شهادة CompTIA Network+ N10-009 بالعربي: أساسيات شبكات الحاسوب

يا هلا بكم يا أبطال شبكات الحاسوب! تخيل معي للحظة كيف بتكون حياتنا بدون إنترنت؟ لا واتساب، لا سناب، لا يوتيوب، ولا حتى تقدر تتواصل مع أهلك وأصحابك اللي بعيد عنك بسهولة. صعب صح؟ كل هذا التواصل والتفاعل اللي نعيشه اليوم، سواء في حياتنا الشخصية أو في شغلنا، يعتمد بشكل أساسي على شيء واحد: شبكات الكمبيوتر. في السعودية والخليج، ومع التطور الرقمي السريع اللي نعيشه، صارت معرفة أساسيات الشبكات شيء ضروري جداً، مو بس للمتخصصين، بل لكل واحد فينا يستخدم التقنية.

يمكن كلمة "شبكات" تخوف شوي وتحسسك إنها شيء معقد للمهندسين بس، لكن الحقيقة أبسط من كذا بكثير. فهمك لأساسياتها بيفتح لك أبواب كثيرة، سواء كنت طالب تبغى تفهم كيف يشتغل الإنترنت، أو موظف تحتاج تتعامل مع شبكة الشركة، أو حتى لو كنت بس تبغى تعرف كيف أجهزتك في البيت تتصل ببعض. ولو كنت تفكر تدخل مجال التقنية بشكل احترافي، فشهادة مثل CompTIA Network+ (وتحديداً الإصدار الأخير N10-009) تعتبر بداية ممتازة وبوابة قوية لعالم الشبكات الواسع.

في هذي المقالة، راح نبسط لك المفاهيم الأساسية للشبكات، ونشرحها بلهجة سهلة وقريبة منك. بنتعرف سوا على وش هي الشبكة، أنواعها المختلفة، وأهم المكونات اللي تتكون منها. هدفنا إنك بعد ما تخلص قراءة، تكون عندك فكرة واضحة ومفهومة عن عالم الشبكات، وتكون جاهز تخطي خطوتك الأولى سواء للتعلم أكثر أو حتى للتحضير لشهادة Network Plus.

وش يعني "شبكة حاسوب"؟

القاموس يعرف الشبكة (Network) بأنها "مجموعة من الأنظمة أو الأشخاص أو الأشياء المترابطة". وبنفس الطريقة، في عالم الحاسوب، مصطلح الشبكة يعني جهازين حاسوب أو أكثر متصلين يقدرون يتشاركون المَوارد (Resources)، زي البيانات، البرامج التطبيقية (Applications)، الأجهزة المكتبية (Office Machines)، اتصال الإنترنت، أو أي توليفة منهم، زي ما هو موضح في الشكل التالي.

الشكل السابق يوضح شبكة بسيطة جداً تتكون من جهازي مضيف (Host) فقط متصلين؛ يتشاركون مصادر زي الملفات وحتى طابعة متصلة بأحد المضيفين. هذول الجهازين "يتكلمون" مع بعضهم البعض باستخدام لغة خاصة فيهم، اللي نسميها لغة الآلة أو الشيفرة الثنائية (Binary Code)، واللي تتكون من مجموعة كبيرة من الأرقام 1 و 0 بترتيب محدد يوصف بالضبط وش يبغون "يقولونه".

ليه الشبكات مهمة جداً في عالمنا اليوم؟

للأسباب التالية:

• حياتنا اليومية: لما تتصفح الإنترنت (Internet)، تتواصل مع أهلك وأصدقائك على برامج التواصل، تشوف مقطع على يوتيوب، تلعب أونلاين، أو حتى تسحب فلوس من الصراف الآلي؛ أنت قاعد تستخدم الشبكات بشكل مباشر أو غير مباشر. ربط الأجهزة ببعضها سمح لنا نشارك المعلومات والخدمات بسهولة وسرعة خيالية.
• الأعمال والشركات: في عالم الأعمال، الشبكات هي عصب العمليات. الشركات تستخدم الشبكات لربط موظفيها ببعضهم، الوصول للمعلومات المشتركة، استخدام الطابعات والمصادر الأخرى، التواصل مع العملاء والموردين، وتشغيل أنظمتها الحيوية (زي برامج المحاسبة والمبيعات). سواء كانت شركة صغيرة فيها كمبيوترين متصلين، أو شركة عالمية عندها آلاف الفروع، الشبكة هي اللي تخلي الشغل يمشي.
• الوصول للمصادر: الهدف الأساسي من الشبكات هو مشاركة المصادر. هالمصادر ممكن تكون بيانات، برامج تطبيقية، أجهزة (مثل الطابعات والماسحات الضوئية)، أو حتى الاتصال بالإنترنت. الشبكة تسهل الوصول لهالمصادر من أي جهاز متصل بالشبكة، وهذا يوفر وقت وجهد وتكاليف.

