أرشيف التصنيف: شبكات الحاسوب Computer Networks

كل ما يخص الشبكات من برامج واجهزة وشروحات

مقارنة بين الالياف الضوئية والاتصالات اللاسلكية Fiber Vs. Wireless


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

اخوتي الكرام اخواتي الفاضلات

يشهد العالم اليوم قفزات نوعية هائلة في كل النواحي العلمية والتقنية مما يجعل تتبعها كلها والالمام بها كلها شيء مستحيل.

وفي عالم الاتصالات والشبكات والانترنت تتنافس تقنيتان هما من ابرز واجمل ما توصلت اليه العقول البشرية من ابداع هندسي تمثل في تحويل الحلم الى حقيقة وما كان قبل 100 عام او اكثر مستحيلاً اصبح اليوم بفضل هذه التقنيات ممكناً ومتاحاً لأغلب البشر.

التقنيتان التي اقصدهما هما تقنية الاتصالات اللاسلكية (Wireless Communications) وتقنية الاتصالات بأستخدام الالياف الضوئية (Fiber Optics Communications).

هذه التقنيات ومنذ وقت طويل تتنافس (فيما بينها ومع غيرها من التقنيات الاخرى) لتقدم سرعة اكبر و خدمة ارخص واكثر كفاءة واقل مشاكلاً وغيرها من معايير جودة الخدمة.

wireless-for-application

وفي الكثير من دول العالم اليوم نرى شركات عملاقة تنتج وتمول وتدعم احد هاتين التقنيتين (او كليهما).

فكما هو معروف فتقنيات نقل البيانات الاخرى من اسلاك نحاسية (UTP, STP, Coaxial Cable) واسلاك الهاتف واسلاك شبكات التلفاز (TV cable) وغيرها محدودة من ناحية المسافة التي تغطيها وكذلك السرعة ومحددات اخرى واذا اردنا ان نتكلم عن سرعة عالية جداً فأول ما يقفز الى اذهاننا هو الالياف الضوئية ولكن مع التطورات الاخيرة في عالم الاتصالات اللاسلكية (في العشرين سنة الاخيرة تحديداً) فأن مسألة الوصول الى سرعة نقل بيانات بمقدار واحد غيغابت في الثانية لم تعد مقتصرة على الالياف الضوئية وانما اصبحت ممكنة في الشبكات اللاسلكية كذلك.

لا يمكن انكار ان الالياف الضوئية اكثر امناً للمواطنين وتأثيراتها الصحية والبيئية اقل بكثير من مثيلتها اللاسلكية ولكن هذا لا يعني انها بلا مشاكل وبلا اثار سلبية ولنتعرف على المزيد عن ذلك في السطور التالية:

الالياف الضوئية بأختصار هي اسلاك نحيفة يتم تصنيعها من الزجاج او البلاستك وتستخدم لنقل موجات ضوئية من طرف لأخر و(بسرعة اقل بكثير من سرعة الضوء طبعاً لأنها تكون مقيدة بنوعية الوسط الناقل والمسار الذي تقطعه والانحناءات فيه) وهذه الموجات الضوئية هي في الحقيقة بيانات متنوعة يراد نقلها عبر شبكة من الالياف قد تكون هذه البيانات صوراً او موسيقى او فيديو او العاب يتم لعبها اونلاين من قبل مجموعة من الاشخاص او غيرها الكثير من انواع البيانات المتاحة للأستخدام اليوم.

مما يميز الالياف الضوئية انها سريعة وتسمح بنقل البيانات لمسافات ابعد بكثير من مثيلاتها الاسلاك النحاسية والمعدنية الاخرى وهي تتمنع بمناعة وحصانة ضد التداخلات الكهرومغناطيسية من المصادر الخارجية وتعمل بترددات عالية وعرض نطاق كبير جداً مما يجعلها الوسط المثالي لنقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة عالية.

