الشبكات الرقمية .. الأساسيات والتقنيات المستخدمة في شبكات الكمبيوتر

عندما تستخدم أي جهاز حاليًا، ستلاحظ أنه متصل بالإنترنت، سواء كان استخدامك لهذا الجهاز للعمل، للتواصل مع الآخرين، أو حتى للترفيه واللعب. هل تساءلت يومًا كيف يتواصل جهازك مع أجهزة أخرى حول العالم، قد تبعد عنك آلاف الأميال؟

في هذه المقالة، سنستكشف أحد أهم مجالات العلوم في عصرنا الحديث: علم الشبكات. سنتعرف على التطورات التي وصلت إليها الشبكات اليوم، وكيف يمكنك تعلم هذا المجال واستخدامه في حياتك اليومية أو كفرصة عمل مربحة.

ما هي الشبكات؟

الشبكة هي ببساطة اتصال بين جهازين أو أكثر بهدف تبادل البيانات بينهما. تختلف الشبكات حسب طرق نقل البيانات وآليات الحماية من التداخل، حيث تنتقل البيانات غالبًا عبر وسائط معدنية لا تميز مصدر البيانات أو وجهتها.

لكن قبل أن نتعمق في الشبكات، لنفهم أولًا ما هي البيانات وكيف يتم نقلها عبر الشبكة.

البيانات هي المعلومات التي يتعامل معها أي برنامج لمعالجتها وإظهار النتائج المطلوبة، سواء كانت صورًا أو نصوصًا أو أي نوع آخر. تمر البيانات بسبع مراحل قبل أن تتحول إلى أصفار ووحدات (0 و1) عبر نموذج يُعرف بـ OSI Model، ثم تعود تلك الأصفار والوحدات لتتحول مجددًا إلى بيانات قابلة للفهم.

قناة Torr Security School لتعلم أمن المعلومات

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

مراحل نقل البيانات

لشرح ذلك ببساطة، دعنا نتخيل سيناريو بين أحمد ومحمد:

1. أحمد يرسل رسالة لمحمد عبر تطبيق تيليجرام.
2. بعد أن يضغط على "إرسال"، يقوم تيليجرام بمعالجة الرسالة (تنقيتها وتشفيرها) في مرحلة Application و Presentation.
3. الراوتر يُبلغ جهاز محمد برغبة أحمد في الاتصال، وهو ما يحدث في مرحلة Session.
4. تبدأ الرسالة بالتجزئة لمجموعات صغيرة تُنقل بسهولة وأمان عبر بروتوكولات مثل TCP/IP في مرحلة Transport.
5. كل جزء من الرسالة يتم نقله باستخدام عنوان IP (لتحديد مكان جهاز المستقبل) في مرحلة Network، ثم عنوان MAC (لتحديد الجهاز المحدد) في مرحلة Data Link.
6. الأجزاء يتم تحويلها إلى إشارات كهربائية تنتقل عبر الأسلاك في مرحلة Physical.
7. عند وصول الأجزاء إلى جهاز محمد، يقوم الراوتر بإعادة تجميعها بنفس الطريقة العكسية.

أنواع الشبكات

تنقسم الشبكات إلى نوعين رئيسيين:

1. الشبكة السلكية

تعتمد الشبكة السلكية على نقل البيانات عبر وسط فيزيائي مثل الأسلاك المعدنية (كالنحاس والألومنيوم) أو الكابلات الضوئية. تستخدم هذه الشبكات بشكل أساسي لنقل البيانات بين الدول، لكنها أقل فاعلية عند استخدامها بين الأجهزة داخل غرفة أو مكتب إلا لأغراض محددة.

2. الشبكة اللاسلكية

تُعرف أيضًا بالشبكات Wireless، حيث لا تحتاج إلى أسلاك للتواصل. على سبيل المثال، يمكنك الاتصال بالإنترنت من هاتفك باستخدام شبكة Wi-Fi. ما يميز الشبكة اللاسلكية هو قدرتها على دعم عدد كبير من المستخدمين في وقت واحد، على عكس الشبكات السلكية التي تقتصر على المتصلين بالسلك فقط.

تطور الشبكات

مرت الشبكات بمراحل تطور عديدة، بدءًا من الشبكات السلكية إلى الشبكات اللاسلكية التي تعتمد حاليًا بشكل كبير على تقنية Wi-Fi في المنازل.

ابعت رسالتك التسويقية على الواتساب لعملائك بضغطة زر 🎯

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

تطور الشبكات اللاسلكية

• 2G: بداية ظهور الشبكات اللاسلكية، ولكنها كانت بطيئة وبها مشكلات تقنية فتم الإستغناء عنها.
• 3G: شهدت تحسينات مقارنة بـ 2G لكنها ظلت بطيئة وتم الإستغناء عنها أيضا.
• 4G: السرعة الأكثر انتشارًا في العالم، وهي التي تُستخدم حاليًا في معظم البيوت في مصر وسيتم الإستغناء عنها قريبا.
• 5G: العالم الآن يتبنى هذه التقنية التي تقدم سرعات أعلى وتسمح بتطبيقات جديدة وهي المتعمله حاليا في أغلب الدول المتقدمة.
• 6G: يُجرى حاليًا تطوير هذه التقنية لتحسين أداء الأعمال مثل التحكم عن بعد في الآلات وقد تم إستعمالها من قبل بعض الشركات لأغراض إختبار والتطوير وقريبا ستكون في العالم أجمع.