باختصار، الشبكات خلت العالم قرية صغيرة وفتحت آفاقاً جديدة للابتكار والتواصل. فهم كيف تشتغل هالمعجزة التقنية هو الخطوة الأولى لتكون جزءاً من هالعالم.

مكونات الشبكة الأساسية: مين يسوي وش؟

علشان الشبكة تشتغل، لازم يكون فيه أجهزة تتصل ببعضها وتؤدي أدوار مختلفة. فيه مكونات أساسية لازم تعرفها كويس، خصوصاً لامتحان CompTIA Network+:

الخوادم (Servers)

هذي هي "قلب" الشبكة وغالباً ما تكون أقوى الأجهزة فيها. اسمها جاي من وظيفتها: هي "تَخدُم" (Serve) الأجهزة الأخرى في الشبكة. فالخوادم تُشغّل برامج متخصصة تسمى نظام التشغيل الشبكي (Network Operating System) واللي وظيفتها إدارة المصادر، التحكم في الوصول (مين يقدر يستخدم وش)، وضمان عمل الشبكة بكفاءة.

الخوادم غالباً ما تكون مخصصة لأداء مهمة أو مهمتين محددتين بكفاءة عالية. هذا لا يعني أن خادماً واحداً لا يستطيع القيام بالعديد من المهام، ولكن غالباً ما تحصل على أداء أفضل إذا خصصت خادماً لمهمة واحدة.

فيه أنواع مختلفة من الخوادم حسب وظيفتها، زي:

• خادم الملفات (File Server): يخزن الملفات ويسمح للمستخدمين بالوصول إليها ومشاركتها.
• خادم البريد (Mail Server): يتعامل مع إرسال واستقبال رسائل البريد الإلكتروني داخل الشبكة وخارجها.
• خادم الطباعة (Print Server): يدير طلبات الطباعة من كل المستخدمين على الطابعات المشتركة.
• خادم الويب (Web Server): يستضيف صفحات ومحتوى مواقع الويب ويقدمها للمستخدمين (عن طريق بروتوكول نقل النص التشعبي الآمن (HTTPS)) لتخزين محتوى الويب والوصول إلى صفحات الويب.
• خادم الفاكس (Fax Server): "صانع المذكرات" الذي يرسل ويستقبل الفاكسات اللاورقية عبر الشبكة.
• خادم التطبيقات (Application Server): يستضيف ويشغل برامج وتطبيقات مركزية يستخدمها المستخدمون عن بعد.
• خادم الاتصالات الهاتفية (Telephony Server): يتعامل مع مركز الاتصال وتوجيه المكالمات ويمكن اعتباره جهاز رد آلي شبكي متطور.
• خادم الوكيل (Proxy Server): يتعامل مع المهام نيابة عن أجهزة أخرى في الشبكة، وخاصةً اتصال الإنترنت.

بالصورة السابقة ربما لاحظت وجود عدد أكبر من محطات العمل مقارنة بالخوادم، أليس كذلك؟ فكر لماذا هذا. إذا أجبت أن ذلك لأن خادماً واحداً يمكنه توفير موارد لعدد كبير جداً من المستخدمين في نفس الوقت بينما لا تستطيع محطات العمل ذلك، فقد أصبت الهدف!

المضيفون (Hosts)

يمكن أن يكون هذا مربكاً بعض الشيء لأنه عندما يشير الأشخاص إلى المضيفين، يمكن أن يشيروا بالفعل إلى أي نوع من أجهزة الشبكات تقريباً - بما في ذلك محطات العمل والخوادم. ولكن إذا تعمقت قليلاً، ستجد أن هذا المصطلح يظهر عادةً عندما يتحدث الأشخاص عن الموارد والمهام التي تتعلق ببروتوكول التحكم في الإرسال / بروتوكول الإنترنت (TCP/IP).

نطاق الأجهزة الممكنة واسع جداً لأنه، في لغة TCP/IP، يعني المضيف أي جهاز شبكة لديه عنوان IP. نعم، ستسمع محترفي تكنولوجيا المعلومات يستخدمون هذا المصطلح بشكل فضفاض جداً؛ أما لاختبار Network+، التزم بالتعريف وهو: أجهزة الشبكة، بما في ذلك محطات العمل والخوادم، التي لديها عناوين IP.

