الشبكات+المحلية+اللاسلكية

الشبكات المحلية اللاسلكية Wireless LAN إن أحد المشاكل الكبيرة التي تواجهها الشركات و المؤسسات في بناء الشبكات المحلية هي ضرورة تحديد المواقع الواجب وضع الحواسب فيها بشكل مسبق بحيث يصبح من الصعوبة بمكان نقل بعض المكاتب أو إعادة تنظيم بعض مواقع الشركات المرتبطة بالشبكة و ذلك بسبب الكابلات التي تربط الحواسب ببعضها. إذ أن أي تغيير أو نقل لبعض المكاتب قد يؤدي إلى إعادة بناء الشبكة من جديد. في بداية التسعينات بدء التفكير باستخدام الأمواج الرادوية RF Waves و الأشعة تحت الحمراء Infra Read كوسائط نقل بديلة في الشبكات المحلية ، و أطلق على الشبكات التي تستخدم هذه الأنواع من وسائط النقل بالشبكات المحلية اللاسلكية Wireless LAN. إن استخدام الوسائط اللاسلكية في نقل المعلومات عبر الشبكات المحلية سمح بالحصول على حرية و سهولة نقل الحواسب من مكان لآخر دون تحمل أعباء إعادة تمديد الشبكة من جديد إلا أن لكل من هذين الناقلين محاسنه و مساوئه ، فعلى سبيل المثال يمكن بناء عدة شبكات لاسلكية متجاورة باستخدام الأمواج تحت الحمراء Infra Read (وهي الأشعة المستخدمة في أجهزة التحكم المنزلية) ، دون حدوث أي تداخل فيما بينها ، إذ لا يمكن لهذه الأشعة اختراق الحواجز العازلة كالجدران ، إلا أنه من مساوئ استخدام الأشعة تحت الحمراء ضرورة وجود خط نظر مباشر بين المجمعة الضوئية و كل من الحواسب المرتبطة بها ، و إن وجود/أو مرور أي حاجز بينهما (مرور شخص ما) يؤدي إلى فصل الاتصال. أما بالنسبة للأمواج الرادوية فكما هو معروف تنتشر عبر الهواء و لمسافات بعيدة و لا يشترط وجود خط نظر مباشر بين الأجهزة للاتصال فيما بينها ، و بما أنها تخترق الحواجز فلا يمكن استخدامها بشكل مباشر لبناء شبكات متجاورة إذ تسبب تداخلا بين هذه الشبكات قد يؤدي إلى حدوث تداخل في المعلومات وأعطال في إرسال كل من الشبكات المتجاورة ، ثم التغلب على ظاهرة التداخل في استخدام الأمواج الراديوية و ذلك بإضافة ترميز معين يحدد من خلاله نوع الشبكة المستقبلة و كذلك استخدام تقنيات التخاطب المشفر بين محطات الشبكة الواحدة بحيث يتم من خلال هذه التقنيات حماية المعلومات المتبادلة عبر الشبكة اللاسلكية من الالتقاط و التنصت. تم مؤخرا وضع مقاييس معيارية للشبكات اللاسلكية التي تستخدم الترددات الراديوية بحيث تم تحديد معيار للمجال الترددي التي يسمح باستخدامه في الشبكات المحلية ، و طرق تصميم بطاقات الشبكة الراديوية ، و خوارزميات التعارف و التخاطب في هذه الشبكات و مواصفات ربط الحواسب في الشبكة و كذلك مواصفات الترابط بين الشبكات المحلية. بعد أن تعرفنا على الأنواع المختلفة لكابلات الوصل المستخدمة في بناء الشبكات المحلية يمكن تلخيص خصائص كل منها بالنقاط التالية :

أ‌- الألياف الضوئية Fiber Optics : • ذات سرعة نقل عالية من 100Mbite/s إلى 1Gbite/s. • ذات حكاية عالية ضد التنصت أو الاختلاس. • يمكن استخدامها لنقل الصور و الصوت إضافة إلى المعطيات. • نقل المعلومات لمسافات كبيرة دون الحاجة لمكررات إشارة Repeaters. • باهظة الثمن بالمقارنة بالأنواع الأخرى. • لا توجد شركات كثيرة مصنعة للألياف الضوئية للاختيار فيما بينها.

ب‌- الكابلات المحورية Coaxial Cables: • كثيرة الانتشار و الاستخدام و خاصة في الشبكات المبنية خلال الثمانينيات. • الكابلات الرفيعة سهلة التركيب ، لكن الثخينة منها صعبة التمديد. • سرعة نقل المعلومات عالية نسبيا. • المسافة التي تنتقل عبرها المعطيات دون الحاجة إلى مكررات كبيرة نسبيا ، إذ تصل المسافة في الكابل المحوري الرفيع إلى189متر وإلى500 متر في الكابل المحوري الثخين. • ليست آمنة ضد التفريع و سرقة المعلومات. • عند حدوث أي عطل فإنه من الصعب تحديد مكانه إلا باستخدام أجهزة اختبار خاصة. و قد يؤدي هذا العطل إلى توقف الشبكة بأكملها عن العمل.

ت‌- الأسلاك المجدولة غير المغلفةUTP : • رخيصة الثمن. • مناسبة جدا للبنى الحديثة للشبكات المحلية. • تستخدم في البنية النجمية للشبكات المحلية. • سهولة تحديد مكان العطل عند حدوثه. • تتصف بالليونة و سهولة الحركة و التركيب. • حدوث عطل في أحد الكابلات لا يؤدي إلى توقف الشبكة بكاملها عن العمل. • كثيرة التعرض للضجيج الكهربائي. • سهلة العطب لذلك تحتاج لعناية خاصة أثناء التمديد. • تحتاج الشبكة إلى كميات كبيرة من الكابلات مقارنة بما تحتاجه البنية الخطية من كابلات محورية. • ليست آمنة ضد التنصت و اختلاس المعلومات. إلى هنا نكون قد تعرفنا على خصائص المكونات المادية Hardware الأساسية للشبكة المحلية، وسننطلق في الفقرة القادمة إلى دراسة التوزع الجغرافي الحاسبات في الشبكة المحلية و كيفية ترابطها ببعضها ، و الذي يدعى طبولوجيا الشبكات المحلية LAN Topologies.

أشكال الشبكات المحلية LAN Topologies يطلق اسم (طبولوجيا) الشبكة Network Topology على الطريقة التي يتم فيها تحديد كيفية وصل الحواسب و المكونات الأخرى للشبكة ببعضها البعض بحيث تعطى التوصيف السليم للبنية العامة لشبكة الحواسب. يمكن تعريف الطريقة التي تحدد الشكل العام لبنية الشبكة المحلية من منظورين مختلفين : • الأول ويعرف باسم الطبولوجيا الفيزيائية للشبكة Physical Network Topology .يعتمد هذا المنظور على شكل الترابط الفيزيائي للشبكة المحلية بغض النظر عن الشكل الوظيفي المتبع خلالها ، أي اعتمادا على المخططات المتبعة في توصيل المكونات المادية للشبكة ببعضها البعض إضافة إلى طريقة تمديد الكابلات عبر المواقع الجغرافية و المواصفات المحددة لطبيعة الشبكة المادية. • أما المنظور الآخر فيعرف باسم الطبولوجيا المنطقية للشبكة Logical Network Topology ، و هو يعتمد على الطريقة المتبعة في تراسل المعلومات عبر الشبكة والاتجاه الذي تسلكه المعلومات عند التخاطب بين الحواسب قي الشبكة الواحدة أو الشبكات المترابطة ، و ذلك بغض النظر عن الشكل الفيزيائي الفعلي المتبع في ربط الحواسب ببعضها. وبشكل عام يمكن تصنيف طبولوجيا الشبكات المحلية إلى ثلاثة أصناف أساسية هي:

