كل ما تريد معرفته عن شبكات ال WAN وأنواعها ومما تتكون

شبكات ال WAN
Wide Area Networks (WAN)

الشبكات الواسعة WAN :

هذه الشبكة تغطي مساحة جغرافية واسعة و غير محدودة التوصيل وربط الشبكات المحلية مع بعضها البعض ، مثلا عندما ا يكون لدينا مؤسسة أو شركة و لديها عدة فروع في دول العالم و نريد الاتصال بهذه الافرع من الطبيعي أن هذه الافرع تنفصل ما بينهم شبكات كثيرة و عدة دول و مسافة كبيرة أيضا في هذه حالة عندما ا نريد الاتصال بأحد الأفرع البعيدة فإن الاتصال سيخضع تحت الشبكة الواسع ، وهي التي ستقوم بتوصيلنا للفروع الآخر أو في حال نريد الاتصال في شبكة أخرى ولكن في دولة بعيده أيضا سنخضع تحت اشرف الشبكة الواسعة لأنه هي الشبكة الوحيد التي لا حدود له في المساحة الجغرافية .

من ماذا تتكون شبكة ال WAN :

تتكون الشبكة من أجهزة كثيرة مثل الراوترات و السويتشات والسيرفرات ، ولكن كل هذه المعدات والأجهزة تكون ملكية خاصة بشركة الاتصالات .

• تتمثل شبكة الى WAN مثل شبكة الانترنت الواسعة التي تربط جميع العالم ببعضه البعض ، والتي من خلال شبكة الانترنت تستطيع أن تتصل بشبكة بعيدة مثل في دولة أمريكا وفلسطين وأكبر مثال على هذه الشبكة هو أننا نستطيع الاتصال ببعضنا البعض عن طريق الفيس بوك هذا أكبر مثال على أننا متصلين بشبكة الانترنت والتي تخضع تحت شبكة ال WAN ، مثل شبكة الفيس بوك غير موجودة في دولة فلسطين ولكن موجودة في دولة أمريكا ولكن كيف لنا أن نتصل في شبكة الفيس بوك ونستطيع التواصل مع بعضنا البعض ، وعن طريق الشبكة الواسعة التي تقوم بتوصيلنا لشبكة الفيس بوك وغيرها من الشبكات الآخر عن طريق تحويل ال Packets من شبكة إلى أخرى حتى تصل للشبكة المستهدفة .

• شبكة ال WAN تعمل مع الطبقة الأولى من طبقة الى OSI Layer و هي الطبقة المادية .

• شبكة الWAN يوجد لها عدة أنواع من الاتصال مع بعضها البعض سنقوم بذكر هذه الأنواع و شرح كل نوع لوحده لنستطيع فهم الأنواع بشكل مبسط .

أنواع اتصال الشبكات الواسعة WAN Connection Types

1. Leased Line
2. Circuit Switching
3. Packet Switching

1- تقنية الخط المؤجر Leased Line :

الخط المؤجر هذا النوع من الاتصال يتم من خلال شركة الاتصالات أو من خلال مزودي خدمة الانترنت ISP ، حيث نقوم باستئجار خط Leased Line ليكون خاص بالشركة ليربط ما بين الفروع فقط و غير مشترك فيه أحد بمعنى أنه يكون التوصيل الشبكات الخاصة بالشركة أو المؤسسة مع بعضها البعض .

مميزات ال Leased Line :

سريع جدا وذلك لأنه لا يشترك فيه أحد غير الشركة، وتكون سرعة الناقل عالية جدا ومن جهة الأمن والحماية أفضل بكثير من أي أنواع أخرى لأن البيانات والمعلومات تكون في قناة اتصال واحدة ولا أحد يستطيع الاتصال بها .

من جهة التكلفة مكلف جدا جدا ولذلك لا أحد يستخدمه غير الشركة الكبيرة والضخمة والشبكة التي تعمل ببيانات حساسة وجودة عالية ، مثل شبكة البنوك وشبكة الاتصالات والشبكات الحكومية كل هذه المؤسسات حساسة جدا في نقل البيانات لذلك يفضلوا استخدام نوع ال Leased Line أكثر أمان وسريع جدا في نقل البيانات والمعلومات.