إليك بعض الخلفية التاريخية: اسم "مضيف" يعود إلى عصر الديناصورات في الشبكات عندما كانت تلك الديناصورات المعروفة باسم الأجهزة المركزية (Mainframes) هي الأجهزة الذكية الوحيدة القادرة على التجول في الشبكة. كانت هذه تسمى مضيفين سواء كانت لديها وظيفة TCP/IP أم لا. في ذلك العصر الماضي، كانت كل شيء آخر في عالم الشبكة يشار إليه بـ "الأجهزة الطرفية الغبية" (Dumb Terminals) لأنه فقط الأجهزة المركزية - المضيفين - كانت تُمنح عناوين IP.

مصطلح آخر متحجر من ذلك الزمن هو البوابات (Gateways)، والذي كان يستخدم للحديث عن أي أجهزة في الطبقة الثالثة مثل الراوترات. ما زلنا نستخدم هذه المصطلحات اليوم، ولكنها تطورت قليلاً لتشير إلى العديد من الأجهزة الذكية التي تعج بها شبكاتنا الحالية، والتي يمتلك كل منها عنوان IP.

هذا هو بالضبط السبب في أنك تسمع مصطلح "مضيف" يُستخدم بشكل واسع جداً.

أنواع الشبكات: حسب المساحة والنطاق

يا أبطال الشبكات، بعد ما عرفنا وش يعني شبكة ومين هم اللاعبين الأساسيين فيها، الحين بننتقل لمرحلة مهمة جداً وهي تصنيف الشبكات بناءً على مساحتها ونطاق تغطيتها. فهم هالتصنيفات بيساعدك تحدد نوع الشبكة المناسب لكل سيناريو، وهذا شيء أساسي في اختبار CompTIA Network Plus.

تصنيف الشبكات بيسهّل علينا فهمها وإدارتها، وكل نوع من هالأنواع له خصائصه وتقنياته الخاصة. خلونا نتعرف عليها بالتفصيل:

الشبكة المحلية (LAN - Local Area Network)

تخيل شبكة في مكتبك، أو في بيتك، أو حتى في مبنى واحد لشركة. هذي هي الشبكة المحلية أو الـ (Local Area Network) والمعروفة اختصارًا بـ LAN. زي ما اسمها يقول، هي شبكة تغطي مساحة جغرافية محدودة.

زمان، كانت الشبكات المحلية هذي محدودة جداً، ما تقدر توصل فيها أجهزة كثيرة (يمكن حول 30 جهاز بالكثير)، وكان لازم الأجهزة تكون قريبة من بعض. لكن مع التطور التقني، الوضع تغير كثير. الحين نقدر نوصل أجهزة أكثر ولمسافات أبعد داخل نفس الشبكة المحلية.

ومع ذلك، يُفضل دايماً إننا نقسم الشبكة المحلية الكبيرة لأجزاء أصغر نسميها مجموعات عمل (Workgroups). هذا التقسيم يخلي إدارة الشبكة أسهل وأداءها أفضل، كأنك تقسم شركة كبيرة لأقسام: قسم المحاسبة، قسم المبيعات، قسم التسويق، وهكذا. كل قسم له شبكته المحلية الخاصة فيه (أو مجموعة العمل الخاصة فيه).

الشكل التالي يوضح شبكتي LAN منفصلتين، كل واحدة كمجموعة عمل خاصة بها. لا تقلق بشأن الأجهزة المسماة الموزع (Hub) والمبدّل (Switch)، هذه مجرد أجهزة توصيل (Connectivity Devices) تسمح للمضيفين بالاتصال مادياً بالموارد في الشبكة المحلية. سنتعمق في شرحها بالتفصيل في فصل لاحق.

لاحظ في الصورة السابقة كيف كل مجموعة عمل (التسويق والمبيعات) لها شبكتها الخاصة وأجهزتها وطابعاتها. أي جهاز متصل بشبكة التسويق يقدر يستخدم موارد التسويق، ونفس الشيء للمبيعات. لكن هنا تظهر مشكلتين:

1. 1 لازم تكون متصل فيزيائياً بشبكة مجموعة العمل عشان تستخدم مواردها.
2. 2 ما تقدر توصل لموارد مجموعة العمل الثانية (يعني موظف المبيعات ما يقدر يطبع على طابعة التسويق أو يوصل لملفاتهم).

كيف نحل هذي المشكلة؟ هنا يجي دور جهاز مهم جداً.

الحل لهذه المشكلة البسيطة لكن المهمة هو استخدام جهاز خرافي اسمه الـ موجّه (Router) عشان يربط بين الشبكتين المحليتين المنفصلتين، زي ما هو موضح في الشكل التالي.

