Computer Networking

فهم أساسيات الأمن السيبراني أمر حيوي لحفظ خصوصيتنا. وحتى تكون في مأمن من التهديدات السيبرانية يجب عليك التعرف على الهجمات وتبني إجراءات أمان فعالة. تعلم المزيد عن تأمين كلمات المرور والتحقق الثن تعتبر شبكات الحاسب الآلي من أهم المواضيع التي يتم دراستها في علوم الحاسب إذ تشكل أساساً مهماً للاتصال بين الأجهزة الحاسوبية وتبادل المعلومات والبيانات بينها. وتعتبر مادة مبادئ شبكات الحاسب الآلي هي الأساس الذي يجب على الطالب في كافة تخصصات الحاسب الآلي معرفته وفهمه بشكل جيد لمعرفة كيف تتواصل الأجهزة مع بعضها البعض سواء في نطاق الشبكات المحلية أو على نطاق أوسع مثل شبكة الانترنت.

 

تتكون هذه المادة من عدة فصول تغطي مجموعة واسعة من الموضوعات، بدءًا من تعريف الشبكات وأنواعها، وصولًا إلى تصميم وتطبيقات الشبكات وأدوات الشبكات المختلفة والأمان في الشبكات.

 

ستقدم هذه المذكرة الجزء الأساسي لموضوعات شبكات الحاسب الآلي، بحيث يستطيع الطلاب الاستفادة منها كأساس ينطلق من خلاله إلى فهم المفاهيم الأساسية والتحليل العميق للمواضيع المتقدمة.

 

الشبكات في الماضي وفي حياتنا الحالية:

 

يعود تاريخ بداية دراسة شبكات الحاسب إلى عقود مضت، حيث بدأت الأبحاث الأولى في هذا المجال في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. وفي ذلك الوقت، كان الهدف الرئيسي للأبحاث هو توصيل أجهزة الحاسب الآلي ببعضها البعض لتسهيل تبادل المعلومات والبيانات بينها، وتطوير طرق التواصل بينها.

 

ومع تطور أجهزة الحاسب الآلي والتكنولوجيا بدأت شبكات الحاسب في الانتشار والتطور بشكل كبير حتى أصبحت تستخدم في العديد من المجالات مثل الأعمال التجارية والترفيه والتعليم والخدمات الحكومية أي انها تحولت من مجرد أسلوب لتبادل المعلومات بين أجهزة الحاسب الآلي إلى جزء أساسي من الحياة اليومية لا يمكن الاستغناء عنه وأصبحت قادرة على وتوصيل الأفراد ببعضهم البعض في جميع أنحاء العالم.

 

واليوم تمتد مجالات تخصص شبكات الحاسب إلى تصميم وتطوير البرمجيات والأجهزة والبنية التحتية للشبكات وحماية الأمن السيبراني. ائي وتحديث البرامج للدفاع عن المعلومات الشخصية والحفاظ على السلامة الرقمية.

من الأشياء التي تدعمها شبكات الحاسب في حياتنا اليومية ونلمسها بوضوح :

دعم طريقة التعلم

دعم طريقة التواصل

دعم طريقة العمل

دعم طريقة اللعب

أحجام شبكات الحاسب:

 

تختلف أحجامها بشكل كبير اعتمادًا على نوع الشبكة والاستخدام الذي يراد منها فقد تكون ذات حجم صغير مثل الشبكات المنزلية التي توفر الاتصال بين الأجهزة في منزل واحد أو مكتب صغير وقد تكون ذات حجم أكبر مثل الشبكات الموجودة في الحرم الجامعي والتي تربط أجهزة الحاسب الآلي في مكان واحد أو تلك الموجودة في المستشفيات وقد تكون أكبر حجمًا مثل الشبكات الواسعة النطاق التي تغطي مناطق كبيرة وتربط أجهزة الحاسب الآلي في مدن أو دول بأكملها.

 

يمكن أن تشمل شبكات الحاسب أيضًا عددًا كبيرًا من الأجهزة بما في ذلك أجهزة الحاسب الآلي والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وغيرها، وتتوفر اليوم شبكات ضخمة تضم الملايين من الأجهزة في جميع أنحاء العالم مثل الإنترنت والسحابة الحاسوبية وشبكات التواصل الاجتماعي

ماذا يقصد بمصطلح (العملاء والخوادم) في شبكات الحاسب :

 

يشير مصطلح العميل والخادم (Client-Server) إلى علاقة تفاعلية بين جهازي حاسب أو برمجيات، حيث يعمل الجهاز الأول (العميل) على طلب الخدمات أو الموارد التي يريدها من الجهاز الثاني (الخادم) والذي بدوره يستجيب لهذه الطلبات ويقدم الموارد المطلوبة.