طريق الاتصال والربط عن طريق الى Leased Line تتطلب عدة أمور مثلا يجب أن يتوفر أجهزة الربط مثل الراوترات والسويتشات ، وأيضا يعتمد هذا النوع من الاتصال على بعض البروتوكولات التي يجب تفعيلها عندما نريد العمل ب Leased Line.

البروتوكولات التي تعمل مع ال Leased Line

البروتوكولات التي تعمل مع ال Leased Line نوعان

1. HDLC
2. PPP

بروتوكول HDLC :

 (High LevelData Link Control (HDLC

هذا البروتوكول ملكية لشركة سيسكو ومن أقدم البروتوكولات الموجودة في العالم، وهو يستخدم لربط فروع الشبكات ببعضها ليتم الاتصال ما بينهم ويجب أن نعرف أن هذا البروتوكول لا يعمل إلا على راوترات سيسكو فقط ويعمل مع منافذ السيريل ولكن يجب تفعيله ليبدأ في العمل ومع العلم أنه يعمل بشكل تلقائي.

بروتوكول ال HDLCيقوم بعملية تغليف للبيانات ما قبل عملية الإرسال بخطوط الربط، وتتم العملية عن طريق إضافة الIP Header.

بروتوكول PPP :

هو من أهم البروتوكولات الخاصة بربط وتوصيل الشبكات الواسعة WAN، حيث يعمل هذا البروتوكول في الطبقة الثالثة Data Link من طبقة ال OSI Layers ، وهذا البروتوكول لیس ملكية بشركة سيسكو على العكس بروتوكول ال HDLC الذي ينتمي الشركة سيسكو ومع العلم أنه لا يتفوق على بروتوكول ال PPP حيث هذا البروتوكول لديه المميزات والخصائص تتفوق بكثير على بروتوكول ال HDLC. لم يتكون بروتوكول ال PPP من Header وهو نفس ال Header الذي قمنا بشرحه مسبقا في بروتوكول ال HDLC كما هو موجود في الجدول التالي.

الفرق بين بروتوكول PPP و HDLC

ولكن يجب أن نعلم هذا لا يعني انه ال Header الموجود في بروتوكول الHDLC يعمل بنفس وظيفة الHeader الموجود في بروتوكول ال PPP ، الأسماء تشبه بعضها البعض ولكن يوجد بعض الوظائف التي تعمل في بروتوكول ال HDLC وبعض الوظائف لا تعمل في بروتوكول الى PPP سنتعرف على هذا الفرق في الجدول التالي، ولكن قبل أن نبدأ بالتعرف على المميزات الموجودة في Header ال HDLC والمميزات الموجودة في Header ال PPP يجب علينا أن تقوم بمراجعة ال Header الذي قمنا بشرحه وشرح الحقول في الدروس السابقة ، لنستطيع أن نفهم ما هو موجود في الجدول التالي :

• هذه هي المكونات والخصائص التي تعمل في بروتوكول ال PPP و HDLC.

۲- تقنية تبديل الدوائر لتنقل البيانات Circuit Switching

تبديل الدوائر ما بين الشبكات وعند استخدام Circuit Switching لنقل البيانات فإن على الجهازين المرسل والمستقبل أن يكونا متفرغين النقل البيانات بينهما فقط، ثم يتم إنشاء تتابع مؤقت من الدوائر من نقطة إلى أخرى بين الجهازين ويتم الربط بين هذه الدوائر معا باستخدام سويتشات ، ويتم تحقيق الإتصال فور الإنتهاء من فترة صغيرة للإعداد، وتكون سرعة النقل بين الجهازين ثابتة.