ولكن

كل هذا لا يمنع ان من سلبياتها:

1- كلف التنصيب والتمديد العالية والمستهلكة للوقت (بطيئة جداً) وكذلك فأنها معقدة خصوصاً اذا كان المراد تمديدها في مدن مكتضة بالسكان ومزدحمة. يضاف الى ذلك المحدودية في السرعة بناءاً على التنصيب الفيزيائي للأسلاك وسمكها والنطاق المسموح لها.

fiber-vs-wireless-communicaton-5-638

2- كبقية التمديدات السلكية، فأن الالياف الضوئية عرضة للتلف والتأكل بمرور الوقت وهذا بالطبع يحتاج صيانة مستمرة (ومكلفة) وهي لأنها تمتد لمسافات بعدية اكثر عرضة لأعمال التخريب من الشبكات اللاسلكية فحتى في اكثر الدول استقراراً (الولايات المتحدة الامريكية كمثال) فأن اعمال التخريب المتعمد تؤدي الى انقطاع الخدمة لمدة طويلة وفي الرابط ادناه تجدون خبراً مفاده ان المباحث الفيدرالية عرضت مكافأة مقدارها الف دولار لمن يدلي بمعلومات عن المتسببين بقطع اسلاك الالياف الضوئية في مدينة سان فرانسيسكو حيث تم قطعها 10 مرات خلال شهر مما تسبب بخسائر كبيرة للشركة المسؤولة عن تجهيز الخدمة (AT&T) وبقية التفاصيل في الرابط:

انقر هنا لزيارة الرابط

وهنا يمكن ببساطة مقارنة هذه الامور المزعجة على طول فترة تشغيل الالياف الضوئية مع الاتصالات اللاسلكية التي يتم التحكم بها عن طريق ابراج عالية وغالباً في مناطق امنة ومؤمنة ومستقرة اكثر وبكلف صيانة وتنصيب اقل بكثير.

في الطرف الاخر فأن تزايد كفاءة الاتصالات اللاسلكية من ناحية السرعة والمرونة والوثوقية والكلفة يجعلها بديلاً ممتازاً في الكثير من الاحيان للألياف الضوئية (ولكن ليس دائماً).

تستخدم الاتصالات اللاسلكية اليوم في نقل البيانات من نقطة لأخرى بأستخدام الترددات الراديوية المايكروية (والملي مترية مستقبلاً في الجيل الخامس) ويتم توجيه البيانات بحزم من مكان مركزي (ارضي او فضائي عبر الاقمار الاصطناعية) الى الصحون اللاقطة (التي تتنوع اشكالها واحجامها وانواعها بأختلاف استخداماتها) وتحتاج هذه الاتصالات في اغلب الاحيان الى ما يسمى خط البصر (line of sight LOS) اي مسار واضح وبدون عوائق بين المرسل والمستقبل وهذا المسار المباشر في الاتصالات اللاسلكية للمسافات البعيدة قد يكون عائقاً في بعض الاحيان (حين تكون هناك عوائق في الطريق بين المرسل والمستقبل) ولكن عموماً فأن تنصيب الصحون اللاقطة ارخص بكثير من تمديد وتنصيب الشبكات الضوئية وكذلك فأن هذه الصحون لها سرعة كبيرة قد تكون اعلى من سرعة الالياف الضوئية  في الكثير من الاحيان.

fiber-vs-wireless-communicaton-10-638

من الامور الاخرى التي يمكن ملاحظتها للمقارنة بين الاتصالات اللاسلكية والاتصالات بالالياف الضوئية هو التأخير الحاصل من ارسال البيانات حتى وصولها فالتأخير في الاتصالات اللاسلكية يقدر ب (5.4) مايكروثانية للميل الواحد في حين يقدر ب (8.01) مايكروثانية للميل الواحد في الالياف الضوئية اي ان البيانات تنتقل بسرعة اكثر ب 50% في الشبكات اللاسلكية من الالياف الضوئية (راجع هذا الرابط لمعرفة المزيد عن ذلك).