من خلال الراوتر، تقدر الأجهزة في شبكة المبيعات توصل لموارد شبكة التسويق (زي بيانات الخادم والطابعات المشتركة) والعكس صحيح.

يمكن تسأل: طيب ليه ما نربطهم مباشرة بسلك عادي وخلاص؟

نقدر، بس وقتها بتصير عندنا شبكة LAN واحدة كبيرة وثقيلة، وهذا مو عملي أبداً. الشبكات المحلية الصغيرة والمنفصلة - لكن المتصلة بالراوتر - تخلي المستخدمين في كل LAN يستمتعون بسرعات استجابة أفضل لما يوصلون للموارد، وتسهّل مهام الإدارة بشكل كبير.

الشبكات الكبيرة مرة تكون أبطأ لأن أجهزة كثيرة قاعدة تحاول توصل لنفس الموارد بنفس الوقت. عشان كذا، الراوتر هو الحل الأمثل لربط الشبكات المحلية مع الحفاظ على استقلاليتها.

الشبكة المدنية (MAN - Metropolitan Area Network)

الشبكة المدنية أو الـ (Metropolitan Area Network) والمعروفة اختصارًا بـ MAN، زي اسمها بالضبط، هي شبكة تغطي مساحة مدينة كاملة. تُستخدم هذي الشبكات لربط فروع شركة منتشرة في مدينة واحدة، أو لربط مباني حرم جامعي كبير، أو حتى لربط شبكات حكومية داخل المدينة.

غالباً ما تعتمد شبكات الـ MAN على خدمات الاتصال اللي تقدمها شركات الاتصالات الكبيرة (تسمى شبكة مزود الخدمة (Carrier Provider Network)) واللي توفر توصيلات عالية السرعة باستخدام ألياف بصرية (Fiber Optics) تحت الأرض. ممكن تفكر فيها كـ WAN مصغّرة أو مركزة في مساحة مدينة.

الشبكة الواسعة (WAN - Wide Area Network)

الشبكة الواسعة أو الـ (Wide Area Network) والمعروفة اختصارًا بـ WAN، هذي هي الشبكة العملاقة اللي تغطي مساحات جغرافية واسعة جداً، ممكن تكون بين مدن، بين دول، أو حتى قارات. أشهر وأكبر مثال على الشبكة الواسعة هو الـ إنترنت (Internet) اللي نستخدمه كل يوم!

الشبكات الواسعة (WANs) تختلف عن الشبكات المحلية (LANs) في عدة نقاط مهمة:

• تحتاج غالباً منافذ راوتر (Router ports) عشان تتصل فيها.
• تغطي مساحات جغرافية أكبر بكثير أو تربط بين مواقع متباعدة.
• تكون أبطأ بشكل عام من الشبكات المحلية (الداخلية).
• ممكن تختار متى وكيف تتصل بالـ WAN (توصيل مؤقت أو دائم)، بينما الـ LAN يكون اتصالك فيها دائم غالباً طالما جهازك شغال ومتصل. مع ذلك، الحين أغلب الشركات والمنازل صار عندها توصيلات WAN دائمة (Dedicated WAN links).
• تستخدم وسائط نقل بيانات متنوعة ممكن تكون خاصة (Private) أو عامة (Public)، زي خطوط الهاتف أو الألياف البصرية المؤجرة.

كلمة "إنترنت" نفسها جاية من مصطلح الشبكة البينية (Internetwork). الـ Internetwork هو شبكة تربط مجموعة من الشبكات، سواء كانت LANs أو WANs، أو الشبكات الداخلية (Intranets).

في الـ Internetwork، الأجهزة داخل نفس الشبكة المحلية (LAN) تستخدم العناوين المادية (Hardware addresses) عشان تتواصل مع بعضها. لكن لو جهاز يبغى يتواصل مع جهاز في شبكة LAN ثانية (ورى الراوتر)، بيستخدم الـ عنوان المنطقي (Logical Address) أو ما نعرفه اليوم بـ عنوان بروتوكول الإنترنت (IP Address). 

هنا الراوترات هي اللي تمكّن هذا التواصل بين الشبكات المختلفة، وكل اتصال في الراوتر يعتبر شبكة منطقية مختلفة. فالشكل السابق يوضح كيف تُستخدم الراوترات لإنشاء internetwork وكيف تمكّن شبكاتنا المحلية من الوصول لموارد شبكة WAN.

فالإنترنت مثال على شبكة WAN موزعة (Distributed WAN)، يعني شبكة ضخمة تتكون من عدد كبير من الأجهزة والشبكات المتصلة ببعضها في أماكن مختلفة.

