هل تعرف ما هي الشبكات الرقمية أو شبكات الحواسيب؟
إذا كنت تفكر فى دراسة الشبكات .. فابدأ من هنا
كتب: عبدالرحمن زين
عندما تستخدم أي جهاز في الوقت الحالي تلاحظ أنه متصل بالإنترنت سواء كان إستخدامك لهاذا الجهاز من أجل العمل، التواصل بينك وبين غيرك أو حتى لللهو واللعب.
هل تسائلت يوما.. كيف يتم تواصلك بين أكثر من جهاز على مستوى العالم ربما يبعد عنك مسافات تقدر بآلاف الأميال؟
في هذه المقالة.. سوف نتعرف على واحد من أهم علوم العالم في عصرنا الحالي، وسنتعرف أيضا على التطورات التي وصلنا إليها حاليا وأخيرا كيف نتعلم هذا العلم ونطبقه في حياتنا أو كمصدر دخل جيد.
بعض النقاط التي سنتحدث عنها:
- ما هي الشبكات
- أنواع الشبكات
- تدرج تطور الشبكات
- كيف أتعلم الشبكات
ما هي الشبكات؟
الشبكات أو الشبكة هو إتصال جهازين على الأقل ببعضهما البعض وقيامهما بنقل بيانات من جهاز لآخر.
تختلف أنواع الشبكات طبقا لطريقة نقل البيانات ونظام حماية البيانات من التداخل.. حيث أن الوسط الذي يتم من خلاله نقل البيانات هو وسط معدني ولا يميز من أين تأتي البيانات وإلى أين تصل.
ولكن دعنا في البداية نعرف ما هي البيانات وكيف يتم إنتقالها داخل الشبكة.
البيانات هي المعلومات التي يحصل عليها البرنامج “أي برنامج” ليقوم بمعالجتها ومن ثم يظهر لنا ما نود أن نراه مثل بيانات الصور لنرى الصور وبيانات الملفات النصية لنرى الرسائل المكتوبة.
تمر البيانات على 7 مراحل عند الإرسال حتى تتحول إلى أصفار ووحايد 0 و 1، وتعود إلى نفس المراحل مرة أخرى لكن بالعكس لتتحول هذه الأصفار والوحايد إلى بيانات سليمة فيما يعرف OSI Model.
لنتحدث قليلا عن مراحل نقل البيانات في عجالة عن طريق سيناريو للشخص أحمد ومحمد:
- أحمد يقوم بمراسلة محمد عن طريق تطبيق التيليجرام
- ينقر أحمد على زر إرسال، فيأخذ التيليجرام الرسالة ويقوم بعمليات معالجة معينة مثل تنقية الحروف وبعض عوامل الأمان، هذه المرحلة هي مرحلة Application.
- بعد أن قام التيليجرام بتنظيف البيانات ووضعها في صورة معينة، يتم تشفير هذه البيانات في المرحلة Presentation.
- عند وصول البيانات إلى صورة تشفير معينة لنقلها بسهولة وأمان على الشبكة، يقوم الراوتر بإخبار جهاز محمد أن هناك رغبة في الإتصال من طرف أحمد لذلك الرجاء فتح منفذ الإتصال، وهذه يحدث عند المرحلة Session.
- بعد فتح الإتصال بين الجهازين، يقوم الراوتر بوضع هذه الرسالة في صورة معينة حتى يتمكن من نقلها على قطع صغيرة يسهل نقلها بسهولة، وأيضا البدأ في إستعمال القواعد التي يتم بها نقل البيانات بسهولة، هذه القوانين تدعى بروتوكولات وفي هذه الحالة نستعمل بروتوكول إسمه TCP/IP ويحدث ذلك في المرحلة Transport.
- عندها يمتلك الراوتر بيانات الرسالة مجزئة على مجموعات صغيرة، حينها يستعمل هذا البروتوكول في نقل كل جزء على حده.. وحتى ينتهى نقل الجزء ووصولة سليما وبكل أمان يتم إرسال الآخر وهكذا، وهذا يحدث من أول Transport حتى Physical فهو لا يتوقف حتى تنتهى نقل كافة الأجزاء.
