موقف من الحياة اليومية#
ساعة واحدة بالليل في أي بيت:
- إنت بتبعت صورة من موبايلك لصاحبك اللي في بلد تانية.
- أختك بتتفرج على فيلم على التلفزيون.
- وأبوك بيطبع ورقة من اللابتوب على الطابعة اللي في الأوضة التانية.
كل الأجهزة دي بتكلم بعض، وبتكلم أجهزة في آخر الدنيا، وغالبًا مافيش ولا سلك ظاهر بينهم. الحكاية دي كلها اسمها الشبكة.
خلاصة سريعة#
- الشبكة (Network · الشبكةمجموعة من الأجهزة والمكونات المتصلة ببعضها، مثل الحواسيب والهواتف والراوترات والكابلات، حتى تتواصل وتتبادل البيانات.عرض في القاموس) هي أجهزة متوصلة ببعض علشان تتواصل وتتبادل البيانات.
- أي شبكة فيها أجهزة طرفية (زي الموبايل واللابتوب)، ووصلات (أسلاك أو موجات لاسلكية)، وأجهزة بتوصّل البيانات لمكانها (زي الراوتر).
- الإنترنت مش شبكة واحدة، ده «شبكة الشبكات»: ملايين الشبكات الصغيرة متوصلة ببعض.
ببساطة#
فكّر في الشبكة زي شبكة الطرق في مدينة:
- البيوت والمحلات هي الأجهزة (الموبايل، واللابتوب، والطابعة).
- الشوارع هي الوصلات اللي البيانات بتمشي عليها.
- الإشارات والميادين هي الراوتر والسويتش، بيوجّهوا كل حاجة للطريق الصح.
- العربيات هي الحزم: البيانات مش بتتنقل حتة واحدة، بتتقسم لعربيات صغيرة كتير، وكل عربية ماشية لنفس العنوان.
والإنترنت؟ هو كل مدن العالم متوصلة ببعض بطرق سريعة.
بالتفصيل#
يعني إيه «شبكة»؟#
حسب Cisco، شبكات الكمبيوتر هي أجهزة متوصلة ببعض وبتتواصل مع بعض: كمبيوترات، وموبايلات، وتابلت، وخوادم، وكمان عدد بيزيد كل يوم من الأجهزة الذكية زي الكاميرات والأقفال وأجهزة الاستشعار.
وNIST (المعهد الأمريكي للمعايير) بيعرّف الشبكة بإنها نظام مكوّن من مجموعة مكونات متصلة ببعض، زي الراوترات والكابلات وأجهزة الاتصال.
يعني أي جهازين أو أكتر متوصلين ببعض علشان يتبادلوا بيانات، يبقوا شبكة. ممكن تكون صغيرة جدًا، زي جهازين في أوضة واحدة، أو ضخمة جدًا زي الإنترنت.
مكونات أي شبكة#
حسب كتاب «Computer Networking: A Top-Down Approach» لـ Kurose وRoss (من أشهر الكتب الجامعية في الشبكات)، أي شبكة فيها 3 أنواع من المكونات:
1. الأجهزة الطرفية (Host (End System) · الجهاز الطرفيأي جهاز متصل بالشبكة ويشغّل تطبيقات، مثل الحاسوب والهاتف والتلفاز الذكي والكاميرا، ويكون إما عميلًا أو خادمًا.عرض في القاموس)
الأجهزة اللي بتشغّل التطبيقات اللي إنت بتستخدمها: الكمبيوتر، والموبايل، والتلفزيون الذكي، والكاميرا، وحتى الساعة الذكية. اسمها «طرفية» لأنها على أطراف الشبكة: منها البيانات بتطلع، وليها البيانات بتوصل.
2. وصلات الاتصال (Communication Links)
الطرق اللي البيانات بتمشي عليها. حسب الكتاب، الوصلات دي ممكن تكون:
- ألياف ضوئية.
- أسلاك نحاس.
- موجات راديو، زي الواي فاي وشبكة الموبايل.
- أقمار صناعية.
وكل وصلة ليها سرعة معيّنة في نقل البيانات، اسمها عرض النطاق (Bandwidth · عرض النطاقمعدل نقل البيانات الذي تستطيعه وصلة اتصال، أي عدد البتات التي يمكن أن تمر عبرها في الثانية.عرض في القاموس)، وبتتقاس بالبت في الثانية زي ما شرحنا في مقال وحدات قياس البيانات والسرعة.
