تصنيف الشبكات حسب مستوى التحكم. المكونات الرئيسية وأنواع شبكات الكمبيوتر

شبكة الكمبيوتر هي نظام معقد يتم من خلاله نقل البيانات وتبادلها وفق مبدأ معين بين عدة كائنات. يتمتع استخدام الشبكة بعدد من المزايا، ويرجع ذلك أساسًا إلى الإمكانيات غير المحدودة تقريبًا بسبب الوصول إلى موارد إضافية. يتيح لك تنظيم شبكة الكمبيوتر تثبيت وحدات قوية للتشغيل برمجة، ثقيلة جدًا بالنسبة لجهاز كمبيوتر ضعيف. يحصل المستخدمون أيضًا على […]

شبكة الكمبيوتر هي نظام معقد يتم من خلاله نقل البيانات وتبادلها وفق مبدأ معين بين عدة كائنات. يتمتع استخدام الشبكة بعدد من المزايا، ويرجع ذلك أساسًا إلى الإمكانيات غير المحدودة تقريبًا بسبب الوصول إلى موارد إضافية.

يسمح لك بتثبيت وحدات قوية لتشغيل البرامج الثقيلة جدًا بالنسبة لجهاز كمبيوتر ضعيف. يتمتع المستخدمون أيضًا بفرصة تبادل المعلومات مع المشاركين الآخرين في العملية، ويمكنهم توفير المال عند تثبيت أجهزة طرفية إضافية، على سبيل المثال، عن طريق توصيل عدة أجهزة كمبيوتر بطابعة أو ماسح ضوئي واحد.

يتم تصنيف شبكات الحاسوب وفقاً لعدد من المعايير، مثل:

• طول الخطوط
• طوبولوجيا (طريقة البناء) ؛
• طريقة التحكم.

لفهم طرق الإدارة المختلفة التي تختلف فيها الشبكات بشكل أفضل، من الضروري التعرف على أنواعها وفقًا لحجم عملها وخصائصه.

PAN هي شبكة شخصية تضمن تفاعل عدة أجهزة ضمن مشروع واحد.

الشبكة المحلية (LAN) هي شبكة محلية ذات بنية تحتية مغلقة، بغض النظر عن حجمها. الوصول إلى الشبكات المحلية متاح لعدد محدود من المستخدمين الذين يحددهم المسؤول.

CAN - الجمع بين عدة الشبكات المحليةالأشياء القريبة.

MAN – شبكات الكمبيوتر بين المؤسسات داخل نفس المنطقة، وربط العديد من الشبكات المحلية.

وان - مفتوحة شبكة عالمية، التي تخدم مناطق جغرافية واسعة النطاق، والتي تشمل كلاً من الشبكات المحلية وعقد الاتصالات الأخرى.

هناك عدة سيناريوهات لبناء شبكة كمبيوتر، تنص على ترتيب مواقع محطات العمل الفردية وطريقة توصيلها عبر طرق الاتصال السريعة.

تحدد هذه المنطقة نوع المعدات المستخدمة والكابلات وطرق الإدارة وما إلى ذلك. هناك ثلاثة تكوينات للشبكة هي الأكثر انتشارًا:

• إطار العجلة؛
• جرس؛
• نجمة.

تتضمن الحافلة حقوقًا متساوية لجميع المشتركين المتصلين واحدًا تلو الآخر عبر خط اتصال واحد. خصوصية هذه الطوبولوجيا هي عدم وجود مشترك مركزي، ويتم اتصال المشاركين الجدد في العملية في معظم بطريقة بسيطةعلاوة على ذلك، يتم استخدام أقل قدر من الكابلات ذات التيار المنخفض هنا.

تتميز طوبولوجيا الحلقة ببساطة الجهاز، حيث يتم توصيل كل كمبيوتر فردي بجهازين آخرين بواسطة خط كابل. لا يوجد أيضًا مركز محدد بوضوح هنا، ولكل كمبيوتر حقوق متساوية.

