كيف يعمل الإنترنت؟

الإنترنت هو نظام دولي لشبكات الكمبيوتر المبنية على أساس IP وتوجيه حزم IP. ونظرًا لنظامها المعقد والمتشعب للغاية، تتيح لها شبكة الإنترنت الوصول إلى ملايين أجهزة الكمبيوتر حول العالم. نحن ندعوك للتعرف على كيفية عمل الإنترنت.

هيكل الإنترنت

يوجد في جميع أنحاء العالم أجهزة كمبيوتر في مكاتب الشركات والهيئات الحكومية والمنازل الخاصة والشقق. في مجموعات منفصلة يتحدون في شبكات محلية صغيرة (من شبكة أجهزة الكمبيوتر في مؤسسة إلى شبكة المدينة). ويتم تضمين هؤلاء بدورهم في شبكات أكبر - إقليمية ووطنية. وهي أيضًا جزء من شبكات قارية أكبر حجمًا. وترتبط هذه الشبكات ببعضها البعض عن طريق كابل ألياف بصرية ضخم يمر عبر المحيط الأطلسي تحت سطح البحر. ونتيجة لذلك، على سبيل المثال، يتم توصيل جهاز كمبيوتر موجود في أوريول بجهاز كمبيوتر في فانكوفر. يمكن لمستخدمي هذين الجهازين التواصل مع بعضهم البعض عبر الإنترنت.

أما عن كيفية عمل الإنترنت على المستوى الدولي، العالمي، فيتحقق ذلك من خلال الشبكة العالمية - جمع كافة أجهزة الكمبيوتر في العالم المتصلة ببعضها البعض عبر الإنترنت. أبعادها هائلة حقًا، لأنها تغطي الكوكب بأكمله تقريبًا باستثناء الزوايا النادرة التي لا تتاح لها الفرصة للعمل بمثل هذا المورد لأسباب جغرافية واجتماعية وسياسية وغيرها.

بالإضافة إلى ذلك، هناك شبكات كبيرة جدًا غير متصلة أو متصلة جزئيًا فقط بشبكات الإنترنت العالمية الأخرى. على سبيل المثال، هذا هو الوضع في كوريا الشمالية. في هذا البلد، يتم الوصول إلى شبكة الويب العالمية حصريًا بإذن من السلطات، وبالتالي فإن المسؤولين رفيعي المستوى النادر لهم الحق في ذلك. توجد داخل الدولة نفسها شبكة داخلية تسمى "كوانغ ميون"، والتي أصبحت متاحة للمواطنين المحليين منذ وقت ليس ببعيد. تخضع كمية المعلومات وطبيعتها لرقابة صارمة من قبل سلطات الجمهورية.

كيف يعمل الإنترنت: العناصر المكونة له

أي وصول إلى الإنترنت (عندما نبحث عن بعض المعلومات، أو المواقع المفتوحة، وما إلى ذلك) هو عبارة عن سلسلة معقدة من الإجراءات المتسلسلة التي تحدث على الشبكة. علاوة على ذلك، فإن كل عملية من هذا القبيل تفترض وجود مكونات إلزامية. سنناقشها بإيجاز أدناه.

مستخدم

أو نوع من البرامج التلقائية التي ترسل طلبات إلى الإنترنت للحصول على المعلومات.

حاسوب

أو أي وسيلة أخرى للوصول إلى الإنترنت، على سبيل المثال، الهاتف، الجهاز اللوحي. بدون هذه الأجهزة يكون من المستحيل الوصول إلى الشبكة.

مزود خدمة الانترنت

هذه منظمة تجارية، وهي شركة توفر الوصول إلى الإنترنت لأجهزة الكمبيوتر الفردية. كل مدينة وبلد لديها مقدمي الخدمة الخاصين بها. علاوة على ذلك، يتم تقسيم جميع مقدمي الخدمات في العالم إلى 3 فئات كبيرة.

• الأول هو أصحاب حصة معينة من الإنترنت العالمي، والذين عادةً ما يكون لديهم شبكات ألياف ضوئية خاصة بهم، ينقلون من خلالها حركة المرور (أي كمية معينة من المعلومات التي يمكن الحصول عليها عبر الإنترنت) إلى مزودي الشبكات المجموعة السفلى.
• والثاني هو الشركات على المستوى الوطني أو الإقليمي (التي أنشأتها عدة دول مجاورة). على سبيل المثال، هذا هو Rostelecom.
• والثالث هو جميع المشاركين الآخرين في السوق، ويمثلهم شركات أصغر في المدن والمناطق.

إن العلاقات المالية التي تحدد، على وجه الخصوص، مقدار حركة المرور المستلمة بين جميع هذه المجموعات (وخاصة بين الفئتين الأولى والثانية) من مقدمي الخدمة معقدة للغاية. ليس فقط العوامل الاقتصادية تلعب دورًا هنا، ولكن أيضًا المصالح الشخصية والسياسة وما إلى ذلك.

المتصفح

هذا هو برنامج عميل للعمل على الإنترنت، ويمكن تثبيته إما من القرص أو تنزيله عبر نفس الإنترنت. المتصفحات الأكثر شعبية هي جوجل كروم، إنترنت إكسبلورر، موزيلا فايرفوكس، سفاري، أوبرا.

يمكن للمستخدم تثبيت أي متصفح على الإطلاق أو حتى عدة برامج على جهاز الكمبيوتر الخاص به - إذا رغب في ذلك. كل برنامج له خصائصه وإيجابياته وسلبياته.

اِختِصاص

يعني هذا المفهوم منطقة معينة على الإنترنت يشغلها موقع أو آخر. وبناء على ذلك، فإن كل صفحة على الإنترنت لها اسم مجال فريد خاص بها - وهو العنوان الذي يمكنك من خلاله العثور على الموقع على الإنترنت.

بعد تشغيل المتصفح، تقوم بإدخال اسم مجال المورد الذي تحتاجه بالضبط في شريط العناوين. بعد ذلك، يقوم النظام بتقديم طلب مماثل إلى شبكة مزود الإنترنت. لدى الموفر خادم مثبت من نوع DNS (نظام اسم المجال)، والذي يسمح لك بإعادة ترميز اسم مجال الموقع إلى عنوان IP. عنوان IP (عنوان بروتوكول الإنترنت) هو عنوان فريد لمنطقة معينة على الإنترنت، ويتم تقديمه، على عكس اسم المجال، في شكل أرقام. بالمناسبة، ليس فقط مواقع الويب لديها عنوان IP، ولكن أيضًا أجهزة الكمبيوتر نفسها. يتم تعيين عنوان IP لكل جهاز كمبيوتر بواسطة مزود الإنترنت الذي يوفر الوصول إلى الشبكة. يتم ذلك حتى تتمكن من توصيل حركة المرور إلى العنوان المطلوب، أي لكل جهاز كمبيوتر محدد، وكذلك لحل أي مشاكل في الخدمة.

بعد ذلك، يتم إعادة ترميز عنوان IP الخاص بالموقع من نظام الحساب العشري إلى النظام الثنائي (بما في ذلك 0 و1). وفي هذا النموذج يقوم المزود من خلال الخادم بإرسال طلب للحصول على المعلومات من الموقع التي يحتاجها المستخدم إلى جهاز التوجيه.

جهاز التوجيه

اسم آخر لهذا الجهاز هو جهاز التوجيه. يضمن نقل المعلومات عبر قناة الشبكة. يمكننا القول أن جهاز التوجيه هو ابن عم ملاح GPS المستخدم في الحياة. بمعرفة موقع نقطتين (في حالة الإنترنت، هذا هو جهاز الكمبيوتر الخاص بالمستخدم وموقع الإنترنت)، يقوم جهاز التوجيه بتحديد المسار المطلوب بينهما لضمان تبادل المعلومات.

يتم نقل المعلومات من جهاز توجيه إلى آخر حتى نقطة النهاية - الخادم.

الخادم

جهاز كمبيوتر قوي يمكنه القيام بالمهام التالية حسب نوعه:

• يضمن أن أجهزة الكمبيوتر تتلقى حركة المرور على الإنترنت.
• يتعامل مع تحويل أسماء النطاقات إلى عناوين IP.
• يخزن البيانات. على سبيل المثال، يمكن أن يكون هذا خادمًا يحتوي على بيانات من مستخدمي نوع ما من رسائل البريد الإلكتروني: الرسائل الواردة والصادرة، والرسائل الموجودة في سلة المهملات وفي مجلد البريد العشوائي، والمعلومات من دفاتر العناوين، وما إلى ذلك.
• - يخزن في ذاكرته معلومات عن مواقع الشبكات المختلفة وجميع البيانات الموجودة عليها. تسمى هذه الخوادم بالاستضافة.

وبناء على ذلك، في مثالنا، سيتم إرسال طلب فتح موقع ويب عبر أجهزة التوجيه إلى الاستضافة المناسبة، التي تقوم بتخزين المعلومات حول صفحة الإنترنت المطلوبة. سيتم إرسال استجابة الخادم عبر السلسلة العكسية (من خلال أجهزة التوجيه ومزود خدمة الإنترنت والمتصفح) إلى جهاز الكمبيوتر.

ومع ذلك، قبل عرض النتيجة على الشاشة، سيتم استخدام أحد المنافذ العديدة التي يستخدمها الكمبيوتر لنقل المعلومات.

ميناء

إنه مورد نظام مخصص لتطبيق ما للتواصل مع التطبيقات الأخرى على الشبكة. أي أنه عند الوصول إلى عنوان IP محدد، يتم بعد ذلك إرسال بيانات معينة إلى منافذ مختلفة. لذلك، هناك منفذ لإرسال البريد الإلكتروني ومنفذ منفصل لاستقباله.

يوجد أيضًا منفذ منفصل للعمل مع مواقع الويب. يقوم بتحليل المعلومات الواردة وإرسالها إلى المتصفح. ونتيجة لذلك، تفتح أمامنا الصفحة المطلوبة.

في الواقع، العملية برمتها الموصوفة لا تدوم أكثر من بضع ثوان. يمكنك تقييم ذلك بنفسك من خلال محاولة فتح موقع ويب. ستظهر الصفحة أمامك حرفيًا بعد لحظة من إدخال اسم المجال الخاص بها في شريط العناوين أو، على سبيل المثال، إدخال بعض الاستعلام في مربع بحث المتصفح.