فيه نوع ثاني اسمه شبكة WAN مركزية (Centralized WAN)، واللي تتكون من موقع مركزي رئيسي تتصل فيه المواقع البعيدة أو الفروع. مثال ممتاز على هذا هو ربط الفروع البعيدة لشركة بمقرها الرئيسي، زي ما هو موضح في الشكل السابق.

أنواع الشبكات: حسب التخصص

فيه أنواع شبكات ثانية مصممة لأغراض ومساحات محددة:

• الشبكة الشخصية (PAN - Personal Area Network):

هذي شبكة صغيرة جداً للمسافات القريبة بين الأجهزة اللي تخص شخص واحد، زي ربط جوالك بسماعة البلوتوث (Bluetooth)، أو الحاسوب المحمول مع بروجيكتور في غرفة اجتماعات. ممكن تستخدم توصيل سلكي (زي USB) لكن الأغلب يستخدم توصيلات لاسلكية قصيرة المدى زي البلوتوث، الأشعة تحت الحمراء (Infrared)، أو ZigBee. نطاقها يكون كم متر بس.

• شبكة الحرم (CAN - Campus Area Network):

تغطي مساحة جغرافية محدودة زي حرم جامعة أو مجمع شركات كبير. تربط شبكات الـ LAN الموجودة في المباني المختلفة وتوفر خدمة Wi-Fi للمستخدمين المتنقلين. هي أكبر من LAN وأصغر من MAN أو WAN. غالباً توفر اتصال بالإنترنت ووصول لموارد مركز بيانات خاص بالحرم (Data Center Resources).

• شبكة التخزين (SAN - Storage Area Network):

هذي شبكة مصممة ومخصصة فقط لأنظمة التخزين. وظيفتها تربط الخوادم بأنظمة تخزين مركزية ضخمة تحتوي على عدد كبير من الأقراص الصلبة. شبكات الـ SAN غالباً تكون في مراكز البيانات الكبيرة ولا تختلط مع بيانات الشبكات المحلية العادية عشان تحافظ على سرعتها وأدائها العالي. تستخدم بروتوكولات خاصة بالتخزين زي فايبر تشانل (Fibre Channel) اللي يعتبر الأكثر شيوعاً، و iSCSI.

أجهزة الشبكة المستخدمة في SAN تختلف عن أجهزة LAN/WAN العادية ومصممة خصيصاً لنقل بيانات التخزين. فيه تقنية اسمها فايبر تشانل عبر إيثرنت (FCoE - Fibre Channel over Ethernet) اللي تسمح بنقل بروتوكول فايبر تشانل فوق شبكات إيثرنت (Ethernet) الموجودة، وتُستخدم أحياناً كمرحلة انتقالية.

علشان نلخّص الفروقات الرئيسية بين أنواع الشبكات اللي تكلمنا عنها، انظر لجدول المقارنة التالي:

أنواع الشبكات: حسب هندسة تنظيم الأجهزة

بالإضافة لتصنيف الشبكات حسب المساحة والتخصص، ممكن نصنفها كمان حسب طريقة تنظيم الأجهزة فيها وكيف تتشارك المصادر. فيه نوعين رئيسيين لازم تعرفهم كويس: شبكات الند للند وشبكات العميل والخادم. الاختلاف بينهم مو بس شكلي، بل في طريقة عمل الشبكة وإدارتها وأمانها.

شبكات الند للند (Peer-to-Peer / P2P Networks)

في شبكات الند للند (Peer-to-Peer)، كل الأجهزة تعتبر "نِدّ" (Peer)، يعني متساوية في الصلاحية والقدرة. ما فيه جهاز مركزي يتحكم في كل شيء أو خادم رئيسي يدير المصادر والأمان. كل جهاز مسؤول عن إدارة مصادره (الملفات، الطابعة المتصلة فيه) وعن تحديد مين يقدر يوصل لها.

هالنوع من الشبكات ممكن يشتغل كويس في الشبكات الصغيرة جداً، زي اللي في بيتكم أو مكتب صغير فيه كمبيوترين ثلاثة. لكن  هذا النوع من الشبكات يواجه تحديات كبيرة كل ما كبرت الشبكة.

فشبكات الند للند تواجه تحديات كبيرة فيما يتعلق بالأمان (كل جهاز يدير أمانه بنفسه ويحتاج المستخدم يتذكر حسابات وكلمات مرور كثيرة). الأسوأ من ذلك، بعض كلمات المرور المهمة جداً لنفس المستخدمين تتغير على أجهزة مختلفة، حتى للوصول إلى موارد مختلفة.

