كيف تبنى شبكه متكامله ؟

يمكن تعريف الشبكة الكاملة على أنها مزيج من الأداء والمزايا التقنية ، يلبي متطلبات الغد. ويقدم هذا العرض الإحتياجات اللازمة للتخطيط لبناء شبكة محلية (LAN) كاملة .

قد يتغير عتاد كمبيوترك بتواتر بين الفترة والأخرى ، لكن الشبكة مؤلفة من مكونات أقوى من أن تتغير بهذا التواتر. وكما هو الحال مع التمديدات الصحية ضمن جدران منزلك ، فأنت ستجدد كل ما هو حول الشبكة ، لكنك ستتردد في تمزيقها. فالشبكة الكاملة هي إستثمار طويل الأجل ، والأفضل أن تقوم به بالشكل الصحيح ، من المرة الأولى .

تتألف الشبكة الكاملة ، كما هو الحال في أي نظام آخر ، من مزيج من العناصر . ومعيار إختيار كل عنصر من هذه العناصر هو السعة (Capacity) ، والمرونة (Flexibility) ، وتأتي الكلفة في المرتبة الثالثة .

وتعتمد الأهمية النسبية لكل عامل من هذه العوامل ، على نوعية شبكتك ، حصراً . وتركز المؤسسات التجارية الكبرى بشكل عام على نوعية التوصيل (Connectivity) وسهولة الإدارة (Manageability) والأداء (Performance) ، بينما تميل المكاتب الصغيرة إلى التركيز على الأداء . أما مجموعات العمل في الشركات ، فتمزج بين هذه العوامل معاً .

دعنا ، نلقي فيما يلي نظرة أقرب على أجزاء الشبكة المحلية الكاملة .

التمديد الأمثل للكابلات :

تعتبر تمديدات كابلات " الزوج المجدول بدون واق " (Unshielded Twisted-Pair) UTP ، الخيار الواضح لجميع الشركات الموجودة في طابق واحد من مبنى بحجم عادي . وتستطيع كابلات UTP ، التي تحقق مواصفة 5 Category ، أن تنقل البيانات بمعدل MG 155 في الثانية أو أكثر ، ومن المفترض أن تلبي هذه الكابلات إحتياجاتك لعشر سنوات . وتصل كابلات الألياف الضوئية (Fiber-Optic) بشكل عام ، بين الخزانات المملوءة بالتجهيزات ، والموضوعة في طوابق مختلفة عبر مساحات ممتدة .

تبدأ شبكتنا الكاملة بمواصفات كابلات 5 Category المصممة لتلبية متطلبات السعة والمرونة ، وسواء كانت تربط خمسة كمبيوترات في طابق واحد ، أو 5000 كمبيوتر عبر عشرة مبانٍ متجاورة ، فالصيغة المستخدمة في 5 Category أو في كابلات الألياف الضوئية ، تبقى سارية المفعول .

موائمات الشبكة :

يحول موائم الشبكة المحلية (LAN) سيل البيانات التسلسلي ، بقدرته العالية ، والصادر من كابل الشركة ، إلى جريان بيانات تفرعي منظم بالشكل المطلوب داخل الكمبيوتر .

إذا كان لديك شبكة ، فإن قرار الإختيار بين شبكة (Ethernet) أو شبكة (Token-Ring) قد تم إتخاذه ، مما يجعل طريقة نقل الإشارات وطريقة التحكم بالوصول للوسط (Media Access Control) MAC ، تتبعان نوعية الشبكة المختارة . أما إذا كنت ترغب في تمديد شبكة لأول مرة ، فشبكة إثرنت أكثر إنتشاراً وشعبية من شبكة توكن رينج ، لأسباب تتعلق بالكلفة والمرونة .

هناك طريقتان أخريان مناسبتان لمن يود تمديد شبكة محلية للمرة الأولى ، أو لمن يود ترقية شبكته الحالية ، وهما 100 Base-T, 100 VG-AnyLAN .

