أنواع أجهزة الشبكة التي يجب استخدامها عند إنشاء شبكة
- 11 دقائق
لا يمكن أن توجد شبكة ما لم يتمكن كل جهاز من الأجهزة من التواصل مع بعضها البعض. ينطبق هذا الأمر سواء كانت شبكة مؤسستك أو شبكات أكثر شمولاً مثل الويب. وتستند جميع الشبكات إلى نفس المبادئ.
في هذه الوحدة، يمكنك التعرف على مصطلح معايير الشبكة واستكشاف الأجهزة التي تشكل العمود الفقري لأي شبكة.
معايير الشبكة
بينما توفر بروتوكولات الشبكة طريقة موحدة للاتصال، فإن معايير الشبكة تحكم الأجهزة والبرامج التي تستخدمها.
اليوم، هناك مئات الآلاف من موردي الأجهزة. ومع ذلك، فإن جميع تقنياتها تتكامل بسلاسة مع الكمبيوتر أو الشبكة بأقل جهد ممكن. توفر مقاييس الشبكة إطار عمل يمكّن إمكانية التشغيل المتداخل بين الأجهزة.
تعمل معايير الشبكة على تحسين إمكانية التشغيل المتداخل للأجهزة المختلفة التي تدعم الشبكة وتوفر التوافق مع الإصدارات السابقة بين مراجعات المنتجات والموردين المختلفين. والهيئات الرسمية التي تنشر المعايير المنظمة هي الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية والمعهد الوطني الأمريكي للمعايير ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات.
وسيكون من المستحيل بناء شبكات الاتصال وتوصيل الأجهزة التي تدعم الشبكة بشكل موثوق به دون معايير الشبكة.
عائلة الـ802 من معايير الشبكة
تغطي مواصفات 802 جميع معايير الشبكات المادية لكل من Ethernet واللاسلكي. ويبين الجدول التالي بعض المعايير المستخدمة على نطاق أوسع.
| 802 | نظرة عامة | أساسيات مفاهيم الشبكات المادية والمنطقية |
|---|---|---|
| 802.1 | التوصيل | إن توصيل LAN/MAN وإدارة الطبقات الفرعية السفلى من طبقة OSI 2 |
| 802.2 | ارتباط منطقي | يشار إليه عادةً بمواصفات عنصر تحكم الارتباط المنطقي (LLC) |
| 802.3 | ايثرنت | يوفر شبكات غير متزامنة باستخدام إحساس الحامل، والوصولات المتعددة مع الكشف عن التصادم (CSMA/CD) عبر كابل محوري، وكابل نحاسي مزدوج، والوسائط الليفية |
| 802.5 | تكنولوجيا الشبكة الحلقية | معيار تمرير الرمز المميز للكابلات النحاسية المحمية وكابل مزدوج ملتوي |
| 802.11 | Wi-Fi | الشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN) التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) ومواصفات الطبقة المادية (PHY) |
| 802.11a | Wi-Fi | تحديد PHY التي تشغل 5 غيغاهرتز |
| 802.11b | Wi-Fi | يعزز 802.11، ويضيف أوضاع معدل البيانات أعلى |
| 802.11d | Wi-Fi | يعزز 802.11a/b، ويسمح للتجوال العالمي |
| 802.11e | Wi-Fi | يعزز 802.11، ويضيف ميزات جودة الخدمة (QoS) |
| 802.11g | Wi-Fi | توسيع معدل البيانات الأقصى لـ WLAN |
| 802.11 ساعة | Wi-Fi | يعزز 802.11a، والآن يحل مشاكل التداخل |
| 802.11i | Wi-Fi | يعزز 802.11، ويضيف الأمان لتطبيقات WLAN |
| 802.11j | Wi-Fi | يعزز 802.11a للملحقات التنظيمية اليابانية |
| 802.11n | Wi-Fi | معايير السرعة الأعلى |