يا لها من فوضى! والنسخ الاحتياطي (يجب عمل نسخ احتياطية يدوياً على كل جهاز تقريباً وهذا صعب جداً). هذا يجعلها غير عملية للشبكات الكبيرة أو التي تتطلب مستوى عالٍ من الأمان والتنظيم.

بالمختصر، شبكات الـ P2P مناسبة للشبكات الصغيرة جداً والاستخدام البسيط اللي ما يتطلب أمان عالي أو إدارة مركزية.

شبكات العميل والخادم (Client-Server Networks)

هذا النوع هو الأكثر شيوعاً في بيئات الأعمال والشبكات الكبيرة، ويعتبر عكس شبكات الند للند. في شبكات العميل والخادم (Client-Server)، فيه جهاز أو أكثر مخصص ليكون خادم (Server)، وهذا الخادم هو اللي يدير المصادر (الملفات، الطابعات، التطبيقات) ويوفرها للأجهزة الثانية في الشبكة، اللي نسميها العملاء (Clients) أو محطات العمل (Workstations). الخادم يشغّل نظام تشغيل شبكي متخصص لإدارة كل هالعمليات.

لما جهاز عميل يطلب الوصول لمصدر معين، الطلب يروح أول شيء للخادم، والخادم هو اللي يتأكد من صلاحية العميل ويوجّهه للمصدر المطلوب. هذا النموذج له مزايا كبيرة جداً لأنه أفضل تنظيماً ولا يعتمد على تذكر المستخدمين لمكان الموارد المطلوبة، بل يتم تخزين كل شيء في مكان واحد - على ذلك الخادم الخاص.

كما يصبح أمانك أكثر إحكاماً لأن جميع أسماء المستخدمين وكلمات المرور موجودة على ذلك الخادم المحدد، والذي لا يُستخدم أبداً كـ workstation. حتى أنك تكتسب قابلية التوسع (Scalability) لأن شبكات Client-Server يمكن أن تحتوي على عدد كبير من محطات العمل. ومن المدهش، مع كل هذه المتطلبات، يتم بالفعل تحسين أداء الشبكة - شيء رائع!

لكن الواقع اليوم، إن كثير من الشبكات الحديثة هي خليط صحي من نموذجي Peer-to-Peer و Client-Server، حيث تكون الهيكلية الأساسية Client-Server، لكن قد تسمح بعض الأجهزة (حتى لو كانت Workstations) بمشاركة مصادرها المحدودة مع أجهزة أخرى بطريقة قريبة من الـ P2P ضمن مجموعات عمل صغيرة، مع الاستفادة من مزايا الإدارة المركزية اللي يوفرها الخادم.

حتى لو كانت الأجهزة الداعمة لا تستطيع التعامل مع نفس العدد من الاتصالات الواردة في وقت واحد، فإنها لا تزال تشغل خدمة الخادم بشكل جيد إلى حد معقول. وإذا تم تصميم هذا النوع من البيئات المختلطة بشكل جيد، فإن معظم الشبكات تستفيد بشكل كبير من القدرة على الاستفادة من الجوانب الإيجابية لكل العالمين.

تقنيات ربط الشبكات

يا هلا بكم يا مهندسي الشبكات المستقبليين! بعد ما استوعبنا مكونات الشبكة وأنواع الشبكات المختلفة، الحين بنتكلم عن سؤال مهم جداً في عالم الشبكات الكبيرة: كيف تقدر الشبكات الواسعة (WANs) اللي تغطي دول وقارات تتصل ببعضها وتخلي المعلومة توصل من مكان لمكان بسرعة وكفاءة؟

ربط الشبكات الكبيرة والمتفرقة ما هو بسيط زي ربط جهازين حاسوب، ولا حتى ربط شبكتين محليتين (LANs) براوتر. الموضوع يتطلب تقنيات متقدمة مصممة خصيصاً للمسافات الطويلة، الموثوقية العالية، والتحكم المرن في تدفق البيانات.

فيه كم تقنية أساسية لازم تكون على دراية فيها لاجتياز اختبار CompTIA Network+، وهذه أبرزها:

تقنية الشبكات الواسعة المعرفة برمجياً (SD-WAN)

تخيل لو عندك فروع لشركتك منتشرة في عدة مدن أو حتى دول، وتبغى كل هالفروع تكون متصلة بشبكة واحدة ومترابطة بشكل سلس. زمان، كنت تحتاج تستأجر خطوط اتصال خاصة ومكلفة لكل فرع (زي MPLS) وتديرها بشكل منفصل. هنا يجي دور الـ (Software-Defined Wide Area Network) والمعروفة اختصارًا بـ SD-WAN.