تسمح تقنية إخضاع الناقل (Bus-Mastering) للموائم ، بنقل البيانات من وإلى الذاكرة بدون إزعاج وحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر ، مما يخفض من نسبة إستخدام المعالج . وتستطيع الموائمات المصممة بتقنية PCI التعامل بسرعة مع الذاكرة ، وبالتالي يمكنها نقل البيانات بمردود عالٍ ، والحفاظ على نسبة إستخدام متدنية للمعالج . كما تعتبر موائمات ال PCI أسهل تركيباً بكثير من الموائمات الأقدم منها ، والتي تعتمد على معمارية ناقل ISA ، أو ناقل EISA . وتحتوي الموائمات الحديثة على برمجيات عتادية (Firmware) لدعم تقنية " ركب وشغل " من شركة Microsoft ، أو واجهة ربط إدارة الأجهزة المكتبية (Desktop Management Interface, DMI) وهي عبارة عن واجهة قياسية لتقنية " قابلية العمل المتبادل " (Interoperability Standard) ، والتي تدعمها مجموعة مشتركة من الشركات المصنعة .

تستعمل شبكتنا الكاملة موائمات PCI 10/100 ، مع طريقة 100 Base-T . ويتيح لنا هذا المزيج إستخدام منتجات العديد من الشركات ، والحصول على سعات ضخمة لنقل كميات كبيرة من البيانات ، ومرونة جيدة ، وكلفة معقولة .

المفرعات (Hubs) :

يربط المفرع مجموعة من عقد الشركة مع بعضها البعض ، ويعزل كل عقدة عن المشاكل التي قد تحدث على أجزاء الكابلات الأخرى . وتتوفر مئات المفرعات من شركات كثيرة ، مثل شركة Bay Networks وشركة IBM وشركة 3 Com ، إضافة إلى مجموعة أخرى من الشركات الأقل شهرة ، مثل شركة Asante وشركة Optical Data .

نجد بإستخدام معيار السعة ، أنه يجب أن يحتوي المفرع على عدد كاف من البوابات ، ليستوعب جميع العقد في منطقة الشبكة . ويتراوح عدد بوابات المفرع القسمي (Department Hub) عادة ما بين 8 و 12 بوابة ضمن تشكيلة ثابتة . ويرتبط كل مفرع قسمي بالمفرعات الأخرى في الشبكة ، بحيث يمكن زيادة السعة بإضافة مفرع تلو الآخر عند الحاجة . وهناك نوع آخر من هذه المفرعات ، يدعى " المفرعات القابلة للتكديس "(Stackable Hubs) . وتمكننا هذه المفرعات من معاملة عدة مفرعات - وفي أغلب الأحيان ، أجهزة الروتر (Routers) أو محللات البروتوكول ، أو مزودات الوصول عن بعد - كوحدة مفردة مستقلة . ويجنبنا المفرع اللقابل للتكديس بعض القيود التقنية التي تنجم عن ربط المفرعات مع بعضها البعض عبر الشبكة المحلية (LAN) ، إضافة إلى أنه يسمح لنا بإضافة وظائف أكثر كلما إحتجنا لذلك . وبإستعمال تقنية التكديس هذه ، تصبح إدارة الأجهزة المختلفة ، الموجودة ضمن المكدس مع بعضها ، أسهل من إدارتها بشكل مستقل في الشبكة .

ويمكننا المفرع العام (Enterprise Hub) الذي يعتبر أكثر مرونة من سابقه ، من إدخال وحدات مستقلة (Modules) ضمن هيكل خارجي مزود ببعض المزايا ، مثل مزود الطاقة (Power Supply) الإضافي ، ووظائف الإدارة المستقلة . ويسمح لنا المستوى الخلفي (Backplane) للهيكل المفرع ( والذي يعتبر بمثابة شقوق التوسع في الكمبيوترات الشخصية ) ، بالربط الداخلي لمختلف وحدات المفرعات العامة .