3. أجهزة توجيه البيانات (Packet Switches)
أجهزة شغلتها إنها تستلم البيانات وتبعتها للطريق الصح. أشهرها:
- الراوتر (Router · الموجّه (الراوتر)جهاز يربط الشبكات ببعضها ويوجّه حركة البيانات بينها، مثل الراوتر المنزلي الذي يربط شبكة البيت بالإنترنت.عرض في القاموس): حسب Cisco، بيوصّل الشبكات ببعض وبيوجّه حركة البيانات بينها. والراوتر اللي في بيتك هو اللي بيوصّل شبكة البيت بالإنترنت.
- السويتش (Switch · المحوّل (السويتش)جهاز يربط الأجهزة داخل الشبكة المحلية الواحدة وينقل البيانات بينها.عرض في القاموس): حسب Cisco، بيوصّل الأجهزة ببعض جوه نفس الشبكة.
وهنشرح كل جهاز منهم بالتفصيل في مقال «أجهزة الشبكة الأساسية».
البيانات بتتقسم لحزم#
لما تبعت صورة لصاحبك، الصورة مش بتتبعت حتة واحدة. حسب كتاب Kurose وRoss:
- جهازك بيقسّم الصورة لقطع صغيرة اسمها حزم (Packet · الحزمةقطعة صغيرة من البيانات. تُقسَّم الرسالة أو الملف إلى حزم، وتنتقل كل حزمة عبر الشبكة من جهاز إلى الذي يليه حتى تصل إلى وجهتها.عرض في القاموس).
- كل حزمة بتتنقل من جهاز للي بعده على طول الطريق، من راوتر لراوتر، لحد ما توصل.
- جهاز صاحبك بيجمّع الحزم تاني ويرجّعها صورة كاملة. والكتاب بيشرح إن الطرف اللي بيستقبل هو اللي بيعيد تجميع الأجزاء ويسلّمها للتطبيق.
وده اللي إنت شايفه في الرسم: المربعات الصغيرة اللي بتتحرك هي الحزم.
ليه محتاجين الشبكة أصلًا؟#
1. التواصل: الرسايل، والمكالمات، والإيميل، ومكالمات الفيديو.
2. مشاركة الموارد: حسب Cisco، الشبكات بتسمح بمشاركة الموارد. يعني بدل ما كل جهاز في البيت يبقى ليه طابعة، طابعة واحدة تكفي الكل. ونفس الكلام في الملفات، وفي اتصال الإنترنت نفسه: خط واحد بيشغّل كل الأجهزة.
3. الخدمات: حسب كتاب Kurose وRoss، الإنترنت بنية تحتية بتقدّم خدمات للتطبيقات: المواقع، والفيديو، ومكالمات الفيديو الجماعية، والإيميل، والألعاب، والتسوق، ومواقع التواصل.
الإنترنت: «شبكة الشبكات»#
شبكة بيتك شبكة صغيرة. ونفس الكلام في شبكة الشركة اللي بتشتغل فيها، وشبكة الموبايل، وشبكة الجامعة.
طيب إزاي شبكة بيتك بتوصل لموقع على سيرفر في قارة تانية؟ الراوتر بتاعك متوصل بشبكة مزود خدمة الإنترنت (ISP (Internet Service Provider) · مزوّد خدمة الإنترنتالشركة التي توصّل شبكة البيت أو الشركة بالإنترنت، وتتصل شبكتها بشبكات مزوّدين آخرين محليين وعالميين.عرض في القاموس)، وده الشركة اللي إنت مشترك معاها. وحسب كتاب Kurose وRoss، فيه ملايين من مزودين الخدمة دول، ولازم يكونوا متوصلين ببعض علشان أي جهازين في أي مكان يقدروا يبعتوا حزم لبعض. فمزود الخدمة بتاعك متوصل بمزودين تانيين، محليين وعالميين.
علشان كده كتاب Kurose وRoss بيوصف الإنترنت (Internet · الإنترنتشبكة عالمية مكوّنة من عدد ضخم من الشبكات المتصلة ببعضها (شبكة الشبكات)، مثل شبكات البيوت والشركات والهواتف ومزوّدي الخدمة.عرض في القاموس) بإنه «شبكة الشبكات»: شبكات بيوت، وشركات، وموبايلات، ومراكز بيانات، ومزودين خدمة، كلهم متوصلين ببعض.
