ما هي شبكات الحاسوب وكيف تعمل وما هي أنواعها

شبكات الحاسوب أو Computer Networks هي واحدة من أهم التقنيات التي نستخدمها ونعتمد عليها في حياتنا اليوم، فهي أساسية وضرورية في كل جوانب حياتنا تقريبًا.

فلولاها مثلًا لما كنت أنا قادرًا على كتابة هذا المقال من حاسوبي في بيتي، ولا كنت أنت قادر على قراءته من هاتفك المحمول في هذه اللحظة.

في هذا المقال سوف نتعرف معًا بالتفصيل على شبكات الحاسوب، وكيفية عملها، وأنواعها، وأهميتها، والكثير من الأمور الأخرى عنها.

ما هي شبكات الحاسوب؟

شبكات الحاسوب أو الشبكات الحاسوبية هي عبارة عن حاسوبين أو أكثر مربوطين ببعضهم البعض، وقادرين على أن يتبادلوا البيانات فيما بينهم، ولذا تسمى أحيانًا شبكات البيانات Data Networks.

وأهم مثال على هذه الشبكات هي شبكة الإنترنت التي تربط بين جميع البشر في جميع الأماكن تقريبًا، وتجعلنا قادرين على أن نتواصل ونتبادل البيانات على اختلاف أنواعها بسرعة وكفاءة.

لكن عالم الشبكات عالم متنوع ولا يقتصر فقط على الإنترنت، فهناك الكثير من أشكال وأنواع الشبكات الموجودة في العالم، والتي سوف نتحدث عنها فيما بعد في هذا المقال.

تتكون الشبكات بشكل أساسي من جزئين العتاد أو الـ Hardware كالرواتر والتبديلات والكابلات والألياف الضوئية، بالإضافة إلى البرمجيات Software ك أنظمة التشغيل والتطبيقات.

ولكي تؤدي الشبكات الحاسوبية دورها في مشاركة البيانات يجب أن تتوافر فيها ثلاث مبادئ هامة وأساسية، وهي الأداء Performance والقابلية للاعتماد عليها Reliability والأمان Security، وسوف نتكلم بالتفصيل لاحقاً عن المبدأ الأخير المتعلق بالأمان.

المدهش والمميز في بعض أنواع شبكات الحاسب -كشبكة الإنترنت- هي أنها قادرة على ربط الأماكن المختلفة البعيدة عن بعضها، وهذا الأمر رغم اعتيادنا عليه أمر رائع للغاية ومدهش.

وبالنسبة لتاريخ شبكات الحاسوب فهي تعود إلى أواخر الخمسينات وبدايات الستينات، وقد شهدت العديد من التطورات والتغيرات منذ عصر ARPANET وحتى شبكة الإنترنت التي نعرفها اليوم.

كيف تعمل شبكات الحاسوب؟

الطريقة التي تعمل بها شبكات الحاسب بسيطة وسهلة للغاية، فهي عبارة عن مجموعة من النقاط أو العقد Nodes المتصلة ببعضها البعض.

قد تكون هذه العقد عبارة عن الحواسيب نفسها أو الرواتر Routers أو الكابلات أو الألياف الضوئية أو حتى الإشارات اللاسلكية.

شبكة الحاسوب هي عبارة عن مجموع هذه العقد، فمن خلال هذا الاتصال تستطيع تلك الشبكات أن تقوم بالتواصل ومشاركة البيانات مع بعضها البعض.

بل وبسبب طريقة الاتصال هذه تستطيع الشبكات أيضًا أن تقوم بمشاركة الموارد والطاقات الحاسوبية.

وأبسط مثال على هذا هو أول شبكة حاسب في التاريخ التي كانت بين حاسوبين عملاقين في الولايات المتحدة من أجل مشاركة البيانات، ومشاركة آلة التصوير بدلًا من أن يكون لكل حاسوب آلة تصوير خاصة به.

مع تطور وتعقيد هذه الشبكات ظهرت الحاجة لبروتوكولات Protocols تنظم هذا الاتصال، ولكن هذه قصة أخرى أطول.

واليوم بفضل الاتصال اللاسلكي أصبحنا قادرين بسهولة على الاتصال بالشبكات بدون الكثير من الأسلاك ومشاكلها.