إلا أن للمرونة والإعتمادية تكلفة أكبر . فقد يكلف المفرع القسمي البسيط نسبياً ، حوالي $30 للبوابة الواحدة . وإذا أضفنا إليه معالجاً إضافياً لإدارة " البروتوكول البسيط لإدارة الشبكات " (Simple Network Management Protocol, SNMP) فسترتفع كلفة المفرع إلى $75 للبوابة الواحدة ، من أجل 16 بوابة . أما المفرع العام ، والمزود بإمكانيات إدارة SNMP عن بعد ، فقد تصل تكلفته إلى $175 أو أكثر للبوابة الواحدة ، مع تشكيله 300 بوابة .

في عالم الشبكات الكاملة ، يفضل إستخدام المفرعات الهيكلية ، وذلك لما تقدمه من مرونة وسعة كبيرتين . أما في الواقع فإن الحل العملي والمرن ، هو إستخدام مزيج من المتفرعات الهيكلية (Chassis Hubs) والمفرعات القابلة للتكديس (Stackable Hubs). ويجب في الحالتين أن يتضمن المفرع الكامل مجموعة من ثنائيات الإصدار الضوئي (LED) ، لتشير إلى حالة كل بوابة من بوابات الشبكة ، وإلى حالة
حجم المرور عبر الشبكة .

البدالات :

تعتبر خزانة الأسلاك مقراً لأحد خيارات الأداء ، وهو " البدالة " (switch) . وفي الشبكات القياسية ، تتبع كل عقدة لما يسمى " طريقة التحكم بالولوج إلى الوسط " (Media Access Control Scheme) مثل إثرنت (Ethernet) أو طريقة توكن رينج (Token-Ring) وذلك لتتقاسم الزمن على الكابل . وكلما زاد عدد العقد في الشبكة ، ينقص زمن النقل المخصص لكل عقدة . وتقوم البدالة Switch) بعزل البيانات ، حيث تتمتع كل عقدة - ظاهرياً - بولوج لا نهائي للكابل ، مما يؤدي إلى تحسن معدل الإنجاز .

تعتبر البدالة الطريقة الأسهل والأكثر جدوى إقتصادية لتحسين أداء الشبكات الناشطة . ويبلغ التكلفة الأساسية للبدالة $300 لكل عقدة . وترتفع هذه الكلفة بسرعة كلما أضفنا إليها خيارات جديدة ، مثل وصلات كابلات الألياف الضوئية ، ونظم إدارة الشبكات . وتتضمن الشركات المنتجة للبدالات ، شركة Digital Equipment Corp. وشركة Kalpana وشركة Networth وشركة 3 Com .

تحتوي العديد من البدالات على وصلة خاصة سريعة واحدة ، على الأقل لمزود الملفات . وقد تم تصميم أحد نظم البدالات ، والمسمى " بدالة التشبيك المتبادل " لربط شبكة من مفاتيح التبديل . وتحتوي البدالات هذه على عدد أكبر من البوابات ، وقوة معالجة أضخم ، ووصلات لربط الشبكات الواسعة .

أجهزة الروتر (Router) :

تأتي مزودات الإتصالات (Communication Server) في أشكال متعددة ، وفي أدوار وظيفية مختلفة ، لكن عملها بشكل أساسي هو توسيع المنطقة التي تغطيها الشبكات المحلية (LAN) ذات السرعات العالية ، التي تتراوح بين 10 و 100 MB في الثانية ، بحيث تزيد المنطقة المغطاة عن الحدود العملية ، والتي تبلغ حوالي ميلاً واحداً ، لتصل إلى ما تغطيه الشبكات الواسعة (Wide Area Networks, WANs) ، وتستخدم مزودات الإتصالات التي تربط الشبكات المحلية مع بعضها البعض تقنيات رزم الإختبار (Packet Inspection) المتطورة ، لتوجيه حركة مرور البيانات إلى وجهتها النهائية .