مجموعة مختارة من الكتب الحالية على الشبكات الحديثة، حيث سيجد الجميع - من المبتدئين إلى المحترفين - شيئًا مفيدًا لأنفسهم.

V. أوليفر، N. أوليفر “شبكات الكمبيوتر. المبادئ والتقنيات والبروتوكولات. كتاب مدرسي "(2016)

يعد هذا الكتاب أحد أفضل الكتب المدرسية الروسية على الشبكات. منذ الإصدار السابق، خضع لمراجعات كبيرة لدمج التغييرات التي حدثت في مجال شبكات الكمبيوتر على مدى السنوات الست الماضية:

• التغلب على حد السرعة البالغ 100 جيجابت/ثانية للشبكات المحلية والعالمية وإتقان سرعات التيرابت؛
• زيادة كفاءة ومرونة الشبكات الضوئية الأولية بسبب ظهور معددات الإرسال الإضافية القابلة لإعادة التشكيل (ROADM) واستخدام قنوات DWDM الفائقة التي تعمل على أساس خطة تردد مرنة؛
• وتطوير تقنية المحاكاة الافتراضية لوظائف وخدمات الشبكة، مما أدى إلى انتشار الخدمات السحابية؛
• جلب القضايا الأمنية إلى الواجهة.

أوصت وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي بالنشر باعتباره كتابًا مدرسيًا لطلاب الجامعات الذين يدرسون التخصصات التقنية. إنه مخصص للطلاب الجامعيين وطلاب الدراسات العليا والمتخصصين التقنيين الذين يرغبون في اكتساب المعرفة الأساسية بمبادئ بناء شبكات الكمبيوتر، وفهم ميزات التقنيات التقليدية والناشئة للشبكات المحلية والواسعة، وتعلم كيفية إنشاء شبكات مركبة كبيرة و إدارة مثل هذه الشبكات.

E. Tanenbaum، D. Weatherall "شبكات الكمبيوتر" الطبعة الخامسة. (2016)

أحدث إصدار من الكتاب الأكثر موثوقية حول تقنيات الشبكات الحديثة، كتبه الخبير المعترف به في هذا المجال، أندرو تانينباوم، وشارك في تأليفه البروفيسور ديفيد ويذرال من جامعة واشنطن.

صدرت الطبعة الأولى من هذا الكتاب عام 1980. منذ ذلك الحين، أصبح هذا العمل كلاسيكيًا، وأصبحت كل طبعة دائمًا من أكثر الكتب مبيعًا.

يعرض الكتاب باستمرار المفاهيم الأساسية لشبكات الكمبيوتر التي تحدد الحالة الحالية واتجاهات التطوير. يشرح المؤلفون بالتفصيل تصميم ومبادئ تشغيل الأجهزة والبرامج، ويأخذون في الاعتبار جميع جوانب ومستويات تنظيم الشبكة - من المستوى المادي إلى مستوى برنامج التطبيق. يُستكمل عرض المبادئ النظرية بأمثلة حية وتوضيحية لعمل الإنترنت وشبكات الكمبيوتر بمختلف أنواعها.

تمت مراجعة الطبعة الخامسة وتوسيعها لتعكس آخر التطورات في مجال شبكات الكمبيوتر. على وجه الخصوص، فهو يغطي الشبكات اللاسلكية 802.12 و802.16 وشبكات 3G وشبكات نظير إلى نظير وغير ذلك الكثير.

D. كوروس، ك. روس “شبكات الكمبيوتر. النهج من أعلى إلى أسفل" (2016)

هذا الكتاب مثالي للمبتدئين الذين يدرسون تقنيات الشبكات. يقدم أساسيات بناء وتشغيل شبكات الكمبيوتر باستخدام مثال بنية الإنترنت ذات المستويات الخمسة. فهو يصف المكونات الأساسية للشبكة، والمبادئ الأساسية لنقل البيانات، وتقنيات التفاعل بين الشبكات. تم تخصيص فصل منفصل لميزات الشبكات اللاسلكية.

جميع المواد الموجودة في الكتاب مصحوبة بأمثلة ومواد للقيام بالتمارين بنفسك. الدليل عالمي ومناسب لكل من الطلاب ومسؤولي النظام، وكذلك أي شخص يريد البدء في دراسة شبكات الكمبيوتر أو تحسين معرفتهم في هذا المجال.

أ. سيرجيف "أساسيات شبكات الكمبيوتر المحلية" (2016)

يتناول هذا البرنامج التعليمي الأسس والتقنيات النظرية لشبكات الكمبيوتر المحلية وبنائها. وجاءت الأسئلة:

• المفاهيم والنماذج والأساليب الأساسية لبناء شبكات الكمبيوتر؛
• تنظيم مكدس بروتوكول TCP/IP (IPv4 وIPv6)؛
• إنشاء خوادم وخدمات الوصول العام لشبكات IP (DNS، البريد الإلكتروني، الويب، إلخ.)

يتم إيلاء اهتمام خاص لتنظيم الشبكات المحلية على نظام التشغيل Windows (مجموعة العمل والمجال)، والبناء المادي للشبكات المحلية الكابلية واللاسلكية.

D. كوروس، تي. روس “شبكات الكمبيوتر. دليل مسؤول النظام" (2016)

كتاب مشهور عالميًا تمت إعادة طبعه ست مرات وتصدر قوائم المبيعات حول العالم لمدة 15 عامًا. على الرغم من رحلتها الطويلة، إلا أنها لم تفقد أيًا من أهميتها ولا تزال مصدرًا لا غنى عنه للمعرفة للأشخاص الذين يرتبط عملهم بتنظيم شبكات الكمبيوتر.

سيخبرك هذا المنشور بما يلي:

• وكيفية عمل الإنترنت والشبكات المحلية؛
• كيفية عمل بروتوكولات وخدمات الشبكة؛
• حول خوارزميات التوجيه؛
• حول أمن الشبكات وأساسيات التشفير؛
• حول أساسيات إدارة الشبكة.

أ.روباتشيفسكي "الإنترنت من الداخل. النظام البيئي للشبكة العالمية "(2017)

عمل مؤلف الكتاب، أندريه روباتشيفسكي، كجزء من الفريق الذي أنشأ شبكة الكمبيوتر التابعة للجامعة الفيدرالية الروسية RUNNet. وهو يقود حاليًا البرامج التي تهدف إلى تحسين أمن واستقرار البنية التحتية العالمية للإنترنت، وهو أيضًا رئيس لجنة البرامج التابعة لمجموعة المشغلين الأوراسية ENOG.

يغطي الكتاب بنية وتقنية الإنترنت، مع التركيز على مكوناتها الأساسية: العنونة العالمية والملكية الفكرية، ونظام اسم النطاق، وتوجيه الإنترنت العالمي. يتم النظر في جوانب ومبادئ تشغيل شبكة الويب العالمية، وقضايا توحيد وتطوير وأمن أنظمة الإنترنت الرئيسية. تتم مناقشة التطور المعماري للإنترنت ككل، بالإضافة إلى القضايا ذات الصلة بإدخال بروتوكولات وتقنيات جديدة.

يتم إيلاء اهتمام خاص للنظام البيئي للإنترنت وتاريخه بالإضافة إلى المنظمات الرئيسية المدرجة في نظام صنع القرار عبر الإنترنت.

يقترح صموئيل جرينجارد أن نذهب فورًا إلى المستقبل ونفكر في الأسئلة المهمة، والتي ستكون الإجابات عليها قريبًا حيوية بالنسبة لنا.

إنترنت الأشياء والمنزل الذكي والأشياء الأخرى التي بدت مؤخرًا وكأنها خيال علمي أصبحت اليوم واحدة من الاتجاهات الرئيسية في الوقت الحالي. جميع التقنيات اللازمة تدخل بالفعل الإنتاج الضخم.

مساء الخير يا أصدقاء! في المقال الأخير تعلمنا. والآن دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل الإنترنت؟ معظم الناس لديهم رأي خاطئ حول هذه القضية. يعتقد الكثير من الناس أن الإنترنت ما هو إلا سلسلة من أجهزة الكمبيوتر المتصلة ببعضها البعض.

وهذا صحيح وغير صحيح. الإنترنت ليس مجرد شبكة من أجهزة الكمبيوتر المتصلة ببعضها البعض من خلال شبكات الكابلات وخطوط الهاتف المختلفة. وهي أيضًا خوادم تنقل المعلومات، وأجهزة كمبيوتر عملاقة تقوم بمعالجة هذه المعلومات ونقلها وتخزينها، وما إلى ذلك.

الإنترنت عبارة عن مجموعة من الشبكات التي تعمل كشبكة واحدة. هذه سلسلة من الشبكات المماثلة التي ظهرت في أمريكا بحيث تتفاعل أجهزة الكمبيوتر العملاقة في مختلف الجامعات ومراكز الأبحاث مع بعضها البعض. هذه شبكة أساسية تمولها مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.

منذ ظهور الخطوط الأولى، والتي يمكن أن يستخدمها عدد صغير من الأشخاص، تطورت الشبكة العالمية لتصبح شبكة، مثل الويب، تتشابك مع العالم كله. الآن أصبح بإمكان كل من يريد الاتصال تقريبًا الوصول إليه.

لتسهيل المرور عبر خطوط الشبكة، يتم تقسيم البيانات بواسطة بروتوكول TCP/IP خاص إلى حزم بالحجم المطلوب. عندما تصل هذه الحزم إلى وجهتها، فإنها تنتقل عبر العديد من الشبكات والطبقات المختلفة.

من نقطة إلى أخرى، يمكن أن تنتقل الحزم المماثلة بطرق مختلفة. في أغلب الأحيان، يتم اختيار الأقرب. ولكن إذا كان خادم معين مثقلًا بالمعلومات أو لا يعمل، فيمكن للحزمة تجاوزه والوصول إلى الموقع المطلوب عبر مسار مختلف.

يمكن لمثل هذه الحزمة من المعلومات أن تمر عبر المدن الإقليمية وأجهزة التوجيه المحلية والمختلفة والمحاور وأجهزة إعادة الإرسال والبوابات والجسور. تختلف الشبكات الإقليمية عن الشبكات المحلية من حيث قدرتها على نقل البيانات دون الحاجة إلى تسجيل الدخول إلى الإنترنت.

يمنع المكرر الإشارة من التلاشي عن طريق تعزيزها ونقل البيانات التي تتلقاها. تعمل المحاور على توصيل أجهزة الكمبيوتر بالشبكة، مما يتيح لها الفرصة لتبادل المعلومات مع بعضها البعض.