يوفر النجم وجود جهاز كمبيوتر مركزي يتحمل العبء الرئيسي لإدارة البورصة. في هذه الحالة، يكون الكمبيوتر الرئيسي هو الذي يتمتع بأكبر قوة، ولا توجد تعارضات بين المشتركين الفرديين في الشبكة نفسها. اعتمادًا على طريقة التحكم، تتمتع كل من الطبولوجيا بخصائص مميزة، وسنخبرك أدناه ما هي طرق التحكم التي تختلف بها الشبكات.

تصنيف شبكات الحاسوب حسب طريقة الإدارة

وبالنظر إلى أن النظام المعقد يتطلب مراقبة مستمرة وتفاعلا صحيحا لجميع العقد، فهو تحت السيطرة باستمرار. بناءً على طريقة الإدارة تنقسم الشبكات إلى:

• مركزي، حيث يتم تنفيذ وظائف الإدارة الرئيسية بواسطة الخادم، مما يوفر للمستخدمين إمكانية الوصول إلى الموارد المتاحة. إذا كان الخادم (أو عدة خوادم في نفس الوقت) هو كمبيوتر قويوالتي تتحمل العبء الرئيسي، أما الأجهزة المتبقية فهي محطات عمل؛
• اللامركزية، أو كما يطلق عليها أيضًا، نظير إلى نظير (نظير إلى نظير). في هذه الحالة، لا توجد أدوات لإدارة الشبكة المحلية مثل الخوادم، وجميع أجهزة الكمبيوتر لها حقوق متساوية، ويمكن التحكم بها من أي جهاز من الأجهزة؛
• مختلط، حيث يتم حل المهام الأكثر تعقيدًا والأولوية من خلال التحكم المركزي.

نظرًا لأن الشبكات تأتي بأنواع مختلفة وفقًا لطريقة إدارتها، فهناك معايير معينة لهذه العملية.

تعد معايير نظام إدارة الشبكة نظامًا معقدًا قائمًا على البروتوكول ينظم الطريقة التي تتفاعل بها الكيانات المضيفة والمدارة.

وبالنظر إلى أن تصميم وتركيب الشبكات المحلية هي عملية مسؤولة وصعبة، لا يمكن تنفيذها إلا من قبل المتخصصين ذوي الخبرة.

إن إشراك المصممين والقائمين على التركيب الأكفاء في إعداد شبكة الكمبيوتر يضمن مستوى عالٍ من العمل ويضمن أيضًا الأداء الموثوق لكل عنصر يشكل جزءًا منها.

اعتمادًا على قابلية التوسع للشبكة، سيعتمد الأمر على كيفية إدارة الشبكة في مؤسسة معينة. هناك عدة طرق للتحكم. تنقسم شبكات الكمبيوتر المحلية إلى مجموعتين فرعيتين بناءً على طريقة الإدارة: شبكات نظير إلى نظير والشبكات الهرمية (متعددة المستويات).

شبكات نظير إلى نظير

في شبكة نظير إلى نظير، تتمتع جميع أجهزة الكمبيوتر بحقوق متساوية: لا يوجد تسلسل هرمي بين أجهزة الكمبيوتر ولا يوجد خادم مخصص. عادةً، يعمل كل كمبيوتر كعميل وخادم؛ بمعنى آخر، لا يوجد حاسوب واحد مسؤول عن إدارة الشبكة بأكملها. يقرر جميع المستخدمين بشكل مستقل ما هي البيانات الموجودة على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم والتي سيتم إتاحتها للجمهور عبر الشبكة.

تُسمى شبكات نظير إلى نظير أيضًا بمجموعات العمل. فريق العملهذا فريق صغير، لذلك لا تحتوي شبكات نظير إلى نظير في أغلب الأحيان على أكثر من 30 جهاز كمبيوتر. تعتبر شبكات نظير إلى نظير بسيطة نسبيًا.

نظرًا لأن كل كمبيوتر عبارة عن عميل وخادم في نفس الوقت، فليست هناك حاجة إلى خادم مركزي قوي أو مكونات أخرى مطلوبة للشبكات الأكثر تعقيدًا.