يمكن لأجهزة الروتر أن تعمل على مختلف أنواع الخطوط الهاتفية . تعتبر الخطوط المؤجرة (Leased Lines) خطوطاً هاتفية رقمية . وخطوط T-1 Circuit والتي تعمل بمعدل Mbps 1.544 هي نوع شائع من الخطوط المؤجرة . ولكن نظراً لحاجة الشبكات للخطوط الهاتفية طوال الوقت ، وعبر القارات ، فإن كلفة خطوط T-1 المؤجرة قد تبلغ $1000 في الشهر ، وهذا ما يزيد من شعبية خدمة الإتصال الهاتفي اللامتواصل (Part-Time) والمسمى بالشبكات الرقمية المتكاملة الخدمات (Integrated Services Degital Network, ISDN) والتي تحتوي على قناتين للبيانات ، بمعدل نقل يصل إلى Kbps 640 .

تعتبر أجهزة الروتر ، كالتي تقدمها شركة Cisco Systems ، منصات شحن مؤتمتة رفيعة المستوى ، فهي تقرأ رزمة البيانات وتجردها من غلافها الرقمي ، الذي يكون عادة من نوع إثرمنت أو توكن رينج ، وتغلفها في رزمة أخرى لشحنها عبر أحد خطوط الربط ، وتتحكم بعملية نقلها . ويحتوي الروتر الكامل على البرامج اللازمة لقراءة مختلف بروتوكولات التشبيك ، بما فيها بروتوكولات IPX/SPX , TCP/IP, Apple Talk .

يستخدم كل منتج من منتجات الشركات المصنعة لأجهزة الروتر ، للإتصال بين روتر وآخر . ولهذا يجب شراء أجهزة الروتر على شكل أزواج . تتضمن بروتوكولات الروتر هذه ، بروتوكول معلومات الروتر (Routing Information Protocol, RIP) وبروتوكول أقصر مسار مفتوح أولاً (Open Shortest Path First, OSPF) الذي يستخدم الشبكات المعتمدة على بروتوكول التشبيك TCP/IP ، وبروتوكول (IGRP) Interior Gateway Routing Protocol ، من شركة Cisco ، وبروتوكول Netware Link Services Protocol من شركة Novell .

تحتوي أجهزة الروتر مركزية الموقع (Central-Site) أو ما يسمى أجهزة الروتر العامة (Enterprise) على بوابات للشبكات الواسعة ، وتمزج بعض الشركات أجهزة الروتر على مفاتيح التبديل (Switches) للحصول على مردود عالٍ . وتعتبر أجهزة روتر الأقسام المحيطية (Periphral Departmental Routers) أقل تمييزاً لما ترسله عبر وصلة الشبكات الواسعة ، إلا أنها أقل كلفة . وهناك إتصالات بين أجهزة الروتر المحيطية الموضوعة في المكاتب الفرعية ، وأجهزة الروتر العامة . وتختلف كلفتها بشكل كبير عن بعضها البعض وذلك تبعاً لعدد البروتوكولات التي تستطيع التعامل معها ، وأنواع الوصلات الموجودة لخطوط شبكات ال WAN .

وكما هو الحال مع المفرعات ، تأتي أجهزة الروتر في خزانات مستقلة ، أو ضمن هياكل خارجية . وتحتاج كمستخدم بشكل عام إلى مرونة الهياكل الخارجية في أجهزة الروتر العامة ، بحيث تستطيع تغيير الوحدات (Modules) حسب حاجتك . لكن إقتصادية الخزانات المفردة من أجل الروتر الموضوع في المكاتب الصغيرة أو أجهزة الروتر البعيدة ، تفرض نفسها بنفسها .

يحتوي " روتر " الأقسام الكامل ، على قوة المعالجة اللازمة لتقديم سعة ومرونة كبيرتين ، إضافة إلى البرامج اللازمة للتعامل مع العديد من البروتوكولات بذكاء . ويتضمن النظام الكامل أيضاً ، نظام الإدارة عن بعد من خلال البروتوكول البسيط لإدارة الشبكات (SNMP) ، ولمبات ثنائي الإصدار الضوئي (LED) الموضوعة عليها ، أو شاشات الكريستال السائل (LCD) التي تبين وضعيات التشغيل .