| 802.12 | أولوية الطلب | ارتفع معدل بيانات Ethernet إلى 100 ميغابت في الثانية |
| 802.15 | شبكات الاتصال الشخصية اللاسلكية | دعم الشبكات الشخصية اللاسلكية (WPANs) |
| 802.15.1 | Bluetooth | تقنية لاسلكية قصيرة المدى (10 م) |
| 802.15.3a | UWB | وصلة النطاق العريض للغاية قصيرة المدى وعالية النطاق |
| 802.15.4 | ZigBee | شبكات الاستشعار اللاسلكية قصيرة المدى |
| 802.16 | شبكات التجمعات الحضرية اللاسلكية | يغطي الوصول إلى شبكات الجوال والنطاق العريض اللاسلكية في شبكات التجمعات الحضرية اللاسلكية (WMAN) |
البنية الأساسية للشبكة
هناك العديد من الأجهزة المتوافقة مع المعايير للشبكة التي تشكل بنية الشبكات. اعتمادًا على حجم الشبكة، قد تستخدم العديد من هذه الأجهزة لإنشاء أساس الشبكة. هذه الأجهزة هي:
- أجهزة الإرسال
- المركز
- الجسور
- المفاتيح
- أجهزه التوجيه
تعتمد كافة هذه الأجهزة تقريبًا على التحكم في وصول الوسائط أو عنوان بروتوكول إنترنت (IP) لإيصالات البيانات على الشبكة.
ما هو عنوان التحكم في وصول الوسائط؟
عنوان التحكم في وصول الوسائط (MAC) هو معرف فريد تم تعيينه لكل جهاز ممكّن للشبكة في وقت التصنيع. يمكن الإشارة إليه باسم العنوان المحروق أو عنوان أجهزة Ethernet أو عنوان فعلي.
يحتوي عنوان MAC على تكوين قياسي من ستة أرقام ست عشرية مفصولة بنقطتين أو شرطة. تحدد الأرقام الثلاثة الأولى من عنوان MAC المعرّف الفريد التنظيمي للشركة المُصنّعة (OUI) والأرقام الثلاثة المتبقية بصفةٍ فريدةٍ للجهاز. على سبيل المثال، إذا كان عنوان MAC هو AA-6A-BA-2B-68-C1، فإن OUI هو AA-6A-BA ومعرف الجهاز هو 2B-68-C1.
التكرار
مقوي الإشارة هو جهاز ذو منفذين يعيد إرسال إشارات الشبكة. يتم استخدام أجهزة الإرسال عندما تكون أجهزة الشبكة بعيدة بعض المسافة عن بعضها البعض. لا يعدّل مقوي الإشارة البيانات أو يفسّرها قبل أن يعيد إرسالها، ولا يضخّم الإشارة. بدلاً من ذلك، فإنه يعيد إنشاء حزمة البيانات في القوة الأصلية، بت تلو الآخر.
جسر
يقسّم الجسر الشبكة إلى أجزاء من الشبكة ويمكنه تصفية حزم البيانات وإعادة توجيهها بين هذه المقطع. تستخدم الجسور عنوان MAC لجهاز الشبكة لتحديد وجهة حزمة البيانات. عادةً ما يتم استخدام جسر لتحسين أداء شبكة الاتصال عن طريق تقليل حركة مرور شبكة الاتصال غير الضرورية على مقاطع الشبكة.
مركز
يعمل المركز كجهاز إرسال متعدد المنافذ على شبكة الاتصال. تستخدم المراكز لتوصيل أكثر من جهاز واحد ولهيكلة تخطيط الشبكة. على سبيل المثال، يمكنك تتالي المراكز لإنشاء فروع الشبكة، أو استخدام كنقطة نهاية لإنشاء تخطيط نجمي مع أجهزة من نوع مستخدم متعدد. تحتوي مراكز الشبكة على منافذ متعددة تعمل كمدخل\مخرج اتصال Ethernet بين المركز وجهاز شبكة اتصال. يمكن أن يعمل المركز بسرعة واحدة فقط، وهي سرعة أبطأ جهاز شبكة على الشبكة. إنه لا يباشر بترجمة أو تصفية حزم البيانات ويرسل نسخًا من كل حزمة بيانات إلى جميع الأجهزة المرفقة.