عادةً ما تكون شبكات نظير إلى نظير أرخص من الشبكات القائمة على الخادم، ولكنها تتطلب أجهزة كمبيوتر أكثر قوة (وأكثر تكلفة). في شبكة نظير إلى نظير، تكون متطلبات الأداء والأمان لبرامج الشبكة أقل عمومًا منها في الشبكات التي تحتوي على خادم مخصص.

الشكل 5. شبكة نظير إلى نظير

الشبكات الهرمية

تحتوي الشبكات الهرمية على خادم واحد أو أكثر يقوم بتخزين المعلومات المشتركة بين مستخدمين مختلفين. من أجل زيادة موثوقية تخزين المعلومات، يمكن تثبيت قرصين يعملان بالتوازي وينسخان بعضهما البعض على الخادم،

علاوة على ذلك، إذا فشل أحدهما، يتم تشغيل الآخر تلقائيًا. اعتمادًا على كيفية استخدام الخادم في الشبكات الهرمية، يتم التمييز بين أنواع الخوادم التالية:

خادم الملفات. في هذه الحالة، توجد الملفات المشتركة و/أو البرامج المشتركة على الخادم. أحد الأمثلة على استخدام خادم الملفات هو استضافة برامج MS Office عليه. في هذه الحالة، يوجد جزء صغير فقط (العميل) من هذه البرامج على محطات العمل، مما يتطلب موارد ضئيلة. تسمى البرامج التي تسمح بوضع التشغيل هذا بالبرامج التي يمكن تثبيتها على الشبكة.

خادم قاعدة البيانات. في هذه الحالة، يستضيف الخادم قاعدة بيانات (على سبيل المثال، Consultant Plus، Garant، Bank Client Accounts، وما إلى ذلك). يمكن تجديد قاعدة البيانات الموجودة على الخادم من محطات عمل مختلفة و/أو تقديم معلومات بناءً على طلبات من محطة العمل.

يمكن لعملاء الشبكة الهرمية استخدام أنظمة التشغيل: Windows XP، ويندوز فيستا 7، تتطلب الخوادم إصدارات خادم خاصة من أنظمة التشغيل.

الشكل 6. الشبكة الهرمية

في لدينا مركز خدماتسوف يستخدم الشبكة الهرمية. بالنسبة لحالتنا، هذا هو الخيار الأنسب. لمنع شبكتنا من التحول إلى تفريغ معلومات، وكذلك لزيادة موثوقية تخزين المعلومات، من الضروري أن يكون لديك عدة خوادم. في هذه الحالة، خادم الملفات، خادم الإنترنت وخادم قاعدة البيانات. سيستضيف الخادم برامج MS Office و1C وبرامج أخرى، وستحتوي محطات العمل على جزء صغير فقط (العميل) من هذه البرامج، مما يتطلب القليل من الموارد. ومن الضروري أيضًا أن يقوم كل مستخدم بتخصيص حقوقه على الشبكة المحلية.

الاساسيات تصنيف اتحاد كرة القدمتم وضع الميزات الوظيفية والإعلامية والهيكلية الأكثر تميزًا.

حسب درجة التشتت الإقليمييتم التمييز بين عناصر الشبكة (أنظمة المشتركين وعقد الاتصال) بين شبكات الكمبيوتر العالمية (الحكومية) والإقليمية والمحلية (WAN وDVR وLAN).

حسب طبيعة المهام التي يتم تنفيذهاتنقسم الشبكات إلى حوسبة (الوظائف الرئيسية لهذه الشبكات هي معالجة المعلومات)، أو معلومات (للحصول على بيانات مرجعية بناءً على طلبات المستخدمين)، أو حوسبة معلومات، أو مختلطة، حيث يتم تنفيذ وظائف الحوسبة والمعلومات بنسبة معينة ومتغيرة.

بواسطة طريقة التحكموتنقسم TVS إلى شبكات مع مركزية(توجد هيئة إدارة واحدة أو أكثر في الشبكة)، لامركزية(كل AS لديه الوسائل اللازمة لإدارة الشبكة) و إدارة مختلطة,حيث يتم تنفيذ مبادئ السيطرة المركزية واللامركزية في مجموعة معينة (على سبيل المثال، المهام فقط مع الاولوية القصوىالمرتبطة بمعالجة كميات كبيرة من المعلومات).