أ‌- الشكل النجمي Star Toplogy تعتبر الطبولوجيا النجمية من أقدم الطرق المعروفة في ترابط مكونات الشبكة ببعضها, حيث يتم فيها ربط كل محطة عمل (حاسوب استثماري) في الشبكة بكابل خاص إلى أحدى بوابات الوصل المتعددة في مركز الشبكة – الملقم الرئيسي - تتميز طريقة الوصل هذه بسهولة التعديل , إذ أن عملية إضافة أو إزالة محطة عمل من الشبكة دون التأثير على أداء الشبكة تعتبر بسيطة جداً ويمكن تنفيذها بسهولة دون التأثير على باق الحواسب في الشبكة ,كما أن أي عطـل قد يحدث على أحد كابلات الشبكة لا يتأثر به إلا الحاسوب الموصول به مباشرة. من مساوئ هذا النوع من الوصل هو انهيار الشبكة كلياً في حال حدوث عطل في الملقم الرئيســـي .تم تعديل مبدأ الوصل النجمي مع مطلع التسعينات بحيث يتم وصل جميع حواسب الشبكة بما فيها الملقمات Serves إلى مجمعة اتصالات تدعى HUB بحيث تعتبر هذه المجمعة مركزاً للتوصيل النجمي في الشبكة.

ب‌- الشكل الحلقي Ring Topology تأخذ الشبكة في هذا التصميم شكل الحلقة حيث يتم وصل الحواسب في الشبكة على شكل حلقة مغلقة .يؤمن خط النقل وصل كل حاسوب بالحاسوب الذي يليه و يتم وصل الحاسوب الأخير بالأول في الشبكة.

ت‌- الشكل الخطي Bus Topology يتم ربــط الحواسب تسلسلياً في هذا النوع من التوصـــيل و ذلك باســتخدام كـــابلات محورية بحيث يشــكــل كــابل الوصــل خطـــاً يصل ما بين الحواسب, يتم إغلاق كل من نهايتي الكابل بممناعة ذات قيمة مناسبة. يسبب فصل أو عطل الخط الواصل بين أي حاسوبين توقف النظام بكـامله عن العمل. هل هنا ك أنظمة معيارية لكابلات الشبكة المحلية وخصائصها من حيــث الأبعاد الفيزيائية والخصائص الكهربائية طبولوجيا الوصل وكذلك طرق نقل المعلومات عبر الخطوط في شبكة LAN ؟ بالطبع توجد أنظمة معيارية تحدد جميع هذه الخصائص, وتتضمن هذه المعايير إضـافة إلى ذلك ,تحديد الأسس الواجب إتباعها في وصل حواسب الشـبكة ببعضها الـبعض , أو بكلمة أخرى تحديد القواعد والقوانين لتصميم وبناء الشكل العام للشبكة المحلية ( طبولوجيا الشبكة ) .وهذا هو موضوع الفقرة التالية :