فكرة الـ SD-WAN بسيطة لكنها ثورية: تستخدم البرمجة (Software) عشان تدير وتتحكم في كل أنواع اتصالات الشبكة الواسعة اللي عندك (WAN)، سواء كانت تبديل متعدد البروتوكولات باستخدام الملصقات (MPLS)، خطوط إنترنت عادية (Broadband)، أو حتى اتصال شبكات الجوال (4G/5G). يعني، بدل ما تكون شبكتك الواسعة مجرد مجموعة خطوط اتصال منفصلة، تصير شبكة "ذكية" تقدر تتحكم فيها وتديرها كلها من مكان واحد.

مزايا تقنية SD-WAN بإيجاز:

• مرونة عالية: تقدر تستخدم أنواع مختلفة من الاتصالات في نفس الوقت وتغير بينها تلقائياً بناءً على الأداء المطلوب.
• إدارة مبسطة: تتحكم في كل شيء من واجهة مركزية بدلاً من إعداد كل فرع على حدة.
• تحكم ديناميكي: تقدر تعطي أولوية لبيانات معينة (زي المكالمات الصوتية أو الفيديو) وتضمن جودتها حتى لو كان فيه ضغط على الشبكة.
• توفير في التكاليف: غالباً ما تكون تكلفتها أقل من الاعتماد الكلي على تقنيات قديمة ومكلفة زي MPLS لكل الفروع.

إذًا، تقنية SD-WAN هي توجه حديث ومهم جداً في عالم الشبكات الواسعة لأنها تبسّط تعقيد إدارة الفروع المتباعدة وتخلي الشبكة أكثر استجابة لاحتياجات الأعمال المتغيرة.

تقنية التبديل متعدد البروتوكولات باستخدام الملصقات (MPLS)

قبل ظهور تقنية SD-WAN بشكل واسع، كانت تقنية الـ MPLS أو (Multiprotocol Label Switching) هي ملكة ربط شبكات الـ WAN، ولا تزال مستخدمة على نطاق واسع جداً، خصوصاً من قبل شركات الاتصالات ومزودي الخدمة الكبار لتقديم خدمات الربط للشركات.

فكرة MPLS يمكن تبسيطها كالتالي: لما البيانات تدخل شبكة MPLS (اللي غالباً تكون "سحابة" تابعة لمزود خدمة الاتصالات)، يتم إضافة "ملصق" أو "Label" لها في بداية المسار. داخل شبكة MPLS نفسها، الراوترات أو المبدلات (اللي تسمى هنا Label Switch Routers) ما تقرأ عنوان IP الكامل في كل مرة، بل تنظر فقط للملصق وتستخدمه لتوجيه البيانات بسرعة عبر مسار محدد مسبقاً داخل الشبكة، كما هو موضح في الصورة التالية.

فالملصقات تُعين عند حافة شبكة MPLS، ويتم التوجيه داخل شبكة MPLS (السحابة) بناءً على الملصقات فقط عبر روابط افتراضية (Virtual Links) بدلاً من الروابط المادية (Physical Links).

هذه التقنية مهمة في شبكات WAN الحديثة لأنها توفر مرونة عالية في التخطيط المادي، إمكانية إعطاء أولوية لبيانات معينة (مثل المكالمات الصوتية عبر الإنترنت VoIP) لضمان جودتها، وتوفر مسارات بديلة للبيانات (Redundancy) في حال فشل أحد الروابط، مما يزيد من موثوقية الاتصال.

ورغم ظهور تقنية SD-WAN، لا تزال تقنية MPLS خياراً قوياً وموثوقاً به لربط المواقع التي تحتاج لضمان أداء معين وجودة خدمة عالية، وكثير من حلول SD-WAN الحديثة تستخدم MPLS كأحد أنواع الاتصال الأساسية اللي تديرها.

تقنية تغليف التوجيه العام متعدد النقاط (mGRE)

تقنية الـ (Multipoint Generic Routing Encapsulation) والعروفة اختصارًا بـ mGRE هي مكون أساسي في بناء نوع معين من شبكات الشبكة الافتراضية الخاصة (VPN) يسمى Dynamic Multipoint VPN والمعروفة اختصارًا بـ DMVPN.

في شبكات VPN التقليدية بين الفروع، كنت تحتاج تسوي إعدادات نفق (Tunnel) ثابتة بين كل فرع والمقر الرئيسي، ويمكن تحتاج تسوي أنفاق مباشرة بين الفروع اللي تحتاج تتواصل مع بعض بشكل مباشر. لكن مع كثرة الفروع، الموضوع يصير مرهق ومعقد جداً في الإدارة.

