في بيئة المكتب الحديثة ، تم تجهيز كل عامل بجهاز كمبيوتر شخصي بمعالج خاص به ومحركات أقراص متعددة. قد يكون الكمبيوتر قائمًا بذاته (الاستثناء إلى حد كبير هذه الأيام) أو قد يكون متصلاً بشبكة ، إلى الحد الأدنى من الإنترنت. في العديد من العمليات الصغيرة ، مثل عيادة الطبيب ، يمكن استخدام جهاز كمبيوتر واحد - ولكنه مرتبط بالإنترنت. في معظم المواقف المكتبية النموذجية ، تكون أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمنظمة متصلة ببعضها البعض أيضًا عن طريق شبكة محلية (LAN) ، عادةً عن طريق جهاز كمبيوتر واحد مخصص يُعرف باسم 'الخادم' ، وهو اختصار لـ 'خادم الملفات'. ' قد يكون الربط عن طريق السلك أو بتردد لاسلكي خاص. قد يزود الخادم المستخدم أيضًا كل 'عقدة' في الشبكة بخدمة الإنترنت ؛ والاتصالات البينية بين أجهزة الكمبيوتر عن طريق البريد الإلكتروني. كما يوحي الاسم ، هذه الشبكات محلي ومحمية من التأثيرات الخارجية باستثناء أنها تتوسط بواسطة خادم الشبكة ، وهو نفسه محمي بما يسمى 'جدران الحماية' من التدخل غير المصرح به. في المنظمات الأكبر ، قد تكون الشبكات المحلية متصلة ببعضها البعض. ثم يشار إلى هذا الترتيب الموسع على أنه شبكة واسعة النطاق أو WAN. قد تكون الاتصالات بين الشبكات المحلية عبر خطوط اتصالات خاصة (سلكية أو لاسلكية أو مجموعة) أو قد تستخدم الإنترنت.
تتمثل إحدى مزايا الشبكة المحلية في أنه يمكن تثبيتها ببساطة وبشكل تدريجي ، أو ترقيتها أو توسيعها بصعوبة قليلة ، أو نقلها أو إعادة ترتيبها مع القليل من الاضطراب. تعد الشبكات المحلية مفيدة أيضًا لأنها يمكن أن تنقل البيانات بسرعة. أصبح استخدام مثل هذه الشبكات أسهل من أي وقت مضى لأن الموظفين الجدد يجلبون دائمًا مهارات الكمبيوتر وخبرة الإنترنت التي تتكيف بسهولة مع العادات المحلية.
التاريخ
أدى ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية إلى تغيير نوع المعلومات المرسلة عبر شبكات الكمبيوتر المكتبية. قبل انتشارها السريع في سبعينيات القرن الماضي ، كان الموظفون يتواصلون مع أجهزة الكمبيوتر الكبيرة والصغيرة عن طريق ما يسمى بالمطاريف 'الغبية'. تمت جميع عمليات المعالجة على الكمبيوتر الرئيسي الذي استخدمه جميع الأفراد في وقت واحد. عندما كان الاستخدام كثيفًا ، تباطأ أداء النظام. تولت أجهزة الكمبيوتر مهام المعالجة على المكتب ، وبالتالي سرعت الأمور بشكل كبير. مع عدم الحاجة إلى قوة الحوسبة الهائلة ، يمكن استبدال 'خوادم الملفات' الأصغر والأبسط. وهكذا انفتحت الحوسبة حتى للعمليات الصغيرة جدًا.
تم تطوير الشبكات المحلية في وقت واحد لتوصيل أجهزة الكمبيوتر القائمة بذاتها في المكاتب التي ، حتى ظهور الشبكات المحلية ، تتبادل البيانات عن طريق تمرير الأقراص المرنة في جميع الأنحاء ، وفي العمليات باستخدام المحطات الطرفية الغبية ، حيث يتم استبدال هذه المحطات أولاً بأجهزة الكمبيوتر ، وفي وقت لاحق ، تم قطع الاتصال بالأجهزة المركزية مع أجهزة الكمبيوتر المتصلة الآن إما لبعضها البعض أو للخادم ؛ أصبح استخدام الخوادم هو تكوين LAN الأكثر شيوعًا.