معايير الشبكات المحلية LAN Standard لقد بدأت فكرة الشبكات المحلية عندما أثمـرت الجهود التي قام بها باحـثوا بعض شركـات الحواسب و الإلكترونيات الكبيرة عن نظم استطاعوا من خلالها ربط الحواسب ببعضها وتحقيق نقل المعلومات بين هذه الحواسب والمشاركة في مصادرها إلا أن كل من هذه الشركات قد قام بتصميم نظام الشبكة بطريقته الخاصة, حيث قـــامت شركة IBM بتصمـيم نظام لتبادل المعطيات الرقمية بين مسـتثمري حواسـب الـ IBM أخذ اســم شـبكات ( SAN System Network Architecture ) كما قامت شركة Xerox بتصميم نظام شبكة معطيات عـرف باسـم إيثرنت Ethernet LAN للشـبكات المحلية, وكذلك قامت شركةGeneral Motors الأمير كية للسيارات بالدعم لبناء تفي بالمواصفات التي ترغبها لأتمتة معاملها فكانت شبكة بمواصفات أطلق عليها اسم Token Bus. قامت IBM أيضاً بتصميم شبكة محلية تأخذ الشـكل الحلقي عرفت باســم Token Ring, وقامت شركات أخرى بتصـميم نظم مختلفة للشبكات. إن الانتشار الواسع لشبكات الحاسبات و وجود العديد من نظم إدارة الشـبكات المختلفة أدى إلى عدم توافق عمل هذه الشبكات مع بعضها مما أدى إلى استحالة ربطها ببعضها, ومن هنا نشأت الحاجة إلى وجود أنظمة معيارية تحدد القواعد والبروتوكولات الواجب إتباعها في تصميم وبناء الشبكات الحاسوبية ,بحيث تؤمن لمصممي الشـبكة اختيار التجهيزات المناسبة لشبكاتهم من مصادر مختلفة دون الخـوف من عدم توافــق عمل هذه الأجهزة مع بعضها البعض. لقد تم العمل على تطوير المواصفات القياسية لهذه التجربة منذ السبعينات. حيث تضمنت هذه المواصفات البنية التحتية والتشغيلية لأجهزة الشبكة وتوافقها مـع بعضها. لقد سعت العديد من الهيئات الدولية والــمنظمات الــمهتمة المَعيَرة منها EIA و IEEE و ISO بتطوير قواعد ومواصفات تحدد الطرق التي يجب على الأجهزة الإلكترونية إتباعها عند إرسال الإشارات وتبادل المعلومات وتحقيق الاتصال السريع والخالي من الأخطاء. تعتبر هيئة معهد الهندسة الكهربائية و الإلـكترونية IEEE من أهم وأكثر الهـــيئات التي عملت وما تزال تعمل على إصـدار التوصيات ووضع المعايير للشبكات المحلية. تتألف هذه الهيئة من مجموعة كبيرة من الأكاديميين الصناعيين والباحثـين والمهتمين في المجالات العلمية والهندسية, ولقد أطلقت هذه الهيئة مشروع يهدف إلى وضع موحدة في مجال الشــبكات الحاسوبية المحلية وذلك بطلب من الشركات العملاقة التـالية : IBM و Xerox و Boeing وGeneral Motors. أطلق على هذا المشروع اسم المـشروع IEEE802 وذلك نسبة إلى التاريخ الذي بدء العمل به وهو شهر شـــباط (فبراير) من عام 1980 حيث يمثل الرقم 80 العام 1980 والرقم 2 الشهر الثاني من السنة (شباط) ولا يزال العاملون في المشروع حتى الآن يضيفون المعايير الجديدة للشبكات المحلية وذلك حسب التطورات التي تطرأ على نظم نقل المعلومات. نتج عن هذا المشروع تحديد المواصفات المعيارية في المجالات التالية لمتطلبات الشبكة المحلية : • الوسائط الفيزيائية المستخدمة في بناء الشبكة المحـلية. • جهود الإشارات الممثلة للمعلومات ضمن الشبكة المحـلية. • طرق نفاذ المعلومات من بطاقة الربط مع الشبكة إلى وسائط النقلAccess methods. • طرق تقسيم المعلومات إلى رزم و مواصفات هذه الرزم. • بروتوكول إنشاء الاتصال والتخاطب بين الحواسب. • تحديد خصائص طبولوجيا الشبكات المحلية. إن المواصفات IEEE802 تحدد المعايير المكافئة لتلك المحددة في الطبقات الثلاثة الدنيا من مواصفات المعيار العالمي ISO-OSI. تقسم لجنة المشروع IEEE802 إلى لجان فردية كل منها يهتم بموضوع جزئي معين من مواضيع الشبكة المحلية, هذه اللجان هي : • IEEE802.1 : تقسم هذه اللجنة إلى لجنتين : الأولى 802(a) ومــهمتها تحديد الشكل العام overview للمشروع وكيفية الترابط والتعاون بين اللجان الأخرى و المعايير الصادرة عنها. أما اللجنة الفرعية الثانية فتهتم بتعريف المعايير الـخـاصة بالعنونة Addressing والترابط بين الشبكات Internetworking وكذلك مواضيع إدارة الشبكة المحلية Network Management. • IEEE802.2 : هي اللجنة الأعلى في المشروع وتهتم بوضع المعايير لطبقة التحكم بالترابط المنطقي Logical Link Control layers والتي تعرف بشكل عام الخدمات الإلزامية اللازم توفرها في أي شبكة محلية بغض النظر عن توزعها واستخدامها الفعلي. تضع هذه اللجنة الوظائف المطلوبة سواء ًكانت الشبكة تطبق مبدأ شبكة Ethernet أو Token Ring أو FDDI. عندما تضع هذه اللجنة المتطلبات الأساسية تقوم اللجان الأخرى بوضع الدراسات والمعايير لتطبيق هذه المتطلبات حسـب توزع و طبولوجيا الشبكات المختلفة. • IEEE802.3 : تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العليا IEEE802.2 على شبكات إيثرنت المحلية, وتضع أيضاَ المواصفات المعيارية لعمل شبكات إيثرنت من حيث مواصفات خطوط النقل المستخدمة وطريقة نفاذ المعلومات إلى وسائط النقل والشكل العام لبنية المعلومات التي تنقل عبر خطوط هذه الشبكة. • IEEE802.4 : تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العليا IEEE802.2 على الشبكات المحلية نموذج Token Bus. • IEEE802.5 : تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العلياIEEE802.2 على شبكات Token Ring المحلية. • IEEE802.6 : تحدد هذه اللجنة مواصفات نقل المعلومات عبر الألياف الضوئية Fiber Optic. والمواصفات الفيزيائية للألياف الضوئية وجميع المعايير المتعلقة باستخدام الألياف الضوئية في الشبكات المحـلية. • IEEE802.7 : تحدد هذه اللجنة المعايير الواجب تطبيقها في نقل إشارات الشبكة المحلية عند استخدام مجال الحزمة الواسعة من الإشارات Broadband .تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العليا IEEE802.2 على شبكات إيثرنت المحلية المستخدمة الحزمة الواسعة. • IEEE802.8 : تحدد هذه اللجنة معايير الشبكة المحلية المسماة Isochronous Ethernet أو (IsoEnet) والتي تستخدم قناة نقل غير متزامنة بسرعة 10 Mb/s (10Mb/s Asynchronous Channel) إضافة إلى 96 قناة كل منها بسرعة 64Kb/s والتي يمكن تخصيص كل منها لنقل سلسلة من المعلومات على الشبكة Bursty and time critical traffic. • IEEE802.11 : تحدد هذه اللجنة المعايير الخاصة بالشبكات المحلية اللاسلكية Wireless LAN من حيث نوع الوسيط اللاسلكي المستخدم في نقل المعلومات وعرض المجال المستخدم Bandwidth وكذلك طريقة النفاذ المعتمدة • المواصفات IEEE802.2 :التحكم بالربط المنطقي LOGICAL LINK CONTROLLER • تحدد المواصفات IEEE802.2طريقة تبادل المعلومات بين نقاط عبور الخدمات الحاسوبية SAPS(SERVICE ACCESS POINT)وذلك عبر البروتوكول المسمى ببروتوكول طبقة التحكم المنطقي بالربطLOGICAL LINK CONTROL LAYER PROTOCOL(LLC PROTOCOL) • يتم ذلك من خلال هذه المواصفات تحديد طريقة تقسيم المعلومات إلى رزم وتسليمها من التطبيق إلى الطبقات الأدنى من طبقات برتوكول الاتصال وبالعكس إذ تقوم هذه الطبقة من البروتوكول ألاتصالي بمزج المعلومات من التطبيقات وإرسالها عبر خط فيزيائي وحيد في الشبكة تتضمن هذه المواصفات المحددات اللازمة للعمل حسب نوعي الخدمة المعروفين باسم خدمة الاتصال المعتمدة على استقرار الوصل CONNECTION ORIENTED SERVICE وخدمات الاتصال غير المعتمدة على استقرار الوصل CONNECTIONLESS ORIENTED أو الذي يطلق عليها اسم خدمة الداتاغرام DATAGRAM ORIENTEDإن وظائف البروتوكول المحددة بالتوصيف IEEE802.2مماثلة لمواصفات المعيار HDLC في نظام الشبكات الواسعةWAN مع الأخذ بعين الاعتبار أن الحواسب هنا تنتمي إلى شبكة اتصال محلية واحدة. • المواصفاتIEEE80.3 أو إيثرنت ETHERNET تعتبر شبكات إيثرنتETHERNETمن أكثر الشبكات المحلية استخداما وانتشارا وخاصة تلك التي تستخدم في ربط الحواسب الشخصية صمم أول نظام شبكات إيثرنت في مخابر مركز بالو التو للبحوث PALO ALTO RESEARCH CENTER التابع لشركة XEROXفي كاليفورنيا عام 1980 وفي شهر أيلول (سبتمبر)من عام 1981صدرت أول مقالة عامة تصف معيار إيثرنت للشبكات المحلية والذي أطلق عليه المعيار DIX 1.0،وقد شارك في تحديد هذا المعيار كل من الشركات الكبرى التالية ،INTEL,DEC,XEROX,ثم قامت كل من شركتي DEC ,INTELبتعديل بعض هذه المحددات وإصدار مجددات النسخة الثانية من إيثرنتETHERNET VERSION.تم لاحقا اعتماد هذا المعيار من قبل هيئة IEEEكمعيار عالمي لتوصيف شبكات إيثرنت المحلية وأخذ هذا التوصيف الاسم IEEE802.3 إن كلمة إيثرنت ETHERNET مشتقة من اللغة الإغريقية وتعني العنصر الذي يملأ الفراغ أو بكلمة أخرى الهواء .لقد اختار مصممو هذا النموذج من الشبكات المحلية هذا الاسم لمنتجهم لوجه التشابه بين المبدأ الذي يتم فيه تبادل الحديث عبر هذه الشبكة ومبدأ تبادل الحديث بين الأشخاص وتأثير الهواء في حمل هذه الملومات .ولفهم مبدأ العمل في شبكة إيثرنت لنتذكر معا بعض القواعد العامة في المحادثة: لقد وهبنا الله أفواه وآذان يمكن استخدامها كوسائل للتفاهم فيما بيننا ,إذ نستطيع من خلال تحريك اللسان ضمن الفم في حركات معينة أن نصدر أصوات تشكل بمجملها المعلومات لتصل إلى الأشخاص المشاركة في جلسة النقاش حيث تلتقطها أذانهم وتحولها إلى شكل معين من الذبذبات يتم تحليها وفهمها • وبذلك تصل الأصوات المرسلة عبرا لهواء إلى جميع الأشخاص المجاورة للمتحدث .من المعلوم إن الهواء هو العامل الأساسي والوحيد الذي يتم خلاله نقل أو بث الأصوات (تبادل المعلومات )في أي جلسة حوار بين مجموعة من الأشخاص في مجلس ما .وكما هو معروف للجميع،فانه من آداب الحديث الالتزام بالقاعدة التالية :إذا تكلم أحد الأشخاص في مجلس معين يجب على الجميع التوقف عن الحديث والاستماع ،وإذا رغب أحدهم في الحديث فانه ينتظر إلى أن ينهي المتكلم حديثه .في بعض الأحيان ينطلق اثنان بالحديث معا ثم يلاحظ كل منهما إن الآخر رغب بالحديث ،فيصمت كلاهما فجأة عن الكلام للحظات ،ثم ينطلق أحدهم فيعيد ما قد بدأه من الحديث ويستمر في حديثه ،في حين يبقى الآخر صامتا يستمع إليه منتظرا انتهاء حديثه أو فترة صمت جديدة للبدء بدوره للمشاركة بالحديث • ينتج عن الالتزام بقاعدة الاستماع للحديث المذكورة أعلاها عدم جدوى اشتراك ا أعداد كبيرة جدا من الأشخاص لتبادل الآراء في موضوع معين .إذ كلما زاد عدد المشاركين في النقاش كلما زادت كلما زادت الفترة الزمنية الواجبة على كل شخص انتظارها للإبداء برأيه وبذلك قد يتأخر الجميع عن الأعمال اليومية الأخرى الموكلة إليهم و يصبح الاجتماع معيقا بدل أن يكون ذو فائدة لذلك يتبع عادة دعوة مجموعة لا تزيد عن عدد معين من الأشخاص لتبادل الآراء والمناقشة وفي حال وجود أراء تهم أشخاص من مجموعات أخرى مهتمة بموضوع النقاش يوكل أحد الأشخاص المشتركين في النقاش بنقل هذه الآراء إلى المجموعة الأخرى واستلام من تلك المجموعة إلى المجوعة الأخرى واستلام المعلومات من تلك المجموعة إلى مجموعة النقاش المشترك بها (أي يقوم بدور الجسر الواصل بين المجموعتينbridge) • لا يختلف مبدأ عمل شبكة إيثرنتEthernet في تبادل المعلومات عن هذا المبدأ.إذ تمتلك كل من بطاقات الترابط مع شبكة إيثرنت NIC جهاز للإرسالTRANSMITTER وأخر للاستقبال RECEIVER يعمل هذان الجهازان عمل الفم والأذن لدى الإنسان .تتشارك جميع الحواسب في شبكة الإيثرنت عبر وسيط نقل واحد يصل بينها جميعا، وغالبا ما يكون كايلا محوريا .تعتمد الحواسب في نقل المعلومات على بث هذه المعلومات (بشكل إشارات كهر بائية)إلى الكابل ،وذلك بعد التأكد من أن أـحدا لا يستخدم هذا الكابل في نقل معلوماته ، تستمع جميع الحواسب إلى المعلومات المرسلة عبر خط الاتصال المشترك بما في ذلك الحاسوب المرسل والحاسوب المستقبل .وتتحسس بطاقة الربط مع شبكة الإيثرنت بالجهود المارة عبر الكابل لتتأكد من وجود معلومات عابرة أو خلو الخط من أي معلومة .لا تقوم بطاقة الشبكة بار سال المعلومات على الخط إلا إذا كان شاغرا ، فإذا حدث وتم إرسال معلومات من محطتين معا تقوم بطاقتا الاتصال بالشبكة لهاتين المحطتين بإيقاف إرسال كل منهما. • كيف تقوم شبكة إيثرنت ETHERNET بالتنصت عمليا على خط الاتصال ومعرفة وجود محادثة على الخط المشترك ومن يحدد آلية بث المعلومات عبر الخط .‌‍ • يعتمد تصميم شبكة إيثرنت في نقل معلومات عبر الخط المشترك على طريقة معينة من طرق النفاذ إلى الوسط الناقل للمعلومات MEDIA ACCESS METHODتدعى طريقة التحسس بالحامل التعدد الوصول الكاشف للتصادم CARRIER SENSE MULTIPE ACCESS/COLLISION DETECTION(CSMA/CD) وهذه الطريقة تعمل على الحس والإدراك المتبع في الخاطبة عند الإنسان إذ تتحكم بقواعد نفاذ المعلومات من البطاقة إلى خط الاتصال في شبكة الإيثرنت والتحسس بحالة الخط وهي تعمل حسب ما يلي : • عندما يمتلك أحد الحواسب معلومات للإرسال تقوم CSMA/CD في بطاقة الربط مع شبكة إيثرنت الموجودة ضمن هذا الحاسوب للتأكد من عدم وجود معلومات أخرى على خط الإرسال المشترك وذلك قبل إطلاق تلك المعلومات على الخط حيث تحرض بطاقة الشبكة على بث إشارة كهر بائية بمطال مساو ل5فولت على الخط ،فهذا دليل على إن الخط شاغرا ولا يحوي سوى إشارة الاختبار التي أرسلتها البطاقة ،عندها تقوم البطاقة بتحرير المعلومات وإرسالها عبر خط الاتصال .إما إذا كانت قيمة نتيجة الاختبار مساوية ل10فولت فذلك يعني إن الخط مشغول بنقل معلومات من حاسوب لأخر ،عندها تقوم بطاقة الشبكة بتأخير إرسال المعلومات لفترة من الزمن تحدد عشوائيا من خلال مولد زمن عشوائي تمتلكه البطاقة • إذا توفرت معلومات للإرسال من قبل حاسوبين أو أكثر من حواسب الشبكة في وقت واحد فان بطاقة كل شبكة مثبتة فيكل من هذه الحواسب ستقوم بعملية الاختبار المذكورة أعلاه ، وبالتالي ستكون النتيجة لدى جميع البطاقات أن خط الشبكة مشغول ،عندها ستؤخر كل بطاقة عملية إرسال معلوماتها لفترة زمنية عشوائية مختلفة عن الأخرى وذلك بسبب المولدات العشوائية المختلفة في كل بطاقة. • تكرر عملية اختبار الخط بعد انتهاء فترة الانتظار مرارا إلى إن تجد البطاقة إن الخط شاغرا عندها تقوم بوضع معلوماتها على الخط • عند حدوث خطأ في عمل بعض بطاقات الربط مع شبكة إيثرنت قد ترسل هذه البطاقة المعلومات إلى خط الاتصال والذي يكون بدوره مشغولا بنقل معلومات • من حاسوب لآخر (تدعى هذه الحالة بالتصادم COLLISION)وتقوم طريقة التحكم بالنفاذCSMA/CDباكتشاف ه هذا التصادم ومن ثم إعادة عملية اختبار انشغال خط الاتصال من جديد • في المخاطبة بين الأشخاص يصل صوت المتحدث واضحا إلى مسافة محدودة ويبعدها • يتخامد بحيث لا يستطيع سماعه من هو واقفا على مسافة بعيدة عن المتحدث. إذا أراد الشخص أن يصل صوته إلى مسافة أبعد من ذلك يقوم باستعمال مكبرات الصوت .كذلك الأمر في شبكات إيثرنت ، فالإشارة الكهربائية التي تمثل المعلومات تمتلك استطاعة محدودة يمكنها الانتشار دون تشويه يذكر عبر خط الاتصال لمسافة معينة ، لكن نتيجة لتخامدها التدريجي لا يمكن لهذه الإشارات أن تصل إلى حاسب يقع على مسافة أبعد من ذلك.