أنواع مراكز الشبكة
- Fast Ethernet: يُستخدَم هذا المركز لشبكات بسرعة 100 ميجابايت لكل ثانية ويأتي كمركز من النوعين Class I وClass II. والفرق الرئيسي بين الاثنين هو مقدار التأخير في نقل البيانات. مركز A للفئة الأولى يقدم تأخير إشارة تصل إلى 140 بت مرات. وللمركز من الفئة الثانية تأخير يصل إلى 96 بت مرات. يسمح التأخير بتحويل البيانات بين أنواع أساسية مختلفة. يمكن استخدام المراكز من الفئة الثانية فقط في شبكة تعتمد على المركز. تزيد المراكز من الفئة الثانية من احتمال تصادمات الحزم ببعضها وذلك بسبب سرعاتها الأعلى.
- السرعة المزدوجة: مع شبكة مركز تقليدية، يتحكم أبطأ جهاز مرفق في سرعة الشبكة. على سبيل المثال، إذا كان لديك أجهزة 10 ميغابت في الثانية و100 ميغابت في الثانية متصلة بشبكة، فإن سرعة الشبكة بأكملها كانت 10 ميغابت في الثانية فقط. تعمل المراكز ذات السرعة المزدوجة على حل المشكلة من خلال العمل كجسر بين الجهازين ذات السرعة المختلفة.
تستخدم المراكز للشبكات المخصصة الصغيرة لعدد قليل من الأجهزة، ولكن نادرا ما يتم استخدامها على مستوى المؤسسة.
التبديل
تقوم الوصلة بوظيفة كل من الجسر والمركز. فهي تقوم بتقسيم الشبكات ويمكن له أيضًا ترجمة وتصفية حزم البيانات لإرسالها مباشرة إلى جهاز شبكة مرفقة. تستخدم المفاتيح عنوان MAC الخاص بجهاز الشبكة لتحديد وجهة حزمة البيانات. تعمل الوصلة في وضع الازدواج الكامل، ما يعني أنه يمكنه إرسال البيانات وتلقيها من أجهزة الشبكة وإليها في نفس الوقت.
الميزات
توفر التبديلات الحديثة المبنية على اتصال Ethernet وظائف وقدرات أكثر من مركز Ethernet.
- يمكن لمحول Ethernet ضبط سرعة اتصال حزمة واردة لتطابق سرعة الاتصال بالشبكة الوجهة.
- العديد من مفاتيح الآن دعم الطاقة عبر Ethernet (PoE). يسمح PoE لبعض أجهزة الشبكة، مثل هواتف Voice over IP (VoIP)، بالحصول على الطاقة من المفتاح دون الحاجة إلى مزود طاقة منفصل.
- يمكن إرفاق وحدات نمطية أخرى بالتبديل لتمكين وظائف مثل انعكاس المنفذ وأجهزة استشعار الحِزم وأنظمة الكشف عن التسلل.
أنواع تبديلات Ethernet
النوعان المتميزان من التبديلات هما غير مُدار ومُدار.
غير مُدارة
لا يحتوي هذا النوع من التبديل على إمكانية تكوين وهو مصمم لبيئات المكاتب الصغيرة أو المكتب المنزلي. يحدث تبديل الحزم تلقائيًا.
مُدار
يوفر هذا النوع من التبديل وسيلة لضبط التكوين، والسلوك، وتشغيل الوصلة. الوصول إلى تكوين التبديل إما من خلال واجهة سطر الأوامر (CLI) التي تستخدم Telnet أو Secure Shell (SSH) أو Remote Console أو واجهة ويب.