استمرت التطورات في الشبكات المحلية على جبهتين في التسعينيات: تم تطوير أنظمة برمجيات شبكات منافسة وحدثت تغييرات في الأسلاك لتوفير سرعات اتصالات أسرع من أي وقت مضى. ظهر الإرسال اللاسلكي في منتصف التسعينيات وأصبح رائدًا لتقنية LAN بحلول منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين باستخدام معيار اتصالات لاسلكي جديد يُعرف باسم 802.11 ، صادر عن معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، مع تأسيس شبكة Wi -Fi Alliance في عام 1998 بصفتها وكالة اعتماد ، أصبحت 'Wi-Fi' تعني الاتصالات اللاسلكية. الاختصار لتقف على Wi ارتبط يكون شهية. يشار إلى الشبكات المحلية اللاسلكية على أنها شبكات WLAN وأحيانًا باسم شبكات LAWN.
خلال التسعينيات أيضًا ، لعبت الشبكات العالمية الناتجة عن التطور الهائل للإنترنت دورًا معززًا - تعزيز العلاقات الحميمة محلي جوانب الشبكات المحلية من خلال منح هذه الشبكات وصولاً وطنياً ، بل ودولياً بالفعل. في الواقع ، انتقلت تقنية LAN من الشركات إلى المنازل. في العديد من المساكن ، يتم ربط أجهزة كمبيوتر متعددة عن طريق اتصالات الشبكة ، بعضها متصل عن طريق الأسلاك والبعض الآخر عن طريق روابط الراديو.
المكونات المادية للشبكات المحلية
تشمل الخصائص الفيزيائية للشبكة المحلية وحدات الوصول إلى الشبكة (أو الواجهات) التي تربط الكمبيوتر الشخصي بالشبكة. هذه الوحدات هي في الواقع بطاقات واجهة مثبتة على اللوحات الأم للكمبيوتر. وتتمثل مهمتهم في توفير اتصال ، ومراقبة توفر الوصول إلى الشبكة المحلية ، وتعيين سرعة نقل البيانات أو تخزينها مؤقتًا ، والتأكد من عدم حدوث أخطاء في الإرسال والتصادمات ، وتجميع البيانات من الشبكة المحلية في شكل قابل للاستخدام للكمبيوتر.
هو فيل غير مرتبط بالارتداء غير اللامع
قد تتصل بطاقات الشبكة بالشبكة إما عن طريق السلك أو عن طريق إشارة الراديو. تظل الأسلاك هي الشكل الأكثر شيوعًا في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، ولكنها قد تتغير بمرور الوقت. عند استخدام الأسلاك ، فإنه يحدد سرعات النقل. تم توصيل الشبكات المحلية الأولى بكابل متحد المحور ، وهو نفس النوع المستخدم لتوصيل تلفزيون الكابل. هذه المرافق غير مكلفة نسبيًا وسهلة التركيب. والأهم من ذلك ، أنها توفر عرضًا تردديًا كبيرًا (معدل نقل البيانات في النظام) ، مما يتيح سرعات نقل تصل في البداية إلى 20 ميجابت في الثانية.
نوع آخر من الأسلاك ، تم تطويره في الثمانينيات ، يستخدم زوجًا عاديًا من الأسلاك الملتوية (يشيع استخدامه للهواتف). المزايا الأساسية لزوج الأسلاك الملتوية هي التكلفة المنخفضة والبساطة. الجانب السلبي هو عرض النطاق الترددي المحدود.
كان التطور الأكثر حداثة في توصيلات LAN هو كبل الألياف الضوئية. يستخدم هذا النوع من الأسلاك خيوطًا رفيعة من الزجاج لنقل نبضات الضوء بين الأطراف. إنه يوفر نطاقًا تردديًا هائلاً ، مما يسمح بسرعات إرسال عالية جدًا (نظرًا لأنه بصري وليس إلكترونيًا) فهو منيع للتداخل الكهرومغناطيسي. ومع ذلك ، قد يكون الربط صعبًا ويتطلب درجة عالية من المهارة. لا يكون التطبيق الأساسي للألياف بين أجهزة الكمبيوتر ، ولكن بين حافلات LAN (المحطات الطرفية) الموجودة في طوابق مختلفة. نتيجة لذلك ، يتم استخدام واجهة البيانات الموزعة بالألياف بشكل أساسي في المباني الصاعدة. داخل الطوابق الفردية ، تظل مرافق الشبكة المحلية زوجًا محوريًا أو ملتويًا.