وربما قد تبدو هذه الارقام صغيرة جداً (مايكروثانية يعني جزء بالمليون من الثانية) وهي بمفاهيم البشر لا فرق بينها ولكن حين نتحدث عن مئات والاف الاميال وحين نتحدث عن تطبيقات طبية يتوقف عليها حياة البشر او تطبيقات تجارين تسبب الثواني فيها خسائر بالملايين يصبح الفرق واضحاً.

ولتوضيح المعنى اكثر نذكر هذا التصريح لأحد التقارير الخاصة بالبورصة الامريكية حيث يقول (ان زيادة السرعة بمقدار جزء بالالف من الثانية في التطبيقات التجارية يمكن ان يساوي 100 مليون دولار كأرباح لشركات المضاربة بالاسهم).

ما هو السبب الذي يجعل الاتصالات اللاسلكية اسرع؟

الجواب بأختصار (الخطوط المستقيمة).

نعم فالاشارات اللاسلكية تسير في خطوط مستقيمة بين المرسل والمستقبل (الا في حالة وجود عوائق في الطريق وهذه يمكن تجنبها بالتخطيط الصحيح لمكان الابراج والصحون اللاقطة) واما في حالة الالياف الضوئية فأن الامر مختلف تماماً فهي يجب ان تمر حول البنايات وتتبع الطرق الملتوية والموجودة اصلاً وهو ما يجعلها تقطع مسافة اطول لتغطية نفس البعد الذي تغطيه الشبكات اللاسلكية وهو ما يجعل الفرق في السرعة يتزايد كلما كانت المدينة اكثر ازدحاماً وكبراً.

من ناحية التنصيب:

كما قلنا سابقاً مد الاسلاك الضوئية مكلف ومعقد وافضل الحلول هو مدها للبنايات اثناء بنائها (وهو شيء لا يمكن عمله دائماً خصوصاً في المدن الكبيرة والقديمة) واما في حالة الشبكات اللاسلكية فهناك دوماً الامر اسهل فقط تحتاج توجيه الصحن اللاقط بأتجاه برج البث والاستمتاع بالخدمة (على فرض انها جيدة من المصدر!)

اضافة الى كل ما سبق تبقى الميزة الاهم للأتصالات اللاسلكية هي التنقل بحرية وتغطية اماكن نائية لا يمكن تمديد الالياف الضوئية لها لعوامل متعددة منها الكلفة والحاجة الفعلية والمخاطر الامنية وغيرها.

اخيراً اذا كان هناك امكانية لأختيار شبكة سلكية (الياف ضوئية) او شبكة لاسلكية فالكثير من العوامل ستحدد ايهما نختار ومنها

الكلفة

السرعة

سهولة التمديد والتنصيب

سرعة الصيانة والتحديث

واخيراً نوعية الحاجة الى الشبكة

تحياتي للجميع واتمنى ان يكون هذا الشرح مفيداً ويعطي فكرة جيدة عن الفروقات الرئيسية بين اهم انواع وسائط النقل للبيانات في عالم الشبكات والاتصالات اليوم وغداً ان شاء الله.

ملاحظة: كل ما تم ذكره هنا هو مجرد جزء بسيط من التفاصيل ولمن يرغبون بالمزيد فهناك مئات المقالات في الانترنت حول الفرق بين الاتصالات اللاسلكية والاتصالات بالالياف الضوئية ويمكن ايجادها في الكوكل فقط بكتابة (fiber optics vs. wireless communications)

اخوكم مصطفى صادق لطيف

 

نوعية الخدمة في الشبكات وامثلة على تطبيقاتها Quality of Service QoS


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

اخوتي الكرام اخواتي الفاضلات

من المصطلحات المهمة في علم الشبكات هو مصطلح نوعية الخدمة

Quality of Service QoS

والذي يعني بأختصار كيفية ادارة موارد الشبكة (عرض النطاق والذاكرة المؤقتة لأجهزة الشبكة الوسطية والنهائية ) لمنح نسبة اكبر من الموارد للتطبيقات ذات الاحتياجات الخاصة على حساب التطبيقات الاخرى ذات الاحتياجات الاقل