تقوم الجسور بتوصيل الشبكات، مما يساعدها على نقل المعلومات. وهناك نوع خاص من هذا الجسر، وهو البوابة، يكون مسؤولاً عن تحويل الرسائل بين شبكات من أنواع مختلفة (على سبيل المثال، بين شبكات Apple وWindows).

من يقدم خدمات الإنترنت

توفر الشركات الموردة مثل خدمة الإنترنت خدمة الإنترنت للأشخاص. تمتلك هذه الشركات مجموعات من عناوين الإنترنت. أنها توفر لهم للعملاء. يقوم الشخص بتوصيل جهاز الكمبيوتر الخاص به بهذا المزود، ويتم توصيله على الفور بالخادم.

الخادم متصل بالإنترنت بفضل أجهزة تسمى أجهزة التوجيه. جهاز التوجيه هو جهاز يتلقى المعلومات من عقد الشبكة ويحدد عنوان وجهتها على الشبكة والمسار الأكثر فائدة لتوصيل البيانات إلى العنوان المطلوب.

يحدث هذا التوجيه باستخدام المسارات المعروفة على الإنترنت وحجم حركة المرور على أجزاء مختلفة من المقطع. بعد ذلك، يرسل جهاز التوجيه المعلومات إلى نقطة الشبكة المطلوبة - نقطة الوصول إلى الشبكة. تشمل الخدمات:

1. البريد الإلكتروني عبر خوادم SMTP وPOP
2. خدمة تعريف الكمبيوتر بفضل عنوان IP.
3. المسار باستخدام خوادم DNS.
4. خدمة الأخبار بفضل خوادم Usenet.

كيف يعمل الإنترنت وعنوان IP الخاص به

أعتقد أن الكثير منكم يعرف ما هو عنوان IP وما هو المطلوب من أجله. إنهم يعرفون حتى عنوان IP الخاص بهم. لكنني سأظل أقدم تفسيرا. يمنح الموفرون عملائهم عنوان IP لتوصيل أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم بالإنترنت. وتسمى أيضًا عناوين بروتوكول IP.

يحدد عنوان IP جهاز الكمبيوتر الخاص بشخص ما على الإنترنت، مما يتيح له الفرصة لتلقي بيانات متنوعة من الشبكة العالمية. أعتقد أن الكثير منكم يعرف أن معظم المستخدمين يستخدمون بروتوكول IPv4. ولكن المزيد والمزيد من الناس يتحولون إلى IPv6.

كيف يعمل الإنترنت مع عنوان IPv4

وفي نهاية القرن العشرين، كان IPv4 هو البروتوكول السائد. يوفر هذا الإصدار من IP عنوانًا مثل XXX.YYY.ZZZ.AAA. تمثل مجموعات الأحرف رقمًا مكونًا من ثلاثة أرقام بتنسيق عشري. يمكن أن يكون الرقم 8 بت ويكون التنسيق ثنائيًا.

يطلق عليه التدوين العشري المنقط. تسمى المجموعة بالثمانية. يتم تشكيل الأرقام العشرية من الأرقام الثنائية. نظام الكمبيوتر يعمل مع ثنائي. على سبيل المثال، العنوان سيبدو الرقم 106.122.115.102 بالنظام العشري 01101010. 01111010. 01110011. 01100110.

لا تحاول أن تفهم هذا. هناك جداول رمز خاصة. إذا كان أي شخص مهتمًا بالشكل الذي يبدو عليه عنوان IP الخاص به في شكل عشري، فيمكنه معرفة ذلك باتباع هذا الرابط.

يتضمن عنوان IP عنوان المضيف والشبكة. وفقًا لذلك، يحدد عنوان الشبكة الشبكة بأكملها، ويحدد عنوان العقدة عقدة فردية في شبكة معينة: خادم أو محطة عمل أو جهاز توجيه. تنقسم الشبكة المحلية إلى ثلاث فئات: A، B، C. يحدد جزء الشبكة من IP ما إذا كانت الشبكة تنتمي إلى فئتها.

كيف يعمل الإنترنت - ثلاث فئات من الشبكات

الفئة (أ) مشغولة بسلاسل كبيرة. يستخدم جزء الشبكة 8 بتات، ويستخدم الجزء المضيف 24 بت IP. البت الأكثر أهمية لديه الثماني الأول = 0. بعد ذلك، هناك مزيج من أي سبع بتات أخرى. ومن ثم، فإن الفئة A IP لها النطاق: 001.x.x.x-126.x.x.x. وهذا يجعل من الممكن إنشاء 126 شبكة أو 17.000.000 عقدة.

يتم إعطاء الفئة B للشبكات متوسطة الحجم. يقع جوهر الثماني الأولية في النطاق 128.x.x.x - 191.254.0.0. مما يجعل من الممكن إنشاء 16384 شبكة. يمكن أن تنتمي أي من هذه الشبكات إلى 65534 عقدة.

الفئة C مطلوبة للشبكات التي تحتوي على عدد صغير إلى حد ما من العقد. يتكون عنصر الشبكة من الثماني الثلاث الأولى. عنوان الشبكة هو الثماني بتات الأخيرة. يقع جوهر الثماني الثلاثة الأولى في النطاق 192.x.x.x - 223.254.254.0. ومن ثم، فإن حوالي 2,000,000 شبكة تنتمي إلى الفئة C. يمكن أن تحتوي كل شبكة من هذه الشبكات على 254 عقدة.

كيف يعمل الإنترنت مع عنوان IPv6

أعتقد أنك تفهم أن بروتوكول IPv6 تم إنشاؤه بسبب النقص العادي في عناوين IP، لأن... زاد عدد مستخدمي الإنترنت بشكل ملحوظ. هذا العنوان هو 128 بت و16 بايت. وهذا يزيد بشكل كبير من عدد عناوين IP.

يتحقق IPv6، من بين أمور أخرى، من صحة حزمة المرسل وتشفير هذه الحزمة. يتم دعم هذا البروتوكول بواسطة أنظمة تشغيل من Windows 7 إلى Windows 10 وبعض توزيعات Linux. تم استخدام IPv6 مؤخرًا أكثر فأكثر. كما تدعم الهواتف المحمولة هذا البروتوكول وأجهزة كمبيوتر السيارات والأجهزة الأخرى.

يتكون IPv6 من 8 مجموعات مكونة من أربعة أرقام سداسية عشرية، مفصولة بنقطتين: 1045: 0ake: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001. ومن المثير للاهتمام، أنه يمكن كتابة المجموعات التي تحتوي على أصفار فقط بنقطتين، ولكن ليس أكثر من نقطتين.

في بعض الأحيان يتم استبعاد الأصفار. يجب وضع عنوان URL من هذا النوع بين قوسين مربعين: - http://.

كيف تعمل شبكات الإنترنت الفرعية

يتم تجميع عقد الشبكة في شبكات فرعية، تسمى الشبكات الداخلية. يجب أن يكون لكل جزء من الشبكة الداخلية بوابة أمان تعمل كنقاط دخول وخروج للجزء. يتم تنفيذ وظيفة البوابة بواسطة جهاز يسمى جهاز التوجيه.

يمثل جهاز التوجيه جهازًا ذكيًا يقوم بإعادة توجيه المعلومات إلى المستلم. تستخدم بعض الشبكات في شكل بوابة جدار الحماية الوقائي، وجدار الحماية.

جدار الحماية عبارة عن مجموعة من المكونات والبرامج والأجهزة المختلفة التي تشكل حاجزًا لحماية جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يمكن مقارنة جدار الحماية بباب متصل بالإنترنت. يمكن أن يكون مفتوحًا لبعض البرامج، مفتوحًا أو مغلقًا قليلاً. إن جدار الحماية، وليس برنامج مكافحة الفيروسات، هو الذي يمنع الفيروس من دخول الكمبيوتر. ولذلك، يجب تثبيت جدار الحماية على كل جهاز كمبيوتر. يعالج برنامج مكافحة الفيروسات ببساطة النظام المصاب بالفعل. الخيار الأفضل هو برنامج مكافحة فيروسات مزود بجدار حماية مدمج.

يمكنك تكوين جدار الحماية بحيث يقوم بتمرير المعلومات فقط إلى المنافذ والعناوين الضرورية. لإنشاء شبكة فرعية، يتم إخفاء جزء الشبكة من عنوان IP الخاص بالمضيف. ومن ثم، يقتصر تنقل المعلومات على عقد الشبكة الفرعية، لأن تتعرف هذه العقد على العناوين الموجودة في نطاق مقنع معين.

أسباب إنشاء شبكة فرعية

1. الاستخدام الفعال لعناوين IP. عند استخدام عنوان 32 بت، يتم الحصول على عدد محدود من العناوين. للوهلة الأولى، يبدو أن 126 شبكة و17.000.000 عقدة هي مبلغ لائق، ولكن على نطاق عالمي، هذا ليس كثيرًا.
2. عزل قطاعات الشبكة المختلفة. على سبيل المثال، تحتوي الشبكة على 1000 جهاز كمبيوتر. إذا لم يتم تطبيق التجزئة، فسوف تمر المعلومات عبر جميع أجهزة الكمبيوتر البالغ عددها 1000 جهاز. يمكنك أن تتخيل الحمل الذي تواجهه قناة الاتصال في هذا الوقت. كما سيتمكن جميع مستخدمي الشبكة من الوصول إلى المعلومات من جميع المشاركين فيها.
3. لإعادة استخدام IP واحد. على سبيل المثال، إذا قمت بتقسيم عناوين الفئة C في مكانين على شبكة فرعية، فيمكنك منح كل شبكة فرعية نصف عناوين الشبكة. من هنا، ستتمكن شبكتان فرعيتان من استخدام عنوان IP واحد من الفئة C.

لإنشاء شبكة فرعية، من الضروري حظر جزء أو كل البتات الخاصة بعنوان IP معين بالأرقام. على سبيل المثال، قناع بقيمة 254 سوف يحجب جميع العناوين باستثناء عنوان واحد في الثماني بتات. ستؤدي القيمة 255 إلى حظر الثماني بتات بأكملها.

لإنشاء شبكة فرعية من الفئة A، يكون القناع 255.0.0.0 مناسبًا. الفئة ب – 255.255.0.0. الفئة ج 255.255.255.0. لمعرفة عنوان IP الخاص بك، ما عليك سوى إدخال "اكتشف عنوان IP" في محرك البحث وسوف تكتشف عنوان IP الخاص بك في غضون ثانية واحدة.