فيما يلي قائمة بالخيارات الأكثر شيوعًا المتوفرة لتكوين إعدادات تبديل مُدار. ضع في اعتبارك أن الشركات المصنعة للوصلات قد توفر خيارات تكوين مختلفة.
| خيار التبديل | الوصف |
|---|---|
| جودة الخدمة | إدارة حركة مرور LAN بحيث يتم إعطاء الأنظمة الهامة أولوية أعلى. ومن الأمثلة على ذلك حزم البيانات الصوتية، التي يتعين تسليمها بسرعة. |
| شبكات الشبكات الظاهرية | إنشاء مجموعات منطقية من الأجهزة في الشبكة المحلية الظاهرية الخاصة بها. لا تنتقل نسبة استخدام الشبكة في شبكة LAN ظاهرية إلى LAN ظاهرية أخرى. يمكن لهذه المجموعة المنطقية من الأجهزة تحسين أمان وأداء الشبكة. |
| بروتوكول شجرة الامتداد (STP) | يمكنك بناء المرونة في شبكتك من خلال تحديد مسارات الشبكة البديلة في حالة فشل الكبل أو الجهاز. |
| النسخ المتطابق للمنفذ | استخدم مع محلل الشبكة لتشخيص مشكلات الشبكة ومشاكلها. في أثناء الإعداد، تقوم وصلة الشبكة بتصدير نسخة من نسبة استخدام الشبكة إلى منفذ واحد. |
| تحديد معدل النطاق الترددي | السماح بالتحكم الدقيق في النطاق الترددي المستخدم من قبل منافذ معينة. على سبيل المثال، السماح بعرض النطاق الترددي العالي للمنافذ التي تتعامل مع قاعدة البيانات أو VoIP، وتقليل النطاقات الترددية للبريد الإلكتروني. |
| تصفية عنوان MAC | التحكم في أجهزة الشبكة التي تحصل على حق الوصول من خلال مفتاح التبديل. |
| عميل SNMP | إعداد SNMP وتكوينه باستخدام أدوات مراقبة الشبكة. |
هناك نوعان فرعيان من التبديلات المُدارة:
- Smart: المفتاح الذكي هو نقطة في منتصف الطريق بين مفتاح غير مدار ومفاتيح مدارة. أنها تميل إلى تقديم واجهة على شبكة الإنترنت فقط لإدارة الإعدادات. الخيارات المتوفرة هي شبكات LAN الظاهرية، وانعكاس المنفذ، والحد من معدل النطاق الترددي.
- Enterprise: خدمة التبديل المدارة بالكامل الموضحة مسبقا.
جهاز التوجيه
تربط أجهزة التوجيه الشبكات ذات العناوين المختلفة مع بعضها. ويمكنها ترجمة وتصفية حزم البيانات ثم إعادة توجيهها إلى شبكة الاتصال الصحيحة. تستخدم أجهزة التوجيه معلومات عنوان IP لجهاز الشبكة لتوجيه حزمة البيانات إلى وجهتها. يمكن الآن لمعظم أجهزة التوجيه الكشف عن مشاكل مع نسبة استخدام الشبكة التي تتدفق إلى أي شبكة الاتصال المرفقة وتوجيه وإعادة توجيها وتفادي هذه المشكلة. كما يطلق على جهاز التوجيه اسم البوابة. عند تكوين أجهزة الشبكة، عادة ما تقوم بتكوينها بعنوان IP افتراضي للبوابة.
الترابط
تحتفظ أجهزة التوجيه في شبكة متصلة بجدول توجيه يسرد التوجيه المفضل بين كل من الشبكات. جهاز التوجيه بمثابة بداية السلطة لجميع أجهزة الشبكة على شبكتها. تتم مشاركة معلومات التوجيه بين أجهزة التوجيه باستخدام بروتوكول توجيه مثل بروتوكول بوابة الحدود (BGP).
الأنواع
تستخدم معظم أجهزة التوجيه BGP لمشاركة معلومات التوجيه. يعتمد نوع المعلومات المشتركة على استخدام جهاز التوجيه والوظائف التي يستخدمونها.
هناك العديد من التصنيفات أو أنواع أجهزة التوجيه المختلفة المتاحة لخدمة احتياجات الشبكة المختلفة.
- أجهزة توجيه الوصول: تميل هذه الموجهات إلى أن تكون أجهزة منخفضة التكلفة مع حاجة توجيه بسيطة وتستخدم عادة في منزل أو في مكاتب الأقمار الصناعية الصغيرة.