الشبكات المحلية اللاسلكية Wireless LAN إن أحد المشاكل الكبيرة التي تواجهها الشركات و المؤسسات في بناء الشبكات المحلية هي ضرورة تحديد المواقع الواجب وضع الحواسب فيها بشكل مسبق بحيث يصبح من الصعوبة بمكان نقل بعض المكاتب أو إعادة تنظيم بعض مواقع الشركات المرتبطة بالشبكة و ذلك بسبب الكابلات التي تربط الحواسب ببعضها. إذ أن أي تغيير أو نقل لبعض المكاتب قد يؤدي إلى إعادة بناء الشبكة من جديد. في بداية التسعينات بدء التفكير باستخدام الأمواج الرادوية RF Waves و الأشعة تحت الحمراء Infra Read كوسائط نقل بديلة في الشبكات المحلية ، و أطلق على الشبكات التي تستخدم هذه الأنواع من وسائط النقل بالشبكات المحلية اللاسلكية Wireless LAN. إن استخدام الوسائط اللاسلكية في نقل المعلومات عبر الشبكات المحلية سمح بالحصول على حرية و سهولة نقل الحواسب من مكان لآخر دون تحمل أعباء إعادة تمديد الشبكة من جديد إلا أن لكل من هذين الناقلين محاسنه و مساوئه ، فعلى سبيل المثال يمكن بناء عدة شبكات لاسلكية متجاورة باستخدام الأمواج تحت الحمراء Infra Read (وهي الأشعة المستخدمة في أجهزة التحكم المنزلية) ، دون حدوث أي تداخل فيما بينها ، إذ لا يمكن لهذه الأشعة اختراق الحواجز العازلة كالجدران ، إلا أنه من مساوئ استخدام الأشعة تحت الحمراء ضرورة وجود خط نظر مباشر بين المجمعة الضوئية و كل من الحواسب المرتبطة بها ، و إن وجود/أو مرور أي حاجز بينهما (مرور شخص ما) يؤدي إلى فصل الاتصال. أما بالنسبة للأمواج الرادوية فكما هو معروف تنتشر عبر الهواء و لمسافات بعيدة و لا يشترط وجود خط نظر مباشر بين الأجهزة للاتصال فيما بينها ، و بما أنها تخترق الحواجز فلا يمكن استخدامها بشكل مباشر لبناء شبكات متجاورة إذ تسبب تداخلا بين هذه الشبكات قد يؤدي إلى حدوث تداخل في المعلومات وأعطال في إرسال كل من الشبكات المتجاورة ، ثم التغلب على ظاهرة التداخل في استخدام الأمواج الراديوية و ذلك بإضافة ترميز معين يحدد من خلاله نوع الشبكة المستقبلة و كذلك استخدام تقنيات التخاطب المشفر بين محطات الشبكة الواحدة بحيث يتم من خلال هذه التقنيات حماية المعلومات المتبادلة عبر الشبكة اللاسلكية من الالتقاط و التنصت. تم مؤخرا وضع مقاييس معيارية للشبكات اللاسلكية التي تستخدم الترددات الراديوية بحيث تم تحديد معيار للمجال الترددي التي يسمح باستخدامه في الشبكات المحلية ، و طرق تصميم بطاقات الشبكة الراديوية ، و خوارزميات التعارف و التخاطب في هذه الشبكات و مواصفات ربط الحواسب في الشبكة و كذلك مواصفات الترابط بين الشبكات المحلية. بعد أن تعرفنا على الأنواع المختلفة لكابلات الوصل المستخدمة في بناء الشبكات المحلية يمكن تلخيص خصائص كل منها بالنقاط التالية :