قد ساهمت الشبكات بشكل كبير في أن ندخل عصر إنترنت الأشياء Internet Of Things أو IOT، فاليوم مليارات الأجهزة متصلة بالإنترنت، ومن المتوقع أن تتضاعف أرقامها عشرات المرات.

فالثلاجة والتلفاز بل ومنزلك نفسه اليوم من الممكن أن يتصل بشبكة الإنترنت، لكي يوفر لك خدمات أفضل وأذكى بكثير، وهذا بجانب عوامل أخرى أدى إلى وجود ما يسمى بالبيانات الضخمة.

ما أهمية شبكات الحاسوب؟

يكاد يكون من المستحيل أن نذكر استخدامات الشبكات، فهي مستخدمة في كل شيء تقريبًا من حولنا بدءًا من التواصل، وحتى في أنظمة البنوك والأنظمة المالية.

فمنذ التسعينات والثمانينات والشبكات خاصة الإنترنت بدأت تدخل كافة قطاعات الحياة، وأصبحنا من حينها لا نستطيع الاستغناء عنها.

ولو كان بإمكاننا الحديث عن أهمية شبكات الحاسوب في بضع نقاط فستكون:

1. تبادل ومشاركة البيانات

فقد كانت بداية الشبكات بهدف تناقل المعلومات والبيانات بدلًا من الاضطرار لتناقلها يدويًا وإدخالها إلى الحاسوب الآخر، وهذا في الوقت الذي كانت فيه الحواسيب بحجم الغرف.

لتسهيل هذا الأمر ولتناقل المعلومات والبيانات بين الأجهزة وبعضها -سواء كانت هذه الحواسيب في الجامعات أو المراكز البحثية أو في الشركات- قد بدأنا الاعتماد بشكل كبير على الشبكات.

2. تشارك المصادر والطاقات الحاسوبية

بإمكاننا الآن أن نتشارك مصادر الطاقة الحاسوبية Computing Power بين مختلف الأجهزة المتصلة على الشبكة، بدءًا من الأجهزة كالطابعات والفاكس وغيرها.

والآن هناك العديد من الأساليب التي تمكننا من تشارك سعة التخزين وبطاقات الرسوميات GPUs أو وحدات المعالجة المركزية CPUs بين الحواسيب وبعضها البعض.

3. التواصل

هذه هي الأهمية التي نعرفها ونستخدمها جميعًا بشكل يومي تقريبًا، فالشبكات تساعدنا بشكل كبير على أن يحدث تواصل سريع وفعال بين الأجهزة وبعضها البعض.

فبدلًا من أن تنتظر لأسابيع حتى يتصل الشخص الذي تريد الحديث معها رسائلك بالبريد، وأسابيع أخرى من أجل أن يصلك رده، يمكنك الآن ببساطة ارسال رسالة واتساب له لتصله في أقل من ثانية.

4. كفاءة التخزين

بدلًا من أن يخزن كل شخص نفس الملفات والبيانات على جهازه، فيمكننا الآن أن نقوم بتخزين البيانات عن بعد واستخدامها جميعًا.

وفي هذا الوقت يوجد التخزين السحابي Cloud Storage الذي يساعدنا بشكل كبير على فعل هذا الأمر بشكل فعال.

5. تقليل التكلفة

الشبكات قد ساهمت في تقليل تكاليف كل الأمور التي تقوم بها تقريبًا، وبجانب هذا فإنها تقلل الوقت المستغرق للقيام بهذه العمليات بشكل مذهل.

أنواع شبكات الحاسوب

هناك العديد من أنواع شبكات الحاسوب، والتي تنقسم حسب حجمها والمساحة التي تغطيها من أجل نقل البيانات بين أطرافها، وسوف نستعرض في هذا المقال أهم أنواعها:

1. Local Area Network (LAN).
2. Wireless Local Area Network (WLAN).
3. Personal Area Network (PAN).
4. Wide Area Network (WAN).
5. Metropolitan Area Network (MAN).
6. Campus Area Network (CAN).
7. Virtual Private Network (VPN).

وإليك شرح مبسط لكل نوع من أنواع شبكات الحاسب:

1. الشبكة المحلية LAN أو Local Area Network

نوع الشبكات الأولى التي سنتحدث عنها هي الشبكات المحلية التي تقوم بتوصيل مجموعة محدودة من الأجهزة والحواسيب مع بعضها البعض.