يتم الاتصال اللاسلكي بين أجهزة الراديو التي هي في حد ذاتها بطاقات أو أجهزة مودم متخصصة. المزايا هي تجنب تكاليف الأسلاك والإزعاج ؛ العيوب هي حدود المسافة والتداخل. ما لم يتم تكوين نظام لاسلكي بشكل صحيح لاستخدام تشفير الإشارة ، تظهر مشكلة 'التوأم الشرير' - وهي عبارة تستخدم لتسمية جهاز يبدو أنه يشارك في الاتصالات لأنه يتداخل عن غير قصد مع شبكة سيئة التكوين.
طبولوجيا الشبكة المحلية السلكية
تم تصميم الشبكات المحلية في العديد من الترتيبات المادية المختلفة لأجهزة كمبيوتر العقدة ، والمعروفة باسم الطبولوجيا. يمكن أن تتراوح هذه الأنماط من الخطوط المستقيمة إلى الحلقة. تتنافس كل محطة على شبكة LAN مع أطراف أخرى للوصول إلى النظام. عندما يكون لديه وصول آمن ، فإنه يبث رسالته إلى جميع المحطات في وقت واحد. يتم التقاط الرسالة من قبل المحطة المقصود بها - أو مضاعفاتها. طوبولوجيا الشجرة المتفرعة هي امتداد للحافلة ، وتوفر رابطًا بين حافلتين أو أكثر.
طوبولوجيا ثالثة ، شبكة النجوم ، تعمل أيضًا مثل الحافلة من حيث التنافس والبث. ولكن في النجم ، ترتبط المحطات بعقدة مركزية واحدة (كمبيوتر فردي) تدير الوصول. قد يتم توصيل العديد من هذه العقد ببعضها البعض. على سبيل المثال ، قد يتم توصيل حافلة تخدم ست محطات بحافلة أخرى تخدم 10 محطات وحافلة ثالثة تربط 12 محطة. غالبًا ما يتم استخدام الهيكل النجمي حيث تكون المرافق المتصلة عبارة عن زوج من الأسلاك المحورية أو الملتوية.
يربط الهيكل الدائري كل محطة بالعقدة الخاصة بها ، وهذه العقد متصلة بطريقة دائرية. العقدة 1 متصلة بالعقدة 2 ، التي تتصل بالعقدة 3 ، وما إلى ذلك ، والعقدة النهائية متصلة مرة أخرى بالعقدة 1. يتم إعادة إنشاء الرسائل المرسلة عبر الشبكة المحلية بواسطة كل عقدة ، ولكن يتم الاحتفاظ بها فقط من قبل المرسل إليهم. في النهاية ، تنتقل الرسالة مرة أخرى إلى عقدة الإرسال ، والتي تزيلها من الدفق.
طرق الإرسال التي تستخدمها الشبكات المحلية
تعمل الشبكات المحلية لأن سعة الإرسال الخاصة بها أكبر من أي محطة واحدة في النظام. نتيجة لذلك ، يمكن منح كل محطة طرفية مقدارًا معينًا من الوقت على الشبكة المحلية ، مثل ترتيب مشاركة الوقت. للاقتصاد في هذه النافذة الصغيرة من الفرص ، تنظم المحطات رسائلها في حزم مضغوطة يمكن توزيعها بسرعة. عندما يتم إرسال رسالتين في وقت واحد ، يمكن أن تصطدم بالشبكة المحلية مما يؤدي إلى تعطل النظام مؤقتًا. عادةً ما تستخدم الشبكات المحلية المزدحمة برامج خاصة تقضي فعليًا على مشكلة التصادمات من خلال توفير وصول منظم وغير تنافسي.
طرق الإرسال المستخدمة في الشبكات المحلية هي إما النطاق الأساسي أو النطاق العريض. يستخدم وسيط النطاق الأساسي إشارة رقمية عالية السرعة تتكون من جهد تيار مستمر بموجة مربعة. في حين أنه سريع ، يمكنه استيعاب رسالة واحدة فقط في كل مرة. نتيجة لذلك ، فهي مناسبة للشبكات الأصغر حيث يكون التنافس منخفضًا. كما أنه سهل الاستخدام للغاية ، ولا يتطلب دوائر ضبط أو تقديرية للتردد. قد يتم توصيل وسيط النقل هذا مباشرة بوحدة الوصول إلى الشبكة وهو مناسب للاستخدام عبر مرافق أزواج الأسلاك الملتوية.