أ‌- الألياف الضوئية Fiber Optics : • ذات سرعة نقل عالية من 100Mbite/s إلى 1Gbite/s. • ذات حكاية عالية ضد التنصت أو الاختلاس. • يمكن استخدامها لنقل الصور و الصوت إضافة إلى المعطيات. • نقل المعلومات لمسافات كبيرة دون الحاجة لمكررات إشارة Repeaters. • باهظة الثمن بالمقارنة بالأنواع الأخرى. • لا توجد شركات كثيرة مصنعة للألياف الضوئية للاختيار فيما بينها.

ب‌- الكابلات المحورية Coaxial Cables: • كثيرة الانتشار و الاستخدام و خاصة في الشبكات المبنية خلال الثمانينيات. • الكابلات الرفيعة سهلة التركيب ، لكن الثخينة منها صعبة التمديد. • سرعة نقل المعلومات عالية نسبيا. • المسافة التي تنتقل عبرها المعطيات دون الحاجة إلى مكررات كبيرة نسبيا ، إذ تصل المسافة في الكابل المحوري الرفيع إلى189متر وإلى500 متر في الكابل المحوري الثخين. • ليست آمنة ضد التفريع و سرقة المعلومات. • عند حدوث أي عطل فإنه من الصعب تحديد مكانه إلا باستخدام أجهزة اختبار خاصة. و قد يؤدي هذا العطل إلى توقف الشبكة بأكملها عن العمل.

ت‌- الأسلاك المجدولة غير المغلفةUTP : • رخيصة الثمن. • مناسبة جدا للبنى الحديثة للشبكات المحلية. • تستخدم في البنية النجمية للشبكات المحلية. • سهولة تحديد مكان العطل عند حدوثه. • تتصف بالليونة و سهولة الحركة و التركيب. • حدوث عطل في أحد الكابلات لا يؤدي إلى توقف الشبكة بكاملها عن العمل. • كثيرة التعرض للضجيج الكهربائي. • سهلة العطب لذلك تحتاج لعناية خاصة أثناء التمديد. • تحتاج الشبكة إلى كميات كبيرة من الكابلات مقارنة بما تحتاجه البنية الخطية من كابلات محورية. • ليست آمنة ضد التنصت و اختلاس المعلومات. إلى هنا نكون قد تعرفنا على خصائص المكونات المادية Hardware الأساسية للشبكة المحلية، وسننطلق في الفقرة القادمة إلى دراسة التوزع الجغرافي الحاسبات في الشبكة المحلية و كيفية ترابطها ببعضها ، و الذي يدعى طبولوجيا الشبكات المحلية LAN Topologies.

أشكال الشبكات المحلية LAN Topologies يطلق اسم (طبولوجيا) الشبكة Network Topology على الطريقة التي يتم فيها تحديد كيفية وصل الحواسب و المكونات الأخرى للشبكة ببعضها البعض بحيث تعطى التوصيف السليم للبنية العامة لشبكة الحواسب. يمكن تعريف الطريقة التي تحدد الشكل العام لبنية الشبكة المحلية من منظورين مختلفين : • الأول ويعرف باسم الطبولوجيا الفيزيائية للشبكة Physical Network Topology .يعتمد هذا المنظور على شكل الترابط الفيزيائي للشبكة المحلية بغض النظر عن الشكل الوظيفي المتبع خلالها ، أي اعتمادا على المخططات المتبعة في توصيل المكونات المادية للشبكة ببعضها البعض إضافة إلى طريقة تمديد الكابلات عبر المواقع الجغرافية و المواصفات المحددة لطبيعة الشبكة المادية. • أما المنظور الآخر فيعرف باسم الطبولوجيا المنطقية للشبكة Logical Network Topology ، و هو يعتمد على الطريقة المتبعة في تراسل المعلومات عبر الشبكة والاتجاه الذي تسلكه المعلومات عند التخاطب بين الحواسب قي الشبكة الواحدة أو الشبكات المترابطة ، و ذلك بغض النظر عن الشكل الفيزيائي الفعلي المتبع في ربط الحواسب ببعضها. وبشكل عام يمكن تصنيف طبولوجيا الشبكات المحلية إلى ثلاثة أصناف أساسية هي:

أ‌- الشكل النجمي Star Toplogy تعتبر الطبولوجيا النجمية من أقدم الطرق المعروفة في ترابط مكونات الشبكة ببعضها, حيث يتم فيها ربط كل محطة عمل (حاسوب استثماري) في الشبكة بكابل خاص إلى أحدى بوابات الوصل المتعددة في مركز الشبكة – الملقم الرئيسي - تتميز طريقة الوصل هذه بسهولة التعديل , إذ أن عملية إضافة أو إزالة محطة عمل من الشبكة دون التأثير على أداء الشبكة تعتبر بسيطة جداً ويمكن تنفيذها بسهولة دون التأثير على باق الحواسب في الشبكة ,كما أن أي عطـل قد يحدث على أحد كابلات الشبكة لا يتأثر به إلا الحاسوب الموصول به مباشرة. من مساوئ هذا النوع من الوصل هو انهيار الشبكة كلياً في حال حدوث عطل في الملقم الرئيســـي .تم تعديل مبدأ الوصل النجمي مع مطلع التسعينات بحيث يتم وصل جميع حواسب الشبكة بما فيها الملقمات Serves إلى مجمعة اتصالات تدعى HUB بحيث تعتبر هذه المجمعة مركزاً للتوصيل النجمي في الشبكة.

ب‌- الشكل الحلقي Ring Topology تأخذ الشبكة في هذا التصميم شكل الحلقة حيث يتم وصل الحواسب في الشبكة على شكل حلقة مغلقة .يؤمن خط النقل وصل كل حاسوب بالحاسوب الذي يليه و يتم وصل الحاسوب الأخير بالأول في الشبكة.

ت‌- الشكل الخطي Bus Topology يتم ربــط الحواسب تسلسلياً في هذا النوع من التوصـــيل و ذلك باســتخدام كـــابلات محورية بحيث يشــكــل كــابل الوصــل خطـــاً يصل ما بين الحواسب, يتم إغلاق كل من نهايتي الكابل بممناعة ذات قيمة مناسبة. يسبب فصل أو عطل الخط الواصل بين أي حاسوبين توقف النظام بكـامله عن العمل. هل هنا ك أنظمة معيارية لكابلات الشبكة المحلية وخصائصها من حيــث الأبعاد الفيزيائية والخصائص الكهربائية طبولوجيا الوصل وكذلك طرق نقل المعلومات عبر الخطوط في شبكة LAN ؟ بالطبع توجد أنظمة معيارية تحدد جميع هذه الخصائص, وتتضمن هذه المعايير إضـافة إلى ذلك ,تحديد الأسس الواجب إتباعها في وصل حواسب الشـبكة ببعضها الـبعض , أو بكلمة أخرى تحديد القواعد والقوانين لتصميم وبناء الشكل العام للشبكة المحلية ( طبولوجيا الشبكة ) .وهذا هو موضوع الفقرة التالية :