بشأن تنظيم نقل المعلوماتتنقسم الشبكات إلى شبكات مع اختيار المعلومات وتوجيه المعلومات. على الشبكات مع اختيار المعلومات،مبني على أساس قناة أحادية، يتم تفاعل المتحدثين عن طريق اختيار (اختيار) كتل البيانات (الإطارات) الموجهة إليهم: يتمتع جميع مكبرات الصوت في الشبكة بإمكانية الوصول إلى جميع الإطارات المنقولة على الشبكة، ولكن نسخة من يتم التقاط الإطار فقط من خلال مكبرات الصوت المخصصة لها. في الشبكات مع توجيه المعلوماتيمكن استخدام مسارات متعددة لنقل الإطارات من المرسل إلى جهاز الاستقبال. لذلك، بمساعدة نظم الاتصالاتتحل الشبكة مشكلة اختيار المسار الأمثل (على سبيل المثال، أقصر إطار زمني للتسليم إلى المستلم).

حسب نوع منظمة نقل البياناتتنقسم الشبكات ذات توجيه المعلومات إلى شبكات ذات تبديل الدوائر (القنوات)، وتبديل الرسائل، وتبديل الحزم. هناك شبكات قيد التشغيل تستخدم أنظمة نقل البيانات المختلطة.

وفقا للطوبولوجيا ،أولئك. تكوينات العناصر في TVS، تنقسم الشبكات إلى فئتين: البث (الشكل 11.1) والمسلسل (الشكل 11.2). تعد تكوينات البث وجزءًا كبيرًا من التكوينات التسلسلية (الحلقة، النجمة ذات المركز الذكي، الهرمية) من سمات الشبكات المحلية (LAN). بالنسبة للشبكات العالمية والإقليمية، الأكثر شيوعًا هو الهيكل العشوائي (الشبكي). وقد وجد التكوين الهرمي و"النجمة" أيضًا تطبيقًا.

في تكوينات البث في أي وقت، يمكن أن يعمل شخص واحد فقط على إرسال الإطار. محطة العمل(نظام المشترك). يمكن لبقية أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة استقبال هذا الإطار، أي. تعتبر هذه التكوينات نموذجية للشبكات المحلية (LAN) مع تحديد المعلومات. الأنواع الرئيسية لتكوين البث هي الحافلة المشتركة والشجرة والنجمة ذات المركز السلبي. تتمثل المزايا الرئيسية لشبكة LAN ذات ناقل مشترك في سهولة توسيع الشبكة، وبساطة أساليب الإدارة المستخدمة، وغياب الحاجة إلى إدارة مركزية، والحد الأدنى من استهلاك الكابلات. تعد الشبكة المحلية ذات الهيكل الشجري نسخة أكثر تطورًا من الشبكة ذات الهيكل الشجري. يتم تشكيل الشجرة من خلال ربط عدة نواقل بمكررات نشطة أو مضاعفات سلبية ("محاور")، حيث يمثل كل فرع من فروع الشجرة قطعة. فشل جزء واحد لا يؤدي إلى فشل الباقي. في الشبكة المحلية ذات الهيكل النجمي، يوجد موصل سلبي أو مكرر نشط في المركز - وهي أجهزة بسيطة وموثوقة إلى حد ما. للحماية من الاضطرابات في الكابل، يتم استخدام مرحل مركزي، والذي يقوم بإيقاف تشغيل حزم الكابلات الفاشلة.

أرز. 11.1.تكوينات شبكة البث: أ -حافلة مشتركة ب- شجرة. الخامس -نجمة مع مركز سلبي

أرز. 11.2.تكوينات الشبكة المتتالية: أ - تعسفي (شبكة)؛ ب-الهرمية؛ الخامس -جرس؛ ز -سلسلة؛ د - نجم ذو مركز فكري. ه -ندفة الثلج

في التكوينات التسلسلية، التي تتميز بها الشبكات ذات توجيه المعلومات، يتم نقل البيانات بشكل تسلسلي من جهاز كمبيوتر إلى جهاز مجاور، ويمكن استخدامها في أجزاء مختلفة من الشبكة أنواع مختلفةوسيلة نقل مادية.