خصائص ال Circuit Switching :

• التكلفة العكسية Reverse Charging مثل قيمة المكالمة تستقر على طرف من الطرفين، عندما ا يتم فتح اتصال أول خط من الطرف المراد يبدأ العد عليه بحسب التكلفة عليه.
• من مميزات هذا النوع من الاتصال والربط أنه يقوم بتحويل المكالمة Call Redirect.
• يتم ربط الاتصال فقط عندما نريد الاتصال مثل الهاتف عندما نريد الاتصال بأحد نقوم برفع سماعة الهاتف، و نسمع أنه يوجد صوت حراره هذا يدل على أننا نستطيع الاتصال ولكن عندما ا تغلق سماعة الهاتف لن نستطيع الاتصال لأنه تم اقفال المسار.

عیوب نظام ال Circuit Switching:

• عند زيادة حركة المرور في داخل الشبكة سيتم انخفاض معدل السرعة الخاص بنقل البيانات .
• في حال تريد إرسال بيانات أو تريد الاتصال في حاسوب ما و كان هذا الحاسوب مشغول سيقوم بانتظار الحاسوب لينتهي من الخط الذي يعمل فيه وبعدها يستطيع الاتصال به مثلا عندما نتصل بأحد من الجوال أو الهاتف ويكون هذا الشخص مشغول باتصال آخر ونحن نقوم بالاتصال به لن تستطيع التكلم معه لأن الخط مشغول مع شبكة أخرى في هذه الحالة علينا الانتظار بينما ينتهي من المكالمة والتي كون مفتوحه في الخط وبعدها نستطيع الاتصال به والتكلم معه .
• العيب الأكبر لهذا النظام انه فقط يقوم بإنشاء مسار واحد ما بين الجهازين فقط مهما كان حجم هذه البيانات ، فقط سيقوم بإنشاء خط واحد والعمل من خلاله ولو كان جهاز ثاني يريد الاتصال بأحد الأجهزة لا يستطيع إلا بعد أن يقول أحد الأجهزة الخط المتصل فيه ليستطيع الاتصال به .
• في عملية الاتصال في هذا النظام يجب على الجهازين أن يستخدمون نفس البروتوكول ما بينهم ليتم الاتصال .

3- تقنية تبديل الحزم Packet Switching :

يعد هذا النوع من أسرع التقنيات التي ذكرناها وهو الأساسي لمعظم شبكات الاتصالات حتى في الوقت هذا نعمل بهذا النظام، وفي هذا النظام عملية الإرسال تكون مختلفة عن عملية الإرسال في التقنية السابقة، في هذا النظام لا ترسل الرسالة بشكل كامل مرة واحدة بل يتم تقسيمها إلى عدة حزم صغيرة ويتم إرسالها إلى الجهاز المستهدف، حيث يقوم جهاز المستقبل بإعادة تكوينها مرة أخرى للرسالة الأصلية ويقوم بإضافة العناوين كل من عنوان جهاز المرسل وجهاز المستقبل وباقي المعلومات المطلوبة للتحكم .

• يعتمد هذا النظام في عملية الربط والتوصيل على كوابل ال Serial ليربط ما بين أجهزة التوصيل ويسمى الطرف المرسل (Data Communication Equipment(DCE

• حيث أنه يقوم بإرسال حزم البيانات بشكل مقطع ومقسم إلى عدة حزم صغيرة ويقوم بإرساله بشكل مفصل عن بعضها البعض مثل حزم تسلك مسار آخر وحزم تصل ما قبل الحزم الآخر وكل من هذه الحزم تسلك طريق ولكن عند وصول الحزم إلى الهدف المطلوب سيتم معاودة تجميع كل الحزم لتتكون في حزمة واحدة وتسليهما للجهاز المطلوب بشكل كامل.

مميزات Packet Switching :

1. لا يشترط على المرسل والمستقبل أن تكون السرعة حيث يستطيع الجهازين العمل بسرعة مختلفة ، ولا يشترط أن يعملوا بنفس البروتوكولات مثل التقنية السابقة .
2. في أوقات إرسال الحزم في المسارات لا يستغرق وقت كبير، لأنه حجم الحزمة صغير و يتم إرسالها بشكل سريع جدا بهذا الشكل المسار لن يبقى مشغول لفترة طويلة.
3. من جهة المشاكل وقوع بعض الحزم في هذا النظام في حال وقوع أحد الحزم أو عدم وصولها بشكل كامل سيتم معاودة إرسالها مرة أخرى بشكل طبيعي وسريع وذلك لأن حجم الحزمة صغير.