على النقيض من ذلك ، فإن وسيط النطاق العريض يضبط الإشارات إلى ترددات خاصة ، مثل الكثير من تلفزيون الكابل. يتم توجيه المحطات عن طريق إرسال المعلومات لضبط قناة معينة لتلقي المعلومات. قد تكون المعلومات داخل كل قناة على وسيط عريض النطاق رقمية أيضًا ، ولكن يتم فصلها عن الرسائل الأخرى حسب التردد. نتيجة لذلك ، يتطلب الوسيط عمومًا مرافق ذات سعة أعلى ، مثل الكبل المحوري. تتطلب أنظمة النطاق العريض ، المناسبة لشبكات LAN الأكثر ازدحامًا ، استخدام أجهزة ضبط في وحدة الوصول إلى الشبكة التي يمكنها تصفية جميع القنوات باستثناء القناة الفردية التي تحتاجها.
خادم الملفات
البرامج الإدارية للشبكة المحلية موجودة إما في خادم ملفات مخصص ؛ في شبكة LAN أصغر وأقل انشغالًا ؛ أو في جهاز كمبيوتر شخصي يعمل كخادم ملفات. بالإضافة إلى العمل كنوع من وحدات التحكم في حركة المرور ، يحتفظ خادم الملفات بالملفات للاستخدام المشترك في محركات الأقراص الثابتة ، ويدير التطبيقات مثل نظام التشغيل ، ويخصص الوظائف.
عند استخدام جهاز كمبيوتر واحد كمحطة عمل وخادم ملفات ، فقد تتأخر أوقات الاستجابة لأن معالجاته تضطر إلى أداء عدة مهام في وقت واحد. سيقوم هذا النظام بتخزين ملفات معينة على أجهزة كمبيوتر مختلفة على الشبكة المحلية. نتيجة لذلك ، إذا تعطل أحد الأجهزة ، فقد يكون النظام بأكمله معطلاً. إذا تعطل النظام بسبب نقص الطاقة ، فقد يتم فقد بعض البيانات أو تلفها.
قد تكون إضافة خادم ملفات مخصص مكلفًا ، ولكنها توفر العديد من المزايا على النظام الموزع. بالإضافة إلى ضمان الوصول حتى في حالة تعطل بعض الأجهزة ، فإن واجباتها الوحيدة هي الاحتفاظ بالملفات وتوفير الوصول إليها.
معدات LAN أخرى
عادة ما تكون الشبكات المحلية محدودة الحجم بسبب الخصائص الفيزيائية للشبكة بما في ذلك المسافة والمقاومة والحمل. يمكن لبعض المعدات ، مثل أجهزة إعادة الإرسال ، توسيع نطاق شبكة LAN. لا تتمتع أجهزة التكرار بقدرة معالجة ، ولكنها ببساطة تعيد توليد الإشارات التي أضعفتها المعاوقة. تشتمل الأنواع الأخرى من معدات LAN ذات القدرة على المعالجة على البوابات ، والتي تمكّن الشبكات المحلية من تشغيل بروتوكولات مختلفة لتمرير المعلومات عن طريق ترجمتها إلى رمز أبسط ، مثل ASCII. يعمل الجسر مثل البوابة ، ولكن بدلاً من استخدام رمز وسيط ، فإنه يترجم بروتوكولًا إلى بروتوكول آخر مباشرةً. يؤدي جهاز التوجيه بشكل أساسي نفس وظيفة الجسر ، باستثناء أنه يدير الاتصالات عبر مسارات بديلة. يمكن أن تعمل البوابات والجسور والموجهات كمكررات ، مما يعزز الإشارات عبر مسافات أكبر. كما أنها تمكن الشبكات المحلية المنفصلة الموجودة في المباني المختلفة من التواصل مع بعضها البعض.
يُشار إلى اتصال اثنين أو أكثر من شبكات LAN عبر أي مسافة باسم شبكة واسعة النطاق (WAN). تتطلب شبكات WAN استخدام برامج خاصة في نظام التشغيل لتمكين اتصالات الطلب الهاتفي التي يمكن إجراؤها عن طريق خطوط الهاتف أو موجات الراديو. في بعض الحالات ، قد يتم ربط شبكات LAN منفصلة تقع في مدن مختلفة - وحتى في بلدان منفصلة - عبر الشبكة العامة.
