة العمل بمعنى ان عملية نقل البيانات تأخذ وقت اكثر من اللازم فعندها نقوم بإحضار جهاز ال bridge ونفصل الشبكة بواسطته الى نصفين بحيث يبقى هناك 10 اجهزة على يمين ال Bridge  و10 على يسار ال bridge وستلاحظ ان سرعة الشبكة ستزداد بشكل كبير.

انواع اجهزة ال bridge :-

Transparent Bridge  سريع جدا في نقل البيانات لأنه لا يقوم بعملية فحص الاخطاء المسماةCRC  ولذلك تكون هذه الاجهزة رخيصة الثمن.

Mixed MediaBridge  ويعمل على التأكد من خلو البيانات من الاخطاء عن طريق CRC  ولذلك فهو امن ويتميز ببطء نقل البيانات بعض الشيء ولكنة المفضل في الاستخدام.

Local Bridge يربط بين شبكتين واحدة في غرفة مثلا مع شبكة في غرفة اخرى ( غرفة-مع-غرفة).

Remote Bridge يربط بين شبكة في مبنى مع شبكة في مبنى اخر (مبنى-مع-مبنى)

                        

المحول  Switch

يعمل على ربط اجهزة الشبكة بعضها ببعض وفكرة عملة مشابهة لل bridge حيث ان كلاهما يعملان في نفس المستوى (الطبقة الثانية)Data-link  في ال OSI Model  يتميز هذا الجهاز بسرعة اداءه وانه اكثر كفاءة من اجهزة ال Hub لان فكرة عمله انه لو ان هناك switch مكون من 8 منافذ وموصل على ال8 منافذ اجهزة كمبيوتر واراد الجهاز على المنفذ 2 نقل بيانات للجهاز 6 فانة يعمل عملية Broadcast  منها يعرف ال MAC address للجهاز رقم 6 ومن ثم ينقل البيانات مباشرة من 2 الى 6 أي انه ينقل البيانات بصيغة (one-to-one) ولذلك فانه سريع ومن اكثر اجهزة ربط الشبكات استخداما حاليا  ( ويعمل باستخدام العناوين الفيزيائية Mac address)

–         انواع اجهزة ال switch :-

Cut-through  ويعمل على توجيه او تقديم البيانات (forward) وارسال حزمة من البيانات (of data  Packet  ) فورا عن طريق قراءة العنوان المرسل اليه destination MAC address   اي انه يباشر بأرسال البيانات الى الهدف اول ما تصل اليه ولذا يمتاز بالسرعة.

A store-and-Forward

هذا النوع ينتظر حتى تأتي حزمة البيانات Packet of data  المرسلة اليه ويخزنها ويعمل عملية فحص للأخطاء (Cyclic Redundancy Check CRC)  وهي عملية التأكد من عدم وجود اخطاء ويتأكد من سلامة البيانات المرسلة ثم  يرسل البيانات الى وجهتها Destination  وتسمى عملية الارسال forwarding  ومن ثم فهو امن وقوي في عملة ولكنه ابطا من ال cut-through .

 

ملحوظة:-

–         السويتش يستخدم مع شبكات من نوع Ethernet  وشكل التوصيل Star

–         لكن جهاز MAU  multistation Access  unit  يستخدم مع شبكات من نوع  Token Ring  وشكل التوصيل Ring

الفرق الجوهري بين السويتش وال bridge  :-

ان عدد بورتات (المنافذ) في السويتش يفوق عدد ال bridge حيث ال bridge ممكن يحتوي 2 او 3 منافذ على الاكثر اما السويتش فمن الممكن ان يصل عدد منافذه الى المئات وحسب الحاجة الفعلية وميزانية الشراء.

             

الموجه Router

يعتبر من اهم الاجهزة المستخدمة في ربط الشبكات يعمل هذا الجهاز في مستوى Network  (الطبقة الثالثة) في OSI Model  ويقدم وظيفتين اساسيتين وهما:-

-اسناد و تشغيل (Operate) العناوين المنطقية Logical Address  التي تمثل الIP address  

– ويعمل على اختيار افضل مسار يمكن ان تمر من خلاله البيانات من المرسل الى المرسل اليه اي من  ال Source  الى ال Destination ويستخدم لربطه مع الشبكة للتمكن من الدخول للانترنت (ويستخدم IP address) في تكوين Routing table ويستخدم احدى بروتوكولات التوجية المعروفة RIP  IGRP EIGRP OSPF IS-IS  والتي سيتم شرحها لاحقا ان شاء الله ولرؤية عملية تكوين Routing table  استخدم امر Route print في اوامر الدوس اظغط على قائمة start – Run-cmd   ثم نكتب في واجهة موجه الاوامر (command prompt) الامر route print  لتظهر نافذة مشابهة للتالي في حالة عدم الاتصال بالشبكة:

 

امر Route print للحاسبة المتصلة بالشبكة

 