الدخول عن بعد :

تقوم مزودات الولوج عن بعد (Remote Access Servers) بتوسيع مجال عمل الشبكة بإستعمال المودمات (Modems) والخطوط الهاتفية . وهناك نوعان رئيسيان من مزودات الولوج - التحكم عن بعد - (Remote Control) والعقدة البعيدة (Remote Node) ، لكن بعض النظم تحتوي على النوعين معاً .

في نظام التحكم عن بعد ، يقوم الكمبيوتر المنادي (Calling PC) بالتحكم عن بعد بالكمبيوتر البعيد ، الذي يسمى الكمبيوتر المضيف (Host PC) ويرسل الكمبيوتر المنادي ضغطات المفاتيح (Keystrockes) من خلال المودم إلى الكمبيوتر المضيف ، الذي يرسل بدوره صوراً عن محتويات شاشته إلى الكمبيوتر المنادي . ويتم تنفيذ البرامج في الكمبيوتر المضيف ، ولذلك لا تلعب قوة المعالجة أو سعة التخزين في الكمبيوتر المندي دوراً هاماً في هذا المجال . وقد تجد أن عملية طباعة الملفات أو نقلها عملية بطيئة ومثبطة للآمال قليلاً ، لأن السواقة C: أصبحت سواقة النظام المضيف ، ويتم تجاهل السواقة المحلية .

تتضمن برامج التحكم عن بعد المنتشرة بكثرة ، والتي يبلغ سعر الواحدة منها أقل من $200 ، برنامج Carbon Copy من شركة Microcom وبرنامج Close-up من شركة Norton-Lambert وبرنامج PcAnywhere من شركة Symantec . ويمكن لأي كمبيوتر أن يعمل تحت نظام التحكم عن بعد ، إلا أن بعض الشركات ، مثل شركة Cubix And J&L تقدم عتاداً خاصاً لهذا الغرض ، ويمكن إستثمار ما بين 4000 و $20000 في هذه المنتجات ، وذلك تبعاً لعدد وأنواع المعالجات .

تعتبر العقدة البعيدة (Remote-Node) ، إمتداداً فعلياً للشبكة عبر جهاز المودم ، وتعتمد على قوة الكمبيوتر المنادي ، والبرمجيات المركبة على الشبكة . ويستطيع مستخدموا الأجهزة المحمولة أن يتعاملوا مع سواقات وطابعات الشبكة ، وكأنهم يستخدمونها من أجهزة موصولة بالشبكة المحلية (LAN) .

يمكن أن تدفع أي سعر لمزود العقدة البعيدة (Remote-Node Server) وتأتي برمجيات مزود العقدة البعيدة ، مرفقة مع برنامج MS_WINDOWS NT وسترفق برمجيات زبون (Client) العقدة البعيدة مع برنامج OS/2 Warp Connect وبرنامج MS WINDOWS 95 . وتقدم شركات مثل U.S. Robotics و Shiva و Microcom مزود العقدة البعيدة وعتادة ، في حزمة واحدة . كما تتضمن الحزمة ذاتها برامج الزبون المناسبة . ويبلغ سعر الحزمة بأكملها حوالي $1000 لكل بوابة داخلة .

تطبق معايير السعة والمرونة على مزودات الولوج عن بعد ، ويعتبر الجهاز الذي يحتوي على ثمان بوابات ، مع قوة معالجة جيدة ، وقابلية للعمل مع كمبيوترات الأجهزة الشخصية ، وكمبيوترات الماكنتوش ، خيارنا الأمثل . كما يجب أن يدعم هذا الجهاز بروتوكولات التشبيك IP و IPX على الأقل ، وأن يكون قادراً على الإستفادة الكاملة من مودمات V.34 ويقود جميع بوابات الإتصالات بمعدل KB 2115 في الثانية .