• يوجد بعض المعلومات يجب أن نكون على معرفة بها قبل أن نبدأ العمل بهذا النظام لنتعرف على هذه المعلومات ليتم العمل بشكل صحيح.

1. يجب الاتفاق على حجم تقسيم الرسالة المرسلة التي يتم تقسيمها إلى حزم صغيرة.
2. يجب الاتفاق على المسارات التي سيتم الإرسال والاستقبال منها حزم البيانات.
3. يجب معرفة معلومات التحكم بعملية تدفق البيانات ومعالجة الأخطاء.

قبل أن نتعمق أكثر في موضوع الشبكة الواسعة يجب أن نتعرف على بعض البروتوكولات المهمة جدا جدا في عملية الربط والاتصال .

بروتوكول 25.X :

هو البروتوكول أو المعيار الذي ينظم تدفق البيانات في الشبكات -Packet Switching وهو يمثل الواجهة ما بين Data Communication Equipment (DCE) والتي سبق أن قمنا بشرحها، وبين (Data Terminal Equipment (DTE والتي تمثل أجهزة كمبيوتر المتوافقة مع بروتوكول 25.X وقد تكون عبارة عن موجه Router أو بوابة Gy.

مكونات بروتوكول 25.X

مكونات بروتوكول 25.X حيث يتكون هذا البروتوكول من عدة طبقات التي تندرج تحت طبقات ال OSI Layers سنقوم بذكرهم والتعرف عليهم :

• يعمل مع الطبقة الأولى وهي الطبقة الفيزيائية Physical Layer هذه الطبقة تعتبر الطبقة المادية لأنه تعمل مع الكوابل وكروت الشبكة.
• يعمل مع الطبقة الثانية وهي طبقة ربط البيانات Data-Link Layer وهي التي تعمل على ربط البيانات في خصائصها مثل معرفة البروتوكول المستخدم وربط البيانات فيه.
• يعمل أيضا مع الطبقة الثالثة وهي طبقة الشبكة وهي المسؤولة عن الشبكة وتحويل ما بين الشبكات وهذه الطبقة التي تعمل فيه ال Packets .

لماذا يتم استخدام هذه الطبقات في بروتوكول 25.X :

• الطبقة الأولى تقوم بتوفير الأصفار والوحايد المتسلسلة مع توفير نوع الاتصال المزدوج ال Full Duplex ، وتعمل هذه الطبقة بشكل مباشر مع الكابل حيث تتحكم في البيانات وتنتقل إلى الهدف المطلوب عبر الشبكة .
• الطبقة الثانية تقوم بتوفير الوقت والزمن المطلوب للبيانات المرسلة، و تقوم بالتأكد من فراغ إطارات حيث تكون البيانات على شكل حزم في الطبقة الشبكية ثم تتحول إلى إطارات في الطبقة الثانية ، و تقوم أيضا بالتحكم بتدفق الإطارات التي ما بين ال DCE , DTE والبروتوكول المستخدم في هذه الطبقة من عائلة ال X25 هو بروتوكول الى HDLC .
• الطبقة الثالثة وهي التي تقوم بعمل إعداد الدوائر الظاهرية ما بين الأجهزة المتصلة ، وتقوم أيضا بتقسيم البيانات إلى عدة حزم صغيرة، وتكون على معرفة بعنوان وتوجيه البيانات ما بين الأجهزة في الشبكة، وتقوم بعملية معالجة الأخطاء التي حصلت أثناء عملية الإرسال .

نهاية الموضوع يعتبر بروتوكول X25 هو البروتوكول أو المعيار الذي يقوم بتنظيم تدفق البيانات عبر شبكات ال Packet-Switching وينقسم إلى ثلاث طبقات من طبقة ال OSI Layers.

• Physical Layer
• Data-Link Layer
• Network Layer