صعوبات الشبكة المحلية
الشبكات المحلية عرضة لأنواع كثيرة من أخطاء الإرسال. يمكن أن يؤدي التداخل الكهرومغناطيسي من المحركات وخطوط الطاقة ومصادر الكهرباء الساكنة ، وكذلك القصور الناتج عن التآكل ، إلى إتلاف البيانات. يمكن أن تؤدي أخطاء البرامج وفشل الأجهزة أيضًا إلى حدوث أخطاء ، مثلها مثل المخالفات في الأسلاك والتوصيلات. تعوض الشبكات المحلية بشكل عام عن هذه الأخطاء من خلال العمل على مصدر طاقة غير متقطع ، مثل البطاريات ، واستخدام برامج النسخ الاحتياطي لاستدعاء أحدث الأنشطة والاحتفاظ بالمواد غير المحفوظة. قد يتم تصميم بعض الأنظمة للتكرار ، مثل الاحتفاظ بخادمين للملفات وأسلاك بديلة للتغلب على حالات الفشل.
يمكن أن تكون مشكلات الأمان أيضًا مشكلة في الشبكات المحلية. قد يكون من الصعب إدارتها والوصول إليها لأن البيانات التي يستخدمونها غالبًا ما يتم توزيعها بين العديد من المصادر المختلفة المتصلة بالشبكة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تخزين هذه البيانات عدة مرات على عدة محطات عمل وخوادم مختلفة. لدى معظم الشركات مسؤولي LAN محددين يتعاملون مع هذه المشكلات ويكونون مسؤولين عن استخدام برامج LAN. كما أنها تعمل على نسخ الملفات احتياطيًا واستعادة الملفات المفقودة.
شراء شبكة LAN
عند التفكير في ما إذا كانت الشبكة المحلية مناسبة للعمل ، يجب مراعاة العديد من الأشياء. غالبًا ما تتجاوز التكاليف المطلوبة والدعم الإداري المطلوب التوقعات المعقولة. يجب أن تتضمن المحاسبة الكاملة للتكاليف المحتملة عوامل مثل سعر شراء المعدات وقطع الغيار والضرائب وتكاليف التركيب والعمالة وتعديلات البناء والتصاريح. تشمل تكاليف التشغيل حركة مرور الشبكة العامة المتوقعة والتشخيصات والصيانة الروتينية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على المشتري البحث عن جدول زمني للتكاليف المحتملة المرتبطة بالترقيات والتوسع والدراسات الهندسية.
يجب أن يوافق البائع على عقد يوضح بالتفصيل درجة الدعم التي سيتم توفيرها في تثبيت النظام وضبطه. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على البائع تقديم عقد صيانة يلزم الشركة بإجراء إصلاحات فورية ومجانية عندما يتجاوز أداء النظام المعايير المحددة. يجب معالجة كل هذه العوامل في طلب المشتري لتقديم العروض الذي يتم توزيعه على البائعين المحتملين.
يمكن أيضًا شراء الشبكات المحلية للاستخدام المنزلي. في البداية ، كانت هذه المجموعات باهظة الثمن وبطيئة وتم نقل البيانات عبر خطوط الهاتف في المنزل. ظهرت منتجات جديدة أسرع وأقل تكلفة وتستخدم التكنولوجيا اللاسلكية للسماح لأجهزة كمبيوتر متعددة بمشاركة الطابعات وأداء وظائف LAN الأخرى. تتيح هذه التقنية استخدام خطوط الهاتف ووصلات الكابلات والشبكات المحلية في وقت واحد وهي مثالية لمالك الأعمال الصغيرة الذي يعمل خارج منزله.
فهرس
'أساسيات الشبكات المحلية اللاسلكية 802.11.' أخبار الاتصالات . أكتوبر 2005.
'أساسيات إيثرنت.' كومويب . 25 أبريل 2002.
فليندرز ، كارل. 'تسعى الشركات الصغيرة إلى وظائف كبيرة.' متسوق تجارة الكمبيوتر . 11 مايو 2005.
Johnston، Randolph P. 'High Tech for the Small Office: الأجهزة والبرامج لتحسين كفاءتك.' مجلة المحاسبة . ديسمبر 2005.
إفشل ، كارول آن. 'كيفية إعداد شبكة Wi-Fi - الفرص الجديدة موجودة بالفعل في الهواء.' VARbusiness . 6 مارس 2006.
موراوسكي ، فرانك. 'الألياف قريبًا لتتفوق على النحاس في عمليات انتشار الشبكة المحلية.' تركيب الكابلات وصيانتها . أغسطس 2005.