 

وعليه فيمكن أن تكون العلاقة بين العميل والخادم في صورة طلب واستجابة مباشرة حيث يقوم العميل بإرسال طلباته إلى الخادم وتتم الاستجابة لها بشكل فوري ويمكن أن يكون الاتصال بين العميل والخادم على شكل دائم ومستمر بحيث يقوم العميل بالتواصل بشكل دوري مع الخادم لتحديث المعلومات أو الحصول على الموارد الجديدة.

 

وتستخدم هذه العلاقة في العديد من التطبيقات والخدمات على الإنترنت مثل البريد الإلكتروني والمواقع الإلكترونية والتطبيقات السحابية بحيث يتم استخدام الخادم لتخزين وتوفير الموارد والخدمات المطلوبة من قبل العميل

شبكات (نظير إلى نظير) :

 

شبكات نظير إلى نظير (P2P) هي نموذج آخر للاتصال بين أجهزة الحاسب الآلي والتطبيقات التي تتيح التواصل والتبادل المباشر للموارد فيما بينها ودون الحاجة إلى وجود خادم مركزي.

ويتم في هذا النموذج توزيع العمل بين الأجهزة المشاركة حيث يمكن لأي جهاز في الشبكة الوصول للموارد المتاحة وتوفير الموارد المطلوبة للجهاز الآخر أي أنه يمكن لأي جهاز أن يكون عميلاً وخادماً في ذات الوقت ويعتبر هذا النموذج مناسبًا لتحميل الملفات وتوزيع المحتوى على المستخدمين وللتواصل الفوري مثل تطبيقات المحادثة.

 

ويتم استخدام شبكات نظير إلى نظير في العديد من التطبيقات الشائعة، مثل تبادل الملفات عبر الإنترنت والعمليات المالية المشفرة والألعاب عبر الإنترنت.

 

مكونات الشبكة الأساسية:

 

تتكون الشبكة من ثلاث مكونات أساسية وهي:

 

1. الأجهزة: وتشمل الأجهزة المستخدمة في الشبكة مثل أجهزة الحاسب الآلي والموجهات (Router) والمبدلات (Switch) والخوادم (Server) وغيرها. وتسمح هذه الأجهزة بتوصيل الأجهزة المختلفة ببعضها البعض في الشبكة ونقل البيانات والمعلومات بينها.

 

2. الخدمات (البرمجيات): وتشمل البرمجيات المستخدمة في الشبكة مثل برامج إدارة الشبكة وبرامج الحماية وبرامج التشغيل والتطبيقات المختلفة التي تستخدمها الأجهزة في الشبكة.

 

3. الوسائط: وتشمل الكابلات المستخدمة لربط الأجهزة في الشبكة مثل الكابلات النحاسية والألياف الضوئية وغيرها كما تشمل أيضاً الموجات اللاسلكية التي تعتمد على تقنية WiFi للاتصال بالشبكة.

 

تتفاعل هذه المكونات مع بعضها البعض لتشكل الشبكة الأساسية وتتيح للأجهزة التواصل ونقل البيانات والمعلومات فيما بينها

 

أنواع الأجهزة المستخدمة في شبكات الحاسب:

 

يوجد نوعين من الأجهزة المستخدمة في شبكات الحاسب وهما:

 

1. الأجهزة الوسيطة (البينية): هي الأجهزة التي تستخدم لربط الأجهزة الطرفية (End Devices) مع بعضها البعض في الشبكة، وتساعد في تحسين أداء الشبكة وزيادة سرعة نقل البيانات. وتشمل الأجهزة الوسيطة الأشهر في شبكات الحاسب هي الموجهات (Router) والمبدلات (Switch) ومكررات الإشارة (Hubs) ونقاط الوصول اللاسلكية (Wireless Access Points) بحيث تعمل هذه الأجهزة على توجيه حركة المرور في الشبكة وتوزيع البيانات والمعلومات بين الأجهزة الطرفية فتحسين أداء الشبكة عن طريق تحسين سرعة النقل وتحسين تدفق البيانات وزيادة كفاءة الاتصالات. وتلعب الأجهزة الوسيطة دورًا مهمًا في تصميم الشبكة، حيث يعتبر جزء أساسي في تصميم الشبكة تحديد المكان المثالي لوضعها وتحديد أنواعها وعددها واختيار الأجهزة الأفضل لتلبية احتياجات الشبكة وتحقيق أعلى مستويات الأداء.