ما هي الاستضافة

نسيت أن أذكر مواقع الاستضافة التي تتواجد فيها المواقع التي نستقبل منها معظم المعلومات. خدمات الاستضافة هي أيضًا أجهزة كمبيوتر عملاقة توجد بها مواقع الويب، كما هو الحال في الخلايا. كما أن خدمات الاستضافة تقوم بإعطاء واستقبال المعلومات بشكل أكثر دقة، ويتم ذلك عن طريق المواقع والمدونات الموجودة عليها. حتى Yandex و Google موجودان في أجهزة الكمبيوتر العملاقة ولديهما العديد من خوادمهما حول العالم.

صاحب الرقم القياسي في هذا الشأن هو محرك بحث Google. لديها الآلاف من خوادمها في جميع أنحاء العالم وجميعها متصلة ببعضها البعض باستخدام الألياف الضوئية أو ببساطة خطوط الهاتف. إنها تبدو حقًا وكأنها شبكة عملاقة (أو شبكة ويب) أربكت العالم كله. لا عجب أن يطلق على الإنترنت اسم الشبكة العالمية! ومن المدهش مدى سرعة انتشار هذه الشبكة العالمية في جميع أنحاء العالم!

أتمنى أن تفهم الآن كيفية عمل الإنترنت. حظ سعيد!

أصبحت الشبكة المحلية المنزلية أكثر شيوعًا وشائعة. لقد ولت الأيام التي كانت فيها عبارة "الشبكة المحلية" تستحضر في الأذهان صورة مسؤول النظام الملتحي غير الحليق الذي يحب البيرة ويصدم بعبارات غير مفهومة. في العديد من العائلات، يكون لكل فرد من أفراد الأسرة جهاز كمبيوتر خاص به، ويفكر الكثيرون في كيفية دمج كافة أجهزة الكمبيوتر في شبكة منزلية واحدة. إن إنشاء شبكة محلية منزلية ليس بالأمر الصعب، وتصف سلسلة من المقالات الموجودة على الموقع جميع الأجهزة والبرامج اللازمة لإنشاء شبكة منزلية عالية الكفاءة.

مما تتكون الشبكة المحلية؟

بشكل عام، تتكون أي شبكة من عدة أجهزة كمبيوتر (2 أو أكثر) توفر الوصول المشترك إلى أجهزتها أو برامجها. تتيح الشبكة إمكانية التفاعل بين أجهزة الكمبيوتر والبرامج المثبتة عليها، بحيث يمكن لمستخدمي الكمبيوتر العمل معًا في بيئة شبكة واحدة.

يمكن فهم الوصول المشترك على أنه إمكانية الوصول المتزامن أو المتسلسل لعدة مستخدمين إلى مورد أو جهاز واحد. على سبيل المثال، على الشبكة المنزلية، يمكن تنفيذ الوصول المشترك إلى الطابعة والماسح الضوئي ومحرك الأقراص الضوئية والمودم والفاكس وبعض البرامج، بالإضافة إلى الإنترنت. المثال الكلاسيكي للمشاركة هو لعبة كمبيوتر متصلة بالشبكة، حيث يتمتع كل كمبيوتر بإمكانية الوصول إلى نسخة من لعبة الكمبيوتر الموجودة على كمبيوتر آخر.

هناك عدة أنواع من الشبكات، والشبكة المحلية هي واحدة منها فقط. شبكة المنطقة المحلية هي في الأساس شبكة تستخدم داخل مبنى واحد أو مساحة فردية، مثل شقة، للسماح لأجهزة الكمبيوتر والبرامج المستخدمة داخلها بالاتصال. يمكن ربط الشبكات المحلية الموجودة في المباني المختلفة مع بعضها البعض باستخدام قنوات الاتصال الفضائية أو شبكات الألياف الضوئية، مما يجعل من الممكن إنشاء شبكة عالمية، أي. شبكة تتضمن عدة شبكات محلية.

تعد الإنترنت مثالاً آخر على الشبكة التي أصبحت عالمية وشاملة منذ فترة طويلة، بما في ذلك مئات الآلاف من الشبكات المختلفة ومئات الملايين من أجهزة الكمبيوتر. بغض النظر عن كيفية وصولك إلى الإنترنت، من خلال مودم أو اتصال محلي أو عالمي، فإن كل مستخدم للإنترنت هو في الواقع مستخدم للشبكة. يتم استخدام مجموعة واسعة من البرامج لتصفح الإنترنت، مثل متصفحات الإنترنت وعملاء FTP وبرامج البريد الإلكتروني وغيرها الكثير.

لكي يعمل جهازي كمبيوتر معًا، لا يكفي توصيلهما ببعضهما البعض بطريقة أو بأخرى. لكي يتم تشغيل الاتصال الفعلي، من الضروري استخدام برامج خاصة بالشبكة. لذا، دعونا نلقي نظرة على ما تتضمنه كل شبكة:

• الأشياء المادية لتفاعل الشبكة، أي. أجهزة الكمبيوتر أو أجهزة الشبكة الأخرى (على سبيل المثال، أجهزة المساعد الرقمي الشخصي أو الهواتف المحمولة ذات واجهات الشبكة)؛
• الاتصال المادي (الكابل) أو الاتصال اللاسلكي (الأشعة تحت الحمراء أو تردد الراديو) بين أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة الأخرى؛
• نظام تشغيل يسمح بالوصول المشترك إلى أجهزة الكمبيوتر و/أو الأجهزة الأخرى؛ يمكن أن يكون هذا إما نظام تشغيل منزلي Windows XP/Vista/7 أو نظام تشغيل شبكة متخصص Windows Server.
• مجموعة مشتركة من بروتوكولات الشبكة المستخدمة؛
• عملاء الشبكة، أي. البرامج التي تسمح لجهاز كمبيوتر واحد بالوصول إلى جهاز كمبيوتر آخر.

دعونا نلقي نظرة على ما يمكن أن يستخدمه المستخدمون المنزليون العاديون للشبكة:

• خدمة الإنترنت؛
• العمل مع البريد الإلكتروني.
• مشاركة أي ملفات؛
• الوصول المشترك إلى الأجهزة المختلفة (محركات الأقراص الثابتة، محركات الأقراص الضوئية، الطابعات)؛
• شبكة الاتصالات النصية والصوتية.
• شبكة اتصالات الفيديو.
• العمل البعيد
• العمل معًا في مشروع؛
• النسخ الاحتياطي للبيانات والنسخ.

تم تصميم الشبكة المحلية لتوحيد جميع أجهزة الكمبيوتر المنزلية (أو المكتبية) في جهاز واحد. وبذلك يصبح اللاعب جزءًا من فريق كرة القدم ويشكل العديد من الجنود كتيبة. بفضل الشبكة المحلية، ستتمكن جميع أجهزة الكمبيوتر المنزلية من تبادل البيانات مع بعضها البعض والوصول إلى الإنترنت. ألعاب الكمبيوتر الشبكية وأرشيف الملفات المشتركة والاتصالات والترفيه - كل هذا ستوفره لك شبكة الكمبيوتر.

قبل أن نتحدث عن الأجهزة المحددة التي ستكون ضرورية لتنظيم شبكة محلية، سننظر في الأنواع الرئيسية للشبكات المحلية الحديثة.

أنواع الشبكات المحلية

بشكل عام، هناك نوعان رئيسيان من الشبكات المحلية - الشبكة اللامركزية وشبكة خادم العميل.

دعونا نفكر في الرسم التخطيطي لأبسط شبكة لامركزية موضحة أدناه. لنتخيل أنه يوجد في شقتك جهازي كمبيوتر وجهاز كمبيوتر محمول واحد، وكل جهاز كمبيوتر مثبت عليه نظام التشغيل Windows XP. من أجل تنظيم شبكة لا مركزية، من الضروري أن يكون لكل كمبيوتر محول شبكة. تحتوي جميع اللوحات الأم وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الحديثة تقريبًا على مثل هذا الإدخال (أو حتى اثنين)، لذلك لا تحتاج إلى شراء أي شيء إضافي. إذا حصلت على شيء "قديم" تمامًا، فقم بشراء بطاقة محول شبكة مثبتة في فتحة PCI أو PCI-E.

هذا هو المخطط العام للشبكة اللامركزية. يرجى ملاحظة أن هذه ليست الطريقة التي يتم بها توصيل أجهزة الكمبيوتر في الواقع - فهي ستحتاج إلى مفتاح (انظر أدناه). ما تم التأكيد عليه في هذا المخطط هو أنها شبكة لا مركزية اسمية. تتواصل جميع أجهزة الكمبيوتر مع بعضها البعض دون مشاركة الخادم.

وهنا رسم تخطيطي لنفس الشبكة، ولكن من نوع "خادم العميل"..

اقرأ المزيد عن المعدات في المقالة « ».

تحتاج أيضًا إلى تثبيت برنامج التشغيل. يتم توفير برامج التشغيل على أقراص مضغوطة مع محولات الشبكة أو اللوحات الأم. بالإضافة إلى ذلك، يتم دعم برامج التشغيل للعديد من محولات الشبكة الشائعة أصلاً في أنظمة التشغيل Windows XP وWindows Vista وWindows 7، لذلك لن تحتاج في كثير من الأحيان إلى تثبيت أي شيء.

بعد تثبيت محولات الشبكة وبرامج التشغيل، كل ما تبقى هو توصيل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض فعليًا باستخدام كابل أو اتصال لاسلكي. تستخدم الشبكة السلكية في أغلب الأحيان كابل إيثرنت من الفئة 5 لتوصيل جهازي كمبيوتر فعليًا، فأنت تحتاج فقط إلى كابل واحد، ولكن إذا كان هناك أكثر من ثلاثة أجهزة كمبيوتر، فستحتاج إلى جهاز خاص يسمى يُحوّل، المعروف أيضًا باسم المحول (أو نقطة الوصول اللاسلكية، إذا قررت إنشاء شبكة لاسلكية).

جهازي كمبيوتر محمول وكمبيوتر مكتبي متصلان بشبكة لا مركزية عبر محول.

يرجى ملاحظة أنه لتوصيل جهازي كمبيوتر فقط (بدون محول)، يجب عليك استخدام كابل مع اتصال متقاطع خاص (" عبور"). لتوصيل أكثر من جهازي كمبيوتر، استخدم كبل Ethernet قياسيًا.