فمثلاً لو كان لدينا جهاز راوتر متصل بالشبكة وكانت تمر عبره عدة انواع من الترافيك وكان بعضها لفيديو بث حي والاخر لتنزيل ملف نصي والاخر لأدارة عملية جراحية عن بعد فمن الطبيعي ان متطلبات تطبيق ادارة العملية الجراحية عن بعد اكبر واهم بكثير من الفيديو الحي ومن تنزيل الملف وبالتالي فعرض النطاق

Bandwidth

المخصص لأدارة العملية الجراحية عن بعد سيكون اكبر من المخصص للفيديو وكذلك موارد الشبكة المخصصة للفيديو الحي

Live Video

ستكون اكبر من تلك المخصصة لتنزيل الملف لأن بعض التطبيقات ببساطة تحتمل الانتظار في حين هناك تطبيقات اخرى لا تحتمل الانتظار بل التأخير قد يسبب فيها الى حصول نتائج كارثية (مثل فشل العملية الجراحية او تقطع في النقل الحي لحدث مهم وغيرها) ومن هنا ظهرت الكثير من الطرق لتوزيع موارد الشبكة بطريقة عادلة (وغير متساوية) وهنا يفترض ان نعرف الفرق بين العدالة والمساواة 🙂

وفي الصورة ادناه توضيح بسيط لأبرز انواع تقنيات نوعية الخدمة المستخدمة في الشبكات المختلفة اليوم:

QoS

ونلاحظ هنا ان هناك ثلاث انواع رئيسية منها وهي:

1- نوعية الخدمة القائمة على اساس (افضل جهد): وهي ببساطة تعني عدم وجود شيء اسمه نوعية الخدمة حيث يتم توجيه الترافيك بحسب مبدأ القادم اولاً يخدم اولاً ولا يتم منح الترافيك الحساس او المهم اي خصوصية او فرق في التعامل.

2- نوعية الخدمة القائمة على اساس الخدمات المتكاملة: وهي التي تعرف ايضاً بأسم نوعية الخدمة من الطرف الى الطرف او نوعية الخدمة الصلبة وهنا تطلب هذه النوعية من الخدمات من كل تطبيق ان يقوم بأرسال رسالة تبين مستوى الخدمة التي يحتاجها وبالتالي فكل جهاز في مسار البيانات من المصدر الى الهدف (من الاجهزة التي تدعم هذا النوع من الخدمة) سيقوم بأخذ هذه الرسالة بعين الاعتبار وتوزيع موارد الشبكة بشكل مناسب بحسب نوع كل تطبيق واحتياجاته.

Image result for qos

3- نوعية الخدمة القائمة على اساس الخدمات المتميزة: وهنا يتم تصنيف الترافيك الى عدة اصناف

Classes

ثم يتم وضع اشارة

Mark

على كل نوع من انواع الترافيك لتحديد صنفه الذي ينتمي له ثم يتم انشاء السياسات

policies

المناسبة لكل نوع من انواع الترافيك في كل جهاز على طول الشبكة (على حدة وبمعزل عن قرارات وسياسات الاجهزة الاخرى) وبما يتلائم مع اصناف التطبيقات والموارد المتوفرة لكل جهاز في اي لحظة زمنية.

الان من ابرز انواع الامثلة التي تستخدم النوع الثالث حديثاً هو ما يسمى المسار السريع

Fast Lane

وهو جهد مشترك بين شركة ابل وشركة سيسكو لتحقيق نوعية الخدمة للخدمات المتميزة وكما في ادناه:

Fast Lane

هنا يتم برمجة تطبيقات ابل بحيث انها يتم تمكين النوع الثالث من انواع

Qos

لتقوم اجهزة شركة سيسكو بأعطاء اولوية لتطبيقات ابل التي تمتلك هذه الخاصية حين يمر الترافيك القادم من اجهزة ابل العاملة بنظام ال

iOS

في اجهزة شركة سيسكو في شبكات الواي فاي المحلية.