معايير الشبكات المحلية LAN Standard لقد بدأت فكرة الشبكات المحلية عندما أثمـرت الجهود التي قام بها باحـثوا بعض شركـات الحواسب و الإلكترونيات الكبيرة عن نظم استطاعوا من خلالها ربط الحواسب ببعضها وتحقيق نقل المعلومات بين هذه الحواسب والمشاركة في مصادرها إلا أن كل من هذه الشركات قد قام بتصميم نظام الشبكة بطريقته الخاصة, حيث قـــامت شركة IBM بتصمـيم نظام لتبادل المعطيات الرقمية بين مسـتثمري حواسـب الـ IBM أخذ اســم شـبكات ( SAN System Network Architecture ) كما قامت شركة Xerox بتصميم نظام شبكة معطيات عـرف باسـم إيثرنت Ethernet LAN للشـبكات المحلية, وكذلك قامت شركةGeneral Motors الأمير كية للسيارات بالدعم لبناء تفي بالمواصفات التي ترغبها لأتمتة معاملها فكانت شبكة بمواصفات أطلق عليها اسم Token Bus. قامت IBM أيضاً بتصميم شبكة محلية تأخذ الشـكل الحلقي عرفت باســم Token Ring, وقامت شركات أخرى بتصـميم نظم مختلفة للشبكات. إن الانتشار الواسع لشبكات الحاسبات و وجود العديد من نظم إدارة الشـبكات المختلفة أدى إلى عدم توافق عمل هذه الشبكات مع بعضها مما أدى إلى استحالة ربطها ببعضها, ومن هنا نشأت الحاجة إلى وجود أنظمة معيارية تحدد القواعد والبروتوكولات الواجب إتباعها في تصميم وبناء الشبكات الحاسوبية ,بحيث تؤمن لمصممي الشـبكة اختيار التجهيزات المناسبة لشبكاتهم من مصادر مختلفة دون الخـوف من عدم توافــق عمل هذه الأجهزة مع بعضها البعض. لقد تم العمل على تطوير المواصفات القياسية لهذه التجربة منذ السبعينات. حيث تضمنت هذه المواصفات البنية التحتية والتشغيلية لأجهزة الشبكة وتوافقها مـع بعضها. لقد سعت العديد من الهيئات الدولية والــمنظمات الــمهتمة المَعيَرة منها EIA و IEEE و ISO بتطوير قواعد ومواصفات تحدد الطرق التي يجب على الأجهزة الإلكترونية إتباعها عند إرسال الإشارات وتبادل المعلومات وتحقيق الاتصال السريع والخالي من الأخطاء. تعتبر هيئة معهد الهندسة الكهربائية و الإلـكترونية IEEE من أهم وأكثر الهـــيئات التي عملت وما تزال تعمل على إصـدار التوصيات ووضع المعايير للشبكات المحلية. تتألف هذه الهيئة من مجموعة كبيرة من الأكاديميين الصناعيين والباحثـين والمهتمين في المجالات العلمية والهندسية, ولقد أطلقت هذه الهيئة مشروع يهدف إلى وضع موحدة في مجال الشــبكات الحاسوبية المحلية وذلك بطلب من الشركات العملاقة التـالية : IBM و Xerox و Boeing وGeneral Motors. أطلق على هذا المشروع اسم المـشروع IEEE802 وذلك نسبة إلى التاريخ الذي بدء العمل به وهو شهر شـــباط (فبراير) من عام 1980 حيث يمثل الرقم 80 العام 1980 والرقم 2 الشهر الثاني من السنة (شباط) ولا يزال العاملون في المشروع حتى الآن يضيفون المعايير الجديدة للشبكات المحلية وذلك حسب التطورات التي تطرأ على نظم نقل المعلومات. نتج عن هذا المشروع تحديد المواصفات المعيارية في المجالات التالية لمتطلبات الشبكة المحلية : • الوسائط الفيزيائية المستخدمة في بناء الشبكة المحـلية. • جهود الإشارات الممثلة للمعلومات ضمن الشبكة المحـلية. • طرق نفاذ المعلومات من بطاقة الربط مع الشبكة إلى وسائط النقلAccess methods. • طرق تقسيم المعلومات إلى رزم و مواصفات هذه الرزم. • بروتوكول إنشاء الاتصال والتخاطب بين الحواسب. • تحديد خصائص طبولوجيا الشبكات المحلية. إن المواصفات IEEE802 تحدد المعايير المكافئة لتلك المحددة في الطبقات الثلاثة الدنيا من مواصفات المعيار العالمي ISO-OSI. تقسم لجنة المشروع IEEE802 إلى لجان فردية كل منها يهتم بموضوع جزئي معين من مواضيع الشبكة المحلية, هذه اللجان هي : • IEEE802.1 : تقسم هذه اللجنة إلى لجنتين : الأولى 802(a) ومــهمتها تحديد الشكل العام overview للمشروع وكيفية الترابط والتعاون بين اللجان الأخرى و المعايير الصادرة عنها. أما اللجنة الفرعية الثانية فتهتم بتعريف المعايير الـخـاصة بالعنونة Addressing والترابط بين الشبكات Internetworking وكذلك مواضيع إدارة الشبكة المحلية Network Management. • IEEE802.2 : هي اللجنة الأعلى في المشروع وتهتم بوضع المعايير لطبقة التحكم بالترابط المنطقي Logical Link Control layers والتي تعرف بشكل عام الخدمات الإلزامية اللازم توفرها في أي شبكة محلية بغض النظر عن توزعها واستخدامها الفعلي. تضع هذه اللجنة الوظائف المطلوبة سواء ًكانت الشبكة تطبق مبدأ شبكة Ethernet أو Token Ring أو FDDI. عندما تضع هذه اللجنة المتطلبات الأساسية تقوم اللجان الأخرى بوضع الدراسات والمعايير لتطبيق هذه المتطلبات حسـب توزع و طبولوجيا الشبكات المختلفة. • IEEE802.3 : تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العليا IEEE802.2 على شبكات إيثرنت المحلية, وتضع أيضاَ المواصفات المعيارية لعمل شبكات إيثرنت من حيث مواصفات خطوط النقل المستخدمة وطريقة نفاذ المعلومات إلى وسائط النقل والشكل العام لبنية المعلومات التي تنقل عبر خطوط هذه الشبكة. • IEEE802.4 : تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العليا IEEE802.2 على الشبكات المحلية نموذج Token Bus. • IEEE802.5 : تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العلياIEEE802.2 على شبكات Token Ring المحلية. • IEEE802.6 : تحدد هذه اللجنة مواصفات نقل المعلومات عبر الألياف الضوئية Fiber Optic. والمواصفات الفيزيائية للألياف الضوئية وجميع المعايير المتعلقة باستخدام الألياف الضوئية في الشبكات المحـلية. • IEEE802.7 : تحدد هذه اللجنة المعايير الواجب تطبيقها في نقل إشارات الشبكة المحلية عند استخدام مجال الحزمة الواسعة من الإشارات Broadband .تقوم هذه اللجنة بوضع المعايير التي تحدد كيفية تطبيق المتطلبات المحددة من قبل اللجنة العليا IEEE802.2 على شبكات إيثرنت المحلية المستخدمة الحزمة الواسعة. • IEEE802.8 : تحدد هذه اللجنة معايير الشبكة المحلية المسماة Isochronous Ethernet أو (IsoEnet) والتي تستخدم قناة نقل غير متزامنة بسرعة 10 Mb/s (10Mb/s Asynchronous Channel) إضافة إلى 96 قناة كل منها بسرعة 64Kb/s والتي يمكن تخصيص كل منها لنقل سلسلة من المعلومات على الشبكة Bursty and time critical traffic. • IEEE802.11 : تحدد هذه اللجنة المعايير الخاصة بالشبكات المحلية اللاسلكية Wireless LAN من حيث نوع الوسيط اللاسلكي المستخدم في نقل المعلومات وعرض المجال المستخدم Bandwidth وكذلك طريقة النفاذ المعتمدة • المواصفات IEEE802.2 :التحكم بالربط المنطقي LOGICAL LINK CONTROLLER • تحدد المواصفات IEEE802.2طريقة تبادل المعلومات بين نقاط عبور الخدمات الحاسوبية SAPS(SERVICE ACCESS POINT)وذلك عبر البروتوكول المسمى ببروتوكول طبقة التحكم المنطقي بالربطLOGICAL LINK CONTROL LAYER PROTOCOL(LLC PROTOCOL) • يتم ذلك من خلال هذه المواصفات تحديد طريقة تقسيم المعلومات إلى رزم وتسليمها من التطبيق إلى الطبقات الأدنى من طبقات برتوكول الاتصال وبالعكس إذ تقوم هذه الطبقة من البروتوكول ألاتصالي بمزج المعلومات من التطبيقات وإرسالها عبر خط فيزيائي وحيد في الشبكة تتضمن هذه المواصفات المحددات اللازمة للعمل حسب نوعي الخدمة المعروفين باسم خدمة الاتصال المعتمدة على استقرار الوصل CONNECTION ORIENTED SERVICE وخدمات الاتصال غير المعتمدة على استقرار الوصل CONNECTIONLESS ORIENTED أو الذي يطلق عليها اسم خدمة الداتاغرام DATAGRAM ORIENTEDإن وظائف البروتوكول المحددة بالتوصيف IEEE802.2مماثلة لمواصفات المعيار HDLC في نظام الشبكات الواسعةWAN مع الأخذ بعين الاعتبار أن الحواسب هنا تنتمي إلى شبكة اتصال محلية واحدة. • المواصفاتIEEE80.3 أو إيثرنت ETHERNET تعتبر شبكات إيثرنتETHERNETمن أكثر الشبكات المحلية استخداما وانتشارا وخاصة تلك التي تستخدم في ربط الحواسب الشخصية صمم أول نظام شبكات إيثرنت في مخابر مركز بالو التو للبحوث PALO ALTO RESEARCH CENTER التابع لشركة XEROXفي كاليفورنيا عام 1980 وفي شهر أيلول (سبتمبر)من عام 1981صدرت أول مقالة عامة تصف معيار إيثرنت للشبكات المحلية والذي أطلق عليه المعيار DIX 1.0،وقد شارك في تحديد هذا المعيار كل من الشركات الكبرى التالية ،INTEL,DEC,XEROX,ثم قامت كل من شركتي DEC ,INTELبتعديل بعض هذه المحددات وإصدار مجددات النسخة الثانية من إيثرنتETHERNET VERSION.