إزاي الأجهزة بتفهم بعض؟ البروتوكولات#
جهاز من شركة، وراوتر من شركة تانية، وموقع على سيرفر من شركة تالتة، وكلهم بيفهموا بعض. إزاي؟
الإجابة: البروتوكولات (Protocol · البروتوكولمجموعة قواعد متفق عليها تحدد شكل الرسائل التي تتبادلها الأجهزة وترتيبها، وما يفعله كل جهاز عند إرسال رسالة أو استقبالها.عرض في القاموس). حسب كتاب Kurose وRoss، البروتوكول بيحدد شكل الرسايل اللي بتتبعت، وترتيبها، والجهاز يعمل إيه لما يبعت رسالة أو يستقبلها.
زي ما إحنا عندنا «بروتوكولات» في الكلام: لما تيجي تسأل حد في الشارع، بتقول «لو سمحت» الأول، وتستنى يرد عليك، وبعدين تسأل. ولو الطرفين مش ماشيين على نفس القواعد، الكلام مش هيوصل. وهنشرح البروتوكولات بالتفصيل في مقال لوحده.
للمتعمقين
العملاء والخوادم
حسب كتاب Kurose وRoss، الأجهزة الطرفية نوعين:
- العملاء (Clients): الأجهزة اللي بتطلب الخدمة، زي موبايلك وهو بيفتح موقع.
- الخوادم (Server · الخادمحاسوب أو جهاز على الشبكة يدير مواردها ويقدم خدمات لأجهزة أخرى، مثل حفظ الملفات أو إدارة الطابعات أو الرد على استعلامات قواعد البيانات.عرض في القاموس): الأجهزة اللي بتقدّم الخدمة، زي الجهاز اللي عليه الموقع نفسه. وحسب الكتاب، الخوادم غالبًا بتبقى في مراكز بيانات (Data Centers).
حافة الشبكة وقلبها
الكتاب بيقسم أي شبكة كبيرة لجزئين:
- حافة الشبكة (Network Edge): الأجهزة الطرفية، ووصلات الوصول اللي بتوصّلها بالشبكة، سلكية أو لاسلكية.
- قلب الشبكة (Network Core): شبكة من الراوترات المتوصلة ببعض. الأجهزة الطرفية بتقسّم الرسايل لحزم، والشبكة بتنقل كل حزمة من راوتر للي بعده على طول الطريق من المصدر للوجهة.
تعريف NIST بالكامل
تعريف NIST للشبكة بيذكر أمثلة على مكوناتها: الراوترات، والهَب (Hubs)، والكابلات، وأجهزة التحكم في الاتصالات، وأجهزة توزيع مفاتيح التشفير. وفيه تعريف تاني في معايير NIST للهوية الرقمية بيوصف الشبكة (غالبًا الإنترنت) بإنها وسيط اتصال مفتوح، وبيفترض إنها ممكن تتعرض لهجمات في أي نقطة بين الطرفين. وده سبب مهم لكل اللي هنشرحه بعدين في أمن المعلومات.
أخطاء شائعة#
- «الواي فاي هو الإنترنت»: غلط. الواي فاي وصلة لاسلكية بتوصّل جهازك بشبكة البيت. والإنترنت بيوصل لشبكة البيت من مزود الخدمة.
- «الإنترنت شبكة واحدة كبيرة بتملكها شركة واحدة»: غلط. الإنترنت شبكة شبكات: عدد ضخم من الشبكات، بتملكها جهات كتير مختلفة، ومتوصلة ببعض.
- «الشبكة لازم يكون فيها كمبيوترات»: غلط. الموبايل والتلفزيون والكاميرا والساعة الذكية كلهم أجهزة طرفية في الشبكة.
- «الصورة بتتبعت حتة واحدة»: غلط. بتتقسم لحزم صغيرة كتير، وبتتجمّع تاني عند الطرف التاني.
المصطلحات#
- الشبكة (Network · الشبكةمجموعة من الأجهزة والمكونات المتصلة ببعضها، مثل الحواسيب والهواتف والراوترات والكابلات، حتى تتواصل وتتبادل البيانات.عرض في القاموس): أجهزة ومكونات متصلة ببعضها لتتواصل وتتبادل البيانات.