- ينتقل الجزء حينها مع عنوان شبكي يدعى IP، وهو مهم لمعرفة مكان جهاز المستقبل، ويحدث ذلك في مرحلة Network.
- بعدها يتم دمج الحزء مع عنوان فيزيائي يدعى MAC وهو عنوان يعرف الراوتر المستقبل للجزء.. أي جهاز بالتحديد سوف يستقبل الجزء، ويحدث ذلك في مرحلة Data link.
- بعدها يتم تحويل هذا الجزء إلى إشارات كهربائية من صفر وواحد في مرحلة Physical، وبعدها تنتقل خلال الأسلاك في المحيط وغيرها.
- عند وصول الأجزاء كاملة إلى راوتر محمد.. يقوم الراوتر بعكس العملية بالضبط، حيث يحول الصفر والواحد إلى بجزء به
هذا ما يحصل بإختصار شديد للبيانات عند نقلها من جهاز إلى آخر، إذن ما هي أنواع الشبكات؟
أنواع الشبكات
أشبكات عبارة عن نوعين حتى الأن وهما:
سلكي
وهو إعتماد نقل البيانات على وسط فيزيائي صلب، مثل الأسلاك المعدنية كأسلاك النحاس والألومينيوم أو الكابلات الضوئية.
يعتبر نقل البيانات خلال الأسلام هو الركيزة الأساسية لنقل البيانات من دولة إلى أخرى، ولكنه غير فعال بقوة في نقل البيانات بين أجهزة داخل مكتب أو غرفة إلا في أغراض معينة.
اللاسلكي
وهو ما يعرف بمصطلح Wireless.. حيث أنك لا تحتاج إلى وجود سلك لكي تتصل بالإنترنت من هاتفك، وفي المقابل تستعمل شبكة WI-FI لاسلكية.
ما يميز الشبكة اللاسلكية عن السلكية هو أنها تقبل عدد كبير جدا من المتصلين بالشبكة في الوقت الحالي، بخلاف الشبكة السلكية فهي لا تقبل إلى بمن هو متصل بالسلك معها فقط.
تدرج تطور الشبكات
مرة مراحل تطور الشبكات بمراحل عديدة جدا.. حيث أنها كانت في البداية سلكية والآن أغلب البيوت تستعمل WI-FI.
لذلك سأعرض عليك بعض المراحل القديمة التي كانت عليها الشبكات السلكية واللاسلكية.
لنادا باللاسلكية، فقد كانت في الماضي عبارة عن 2G وكانت بطيئة جدا وبها بعض المشاكل التقنية، ثم تطورنا إلى 3G وكان بها تحسن أكثر من التي قبلها ولكنها بطيئة هي الأخرى ثم إنتقلنا إلى 4G وهو ما نستعمله الآن في بيوتنا في مصر تحديدا بالسرعة الحالية والعالم الآن يستعمل 5G والأبحاث تقوم بتطوير 6G الذي بدوره سيعمل على تحسين بعض الوظائف والأعمال بحيث يمكن لعامل البناء التحكم في ماكينة البناء من بيته بدون مشكلة وبكل سرعة.
السلكية بها صور كثيرة سنعرض منها 5 أنواع:
أولا Fully Connected وهي أغلى شبكة سلكية حيث أنه عند زيادة عدد المشاركين في الشبكة تزداد التكلفة بشكل كبير، والشبكات السلكية تعتمد في العموم على تواصل كل الأجهزة ببعضها.
ثانيا Common Bus وهو يشبه الحافلة، حيث أنه إذا أراد جهاز أن يرسل بيانات جهاز آخر فإنه يمر على جميع الأجهزة ولا يستقبلها إلا المرسل له فقط.
ثالثا Mesh وهو إتصال بعض الأجهزة بالأخرى وليس جميعهم حيث أن كل مجموعة مهتمة ببعضهم يتصلون فيما بينهم دون الحاجه إلى إتصال الجميع ببعضهم البعض.