نظام تشغيل الشبكات :

يعرف نظام تشغيل الشبكات (Network Operation System, NOS) على أنه البرمجيات التي تزودنا بالوسائل والأدوات اللازمة للتشارك على الموارد . وتقوم بعض نظم التشغيل مثل NetWare 3.12 و 4.1 X ، بفصل برمجيات ووظائف الزبون (Client) على برمجيات ووظائف المزود بشكل واضح . لكن يمكن لكمبيوتر واحد أن يقوم بالدورين ، كما هو الحالات في Windows لمجموعات العمل و Windows NT من شركة Microsoft و LAN_tastic من شركة Artisoft . وسيتضمن MS Windows 95 و OS/2 من شركة IBM البرمجيات الضرورية لتعمل كزبون فقط أو كمزود وزبون بآن واحد .

يوازن نظام تشغيل الشبكات الكامل عمل المزود من خلال إدارة الذاكرة ، وإسناد المهمات عبر المعالجات المتعددة ، محققاً بذلك ميزة التدرجية (Scalability) أو القدرة على النمو . ويتضمن وظائف للإدارة ، لتحسين إعتمادية المزود ، ويستعمل هيئات الملفات وتقنيات الكاش ، بحيث يؤمن التعامل السريع مع أقراص المزود . وتتضمن الحزمة الكاملة ، برمجيات الزبون التي تعمل مع برمجيات المزودات ، من شركات مختلفة ، وتستطيع بمرونة إستعمال بروتوكولات IPX و IP . وفي الشبكات التي تحتوي على عدة مزودات ، فإن نظام التشغيل الكامل ، يجب أن يسمح بالتعامل مع مجموعة المزودات وخدماتها عن طريق كلمة سر واحدة ، وهي إحدى مزايا التدرجية (Scalability) وتدعى " خدمة الدليل " (Directory Service) في نظام Netware 4.1 و VINES .

التخزين الإحتياطي والإدارة :

تعتبر البيانات المشتركة في الشبكة مورداً ثميناً بحاجة للحماية ، وتحتوي شبكتنا الكاملة على مزايا التخزين الإحتياطي والإدارة القوية . يمكن لنظم التخزين الإحتياطي أن تتعامل مع المعالجات المتعددة ، وتدير جلسات تخزين إحتياطي مؤتمتة . وتتضمن عملية التخزين الإحتياطي القدرة على نقل الملفات غير المستعملة من الأقراص الصلبة إلى الشريط المغناطيسي طويل الأمد ، أو إلى أقراص مدمجة قابلة للكتابة - وتسمى هذه التقنية بإدارة التخزين الهرمي (Hierarchical Storage Management, HSM) - والقدرة على إستخدام أنواع مختلفة من سوواقات الأشرطة المغناطيسية ، ومبدلات الأشرطة . وتعتبر شركات Cheyenne و Conner و Legato Systems و Palindrome رائدة في تقنية إدارة التخزين الهرمي (HSM) .

أما المنتجات الحديثة المتعلقة بإدارة الشبكات ، فتتضمن طواقم من البرمجيات التي تستطيع جرد ومتابعة العتاد والبرمجيات على الشبكة المحلية ، إضافة إلى القضاء على الفيروسات ، والإعلام عن مشاكل الزبون ، وتوليد تقارير إحصائية عن عمل الشبكة . ومن هذه المنتجات برنامج Bright Works من شركة McAfee Associates وبرنامج Frye Utilities For Networks وبرنامج Norton Administrator For Networks . وتختلف الأسعار بشكل كبير ، وذلك حسب النماذج المستخدمة ، وعدد الزبائن (Clients) . لكنا نقترح ، مبدئياً ، تخصيص حوالي $50 لكل زبون من أجل برمجيات الإدارة . ويمكن أن يكون برمجيات إدارة الشركة ، التي تدير البنية التحتية ، مثل برنامج Open View أغلى بكثير مما ذكرنا .

عندما تربط عدة أجزاء مختلفة مع بعضها البعض لتشكل شبكة مفردة ، بعد أن تكون قد إخترت كلاً منها إعتماداً على معايير السعة والمرونة ، فالنتائج تكون حتماً قريبة من المثالية .