- الجهاز الطرفي (Host (End System) · الجهاز الطرفيأي جهاز متصل بالشبكة ويشغّل تطبيقات، مثل الحاسوب والهاتف والتلفاز الذكي والكاميرا، ويكون إما عميلًا أو خادمًا.عرض في القاموس): أي جهاز متصل بالشبكة ويشغّل تطبيقات، مثل الحاسوب والهاتف.
- الحزمة (Packet · الحزمةقطعة صغيرة من البيانات. تُقسَّم الرسالة أو الملف إلى حزم، وتنتقل كل حزمة عبر الشبكة من جهاز إلى الذي يليه حتى تصل إلى وجهتها.عرض في القاموس): قطعة صغيرة من البيانات تنتقل عبر الشبكة.
- الراوتر (Router · الموجّه (الراوتر)جهاز يربط الشبكات ببعضها ويوجّه حركة البيانات بينها، مثل الراوتر المنزلي الذي يربط شبكة البيت بالإنترنت.عرض في القاموس): جهاز يربط الشبكات ببعضها ويوجّه البيانات بينها.
- السويتش (Switch · المحوّل (السويتش)جهاز يربط الأجهزة داخل الشبكة المحلية الواحدة وينقل البيانات بينها.عرض في القاموس): جهاز يربط الأجهزة داخل الشبكة المحلية الواحدة.
- عرض النطاق (Bandwidth · عرض النطاقمعدل نقل البيانات الذي تستطيعه وصلة اتصال، أي عدد البتات التي يمكن أن تمر عبرها في الثانية.عرض في القاموس): معدل نقل البيانات الذي تستطيعه وصلة اتصال.
- مزوّد خدمة الإنترنت (ISP (Internet Service Provider) · مزوّد خدمة الإنترنتالشركة التي توصّل شبكة البيت أو الشركة بالإنترنت، وتتصل شبكتها بشبكات مزوّدين آخرين محليين وعالميين.عرض في القاموس): الشركة التي توصّل شبكة البيت أو الشركة بالإنترنت.
- الإنترنت (Internet · الإنترنتشبكة عالمية مكوّنة من عدد ضخم من الشبكات المتصلة ببعضها (شبكة الشبكات)، مثل شبكات البيوت والشركات والهواتف ومزوّدي الخدمة.عرض في القاموس): شبكة عالمية مكوّنة من عدد ضخم من الشبكات المتصلة ببعضها.
- البروتوكول (Protocol · البروتوكولمجموعة قواعد متفق عليها تحدد شكل الرسائل التي تتبادلها الأجهزة وترتيبها، وما يفعله كل جهاز عند إرسال رسالة أو استقبالها.عرض في القاموس): قواعد متفق عليها تحدد شكل الرسائل وترتيبها وما يفعله كل جهاز عند إرسالها أو استقبالها.
- الخادم (Server · الخادمحاسوب أو جهاز على الشبكة يدير مواردها ويقدم خدمات لأجهزة أخرى، مثل حفظ الملفات أو إدارة الطابعات أو الرد على استعلامات قواعد البيانات.عرض في القاموس): جهاز يقدّم خدمة لأجهزة أخرى على الشبكة.
اختبر نفسك#
إيه الأنواع التلاتة من المكونات اللي في أي شبكة؟
إظهار الإجابة
الأجهزة الطرفية (زي الموبايل واللابتوب)، ووصلات الاتصال (زي الأسلاك والواي فاي)، وأجهزة توجيه البيانات (زي الراوتر والسويتش).
لما بتبعت صورة لصاحبك، بتتبعت إزاي على الشبكة؟
إظهار الإجابة
بتتقسم لحزم صغيرة. كل حزمة بتتنقل من جهاز للي بعده لحد ما توصل، وجهاز صاحبك بيجمّعها تاني ويرجّعها صورة كاملة.
ليه الإنترنت بيتقال عليه «شبكة الشبكات»؟
إظهار الإجابة
لأنه مش شبكة واحدة. هو عدد ضخم من الشبكات (بيوت وشركات وموبايلات ومزودين خدمة) متوصلة ببعض، وكل شبكة فيهم بتملكها جهة مختلفة.