رابعا Star وهو من إسمه يعني النجمة، فهو يحتوي على جهاز في المنتصف يدعى Switch وبدوره يستقبل البيانات من جهاز معين ويرسله للمستقبل بسهولة فهو يعمل عمل المنظم، ويعتبر هو المستخدم حاليا في الشبكات السلكية.
خامسا Ring وهو من إسمه الحلق، حيث أن البيانات لكي تصل من جهاز إلى آخر لابد من وصولها وإستلامها إلى الجهاز التالي للمرسل وبدوره يرسلها لمن هو بجانبه حتى تصل إلى صاحبها.
كيف أتعلم الشبكات
من هنا بدأ الجد.. لكي تتعلم علم الشبكات تحتاج إلى شيئين حتى تصبح محترفا فيها:
لغات البرمجة
قد يقول البعض أن لغاة البرمجة ليسة أساسية في علم الشبكات، حسنا ولكن من الذي يقوم بتصميم الشبكة في البرامج؟
لغاة البرمجة تساعدك في بناء نظام الإتصال داخل البرامج، فعلى سبيل المثال إذا أردنا أن نصمم برنامجين ييتحدثوا مع بعضهم فإننا نحتاج في لغاة البرمجة شيئ يدعى Sockets.
هذه من أجمل المكتبات التي تستعملها في تصميم طريقة الإتصال بين البرنامجين لاسلكيا أو حتى سلكيا، ولكنها تحتاج إلى لغاة البرمجة، حيث أنها مدعومة من جميع لغات البرمجة تقريبا مثل Python, PHP, Java وغيرها وهذه مقالة عن تعلم لغاة البرمجة ومجالات كل لغة وستلاحظ وجود الشبكات كعامل أساسي في هذا العلم.
في هذا الفيديو.. يعرض المهندس أمامك طريقة صنع برنامجين يتتصلون ببعضهم الباعض بواسطة مكتبة Socket تبعا للغة Python.
علم الشبكات
وأقصد بعلم الشبكات هو العلم نفسه.. نظرياته.. تطبيقاته.. وهكذا.
يعتمر الإختيار الأمثل للمبتدئين هو كورس CCNA Routing & Switching وهناك الكثير من المهندسين يقومون بشرح هذا الكورس على اليوتيوب بقوة، وسوف أسرد لك بعض المصادر.
يعتمد كورس CCNA على تعليمك ما هي الشبكات وكيف يحدث التواصل نظريا وكيف تفهم البيانات التي تقرأها على جهازك أو في حالة ما إن قمت بضبط إعدادات شبكة معينة.. كل هذا ستفهمه في هذا الكورس.
ملاحظة: دائما ما يصدر تعديلات وتحديثات في كورس CCNA ولكنها ليست جذرية، فأي كورس CCNA يحتوي على نفس المعلومات الأساسية ولكن الإختلاف يكمن في المتقدم.
الشبكات واحدة من أهم علوم العصر الحالي بلا منازع.. علم حرفيا داخل في جميع المجالات من حيث الإتصالات وأمن المعلومات والذكاء الصناعي والمنشئات والكثير.
وهو أيضا واحد من أهم العلوم المطلوبه حتى 2050، ومهندسين الشبكات بغض النظر عن أن رواتبهم الشهرية مهولة إلا أنهم أيضا مطلوبين جدا في بلاد العالم أجمع.
إستغل أجازت الصيفية يا صديقي في علم ينفعك ويطور من مهاراتك، حتى تشكر نفسك بعد سنه أو إثنين أنك إستغللت وقتك وشبابك في علم مفيد حسن من حياتك.
الصعوبة الآن هي يسر ومال في المستقبل.
[latest-selected-content limit=”3″ display=”title,excerpt” titletag=”strong” url=”yes” linktext=”إقرأ الموضوع كاملا” image=”full” elements=”3″ type=”post” status=”publish” dtag=”yes” orderby=”dateD” show_extra=”taxpos_category_before-title”]