- أجهزة توجيه التوزيع: تقوم هذه الموجهات بتجميع بيانات توجيه نسبة استخدام الشبكة من أجهزة توجيه متعددة. أجهزة توجيه التوزيع تأتي مع ذاكرة أكبر وقوة معالجة. تم تصميم هذا النوع من الموجه للاحتفاظ بكميات هائلة من معلومات التوجيه وغالبا ما يستخدم لإدارة جودة الخدمة والتحكم فيها عبر شبكة WAN.
- أجهزة توجيه Edge: يعمل جهاز توجيه الحافة على الحدود بين شبكتك والشبكات الأخرى، مثل شبكتك المحلية والإنترنت. وهي تعمل كبوّابات لتصفية نسبة استخدام الشبكة وتوجيهها داخليًا أو إعادة توجيهها استنادًا إلى رأس الحزمة. غالبًا ما يأتي جهاز توجيه الحافة مع التحكم في الوصول أو جدران الحماية لتحسين الأمان. قد تعالج أيضًا خدمات DHCP وخدمات DNS.
- أجهزة التوجيه الأساسية: تسمى أحيانا أجهزة توجيه المؤسسة، وقد تم تصميم هذه الموجهات لعرض النطاقات الترددية الأعلى. يتم استخدامها لربط المباني المختلفة أو مواقع جغرافية بعيدة معا. عادة ما تحتوي أجهزة التوجيه الأساسية على ميزات أقل من أجهزة التوجيه الطرفية لأن تركيزها الأساسي ينصب على تقليل فقدان الحزمة ومنع الازدحام. عادة ما يقومون بإعادة توجيه الحزم إلى أجهزة توجيه الحافة.
جهاز توجيه لاسلكي
يوفر جهاز الشبكة هذا كافة قدرات التوجيه الخاصة بموجّه الوصول العادي، ولكنه يوفر أيضًا وظائف نقطة وصول لاسلكية. تم تصميم جهاز التوجيه اللاسلكي أو نقطة الوصول اللاسلكية لتوفير اتصال غير سلكي بالشبكة. يقوم موجه الحافة المرتبط بشبكتك بمعالجة أي توفير للوصول إلى الإنترنت أو الشبكات الأخرى. يتيح لك جهاز التوجيه اللاسلكي إنشاء نوع مختلف من الشبكة يسمى شبكة محلية لاسلكية.
لا ينبغي الخلط بين جهاز التوجيه اللاسلكي والمودم اللاسلكي. المودم اللاسلكي هو ما تتلقاه من موفر خدمة الإنترنت لمنزلك أو مكتبك. إنه الجهاز الذي يحول الإشارة من موفر خدمة إنترنت إلى جهاز قابل للاستخدام على شبكة كمبيوتر. عادة ما يتم دمج أجهزة المودم اللاسلكية مع أجهزة التوجيه للسماح لك بإنشاء شبكة منزلية أو مكتبية خاصة.
خيارات Azure
يمكن أن يساعد خيارا Azure في توجيه نسبة استخدام الشبكة أو إدارتها.
نموذج مركز دائري من Azure
مخطط شبكة النظام المحوري في Azure هو بنية مرجعية.
- عادة ما يكون المركز هذا عبارة عن شبكة افتراضية Azure تعمل كنقطة اتصال مركزية بين السحابة وشبكة اتصال محلي.
- كل محور هو أيضا شبكة ظاهرية Azure، متصلة بالمركز عبر شبكة نظيرة.
يمكن إجراء الاتصالات بين السحابة والشبكة المحلية من خلال بوابة VPN أو Azure ExpressRoute.
Azure ExpressRoute
اتصال ExpressRoute هو دائرة مخصصة بين شبكة محلية والسحابة التي تستخدم نطاقا تردديا أعلى من اتصال بوابة VPN العادية. يستضيف شريك الاتصال دائرة ExpressRoute ويوفر اتصالا فائق المرونة.