هذا النوع من الشبكات يستخدم في نطاق ضيق للغاية، مثلًا في نطاق الشركات أو المباني، وهذا من أجل مشاركة المعلومات والموارد.

ويتراوح حجم هذه الشبكات من جهازين إلى أجهزة شركة أو مدرسة أو مكتب متصلة مع بعضها البعض، والسمة المميزة لها هي أن الأجهزة تكون متقاربة للغاية جغرافيًا.

أو من الممكن أن نقول إنها تخدم منطقة محدودة جغرافيًا عكس أنواع الشبكات الأخرى التي سنتحدث عنها، مثل: MAN أو WAN.

تتميز الشبكات المحلية أيضًا بكونها غير مكلفة على الإطلاق، وأنها سريعة للغاية، ولها مستوى أمان عالي للغاية.

2. الشبكة المحلية اللاسلكية WLAN أو :Wireless Local Area Network

الشبكات المحلية اللاسلكية WLAN تشبه للغاية الشبكات المحلية LAN، ولكنها لا تحتاج لأي كابلات أو أسلاك أو أي روابط مادية، بل تتصل باستخدام الشبكات اللاسلكية كالوايفاي WIFI أو غيرها.

فهنا تنتقل البيانات من خلال الهواء وليس من خلال هذه الأسلاك، ولكن هذا يكاد يكون الفارق الوحيد الجوهري، لكن عدا هذا فإن الشبكات المحلية اللاسلكية تشبه الشبكات المحلية في طريقة العمل والمميزات والعيوب.

قد يُسمى هذا النوع من الشبكات كذلك باسم Local Area Wireless Network أو LAWN.

3. شبكة المنطقة الشخصية PAN أو Personal Area Networks

هذا النوع من الشبكات هو واحد من أبسط وأصغر أنواع الشبكات على الإطلاق، فهي تستخدم في نطاق المنزل أو نطاق المكتب ويديرها عادة شخص واحد فقط.

حيث إنها تستخدم عادة من أجل توصيل الحاسوب بالهواتف أو الطابعات أو أجهزة الفاكس أو غيرها، ولذا فهي من أكثر الشبكات المحدودة على الإطلاق، وقد لا تمتد لأكثر من سنتميترات أو أمتار معدودة.

وواحدة من أكثر أنواع شبكات المنطقة الشخصية استخدامًا هي استخدام البلوتوث والهواتف المحمولة، أو المستخدمة من أجل توصيل لوحة المفاتيح أو الفارة بأجهزة الحاسوب.

قد تكون هذه الشبكة متصلة من خلال الأسلاك Wired، أو بشكل لاسلكي Wireless باستخدام الوايفاي WIFI أو البلوتوث Bluetooth.

4. الشبكة واسعة النطاق WAN أو :Wide Area Networks

الشبكات واسعة النطاق WAN هي شبكات مختلفة كثيرة عن الشبكات المحلية LAN، فهي معقدة بعض الشيء، كما أنها تربط بين الكثير من الأجهزة الموجودة على مسافات كبيرة.

ومن الممكن أن نقول عنها أنها عبارة عن مجموعة من الشبكات المحلية التي تربط بين العديد من الأجهزة، فهي شبكة الشبكات أو شبكة مكونة من عدة شبكات.

نحن نستخدم هذا النوع من الشبكات كثيرًا، فأكبر شبكة واسعة النطاق على الإطلاق هي شبكة الإنترنت التي نستخدمها تقريبًا في جميع نواحي حياتنا.

لهذا النوع من الشبكات العديد من المميزات، مثل كونها تغطي مساحات واسعة للغاية قد تصل إلى دول وقارات متباعدة، وكذلك تمركز البيانات، والقدرة على تخزين نسخ احتياطية، وتبادل الرسائل، والتشارك في البرمجيات والموارد، وعشرات المميزات الآخرى.

ولكن هناك كذلك العديد من المشاكل أو السلبيات، مثل وجود مشاكل الأمن الكبيرة للغاية، والحاجة إلى جدران حماية وبرمجيات متخصصة للحفاظ على أمن الشبكة.