 

2. الأجهزة الطرفية: الأجهزة الطرفية (End Devices) في شبكات الحاسب هي الأجهزة التي تتصل بالشبكة لتلقي الخدمات وإرسال البيانات إليها. وتشمل الأجهزة الطرفية أي جهاز يتصل بالشبكة ويستخدمه المستخدم النهائي لأغراضه الشخصية أو العملية، مثل أجهزة الحاسب الآلي (الشخصية أو المحمولة) والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة الذكية الأخرى. وتلعب الأجهزة الطرفية دورًا حيويًا في الشبكات حيث تشكل جزءاً أساسياً من التطبيقات والخدمات التي توفرها الشبكات للمستخدمين. وتختلف متطلبات الأجهزة الطرفية وخصائصها وفقاً للدور الذي تقوم به ونوع الشبكة الموجود فيها وعادة ما يتم تصميم الشبكة بناءً على متطلبات الأجهزة الطرفية المختلفة واحتياجات المستخدمين.

 

أنواع البرمجيات (الخدمات) المستخدمة في شبكات الحاسب:

 

تتنوع البرمجيات المستخدمة في شبكات الحاسب حسب الغرض من الاستخدام، ومن بين أهم أنواع البرمجيات المستخدمة في شبكات الحاسب:

 

1. أنظمة التشغيل (Operating Systems): وتشمل البرامج التي تدير عمليات أجهزة الحاسب الآلي والأجهزة الأخرى في الشبكة، وتشمل أنظمة التشغيل المختلفة مثل ويندوز ولينكس وماك أو إس.

 

2. برامج الحماية والأمان (Security Software): وتتضمن البرامج المصممة لحماية الشبكة والأجهزة الموصولة بها من الهجمات الإلكترونية والفيروسات والبرامج الخبيثة، مثل برامج الحماية من الفيروسات والجدران النارية (Firewalls) وأدوات الكشف عن الاختراق.

 

3. برامج الخوادم (Server Software): وتشمل البرامج التي تستخدم لتشغيل الخوادم في الشبكة، مثل برامج البريد الإلكتروني وخوادم الملفات وخوادم الويب وخوادم قواعد البيانات.

 

4. برامج إدارة الشبكة (Network Management Software): وتشمل البرامج التي تساعد في إدارة ومتابعة أداء الشبكة، وتشمل أدوات المتابعة والتشخيص وأدوات إدارة الموارد وأدوات إدارة الاعدادات.

 

5. برامج التطبيقات (Applications Software): وتشمل البرامج التي تستخدم لتشغيل التطبيقات المختلفة على الشبكة مثل برامج المكالمات الصوتية والفيديو والتطبيقات الإلكترونية المختلفة.

 

وهناك العديد من البرامج الأخرى التي تستخدم في شبكات الحاسب وتختلف بحسب نوع الشبكة وحجمها وأهدافها ومتطلبات المستخدمين.

 

أنواع الوسائط المستخدمة في شبكات الحاسب:

 

يمكن استخدام عدة أنواع من الوسائط لتوصيل شبكات الحاسب، ومن بين هذه الوسائط:

 

1. الكابلات النحاسية: وتشمل الكابلات النحاسية مثل الكابلات المحورية (Coaxial) والكابلات الغير محمية (UTP) والكابلات المحمية (STP)ويستخدم حالياً (UTP) و (STP) بشكل شائع في شبكات الحاسب المحلية.

 

2. الألياف الضوئية: وتعتبر الألياف الضوئية أسرع وأكثر كفاءة من الكابلات النحاسية حيث تسمح بنقل البيانات على مسافات طويلة وبشكل أسرع وتستخدم هذه الوسائط في الشبكات الكبيرة مثل شبكات المؤسسات وشبكات الاتصالات الواسعة.

 

3. الموجات اللاسلكية: تستخدم بعض الأجهزة اللاسلكية مثل الأجهزة الهواتف الذكية وأجهزة الحاسب الآلي المحمولة والأجهزة اللوحية خاصية الاتصال بالشبكة باستخدام إشارات الراديو وترددات اللاسلكي.

 

ويختلف كل نوع من الوسائط المستخدمة لتوصيل شبكات الحاسب من حيث المميزات والعيوب والتطبيقات المناسبة لكل نوع ويتم اختيار الوسيطة المناسبة حسب حاجة الشبكة واحتياجات المستخدمين.

تمثيل الشبكة رسومياً (الأيقونات والرموز):

 

تلعب الأيقونات المستخدمة لتمثيل الشبكة وأجهزتها دورًا هاماً في فهم وتصور الشبكة والأجهزة الموجودة فيها حيث تمثل هذه الأيقونات الأجهزة والمكونات المختلفة للشبكة بشكل واضح وسهل الفهم.

 

وتتيح هذه الأيقونات التواصل بين المتخصصين في مجال شبكات الحاسب والأشخاص العاديين الذين يستخدمون الشبكة حيث يمكن استخدامها في الرسومات والتخطيطات والأشكال التوضيحية لتوضيح مكونات الشبكة وعلاقاتها ببعضها البعض مما يساعد على فهم أساسيات الشبكة وعملها بشكل أفضل.