غالبًا ما تستخدم الشبكات اللامركزية في الشبكات المنزلية. وتتمثل ميزة هذه الشبكة في أنه ليست هناك حاجة لشراء جهاز كمبيوتر للعمل، على سبيل المثال، كخادم ملفات، لأن الملفات موجودة على كافة أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة.

طوبولوجيا الشبكة المحلية

يتصل كل كمبيوتر على الشبكة بأجهزة كمبيوتر أخرى باستخدام كابل أو اتصال لاسلكي. يُطلق على تخطيط الاتصالات الفعلية لأجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة اسم طوبولوجيا الشبكة. هناك ثلاثة طبولوجيا رئيسية: الحافلة، الحلقة والنجمة.

• إطار العجلة. يتم توصيل كل كمبيوتر على الشبكة على التوالي بجهاز كمبيوتر آخر في تسلسل خطي. تبدأ الشبكة بالخادم أو الكمبيوتر الرئيسي وتنتهي بآخر كمبيوتر على الشبكة.
• جرس. كل كمبيوتر متصل بجهاز كمبيوتر آخر في شبكة حلقة.
• نجمة. يرتبط كل كمبيوتر على الشبكة بنقطة تبادل بيانات مركزية.

لقد تم تطوير أول طوبولوجيتين، الناقل والحلقة، منذ سنوات عديدة ولم يعدا صالحين الآن. الطوبولوجيا الرئيسية للشبكات المحلية الحديثة هي الطوبولوجيا "النجمية".

الميزة الرئيسية لهذه الهيكلية، المستندة إلى تقنية Ethernet، هي إمكانية توسيع الشبكة. يمكن لأجهزة الكمبيوتر المزودة بمحول شبكة Ethernet إنشاء شبكة نجمية تضم ما يصل إلى 1024 جهاز كمبيوتر متصلاً بمحول أو لوحة وصل باستخدام موصل RJ-45. لا يستغرق إنشاء مثل هذه الشبكة الكثير من الوقت، بشرط أن يتم تكوين نظام تشغيل الشبكة بشكل صحيح.

الشبكة المنزلية مع طوبولوجيا النجمة.

لإنشاء شبكة Ethernet، تحتاج إلى تثبيت أنظمة تشغيل متوافقة على أجهزة الكمبيوتر لديك (على سبيل المثال، Windows XP)، ومحولات شبكة مع برامج التشغيل الضرورية، وكابل شبكة (أو محولات لاسلكية)، ومفتاح أو لوحة وصل.

تخيل الآن أنك قمت بتثبيت مفتاح به 5 موصلات في شقتك وقمت بتوصيل أجهزة الكمبيوتر الخاصة بجميع أفراد عائلتك وأصدقائك به. ونتيجة لذلك، لم يتبق للمحول أي منافذ مجانية. وفي الوقت نفسه، ترغب حقًا في توصيل جيرانك على الأرض لتبادل الملفات معه ولعب الألعاب الإستراتيجية على الكمبيوتر. سيكون الناتج هو نفس طوبولوجيا "النجمة". يكفي توصيل المفتاح الثاني بمنفذ خاص للمفتاح الأول، وستتمكن من استخدام المنافذ الحرة. وهكذا، وذلك بفضل المخطط تمتد شجرة، يمكنك توسيع شبكتك إلى أجل غير مسمى تقريبًا. هذا هو المبدأ الذي يتم من خلاله إنشاء الشبكات المنزلية الحديثة.

لذلك، دعونا نلخص ما هي الأجهزة المادية المطلوبة لإنشاء شبكة محلية:

• محولات الشبكة؛
• مفاتيح.
• الكابلات (أو قنوات الترددات اللاسلكية لشبكة لاسلكية).

لن يسمح لك المحول بالدخول إلى الإنترنت :) لذلك، لا تخلط بينه وبين جهاز التوجيه - وهو جهاز مصمم لتوفير الوصول من الشبكة المحلية إلى الشبكة العالمية.

اقرأ المزيد عن أجهزة التوجيه والمعدات الأخرى في المقالة « ».

هذه المقالة مخصصة ل أساسيات الشبكة المحلية، سيتم تناول المواضيع التالية هنا:

• مفهوم الشبكة المحلية
• جهاز الشبكة المحلية؛
• معدات للشبكة المحلية.
• طوبولوجيا الشبكة؛
• بروتوكولات TCP/IP؛
• معالجة IP.

مفهوم الشبكة المحلية

شبكة -مجموعة من أجهزة الكمبيوتر متصلة ببعضها البعض باستخدام أجهزة خاصة تسمح بتبادل المعلومات فيما بينها. يمكن أن يكون الاتصال بين جهازي كمبيوتر مباشرًا ( اتصال من نقطة إلى نقطة) أو باستخدام عقد اتصال إضافية.

هناك عدة أنواع من الشبكات، والشبكة المحلية هي واحدة منها فقط. الشبكة المحلية هي في الأساس شبكة تستخدم داخل مبنى واحد أو مساحة فردية، مثل شقة، للسماح لأجهزة الكمبيوتر والبرامج المستخدمة داخلها بالاتصال. يمكن ربط الشبكات المحلية الموجودة في المباني المختلفة ببعضها البعض باستخدام قنوات الاتصال الفضائية أو شبكات الألياف الضوئية، مما يجعل من الممكن إنشاء شبكة عالمية، أي. شبكة تتضمن عدة شبكات محلية.

تعد الإنترنت مثالاً آخر على الشبكة التي أصبحت عالمية وشاملة منذ فترة طويلة، بما في ذلك مئات الآلاف من الشبكات المختلفة ومئات الملايين من أجهزة الكمبيوتر. بغض النظر عن كيفية وصولك إلى الإنترنت، من خلال مودم أو اتصال محلي أو عالمي، فإن كل مستخدم للإنترنت هو في الواقع مستخدم للشبكة. يتم استخدام مجموعة واسعة من البرامج لتصفح الإنترنت، مثل متصفحات الإنترنت وعملاء FTP وبرامج البريد الإلكتروني وغيرها الكثير.

يُطلق على الكمبيوتر المتصل بالشبكة اسم محطة العمل ( محطة العمل). كقاعدة عامة، يعمل الشخص مع هذا الكمبيوتر. هناك أيضًا أجهزة كمبيوتر على الشبكة لا يعمل عليها أحد. يتم استخدامها كمراكز تحكم في الشبكة وكأجهزة لتخزين المعلومات. تسمى أجهزة الكمبيوتر هذه بالخوادم،
إذا كانت أجهزة الكمبيوتر موجودة بالقرب نسبيا من بعضها البعض ومتصلة باستخدام محولات الشبكة عالية السرعة، فإن هذه الشبكات تسمى الشبكات المحلية. عند استخدام شبكة محلية، عادة ما تكون أجهزة الكمبيوتر موجودة داخل نفس الغرفة أو المبنى أو في عدة منازل مجاورة.
لتوصيل أجهزة الكمبيوتر أو الشبكات المحلية بأكملها، والتي تقع على مسافة كبيرة من بعضها البعض، يتم استخدام أجهزة المودم، بالإضافة إلى قنوات الاتصال المخصصة أو الفضائية. تسمى هذه الشبكات العالمية. عادةً ما تكون سرعة نقل البيانات في مثل هذه الشبكات أقل بكثير منها في الشبكات المحلية.

جهاز لان

هناك نوعان من بنية الشبكة: نظير إلى نظير ( الند للند) والعميل/الخادم ( خدمة الزبائن)، في الوقت الحالي، حلت بنية العميل/الخادم محل بنية نظير إلى نظير عمليًا.

إذا تم استخدام شبكة نظير إلى نظير، فإن كافة أجهزة الكمبيوتر المضمنة فيها تتمتع بنفس الحقوق. وبناء على ذلك، يمكن لأي جهاز كمبيوتر أن يعمل كخادم يوفر الوصول إلى موارده، أو عميل يستخدم موارد خوادم أخرى.

في الشبكة المبنية على بنية العميل/الخادم، يوجد العديد من أجهزة الكمبيوتر الرئيسية - الخوادم. تسمى أجهزة الكمبيوتر المتبقية التي تشكل جزءًا من الشبكة العملاء أو محطات العمل.

الخادم -إنه جهاز كمبيوتر يخدم أجهزة كمبيوتر أخرى على الشبكة. هناك أنواع مختلفة من الخوادم، تختلف عن بعضها البعض في الخدمات التي تقدمها؛ خوادم قواعد البيانات، خوادم الملفات، خوادم الطباعة، خوادم البريد، خوادم الويب، إلخ.

أصبحت بنية نظير إلى نظير منتشرة على نطاق واسع في المكاتب الصغيرة أو الشبكات المحلية المنزلية. وفي معظم الحالات، لإنشاء مثل هذه الشبكة، ستحتاج إلى جهازي كمبيوتر مزودين ببطاقات الشبكة والكابل. الكابل المستخدم هو زوج ملتوي من الفئة الرابعة أو الخامسة. حصل الزوج الملتوي على اسمه لأن أزواج الأسلاك الموجودة داخل الكابل ملتوية ( وهذا يتجنب التدخل والتأثيرات الخارجية). لا يزال بإمكانك العثور على شبكات قديمة إلى حد ما تستخدم الكابلات المحورية. أصبحت هذه الشبكات قديمة، ولا تتجاوز سرعة نقل المعلومات فيها 10 ميجابت/ثانية.

بعد إنشاء الشبكة وتوصيل أجهزة الكمبيوتر، تحتاج إلى تكوين كافة المعلمات الضرورية برمجياً. أولاً، تأكد من أن أجهزة الكمبيوتر التي تتصل بها بها أنظمة تشغيل تدعم الاتصال بالشبكة ( لينكس، فري بي إس دي، ويندوز)

يتم توحيد كافة أجهزة الكمبيوتر الموجودة في شبكة نظير إلى نظير في مجموعات عمل لها أسماء خاصة بها ( معرفات).
في حالة بنية شبكة العميل/الخادم، يتم التحكم في الوصول على مستوى المستخدم. لدى المسؤول الفرصة للسماح بالوصول إلى المورد لمستخدمين محددين فقط. لنفترض أنك جعلت طابعتك متاحة لمستخدمي الشبكة. إذا كنت لا تريد أن يقوم أي شخص بالطباعة على الطابعة الخاصة بك، فيجب عليك تعيين كلمة مرور للعمل مع هذا المورد. باستخدام شبكة نظير إلى نظير، يمكن لأي شخص يعرف كلمة المرور الخاصة بك الوصول إلى الطابعة الخاصة بك. في شبكة العميل/الخادم، يمكنك منع بعض المستخدمين من استخدام الطابعة، سواء كانوا يعرفون كلمة المرور أم لا.