تم لاحقا اعتماد هذا المعيار من قبل هيئة IEEEكمعيار عالمي لتوصيف شبكات إيثرنت المحلية وأخذ هذا التوصيف الاسم IEEE802.3 إن كلمة إيثرنت ETHERNET مشتقة من اللغة الإغريقية وتعني العنصر الذي يملأ الفراغ أو بكلمة أخرى الهواء .لقد اختار مصممو هذا النموذج من الشبكات المحلية هذا الاسم لمنتجهم لوجه التشابه بين المبدأ الذي يتم فيه تبادل الحديث عبر هذه الشبكة ومبدأ تبادل الحديث بين الأشخاص وتأثير الهواء في حمل هذه الملومات .ولفهم مبدأ العمل في شبكة إيثرنت لنتذكر معا بعض القواعد العامة في المحادثة: لقد وهبنا الله أفواه وآذان يمكن استخدامها كوسائل للتفاهم فيما بيننا ,إذ نستطيع من خلال تحريك اللسان ضمن الفم في حركات معينة أن نصدر أصوات تشكل بمجملها المعلومات لتصل إلى الأشخاص المشاركة في جلسة النقاش حيث تلتقطها أذانهم وتحولها إلى شكل معين من الذبذبات يتم تحليها وفهمها • وبذلك تصل الأصوات المرسلة عبرا لهواء إلى جميع الأشخاص المجاورة للمتحدث .من المعلوم إن الهواء هو العامل الأساسي والوحيد الذي يتم خلاله نقل أو بث الأصوات (تبادل المعلومات )في أي جلسة حوار بين مجموعة من الأشخاص في مجلس ما .وكما هو معروف للجميع،فانه من آداب الحديث الالتزام بالقاعدة التالية :إذا تكلم أحد الأشخاص في مجلس معين يجب على الجميع التوقف عن الحديث والاستماع ،وإذا رغب أحدهم في الحديث فانه ينتظر إلى أن ينهي المتكلم حديثه .في بعض الأحيان ينطلق اثنان بالحديث معا ثم يلاحظ كل منهما إن الآخر رغب بالحديث ،فيصمت كلاهما فجأة عن الكلام للحظات ،ثم ينطلق أحدهم فيعيد ما قد بدأه من الحديث ويستمر في حديثه ،في حين يبقى الآخر صامتا يستمع إليه منتظرا انتهاء حديثه أو فترة صمت جديدة للبدء بدوره للمشاركة بالحديث • ينتج عن الالتزام بقاعدة الاستماع للحديث المذكورة أعلاها عدم جدوى اشتراك ا أعداد كبيرة جدا من الأشخاص لتبادل الآراء في موضوع معين .إذ كلما زاد عدد المشاركين في النقاش كلما زادت كلما زادت الفترة الزمنية الواجبة على كل شخص انتظارها للإبداء برأيه وبذلك قد يتأخر الجميع عن الأعمال اليومية الأخرى الموكلة إليهم و يصبح الاجتماع معيقا بدل أن يكون ذو فائدة لذلك يتبع عادة دعوة مجموعة لا تزيد عن عدد معين من الأشخاص لتبادل الآراء والمناقشة وفي حال وجود أراء تهم أشخاص من مجموعات أخرى مهتمة بموضوع النقاش يوكل أحد الأشخاص المشتركين في النقاش بنقل هذه الآراء إلى المجموعة الأخرى واستلام من تلك المجموعة إلى المجوعة الأخرى واستلام المعلومات من تلك المجموعة إلى مجموعة النقاش المشترك بها (أي يقوم بدور الجسر الواصل بين المجموعتينbridge) • لا يختلف مبدأ عمل شبكة إيثرنتEthernet في تبادل المعلومات عن هذا المبدأ.إذ تمتلك كل من بطاقات الترابط مع شبكة إيثرنت NIC جهاز للإرسالTRANSMITTER وأخر للاستقبال RECEIVER يعمل هذان الجهازان عمل الفم والأذن لدى الإنسان .تتشارك جميع الحواسب في شبكة الإيثرنت عبر وسيط نقل واحد يصل بينها جميعا، وغالبا ما يكون كايلا محوريا .تعتمد الحواسب في نقل المعلومات على بث هذه المعلومات (بشكل إشارات كهر بائية)إلى الكابل ،وذلك بعد التأكد من أن أـحدا لا يستخدم هذا الكابل في نقل معلوماته ، تستمع جميع الحواسب إلى المعلومات المرسلة عبر خط الاتصال المشترك بما في ذلك الحاسوب المرسل والحاسوب المستقبل .وتتحسس بطاقة الربط مع شبكة الإيثرنت بالجهود المارة عبر الكابل لتتأكد من وجود معلومات عابرة أو خلو الخط من أي معلومة .لا تقوم بطاقة الشبكة بار سال المعلومات على الخط إلا إذا كان شاغرا ، فإذا حدث وتم إرسال معلومات من محطتين معا تقوم بطاقتا الاتصال بالشبكة لهاتين المحطتين بإيقاف إرسال كل منهما. • كيف تقوم شبكة إيثرنت ETHERNET بالتنصت عمليا على خط الاتصال ومعرفة وجود محادثة على الخط المشترك ومن يحدد آلية بث المعلومات عبر الخط .‌‍ • يعتمد تصميم شبكة إيثرنت في نقل معلومات عبر الخط المشترك على طريقة معينة من طرق النفاذ إلى الوسط الناقل للمعلومات MEDIA ACCESS METHODتدعى طريقة التحسس بالحامل التعدد الوصول الكاشف للتصادم CARRIER SENSE MULTIPE ACCESS/COLLISION DETECTION(CSMA/CD) وهذه الطريقة تعمل على الحس والإدراك المتبع في الخاطبة عند الإنسان إذ تتحكم بقواعد نفاذ المعلومات من البطاقة إلى خط الاتصال في شبكة الإيثرنت والتحسس بحالة الخط وهي تعمل حسب ما يلي : • عندما يمتلك أحد الحواسب معلومات للإرسال تقوم CSMA/CD في بطاقة الربط مع شبكة إيثرنت الموجودة ضمن هذا الحاسوب للتأكد من عدم وجود معلومات أخرى على خط الإرسال المشترك وذلك قبل إطلاق تلك المعلومات على الخط حيث تحرض بطاقة الشبكة على بث إشارة كهر بائية بمطال مساو ل5فولت على الخط ،فهذا دليل على إن الخط شاغرا ولا يحوي سوى إشارة الاختبار التي أرسلتها البطاقة ،عندها تقوم البطاقة بتحرير المعلومات وإرسالها عبر خط الاتصال .إما إذا كانت قيمة نتيجة الاختبار مساوية ل10فولت فذلك يعني إن الخط مشغول بنقل معلومات من حاسوب لأخر ،عندها تقوم بطاقة الشبكة بتأخير إرسال المعلومات لفترة من الزمن تحدد عشوائيا من خلال مولد زمن عشوائي تمتلكه البطاقة • إذا توفرت معلومات للإرسال من قبل حاسوبين أو أكثر من حواسب الشبكة في وقت واحد فان بطاقة كل شبكة مثبتة فيكل من هذه الحواسب ستقوم بعملية الاختبار المذكورة أعلاه ، وبالتالي ستكون النتيجة لدى جميع البطاقات أن خط الشبكة مشغول ،عندها ستؤخر كل بطاقة عملية إرسال معلوماتها لفترة زمنية عشوائية مختلفة عن الأخرى وذلك بسبب المولدات العشوائية المختلفة في كل بطاقة. • تكرر عملية اختبار الخط بعد انتهاء فترة الانتظار مرارا إلى إن تجد البطاقة إن الخط شاغرا عندها تقوم بوضع معلوماتها على الخط • عند حدوث خطأ في عمل بعض بطاقات الربط مع شبكة إيثرنت قد ترسل هذه البطاقة المعلومات إلى خط الاتصال والذي يكون بدوره مشغولا بنقل معلومات • من حاسوب لآخر (تدعى هذه الحالة بالتصادم COLLISION)وتقوم طريقة التحكم بالنفاذCSMA/CDباكتشاف ه هذا التصادم ومن ثم إعادة عملية اختبار انشغال خط الاتصال من جديد • في المخاطبة بين الأشخاص يصل صوت المتحدث واضحا إلى مسافة محدودة ويبعدها • يتخامد بحيث لا يستطيع سماعه من هو واقفا على مسافة بعيدة عن المتحدث. إذا أراد الشخص أن يصل صوته إلى مسافة أبعد من ذلك يقوم باستعمال مكبرات الصوت .كذلك الأمر في شبكات إيثرنت ، فالإشارة الكهربائية التي تمثل المعلومات تمتلك استطاعة محدودة يمكنها الانتشار دون تشويه يذكر عبر خط الاتصال لمسافة معينة ، لكن نتيجة لتخامدها التدريجي لا يمكن لهذه الإشارات أن تصل إلى حاسب يقع على مسافة أبعد من ذلك.