هنا يجي دور تقنية mGRE. فهي تسمح بإنشاء نفق توجيهي واحد متعدد النقاط على المقر الرئيسي أو الجهاز المركزي، والفروع البعيدة تقدر تستخدم هذا النفق عشان تتصل بالمقر الرئيسي أو حتى تتصل ببعضها البعض بشكل مباشر وديناميكي عند الحاجة فقط.

البروتوكول يغلف بيانات المستخدم (encapsulates user data)، وينشئ اتصال VPN بواحدة أو عدة نقاط (Nodes)، وعند الانتهاء، ينهي الاتصال (tears down the connection).

فايدة تقنية mGRE الرئيسية:

• بناء شبكات VPN ديناميكية: بدل ما تسوي أنفاق ثابتة لكل نقطة، الجهاز اللي يحتاج يتواصل مع جهاز ثاني في فرع مختلف يقدر يبني نفق VPN بشكل تلقائي ومباشر عند أول اتصال، وينتهي النفق لما يخلص الاتصال أو بعد فترة معينة.
• تبسيط الإعدادات: تقلل بشكل كبير من عدد الإعدادات اللازمة، خصوصاً لما يكون عندك عدد كبير من الفروع.
• تحسين الأداء: الاتصال المباشر بين الفروع (Spoke-to-Spoke) أفضل من إرسال البيانات أولاً للمقر الرئيسي ثم إعادة توجيهها للفرع المطلوب (Hub-and-Spoke تقليدي)، وهذا يزيد من كفاءة الشبكة ويقلل التأخير.

باختصار، فهم هذه التقنيات (SD-WAN, MPLS, mGRE) يعطيك تصور عن كيف تتعامل شبكات WAN الحديثة مع تحديات ربط المواقع البعيدة وتقديم الخدمات بكفاءة، وهذا جزء أساسي من متطلبات شهادة CompTIA Network Plus.

الخلاصة والخطوات الجاية

يا هلا بك مرة ثانية يا بطل، وتهانينا لوصولك لنهاية هالمقالة الشاملة! في رحلتنا هذي، مشينا مع بعض خطوة بخطوة عشان نفهم أساسيات عالم شبكات الحاسوب. بدينا من أهمية الشبكات في حياتنا وعالم الأعمال، وشرحنا المكونات الأساسية اللي تخلي الشبكة تشتغل زي محطات العمل (Workstations) و الخوادم (Servers) و المضيفين (Hosts).

بعدها، غصنا في عالم أنواع الشبكات المختلفة بناءً على المساحة اللي تغطيها والتخصص (LAN, WAN, MAN, PAN, CAN, SAN)، وعرفنا الفرق بينها ومتى نستخدم كل نوع. وتكلمنا كمان عن تراكيب الشبكات الأساسية (Peer-to-Peer) اللي تناسب الشبكات الصغيرة جداً، و (Client-Server) اللي هي الخيار الأمثل للشركات والمؤسسات الكبيرة اللي تحتاج إدارة مركزية وأمان عالي. 

وفي الأخير، أخذنا لمحة سريعة عن تقنيات ربط شبكات WAN الحديثة والمهمة زي SD-WAN و MPLS و mGRE اللي تساعد في ربط المواقع البعيدة بكفاءة.

كل هالمفاهيم اللي استوعبتها اليوم مو بس معلومات عامة، بل هي الأساس اللي بتبني عليه معرفتك في مجال الشبكات، وهي مطلوبة منك بشكل أساسي في اختبار CompTIA Network+ N10-009. ففهمك القوي لهالأساسيات هو مفتاحك للنجاح في الاختبار وفي مسيرتك المهنية في عالم تقنية المعلومات IT.

طيب، وش الخطوة الجاية؟

هذي المعلومات هي مجرد البداية في رحلة تعلم الشبكات الشيقة. إذا حسيت إن الموضوع شدك وتبغى تعرف أكثر:

• تابع مقالاتنا الجاية اللي بنتعمق فيها أكثر في تفاصيل الشبكات، سوف نستعرض الهياكل الفيزيائية الشائعة للشبكة، مثل: النجمة (Star)، الحلقة (Ring)، الناقل (Bus)، والشبكة المتشابكة (Mesh). ثم نوضح مزايا وعيوب كل هيكل وكيف يؤثر على مرونة الشبكة وأدائها.
• شاركنا رأيك أو أي سؤال عندك في التعليقات تحت. تفاعلك يثري الموضوع ويفيد الجميع.