للوصول إلى مورد على شبكة محلية مبنية على بنية العميل/الخادم، يجب على المستخدم إدخال اسم المستخدم (تسجيل الدخول) وكلمة المرور (كلمة المرور). تجدر الإشارة إلى أن اسم المستخدم هو معلومات عامة، وكلمة المرور سرية.

تسمى عملية التحقق من اسم المستخدم بالمصادقة. عملية التحقق مما إذا كانت كلمة المرور المدخلة تتطابق مع اسم المستخدم هي المصادقة. يشكل تحديد الهوية والمصادقة معًا عملية الترخيص. في كثير من الأحيان مصطلح " المصادقة"- تستخدم بالمعنى الواسع: للدلالة على التوثيق.

من كل ما قيل، يمكننا أن نستنتج أن الميزة الوحيدة لهندسة نظير إلى نظير هي بساطتها وتكلفتها المنخفضة. توفر شبكات العميل/الخادم مستويات أعلى من الأداء والأمان.
في كثير من الأحيان، يمكن للخادم نفسه أداء وظائف العديد من الخوادم، على سبيل المثال، خادم الملفات وخادم الويب. وبطبيعة الحال، يعتمد العدد الإجمالي للوظائف التي سيقوم بها الخادم على التحميل وقدراته. كلما زادت قوة الخادم، زاد عدد العملاء الذين يمكنه خدمتهم وزادت الخدمات التي يمكنه تقديمها. لذلك، يتم دائمًا تعيين جهاز كمبيوتر قوي مزود بكمية كبيرة من الذاكرة ومعالج سريع كخادم ( كقاعدة عامة، يتم استخدام أنظمة متعددة المعالجات لحل المشكلات الخطيرة)

تجهيزات الشبكة المحلية

في أبسط الحالات، تكفي بطاقات الشبكة والكابل لتشغيل الشبكة. إذا كنت بحاجة إلى إنشاء شبكة معقدة إلى حد ما، فستحتاج إلى معدات شبكة خاصة.

كابل

يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر الموجودة ضمن شبكة محلية باستخدام الكابلات التي تنقل الإشارات. كابل يربط بين مكونين من الشبكة ( على سبيل المثال، جهازي كمبيوتر)، ويسمى قطعة. يتم تصنيف الكابلات اعتمادًا على القيم المحتملة لسرعة نقل المعلومات وتكرار الأعطال والأخطاء. هناك ثلاث فئات رئيسية من الكابلات الأكثر استخدامًا:

• الزوج الملتوي؛
• كابل متحد المحور؛
• كابل الألياف البصرية،

في الوقت الحاضر يتم استخدامه على نطاق واسع لبناء الشبكات المحلية. الزوج الملتوي. في الداخل، يتكون هذا الكابل من اثنين أو أربعة أزواج من الأسلاك النحاسية الملتوية معًا. الزوج الملتوي له أيضًا أصنافه الخاصة: UTP ( زوج ملتوي غير محمي - زوج ملتوي غير محمي) و ستب ( زوج ملتوي محمي - زوج ملتوي محمي). هذه الأنواع من الكابلات قادرة على نقل الإشارات عبر مسافة حوالي 100 متر، وكقاعدة عامة، يتم استخدام UTP في الشبكات المحلية. تحتوي STP على سترة نحاسية مضفرة تتمتع بمستوى أعلى من الحماية والجودة مقارنة بسترة كابل UTP.

في كابل STP، تم حماية كل زوج من الأسلاك بشكل إضافي ( وهي ملفوفة بطبقة من الرقائق)، الذي يحمي البيانات المرسلة من التداخل الخارجي. يتيح لك هذا الحل الحفاظ على سرعات نقل عالية عبر مسافات أطول مما لو كنت تستخدم كبل UTP، حيث يتم توصيل الكبل المزدوج الملتوي بالكمبيوتر باستخدام موصل RJ-45 (. مسجل جاك 45)، والذي يشبه إلى حد كبير مقبس الهاتف RJ-11 ( ريجي ستريجاك). الكبل المزدوج الملتوي قادر على توفير تشغيل الشبكة بسرعات 10100 و1000 ميجابت/ثانية.

كابل متحد المحوريتكون من سلك نحاسي مغطى بمادة عازلة ودرع معدني وغلاف خارجي. ينقل السلك المركزي للكابل الإشارات التي تم تحويل البيانات إليها مسبقًا. يمكن أن يكون هذا السلك صلبًا أو متعدد النواة. لتنظيم شبكة محلية، يتم استخدام نوعين من الكابلات المحورية: ThinNet ( رقيقة، 10Base2) وشبكة سميكة ( سميك، 10 قاعدة 5). في الوقت الحالي، لم يتم العثور عمليا على شبكات محلية تعتمد على الكابلات المحورية.

في الصميم كابل الألياف البصريةوهناك ألياف ضوئية (أدلة ضوئية)، يتم من خلالها نقل البيانات على شكل نبضات ضوئية. لا يتم نقل أي إشارات كهربائية عبر كابل الألياف الضوئية، لذلك لا يمكن اعتراض الإشارة، مما يلغي فعليًا الوصول غير المصرح به إلى البيانات. يتم استخدام كابل الألياف الضوئية لنقل كميات كبيرة من المعلومات بأعلى السرعات المتاحة.

العيب الرئيسي لمثل هذا الكابل هو هشاشته: فهو سهل التلف، ولا يمكن تركيبه وتوصيله إلا باستخدام معدات خاصة.

بطاقات الشبكة

تتيح بطاقات الشبكة توصيل الكمبيوتر وكابل الشبكة. تقوم بطاقة الشبكة بتحويل المعلومات المراد إرسالها إلى حزم خاصة. الحزمة عبارة عن مجموعة منطقية من البيانات التي تتضمن رأسًا يحتوي على معلومات العنوان والمعلومات نفسها. يحتوي الرأس على حقول عنوان تحتوي على معلومات حول أصل البيانات ووجهتها. وتقوم بطاقة الشبكة بتحليل عنوان الوجهة للحزمة المستلمة وتحدد ما إذا كانت الحزمة قد تم إرسالها بالفعل إلى كمبيوتر معين. إذا كان الإخراج موجبًا، فستقوم اللوحة بإرسال الحزمة إلى نظام التشغيل. وبخلاف ذلك، لن تتم معالجة الحزمة. يتيح لك البرنامج الخاص معالجة كافة الحزم التي تمر داخل الشبكة. يتم استغلال هذه الفرصة من قبل مسؤولي النظام عند تحليل تشغيل الشبكة، ومن قبل المهاجمين لسرقة البيانات التي تمر عبرها.

تحتوي أي بطاقة شبكة على عنوان فردي مدمج في شرائحها. يُسمى هذا العنوان بالعنوان الفعلي أو عنوان MAC ( التحكم في الوصول إلى الوسائط - التحكم في الوصول إلى وسيط الإرسال).

ترتيب الإجراءات التي تقوم بها بطاقة الشبكة هو كما يلي.

1. تلقي المعلومات من نظام التشغيل وتحويلها إلى إشارات كهربائية لمزيد من الإرسال عبر الكابل؛
2. استقبال الإشارات الكهربائية عبر كابل وتحويلها مرة أخرى إلى بيانات يمكن لنظام التشغيل العمل معها؛
3. تحديد ما إذا كانت حزمة البيانات المستلمة مخصصة لهذا الكمبيوتر خصيصًا؛
4. التحكم في تدفق المعلومات التي تمر بين الكمبيوتر والشبكة.

محاور

مَركَز (مَركَز) هو جهاز قادر على دمج أجهزة الكمبيوتر في طوبولوجيا نجمية مادية. يحتوي المحور على عدة منافذ تسمح لك بتوصيل مكونات الشبكة. يسمى المحور الذي يحتوي على منفذين فقط بالجسر. مطلوب جسر لتوصيل عنصرين من عناصر الشبكة.

الشبكة مع المحور هي " حافلة مشتركة" سيتم تسليم حزم البيانات عند إرسالها عبر المحور إلى جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة المحلية.

هناك نوعان من المكثفات.

محاور سلبية. ترسل هذه الأجهزة الإشارة المستقبلة دون معالجتها مسبقًا.
المحاور النشطة ( مكررات متعددة الوظائف). إنهم يستقبلون الإشارات الواردة ويعالجونها ويرسلونها إلى أجهزة الكمبيوتر المتصلة.

مفاتيح

هناك حاجة إلى رموز التبديل لتنظيم اتصال شبكة أوثق بين الكمبيوتر المرسل والكمبيوتر الوجهة. أثناء نقل البيانات عبر المحول، يتم تسجيل معلومات حول عناوين MAC الخاصة بأجهزة الكمبيوتر في ذاكرته. باستخدام هذه المعلومات، يقوم المحول بتجميع جدول توجيه، حيث تتم الإشارة إلى أنه ينتمي لكل كمبيوتر إلى مقطع شبكة محدد.

عندما يستقبل المحول حزم البيانات، فإنه يقوم بإنشاء اتصال داخلي خاص ( شريحة) بين اثنين من منافذه باستخدام جدول التوجيه. ثم يرسل بعد ذلك حزمة بيانات إلى المنفذ المناسب على الكمبيوتر الوجهة، بناءً على المعلومات الموضحة في رأس الحزمة.

وبالتالي، يتم عزل هذا الاتصال عن المنافذ الأخرى، مما يسمح لأجهزة الكمبيوتر بتبادل المعلومات بأقصى سرعة متوفرة لهذه الشبكة. إذا كان المحول يحتوي على منفذين فقط، فإنه يسمى جسرًا.

يوفر التبديل الميزات التالية:

• إرسال حزمة بيانات من كمبيوتر واحد إلى الكمبيوتر الوجهة؛
• زيادة سرعة نقل البيانات.