وبعد ان تم تفعيل هذه الخدمة في اجهزة سيسكو وابل في الشبكات المحلية تم ملاحظة ان الاداء العام للشبكة تحسن بنسبة تفوق ال100% وهذا يعني انه كلما قمنا بتطوير خوارزميات نوعية الخدمة كلما كان بالامكان تقديم خدمة افضل لكل المستخدمين وكل بحسب حساسية واهمية تطبيقاتهم.

تحياتي للجميع واتمنى ان يكون الشرح واضحاً ومفيداً للجميع

اخوكم مصطفى صادق لطيف

مسارات الشبكات بأختصار


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

اخوتي الكرام اخواتي الفاضلات

نظراً لكثرة الاسئلة حول هذا الموضوع فقد ارتأيت ان اقوم بتدوين ما اعتقده في منشور جاهز حتى يكون مصدراً ومرجعاً مفيداً للجميع ويسهل علي الاجابة عن هذا السؤال المتكرر بشكل شبه يومي 🙂

كيف ابدأ في مجال الشبكات؟

هذا السؤال لوحده لا يكفي وحين يسأله شخص ما فأنه اما ان يكون مبتدأ في مجال الشبكات (وهو الاعم الاغلب) واما ان يكون يعرف بعض الشيء عن مجال الشبكات الا انه يشعر انه ضائع فيها وهو يسمع كل يوم مصطلح جديد وتوجه جديد ولا يعرف من اين يبدأ وماذا يفعل.

الاجابة عن هذا السؤال العام تكون بطرح سؤال اخر:

هل تريد العمل كمصمم ومعماري للشبكات في الطبقة الثانية والثالثة للشبكات (switching and routing)؟ او تريد العمل كمبرمج لتطبيقات الشبكات او تريد العمل بينهما

DevOps?

واذا كان الجواب هو الاول (switching and routing) فالمسار سيكون كالاتي (برأيي وقد يختلف معي بعض الاخوة المختصون وهذا شيء طبيعي)

1- الحصول على شهادة (A+) او دراسة منهجها بشكل كافي لفهمه

2- الحصول على شهادة (Network +) او دراسة منهجها بشكل كافي لفهمه

3- الحصول على هذه الشهادات بالتسلسل التالي:

CCNA (R&S) –> CCNP (R&S) –> CCIE (R&S).

اما اذا كان الجواب هو الثاني (مبرمج للشبكات) او الجواب الثالث (DevOps) ففي كلا الحالتين انصحكم بالمسار التالي:

1- التسجيل في اكاديمية سيسكو للشبكات وكيفية التسجيل المجاني يشرحها الفيديو التالي:

2- البدء بمسار تعلم الشبكات من موقع (DevNet) المقدم من شركة سيسكو ايضاً والذي يشرحه الفيديو التالي:

3- لمعرفة ما الذي تحتاج تعلمه من هذين الموقعين فالفيديوين التاليين  يوضحان كل شيء:

و

 

والحمد لله رب العالمين 🙂

هذا بأختصار هو ما سيكون ردي على كل من يسأل عن مجال الشبكات وكيفية البدء فيها علماً ان هناك الكثير من المسارات الاخرى لأدارة مراكز البيانات وامنية الشبكات وادارة الخزن في الشبكات وغيرها الكثير وقد سبق ان قمت بتوضيحها في المنشورين التاليين:

انقر هنا لزيارة المنشور الاول:

انقر هنا لزيارة المنشور الثاني

كيف تصبح مهندس شبكات ناجح في عالم الشبكات المعرفة برمجياً؟ الجزء الثاني


كيف تصبح مهندس شبكات في عصر البرمجة والشبكات المعرفة برمجياً؟ الجزء الاول


المنهج العملي لشبكات الحاسوب في الجامعات العالمية


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

الاخوة الكرام

الاخوات الفاضلات

نظراً لكثرة الاسئلة حول المناهج العملية لمادة شبكات الحاسوب في الجامعات العالمية فقط جمعنا لكم مجموعة من تلك المناهج في الرابط ادناه عسى ان تكون مفيدة للجميع:

لتنزيل الملف انقر هنا

basic-concepts-of-computer-networking-17-728