الموجه الجسري (Bridge Router) Brouter

هو جهاز اسمة الموجة المتعدد الوظائف يجمع هذا الجهاز بين مزايا كل من ال Bridge  وال Router في جهاز واحد يعمل هذا الجهاز ك bridge للبروتوكولات الغير قابلة للتوجيه وك Router للبروتوكولات القابلة للتوجيه مثل IP  ويعمل هذا الجهاز في مستويين في OSI Model  مستوى data link  عند عملة كبريدج ومستوى Network  عند عملة كموجه مثال لاستخدامه وصل شبكتين (TCP/IP) مع (IPX/SPX) تظهر مزايا هذا الجهاز في تمكن الشبكة من تلبية احتياجات الاتصال من خلال جهاز واحد وايضا غير مكلف كما انة يقدم شبكة من السهل ادارتها ولكن هذا الجهاز قليل جدا جدا في استخدامة في الشبكات

Media converter : جهاز يعمل على تحويل البيانات التي على شكل فيديو او صوت الى بيانات رقمية   

بوابة الشبكة Gateway

يعتبر هذا الجهاز من اذكى اجهزة ربط الشبكات ويعمل في كل مستويات OSI Model  وهو جهاز لا يعرفه الكثيرون ولكن استخداماته في غاية الاهمية وهو جهاز باختصار يربط بين شبكتين مختلفتين كليا حيث يعمل هو كمترجم او وسيط بين الشبكتين وفي الواقع فهو عبارة عن جهاز موجه (router) يتم تنصيب برمجيات خاصة فيه لزيادة وظيفيته وامكانياته.

 

ملحوظة هامة : تعد بوابة الاتصال جهازا او برنامجا يتم من خلالها وصل شبكتين تستخدمان بروتوكولات مختلفة وفيما يلي اكثر انواع بوابات الاتصال شيوعا.

Address gateway: تعمل هذه البوابة على ربط شبكتين او اكثر ذات بنية مختلفة وتقنيات مختلفة لادارة الملفات

Protocol gateway: تعمل هذة البوابة على ربط شبكات تستخدم بروتوكولات مختلفة (وهي اكثر بروتوكولات الشبكة استخداما)

وعموما ينقسم ال Gateway  الى قسمين:-

External Gateway: يربط بين شبكات مختلفة كليا في البنية مثل ربط شبكة كمبيوتر بشبكة هواتف نقالة او بشبكة تليفونات ارضية (مثل تقنية Voice over IP)

Internal Gateway: مثلا يستخدم لربط شبكتين واحدة من مايكروسوفت وتستخدم بروتوكول IP والثانية من Novell وتستخدم بروتوكول IPX

كرت واجهة الشبكة NIC

وهو اختصار ل Network Interface Card   وهو عبارة عن كارت الشبكة والغرض الاساسي من استخدامه هو نقل واستقبال البيانات من والى NICs وتتم هذة العملية من خلال جهاز ارسال واستقبال الاشارات (transceiver).

في ال NIC اهم شيء يجب معرفته هو انه يحتوي على عنوان فيزيائي MAC address  وكل كارت في العالم له MAC Address مختلف وهو العنوان الذي يستخدمه جهاز المحول (switch) لمعرفة وجهة البيانات وهو ايضاً عنوان الطبقة الثانية للشبكة ولمعرفة ال MAC Address  لكارت معين نستخدم امر IPconfig/all في واجهة الاوامر (command prompt).

                 

Modem

وهو كارت يستخدم في عملية modulator-demodulator وهي عملية تحويل البيانات من  Analog to Digital  او العكس ويستخدم في عملية اتصال الشبكة عن طريق خط تلفون من شركة التلفونات وتسمى في الشبكات PSTN (Public Switching Telephone Network) ويعتبر المودم جهاز قديم وال DSL  تكنولوجيا حديثة معتمدة على NIC  افضل واسرع منه وعموماً في نوعان من المودم

External Modem: ويتم تركيبه خارج جهاز الكمبيوتر

 

Internal Modem  ويتم تركيبة داخل جهاز الكمبيوتر

 

بالنسبة للشبكات اللاسلكية : –

NAP : وهي اختصار Network access point  وهي تعمل ك hub لتوصيل الاجهزة في شبكة واحدة ولكن الاختلاف هنا ان ال hub يتم توصيل الاجهزة اليه عن طريق سلك ولكن NAP تعتمد في نقل البيانات على موجات الراديو RF او الاشارات غير المرئية IR

RF: Radio Frequency

IR : Infrared 

              

WNIC (Wireless Network Interface Card) وهو كارت شبكة لاسلكي يستخدم مع Access Point  ويكون مدمج داخلياً في كل انواع الحواسيب المحمولة (laptops) اليوم ويمكن شراءه كجهاز منفصل لربطه الى الحواسيب المكتبية (Desktop):

                       

PCMCIAوهو كارت شبكة لاسلكي كان يستخدم مع ال laptop الى وقت قريب.

                      

Wrouter (Wireless Router): يستخدم في عملية توجيه البيانات ولكن بشكل لاسلكي.        

 

 

 

تنبيه: الصورة اعلاه فيها خطا وهو ان حجم الmac address هو ٤٨ بت وليس ٦٤ بت لذا وجب التنبيه.

منقول