أجهزة التوجيه

يشبه جهاز التوجيه من حيث المبدأ المحول، ولكنه يتمتع بنطاق أكبر من الوظائف، فهو لا يدرس عنوان MAC فحسب، بل يدرس أيضًا عناوين IP لكلا الجهازين المشاركين في نقل البيانات. عند نقل المعلومات بين قطاعات الشبكة المختلفة، تقوم أجهزة التوجيه بتحليل رأس الحزمة ومحاولة حساب المسار الأمثل لانتقال الحزمة. يستطيع جهاز التوجيه تحديد المسار إلى مقطع شبكة عشوائي باستخدام معلومات من جدول التوجيه، مما يسمح لك بإنشاء اتصال مشترك بالإنترنت أو شبكة WAN.
تسمح أجهزة التوجيه بتسليم الحزم بأسرع طريقة، مما يزيد من إنتاجية الشبكات الكبيرة. إذا تم تحميل جزء من الشبكة بشكل زائد، فسيأخذ تدفق البيانات مسارًا مختلفًا،

طوبولوجيا الشبكة

يسمى الترتيب الذي توجد به أجهزة الكمبيوتر والعناصر الأخرى وتوصيلها على الشبكة بطوبولوجيا الشبكة. يمكن مقارنة الهيكل بخريطة الشبكة التي تعرض محطات العمل والخوادم ومعدات الشبكة الأخرى. تؤثر البنية المحددة على إمكانيات الشبكة الإجمالية، والبروتوكولات ومعدات الشبكة التي سيتم استخدامها، والقدرة على توسيع الشبكة بشكل أكبر.

الطوبولوجيا الفيزيائية -إنه وصف لكيفية توصيل العناصر المادية للشبكة. تحدد الطوبولوجيا المنطقية المسارات التي يجب أن تسلكها حزم البيانات داخل الشبكة.

هناك خمسة أنواع من طبولوجيا الشبكة:

• حافلة مشتركة
• نجمة؛
• جرس؛

حافلة مشتركة

في هذه الحالة، يتم توصيل جميع أجهزة الكمبيوتر بكابل واحد يسمى ناقل البيانات. في هذه الحالة، سيتم استلام الحزمة من قبل كافة أجهزة الكمبيوتر المتصلة بمقطع الشبكة هذا.

يتم تحديد أداء الشبكة إلى حد كبير من خلال عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالناقل المشترك. كلما زاد عدد أجهزة الكمبيوتر هذه، كلما كانت الشبكة أبطأ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تسبب هذه الهيكلية العديد من الاصطدامات التي تحدث عندما تحاول عدة أجهزة كمبيوتر في وقت واحد نقل المعلومات إلى الشبكة. يزداد احتمال حدوث تصادم مع عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالحافلة.

مزايا استخدام الشبكات ذات الطوبولوجيا " حافلة مشتركة" الأتى:

• وفورات كبيرة في الكابلات؛
• من السهل إنشاء وإدارة.

العيوب الرئيسية:

• احتمال حدوث تصادمات مع زيادة عدد أجهزة الكمبيوتر على الشبكة؛
• سيؤدي انقطاع الكابل إلى إغلاق العديد من أجهزة الكمبيوتر؛
• مستوى منخفض من حماية المعلومات المرسلة. يمكن لأي جهاز كمبيوتر تلقي البيانات التي يتم إرسالها عبر الشبكة.

نجمة

عند استخدام الهيكل النجمي، سيتم توصيل كل مقطع كابل قادم من أي كمبيوتر على الشبكة بمحول مركزي أو لوحة وصل، وسيتم نقل جميع الحزم من كمبيوتر إلى آخر من خلال هذا الجهاز. يمكن استخدام كل من لوحات الوصل النشطة والسلبية في حالة فقدان الاتصال بين الكمبيوتر ولوحة الوصل، تستمر بقية الشبكة في العمل. إذا فشل المحور، ستتوقف الشبكة عن العمل. وبمساعدة الهيكل النجمي، يمكن حتى ربط الشبكات المحلية ببعضها البعض.

يعد استخدام هذه الهيكلية مناسبًا عند البحث عن العناصر التالفة: الكابلات أو محولات الشبكة أو الموصلات، " نجمة" أكثر راحة " حافلة مشتركة"وفي حالة إضافة أجهزة جديدة. ويجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن الشبكات ذات سرعات الإرسال 100 و1000 ميجابت/ثانية مبنية وفقًا للطوبولوجيا “ نجمة».

إذا كان في المركز " النجوم» ضع المحور، ستتغير البنية المنطقية إلى "الحافلة المشتركة".
مزايا " النجوم»:

• سهولة الإنشاء والإدارة.
• مستوى عال من موثوقية الشبكة.
• أمان عالي للمعلومات المنقولة داخل الشبكة ( إذا كان هناك عاكس في وسط النجم).

العيب الرئيسي هو أن فشل المحور يؤدي إلى توقف الشبكة بأكملها.

طوبولوجيا الحلقة

عند استخدام الهيكل الدائري، يتم توصيل كافة أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة بكابل حلقة واحدة. تمر الحزم على طول الحلقة في اتجاه واحد عبر جميع بطاقات الشبكة الخاصة بأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة. سيقوم كل كمبيوتر بتضخيم الإشارة وإرسالها على طول الحلقة.

في الهيكل المعروض، يتم تنظيم إرسال الحزم على طول الحلقة باستخدام طريقة الرمز المميز. العلامة هي تسلسل محدد من البتات الثنائية التي تحتوي على بيانات التحكم. إذا كان جهاز الشبكة يحتوي على رمز مميز، فيحق له إرسال المعلومات إلى الشبكة. يمكن إرسال رمز واحد فقط داخل الحلقة.

يأخذ الكمبيوتر الذي على وشك نقل البيانات الرمز المميز من الشبكة ويرسل المعلومات المطلوبة حول الحلقة. سيقوم كل كمبيوتر لاحق بإرسال البيانات بشكل أكبر حتى تصل هذه الحزمة إلى المستلم. بمجرد الاستلام، سيعيد المستلم إقرارًا بالاستلام إلى الكمبيوتر المرسل، وسيقوم الأخير بإنشاء رمز مميز جديد وإعادته إلى الشبكة.

مزايا هذه الطوبولوجيا هي كما يلي:

• تتم خدمة كميات كبيرة من البيانات بشكل أكثر كفاءة مما كانت عليه في حالة الناقل المشترك؛
• كل كمبيوتر عبارة عن مكرر: فهو يضخم الإشارة قبل إرسالها إلى الجهاز التالي، مما يسمح لك بزيادة حجم الشبكة بشكل كبير؛
• القدرة على تحديد أولويات مختلفة للوصول إلى الشبكة؛ في هذه الحالة، سيتمكن الكمبيوتر ذو الأولوية الأعلى من الاحتفاظ بالرمز لفترة أطول ونقل المزيد من المعلومات.

عيوب:

• يؤدي كابل الشبكة المكسور إلى عدم تشغيل الشبكة بأكملها؛
• يمكن لأي جهاز كمبيوتر تلقي البيانات التي يتم إرسالها عبر الشبكة.

بروتوكولات TCP/IP

بروتوكولات TCP/IP ( بروتوكول التحكم بالإرسال / بروتوكول الإنترنت) هي بروتوكولات الشبكات البينية الرئيسية وتدير نقل البيانات بين الشبكات ذات التكوينات والتقنيات المختلفة. يتم استخدام عائلة البروتوكولات هذه لنقل المعلومات على الإنترنت، وكذلك في بعض الشبكات المحلية. تتضمن عائلة بروتوكول TPC/IP كافة البروتوكولات الوسيطة بين طبقة التطبيق والطبقة المادية. العدد الإجمالي لهم هو عدة عشرات.

أهمها هي:

• بروتوكولات النقل: TCP - بروتوكول التحكم في الإرسال ( بروتوكول التحكم في الاتصالات) وغيرها - إدارة نقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر؛
• بروتوكولات التوجيه: IP - بروتوكول الإنترنت ( بروتوكول إنترنت) وغيرها - ضمان النقل الفعلي للبيانات، ومعالجة البيانات، وتحديد أفضل مسار للمستلم؛
• بروتوكولات دعم عنوان الشبكة: DNS - نظام اسم المجال ( نظام اسم المجال) وغيرها - يوفر تحديد عنوان كمبيوتر فريد؛
• بروتوكولات خدمة التطبيقات: FTP - بروتوكول نقل الملفات ( بروتوكول نقل الملفات)، HTTP - يتم استخدام بروتوكول نقل النص التشعبي وTELNET وغيرهما - للوصول إلى خدمات متنوعة: نقل الملفات بين أجهزة الكمبيوتر، والوصول إلى WWW، والوصول إلى المحطة البعيدة للنظام، وما إلى ذلك؛
• بروتوكولات البوابة: جنيه مصري - بروتوكول البوابة الخارجية ( بروتوكول البوابة الخارجية) وغيرها - تساعد في نقل رسائل التوجيه ومعلومات حالة الشبكة عبر الشبكة، بالإضافة إلى معالجة البيانات للشبكات المحلية؛
• بروتوكولات البريد: POP - بروتوكول مكتب البريد ( بروتوكول استقبال البريد) - يستخدم لتلقي رسائل البريد الإلكتروني، بروتوكول نقل البريد البسيط SMPT ( بروتوكول نقل البريد) - يستخدم لنقل رسائل البريد.

جميع بروتوكولات الشبكة الرئيسية ( NetBEUI، IPX/SPX وTCIP) هي بروتوكولات موجهة. ولكن ما عليك سوى تكوين توجيه TCPIP يدويًا. يتم توجيه البروتوكولات الأخرى تلقائيًا بواسطة نظام التشغيل.

معالجة IP

عند بناء شبكة محلية تعتمد على بروتوكول TCP/IP، يتلقى كل كمبيوتر عنوان IP فريدًا، والذي يمكن تعيينه إما عن طريق خادم DHCP - وهو برنامج خاص مثبت على أحد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة، أو باستخدام أدوات Windows، أو يدويًا.