 

علاوة على ذلك فإن استخدام الأيقونات الموحدة يجعل من السهل فهم التصميم العام للشبكة حيث يسهل استخدام نفس الأيقونات للمستخدمين والمتخصصين على حد سواء فهم تصميم الشبكات المختلفة والتواصل فيما بينهم.

المخططات الهيكلية للشبكة:

 

المخطط الفيزيائي للشبكة (Physical Network Diagram) يوضح كيفية توصيل الأجهزة والمعدات المختلفة في الشبكة ويصف الاتصالات الفعلية بينها فهو يعرض المخطط الفيزيائي للمكان وللأجهزة الفعلية في الشبكة والتوصيلات بينها.

 

المخطط المنطقي للشبكة (Logical Network Diagram) يركز على كيفية تبادل البيانات بين الشبكات أو بين الأجهزة في الشبكة الواحدة فهو يركز على عناوين الـ IP وعلى الشبكات الفرعية والشبكات الظاهرية (VLANs) وما أشبه ذلك.

 

بشكل عام، المخطط الفيزيائي يركز على تفاصيل الشبكة والأجهزة الفعلية المستخدمة فيها، في حين أن المخطط المنطقي يركز على الاتصالات العامة والخدمات التي توفرها الشبكة. وبالتالي فإن كل منهما يعرض جانباً مختلفاً من الشبكة ويساعد على فهم كيفية عمل الشبكة بشكل أفضل.

أنواع شبكات الحاسب:

 

هناك عدة أنواع من شبكات الحاسب، وقد يكون أشهرها :

 

شبكات النطاق الشخصي (PAN) : وهي شبكات صغيرة تغطي مساحة قريبة جداً من الشخص المستخدم لها مثل الهواتف الذكية وأجهزة الحاسب الآلي المحمولة والأجهزة اللوحية والسماعات اللاسلكية.

 

شبكات النطاق المحلي (LAN): وهي شبكات تغطي منطقة محدودة مثل مبنى أو مجموعة من المباني القريبة من بعضها وتستخدم بشكل شائع في المؤسسات والشركات الصغيرة والمتوسطة.

 

شبكات النطاق الواسع (WAN) : وهي شبكات تغطي مناطق واسعة جداً مثل الدول والقارات وتستخدم بشكل شائع في الاتصالات العالمية والمؤسسات الكبيرة.

 

شبكات النطاق المحلي اللاسلكي (WLAN) : وهي شبكات لاسلكية تستخدم نفس تقنيات الاتصال اللاسلكي التي تستخدمها شبكات الجيل الثالث (3G) والجيل الرابع (4G)، وتغطي مناطق محدودة مثل مباني أو غرف معينة.

 

الشبكة المحلية (LAN) :

 

يقصد بالشبكة المحلية الشبكة الصغيرة المحدودة النطاق والمستخدمة لربط الأجهزة في مكان معين مثل مبنى أو مكتب أو مدرسة أو مجموعة من المباني المتجاورة. وعادة ما تكون LAN خاصة بمؤسسة تعمل في مكان واحد وتستخدم لتبادل الملفات والموارد المشتركة بين الأجهزة الموجودة في نطاقها.

الشبكة الواسعة (WAN):

 

يقصد بالشبكة الواسعة الشبكة التي تغطي منطقة واسعة جغرافيًا، وهي عادة ما تغطي مناطق واسعة مثل مدن أو دول أو حتى قارات. وتتكون WAN من مجموعة من شبكات الحاسب المحلية LAN وغيرها من الشبكات الصغيرة المرتبطة بشبكة أكبر. وعادة ما تعتمد WAN على تقنيات الاتصالات السلكية واللاسلكية مثل خطوط الهاتف والكابلات البحرية والأقمار الصناعية وخدمات الاتصالات اللاسلكية وتستخدم شبكات WAN على نطاق واسع في الأعمال

 

والحكومات والمؤسسات لربط مواقعها المنتشرة جغرافيًا وتمكين تبادل البيانات والمعلومات والخدمات بينها.

تهديدات الأمان:

 

وتتضمن التهديدات الخارجية الشائعة التي تتعرض لها شبكات الحاسب:

 

الفيروسات وأحصنة طروادة

برامج التجسس وبرامج الإعلانات المتسلسلة

هجمات المتسللون

هجمات رفض الخدمة (DoS)

اعتراض البيانات والسرقة

انتحال الهوية

 

حلول الأمان:

 

عادة ما تتضمن مكونات أمان الشبكة ما يلي:

 

برنامج مكافحة الفيروسات وبرنامج مكافحة التجسس

أنظمة الجدر النارية (Firewalls)

قوائم التحكم في الوصول (ACL)

أنظمة منع الهجمات (IPS)

أنظمة كشف الهجمات (IDS)

شبكات ظاهرية خاصة (VPNs)

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Verified by MonsterInsights