متطلبات أجهزة الإرسال والاستقبال أقل مما هي عليه في تكوينات البث. تشمل التكوينات المتسلسلة ما يلي: تعسفي (خلوي)، هرمي، حلقة، سلسلة، نجمة ذات مركز فكري، ندفة الثلج. في الشبكات المحلية، الأكثر انتشارًا هي الحلقة والنجمة، بالإضافة إلى التكوينات المختلطة - الحلقة النجمية، والحافلة النجمية.

في شبكة LAN ذات الهيكل الحلقي، يتم إرسال الإشارات في اتجاه واحد فقط، عادةً عكس اتجاه عقارب الساعة. يتمتع كل جهاز كمبيوتر بسعة ذاكرة تصل إلى إطار كامل. عندما يتحرك إطار ما حول الحلقة، يستقبل كل جهاز كمبيوتر الإطار، ويحلل حقل العنوان الخاص به، ويقوم بعمل نسخة من الإطار إذا كان موجهًا إلى جهاز كمبيوتر معين، ويقوم بترحيل الإطار. وبطبيعة الحال، كل هذا يبطئ نقل البيانات في الحلقة، ويتم تحديد مدة التأخير من خلال عدد أجهزة الكمبيوتر. عادةً ما تتم إزالة الإطار من الحلقة بواسطة المحطة المرسلة. في هذه الحالة، يقوم الإطار بعمل دائرة كاملة حول الحلقة ويعود إلى محطة الإرسال، التي تعتبره بمثابة إيصال - تأكيد استلام الإطار من قبل المرسل إليه. يمكن أيضًا أن تتم إزالة الإطار من الحلقة بواسطة محطة الاستقبال، ثم لا يقوم الإطار بعمل دائرة كاملة، ولا تتلقى المحطة المرسلة إيصال تأكيد.

يوفر هيكل الحلقة نطاقًا واسعًا جدًا وظائفشبكة LAN ذات كفاءة عالية في استخدام قناة أحادية، وتكلفة منخفضة، وبساطة في أساليب الإدارة، والقدرة على مراقبة أداء قناة أحادية.

في البث ومعظم التكوينات التسلسلية (باستثناء الحلقة)، يجب أن يكون كل مقطع كابل قادرًا على إرسال الإشارات في كلا الاتجاهين، وهو ما يتحقق: في شبكات الاتصالات أحادية الاتجاه، باستخدام كابل واحد للإرسال بالتناوب في اتجاهين؛ في الشبكات المزدوجة - باستخدام كابلين أحادي الاتجاه؛ في أنظمة النطاق العريض - استخدام ترددات حاملة مختلفة للإرسال المتزامن للإشارات في اتجاهين.

يمكن أن تكون الشبكات العالمية والإقليمية، مثل الشبكات المحلية، من حيث المبدأ متجانسة (متجانسة)، حيث يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع البرامج، وغير متجانسة (غير متجانسة)، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر غير المتوافقة مع البرامج. ومع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار طول إمدادات المياه الساخنة وأنظمة إمدادات المياه و عدد كبير منأجهزة الكمبيوتر المستخدمة فيها، مثل هذه الشبكات غالبا ما تكون غير متجانسة.

تحدد هذه النماذج تفاعل أجهزة الكمبيوتر محليًا شبكة الكمبيوتر. في شبكة نظير إلى نظير، تتمتع جميع أجهزة الكمبيوتر بحقوق متساوية مع بعضها البعض. في هذه الحالة، يتم توزيع جميع المعلومات الموجودة في النظام بين أجهزة كمبيوتر منفصلة. يمكن لأي مستخدم السماح أو رفض الوصول إلى البيانات المخزنة على أجهزة الكمبيوتر الخاصة به.