أنواع الشبكات السلكية

1. Fully Connected: شبكة مكلفة جدًا حيث تزداد التكلفة بزيادة عدد الأجهزة المتصلة ولكن تتميز بإيصال البيانات لجميع الأجهزة.
2. Common Bus: البيانات تمر عبر جميع الأجهزة ولا يستقبلها إلا الجهاز المعني ولكن هنا مشكلة إذا أراد جهازين في نفس الوقت إرسال بيانات لأجهزة معينة فستسطدم هدة البيانات ببعضها وتتلف.
3. Mesh: يتصل بعض الأجهزة ببعض دون الحاجة لتوصيل كل الأجهزة معًا حسب رغبة كل جهاز بإرسال بيانات لجهاز آخر.
4. Star: تعتمد على جهاز مركزي (Switch) الذي ينظم حركة البيانات وهو المستعمل حاليا في الشركات والجامعات وغيرها.
5. Ring: البيانات تنتقل من جهاز إلى آخر حتى تصل إلى وجهتها النهائية فلا تصل البيانات إلى لمن على يمين ويسار الجهاز وهي تشبه إلى حد كبير نظام P2P.

كيف أتعلم الشبكات؟

لتصبح محترفًا في علم الشبكات، تحتاج إلى أمرين:

1. لغات البرمجة

رغم أن البعض يعتقد أن لغات البرمجة ليست أساسية في علم الشبكات، فإنها تلعب دورًا كبيرًا في بناء نظم الاتصال داخل البرامج. على سبيل المثال، مكتبة Sockets تُستخدم لإنشاء اتصال بين برنامجين، سواء كان الاتصال سلكيًا أو لاسلكيًا. هذه المكتبة متاحة في العديد من لغات البرمجة مثل Python, PHP, وJava.

2. الموارد التعليمية

يمكنك البدء بمشاهدة الفيديوهات التعليمية التي تعرض كيفية استخدام مكتبة Socket لإنشاء اتصال بين برنامجين باستخدام لغة Python كما في هذا لافيديو معنا:

علم الشبكات

علم الشبكات هو من أهم العلوم الحديثة، حيث يرتبط بجميع مجالات الحياة تقريبًا، بدءًا من الاتصالات وأمن المعلومات وحتى الذكاء الصناعي وإدارة المنشآت. يتناول هذا العلم نظريات وتطبيقات حول كيفية ربط الأجهزة ببعضها وتبادل البيانات بينها.

للمبتدئين: أحد أفضل الكورسات التي يمكنك البدء بها هو CCNA Routing & Switching. يُعد هذا الكورس مرجعًا ممتازًا لتعلم أساسيات الشبكات وفهم كيفية عملها بشكل نظري وعملي، بالإضافة إلى كيفية إعداد وضبط الشبكات.

CCNA: رغم وجود تحديثات دورية في الكورس، إلا أن المفاهيم الأساسية تظل ثابتة. يقدم العديد من المهندسين شرحًا شاملاً للكورس على اليوتيوب، ومن أبرزهم:

• المهندس أحمد عبدالله
• المهندس أحمد نظمي
• المهندس وليد سعد

ولدينا على قناتنا على Youtube قائمة كاملة عن شرح الشبكات والتعامل معها في أمن المعلومات، فإن كنت من المهتمين بأمن المعلومات وتريد تعلم الشبكات الخاصه بأمن المعلومات فتابعنا على قناتنا Torr Security School.

مستقبل علم الشبكات

يعتبر هذا العلم مطلوبًا عالميًا وسيظل كذلك حتى عام 2050. كما أن مهندسي الشبكات يتلقون رواتب مرتفعة، مما يجعل هذا المجال خيارًا مثاليًا للاستثمار في المستقبل. ويحتاج هذا المجال الكثير من المجالات البرمجة الآخرى مثل برمجة الشبكات وأمن معلومات الشبكات وغيرها.

ابعت رسالتك التسويقية على الواتساب لعملائك بضغطة زر 🎯

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

نصيحة

استغل وقتك في تعلم علم الشبكات، خاصة خلال الإجازات الصيفية، لتطوير مهاراتك وتحقيق تقدم في حياتك المهنية. حيث أنها مجال ضروري جدا وفي تطور كبير ومستمر كل يوم، تكنولوجيا 6G كانت حلما ولكن بعد G5 ببضع سنين أصبحت 6G بالفعل في سوق المنتجات وبعض الشركات بالفعل الآن تعمل بها.