5. شبكة المدن MAN أو:Metropolitan Area Networks

شبكات المدن MAN تقع في الوسط بالنسبة للحجم بين الشبكات المحلية LAN والشبكات واسعة النطاق WAN، وتستخدم محليًا في العديد من المدن.

هذه الشبكات تستخدم من أجل خدمة المدينة أو الحرم الجامعية، وقد تشمل بضعة مباني أو تصل إلى مجموعة من المدن، ولها الكثير من الاستخدامات الهامة سواء في مجالات الاتصالات أو للأهداف اللوجستية أو حتى للدفاع.

6. شبكة الحرم الجامعي CAN أو :Campus Area Networks

شبكات الحرم الجامعي CAN تشبه للغاية شبكات المدن MAN، ولكنها تختص بالحرم الجامعي أو الكليات والجامعات أو حتى المعامل البحثية الكبيرة، وهي عادة ما يتم استخدامها لأغراض بحثية أو تعليمية فقط.

يستخدم هذا النوع من الشبكات في العديد من الجامعات حول العالم كستانفورد وMIT وغيرها، وتتميز بكونها معقولة التكاليف للغاية ويمكنها تلبية كافة احتياجات الجامعات والمعامل البحثية.

7. الشبكة الافتراضية الخاصة VPN أو Virtual Private Networks

شبكات VPN أو الشبكات الافتراضية الخاصة هي نوع من أنواع الشبكات تصادفنا بكثرة، ولكننا عادة لا نعرف ماهيتها.

وهي تتيح لنا أن نتبادل البيانات من خلال شبكات افتراضية توصلهم بالشبكات الأخرى الخاصة الموجودة عن بعد، ومن خلال هذا تستطيع ربط مكانين بعيدين عن بعضهم البعض بنفس الشبكة.

فلو كنت تريد توصيل شبكة موجودة في القاهرة مثلًا بشبكة موجودة في الرياض أو جدة يمكنك فعل هذا بكل سهولة من خلال الشبكات الافتراضية الخاصة VPN.

نحن عادة ما نستخدم هذه الشبكات من أجل إخفاء هويتنا على الإنترنت وتأمين هذا الاتصال من خلال تشفير كافة أنشطتنا على الشبكة.

اقرأ أيضًا: أفضل VPN للكمبيوتر (أفضل 12 برنامج VPN مجاني ومدفوع)

شبكات الحاسوب والأمن السيبراني

الأمن السيبراني جزء هام للغاية من شبكات الحاسوب، حيث أن الكثير من هذه الشبكات خاصة الأكثر استخدامًا منها كالشبكات واسعة النطاق WAN معرضة للكثير من الاختراقات والهجمات الإلكترونية.

لذا توجب وجود قسم خاص في الأمن السيبراني متعلق بأمن الشبكات Network Security، وهو الآن واحد من المجالات المهمة والأكثر طلبًا في عالم التقنية بشكل عام.

كما أن هناك الكثير من أقسام أو مجالات الأمن السيبراني الأخرى التي يتم استخدامها بشكل فعال الآن والمرتبطة بالشبكات، مثل إدارة الهوية والوصول Identity & Access Management، وأمن إنترنت الأشياء IOT Security، والتشفير Cryptography، وغيرها من الأقسام.

فجميع الممارسات الأمنية هذه تتضافر جميعها من أجل توفير أفضل حماية وأمان للشبكات التي نستخدمها في كافة جوانب حياتنا.

خاتمة

شبكات الحاسوب واحدة من أهم التقنيات التي نستخدمها في حياتنا، وطوال الخمسون أو الستون سنة الماضية لم نعتمد على تقنية مثلما اعتمدنا عليها.

فأي شيء تقوم به حرفيًا ستجد أن هناك شبكة ما وراء عمله أو حتى تساعد في حدوثه، نعم، فالإنترنت هو في النهاية شبكة من الشبكات الكثيرة التي نستخدمها.

في هذا المقال تعرفنا على ماهية الشبكات وكيفية عملها، كما أننا تعرفنا على أهم أنواعها التي نستخدمها في جميع مناحي حياتنا.

أخبرنا عن أكثر المواضيع التي شدت انتباهك في هذا المقال لنخصص لها مقالات منفردة.