يسمح لك خادم DHCP بتوزيع عناوين IP على أجهزة الكمبيوتر بمرونة وتعيين عناوين IP ثابتة ودائمة لبعض أجهزة الكمبيوتر. لا تتمتع أداة Windows المضمنة بهذه الإمكانيات. لذلك، إذا كان هناك خادم DHCP على الشبكة، فمن الأفضل عدم استخدام أدوات Windows، والإعداد التلقائي ( متحرك) تعيين عنوان IP. إن تثبيت خادم DHCP وتكوينه يقع خارج نطاق هذا الكتاب.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام خادم DHCP أو أدوات Windows لتعيين عنوان IP، فإن تحميل أجهزة الكمبيوتر على الشبكة وتعيين عناوين IP يستغرق وقتًا طويلاً، وكلما زاد حجم الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، يجب تشغيل الكمبيوتر المزود بخادم DHCP أولاً.
إذا قمت بتعيين شبكات ثابتة لأجهزة الكمبيوتر يدويًا ( ثابت، لا يتغير) عناوين IP، فسيتم تشغيل أجهزة الكمبيوتر بشكل أسرع وستظهر على الفور في بيئة الشبكة. بالنسبة للشبكات الصغيرة، هذا الخيار هو الأفضل، وهو ما سنتناوله في هذا الفصل.

بالنسبة لحزمة بروتوكول TCP/IP، فإن بروتوكول IP هو البروتوكول الأساسي، لأنه هو الذي يتعامل مع حركة حزم البيانات بين أجهزة الكمبيوتر عبر الشبكات التي تستخدم تقنيات الشبكات المختلفة. بفضل الخصائص العالمية لبروتوكول IP، أصبح وجود الإنترنت، الذي يتكون من عدد كبير من الشبكات غير المتجانسة، ممكنا.

حزم بيانات بروتوكول IP

بروتوكول IP هو خدمة التوصيل لمجموعة بروتوكولات TCP-iP بأكملها. يتم تجميع المعلومات الواردة من البروتوكولات الأخرى في حزم بيانات بروتوكول IP، ويضاف إليها رأس مناسب، وتبدأ الحزم رحلتها عبر الشبكة

نظام معالجة IP

بعض الحقول الأكثر أهمية في رأس حزمة بيانات IP هي عنوان مصدر الحزمة وعناوين الوجهة. يجب أن يكون كل عنوان IP فريدًا على الشبكة البينية حيث يتم استخدامه حتى تصل الحزمة إلى وجهتها المقصودة. حتى على شبكة الإنترنت العالمية بأكملها، من المستحيل العثور على عنوانين متطابقين.

يتكون عنوان IP، على عكس العنوان البريدي العادي، من أرقام فقط. تشغل أربع خلايا ذاكرة كمبيوتر قياسية - 4 بايت. وبما أن البايت الواحد (Byte) يساوي 8 بتات (Bit)، فإن طول عنوان IP هو 4 × 8 = 32 بت.

يمثل البت أصغر وحدة ممكنة لتخزين المعلومات. يمكن أن يحتوي فقط على 0 ( مسح قليلا) أو 1 ( مجموعة بت).

على الرغم من أن عنوان IP يكون دائمًا بنفس الطول، إلا أنه يمكن كتابته بطرق مختلفة. يعتمد تنسيق تسجيل عنوان IP على نظام الأرقام المستخدم. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يبدو العنوان نفسه مختلفًا تمامًا:

يتم تحويل الرقم الثنائي 10000110 إلى رقم عشري كما يلي: 128 + 0 + 0 + 0 + 0 + 4 + 2 + 0 = 134.
الخيار الأكثر تفضيلاً، من وجهة نظر سهولة القراءة البشرية، هو تنسيق كتابة عنوان IP بالتدوين العشري المنقط. يتكون هذا التنسيق من أربعة أرقام عشرية مفصولة بنقاط. يمثل كل رقم، يسمى ثماني، القيمة العشرية للبايت المقابل في عنوان IP. تسمى الثماني بتات لأن البايت الواحد في النظام الثنائي يتكون من ثمانية بتات.

عند استخدام التدوين العشري المنقط لكتابة الثمانيات في عنوان IP، ضع القواعد التالية في الاعتبار:

• الأعداد الصحيحة فقط صالحة؛
• يجب أن تكون الأرقام في النطاق من 0 إلى 255.

تحدد البتات الأكثر أهمية في عنوان IP، الموجودة على اليسار، فئة الشبكة وعددها. تسمى مجموعتهم بمعرف الشبكة الفرعية أو بادئة الشبكة. عند تعيين عناوين داخل نفس الشبكة، تظل البادئة دائمًا دون تغيير. فهو يحدد ملكية عنوان IP على شبكة معينة.

على سبيل المثال، إذا كانت عناوين IP الخاصة بأجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة الفرعية 192.168.0.1 هي 192.168.0.30، فإن أول ثمانيتين تحددان معرف الشبكة الفرعية - 192.168.0.0، والاثنتين التاليتين - معرفات المضيف.

يعتمد عدد البتات المستخدمة لأغراض معينة على فئة الشبكة. إذا كان رقم المضيف هو صفر، فإن العنوان لا يشير إلى أي كمبيوتر محدد، ولكن إلى الشبكة بأكملها.

تصنيف الشبكة

هناك ثلاث فئات رئيسية من الشبكات: A، B، C. وهي تختلف عن بعضها البعض بأقصى عدد ممكن من المضيفين الذين يمكن توصيلهم بشبكة من فئة معينة.

يظهر الجدول التالي التصنيف المقبول عمومًا للشبكات، والذي يشير إلى أكبر عدد من واجهات الشبكة المتاحة للاتصال، وأي ثمانيات من عنوان IP يتم استخدامها لواجهات الشبكة (*)، والتي تظل دون تغيير (N).

على سبيل المثال، في شبكات الفئة C الأكثر شيوعًا، لا يمكن أن يكون هناك أكثر من 254 جهاز كمبيوتر، لذلك يتم استخدام بايت واحد فقط، وهو أقل بايت من عنوان IP، لترقيم واجهات الشبكة. يتوافق هذا البايت مع الثماني الموجود في أقصى اليمين بالتدوين العشري المنقط.

يطرح سؤال مشروع: لماذا يمكن توصيل 254 جهاز كمبيوتر فقط بشبكة من الفئة C، وليس 256؟ والحقيقة هي أن بعض عناوين IP للإنترانت مخصصة للاستخدام الخاص، وهي:

O - يحدد الشبكة نفسها؛
255 - البث.

تجزئة الشبكة

يمكن تقسيم مساحة العنوان داخل كل شبكة إلى شبكات فرعية أصغر بناءً على عدد المضيفين ( الشبكات الفرعية). وتسمى عملية الشبكات الفرعية أيضًا بالتجزئة.

على سبيل المثال، إذا تم تقسيم شبكة الفئة C 192.168.1.0 إلى أربع شبكات فرعية، فسيكون نطاق عناوينها كما يلي:

• 192.168.1.0-192.168.1.63;
• 192.168.1.64-192.168.1.127;
• 192.168.1.128-192.168.1.191;
• 192.168.1.192-192.168.1.255.

في هذه الحالة، بالنسبة لترقيم المضيف، لا يتم استخدام الثماني بتات اليمنى بالكامل المكونة من ثمانية بتات، ولكن يتم استخدام البتات الستة الأقل أهمية فقط. وتحدد البتتان الأكثر أهمية رقم الشبكة الفرعية، والذي يمكن أن يأخذ قيمًا من صفر إلى ثلاثة.

يمكن تحديد بادئات الشبكة العادية والممتدة باستخدام قناع الشبكة الفرعية ( قناع الشبكة الفرعية)، والذي يسمح لك أيضًا بفصل معرف الشبكة الفرعية عن معرف المضيف في عنوان IP، وإخفاء جزء عنوان IP الذي يحدد الشبكة الفرعية برقم.

القناع عبارة عن مجموعة من الأرقام التي تشبه عنوان IP في المظهر. يحتوي التمثيل الثنائي لقناع الشبكة الفرعية على أصفار في البتات التي يتم تفسيرها على أنها رقم المضيف. تشير البتات المتبقية المعينة إلى واحدة إلى أن هذا الجزء من العنوان هو بادئة. يُستخدم قناع الشبكة الفرعية دائمًا مع عنوان IP.

في حالة عدم وجود شبكات فرعية إضافية، تحمل أقنعة فئة الشبكة القياسية المعاني التالية:

عند استخدام آلية الشبكات الفرعية، يتم تعديل القناع وفقًا لذلك. دعونا نشرح ذلك باستخدام المثال المذكور بالفعل لتقسيم شبكة من الفئة C إلى أربع شبكات فرعية.

في هذه الحالة، يتم استخدام البتتين الأكثر أهمية في الثماني الرابعة من عنوان IP لترقيم الشبكات الفرعية. ثم سيبدو القناع في شكل ثنائي كما يلي: 11111111.11111111.11111111.11000000، وفي شكل عشري منقط -255.255.255.192.

نطاقات عناوين الشبكة الخاصة

كل كمبيوتر متصل بالشبكة له عنوان IP فريد خاص به. بالنسبة لبعض الأجهزة، مثل الخوادم، لا يتغير هذا العنوان. هذا العنوان الدائم يسمى ثابت. بالنسبة للآخرين، مثل العملاء، يمكن أن يكون عنوان IP دائمًا (ثابتًا) أو يتم تعيينه ديناميكيًا في كل مرة يتصلون فيها بالشبكة.

للحصول على عنوان ثابت فريد من نوعه، أي عنوان IP دائم على الإنترنت، تحتاج إلى الاتصال بمنظمة خاصة InterNIC - مركز معلومات شبكة الإنترنت ( مركز معلومات شبكة الإنترنت). يقوم InterNIC بتعيين رقم شبكة فقط، ويجب على مسؤول الشبكة التعامل مع المزيد من العمل على إنشاء الشبكات الفرعية وترقيم الأجهزة المضيفة بشكل مستقل.

لكن التسجيل الرسمي لدى InterNIC للحصول على عنوان IP ثابت يكون مطلوبًا عادةً للشبكات التي لها اتصال دائم بالإنترنت. بالنسبة للشبكات الخاصة التي ليست جزءًا من الإنترنت، يتم حجز عدة كتل من مساحة العنوان خصيصًا، والتي يمكن استخدامها بحرية لتعيين عناوين IP دون التسجيل في InterNIC:

ومع ذلك، يتم استخدام هذه العناوين فقط للعنونة الداخلية للشبكات وليست مخصصة للمضيفين الذين يتصلون مباشرة بالإنترنت.

نطاق العناوين LINKLOCAL ليس فئة شبكة بالمعنى المعتاد. يتم استخدامه بواسطة Windows لتعيين عناوين IP الشخصية تلقائيًا لأجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة المحلية.

أتمنى أن تكون لديك الآن فكرة عن الشبكة المحلية!