مجموعة العمل هي قرار مستقلتنظيم شبكة حاسوبية لعدد صغير من أجهزة الكمبيوتر، والتي تتمتع ببنية نظير إلى نظير، وتتم عملية المصادقة على أساس القاعدة المحلية، المخزنة على كل من أجهزة كمبيوتر مجموعة العمل

في شبكة نظير إلى نظير، يتمتع المستخدم الذي يعمل على أي جهاز كمبيوتر بإمكانية الوصول إلى موارد كافة أجهزة الكمبيوتر الأخرى الموجودة على الشبكة. على سبيل المثال، عند الجلوس على أحد أجهزة الكمبيوتر، يمكنك تحرير الملفات الموجودة على جهاز كمبيوتر آخر، وطباعتها على طابعة متصلة بجهاز ثالث، وتشغيل البرامج على جهاز رابع.

مزايا هذا النموذج منظمات الشبكة المحليةوهذا يشمل سهولة التنفيذ وتوفير الموارد المادية، حيث ليست هناك حاجة لشراء خادم باهظ الثمن.

رغم سهولة التنفيذ.. هذا النموذجلديه عدد من العيوب:

• 1. انخفاض الأداء مع وجود عدد كبير من أجهزة الكمبيوتر المتصلة؛
• 2. عدم وجود قاعدة معلومات موحدة.
• 3. الغياب نظام موحدأمن المعلومات؛
• 4. اعتماد توفر المعلومات في النظام على حالة الحاسوب، أي: إذا تم إيقاف تشغيل الكمبيوتر، فلن يكون من الممكن الوصول إلى جميع المعلومات المخزنة عليه.

الدليل النشط

الدليل النشطيسمح للمسؤولين بإدارة جميع الموارد المعلنة من مكان عمل واحد: الملفات، الأجهزة الطرفيةوقواعد البيانات، والاتصالات بالخوادم، والوصول إلى الويب، والمستخدمين، والخدمات.

في الشبكات التي تحتوي على نشر DNS، يوصى بشدة باستخدام المناطق الأساسية المتكاملة لخدمة الدليل لدعم Active Directory، والتي توفر الفوائد التالية:

• 1. تحديث الخادم الرئيسي وميزات الأمان المتقدمة بناءً على إمكانات Active Directory.
• 2. يحدث النسخ المتماثل للمناطق ومزامنتها مع وحدات تحكم المجال الجديدة تلقائيًا في كل مرة تتم فيها إضافة وحدة تحكم جديدة إلى مجال Active Directory.
• 3. من خلال تخزين قواعد بيانات منطقة DNS في Active Directory، يمكنك تبسيط النسخ المتماثل لقاعدة البيانات عبر شبكتك.
• 4. يعد النسخ المتماثل للدليل أسرع وأكثر كفاءة من النسخ المتماثل القياسي لنظام أسماء النطاقات (DNS).

نظرًا لحدوث النسخ المتماثل لـ Active Directory على مستوى الخاصية الفردية، يتم نشر التغييرات الضرورية فقط. ومع ذلك، تستخدم المناطق المتكاملة لخدمة الدليل بيانات أقل وترسلها.

تشمل مزايا هذا النموذج ما يلي:

• 1. سرعة الشبكة العالية.
• 2. توفر قاعدة معلومات موحدة.
• 3. توفر نظام أمني موحد.

ومع ذلك، فإن هذا النموذج له أيضا عيوب. العيب الرئيسي هو أن تكلفة إنشاء شبكة خادم العميل أعلى بكثير بسبب الحاجة إلى شراء خادم خاص. عيب آخر هو وجود حاجة إضافية لموظفي الخدمة - مسؤول الشبكة.

بالنسبة لهذه المؤسسة، تم اختيار شبكة محلية بناءً على نموذج خادم العميل. سيتم تقديم الخادم في هذه المؤسسة على شكل جهاز كمبيوتر من الفئة رقم 2، والذي لن يتمكن من الوصول إليه سوى موظفي إدارة مقهى الإنترنت. سيتم وضع الخادم في خزانة كمبيوتر خاصة للحماية.