موضوع شامل حول الشبكات الجزء الثاني

شبـكـــــــــــات الإثــرنــت Ethernet

تعتبرEthernet إحدى معماريات الشبكات المحلية LAN Architecture التى طورتها أساساً شركةXerox في منتصف السبعينيات. وهي تمثل القاعدة لمعيار التشبيك Ieee Networking Standard 802.3. كما تعتبر هذه المعمارية الأكثر شهرة هذه الأيام.
تستخدم Ethernet طريقة خاصة لتسمح لأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة بإرسال بياناتها على الشبكة وذلك لتنظم حركة المرور على الشبكة، هذه الطريقة تسمى تحسس الناقل متعدد الوصول مع اكتشاف التصادم
Csma/Cd Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection باستخدام هذه الطريقة يراقب الكمبيوتر الشبكة ويقوم بالإرسال عندما يحس أن السلك غير مشغول بأي إشارة لأنه لا يستطيع سوى كمبيوتر واحد إرسال البيانات في نفس الوقت.
إذا حدث تصادم ناتج عن أن كمبيوتر آخر قام بإرسال البيانات في نفس الوقت، فإن كلا الجهازين سيتوقفان عن الإرسال وسينتظر كل منهما وقتاً عشوائياً ليعيد إرسال بياناته مما يقلل من احتمال حدوث تصادم آخر.
تنقل شبكاتEthernet البيانات بمعدل 10 ميجابت في الثانية، ولكن الأنواع الأحدث تدعم سرعة نقل بيانات تصل إلي 100 ميجابت في الثانية. وحالياً تتوفر أنواع تدعم سرعة 1 جيجا بت في الثانية. مع أنEthernet تقليدياً كانت تستخدم مع تصميم الشبكة من النوع Bus إلا أنها تدعم أيضاً التصميم Star Bus. وتستخدمEthernet نظام إرسال الإشارة المسمى Baseband Signaling أو نطاق الإرسال الأساسي، ولكنها من الممكن أن تدعم نطاق الإرسال الواسع Broadband Signaling .
ويحتاج أي جهاز متصل بشبكةEthernet إلي ما يسمى بمتحكم بشبكة Ethernet أو Network Controller Ethernet وهو عبارة عن أداة تحدد فيما إذا كان السلك خالياً من الإشارات أم لا، لكي يتم إرسال الإشارات عليه دون حصول تصادم. ويتواجد هذا المتحكم Controller على بطاقة الشبكة في جهاز الكمبيوتر كما بالشكل

وهناك أربعة أنواع أساسية لخيارات التشبيك المتوافقة مع شبكات Ethernet :
النوع : Twisted-Pair BaseT

النوع : Thick Coaxial Base5

النوع : Thin Coaxial Base2

النوع : Fiber Optic BaseT

ويصل العدد القياسي للارتباطات - التي من الممكن أن تتصل بشبكة Ethernet - إلي 1024 بافتراض عدم استخدام أي جسورBridges أو موجهات Routers. وهذا ينطبق على جميع أنواع Ethernet.
ولنلق نظرة على التعريف المستخدم في تسمية الأنواع الأربعة السابقة من أنواع شبكات Ethernet. ينقسم التعريف إلي ثلاث أقسام :
· الأول يشير إلي معدل نقل البيانات مقاسا بالميجابت في الثانية.
· الثاني يشير إلي طريقة الإرسال المستخدمة : هل هي من النطاق الأساسيBaseband أو النطاق الواسع Broadband ؟
· الثالث عبارة عن رقم إذا ضرب فى 100 فإنه يشير إلي الطول الأقصى مقاسا بالمتر الذي من الممكن أن يصل إليه أي قسم منفصل من السلك أو ما يسمى Segment.
وبالتالي، فإن شبكةEthernet من النوع Base2 تشير إلي شبكة سرعة نقل البيانات عليها 10 ميجابت في الثانية وتستخدم إرسال الإشارة من النوع Baseband وطول أي قسم من السلك فيها لا يتجاوز 200 متر.
أما في الأنواع10BaseT و 10BaseT فإن طول السلك غير محدد. ففي النوع 10BaseT يشير T إلي Twisted Pair ، بينما يشيرF في 10BaseT إليFiber Optic . كما يستخدمEthernet شكل محدد لإطار حزمة البياناتFrame التي ترسل على الشبكة، فكل إطار يتراوح طوله بين 64 إلي 1518 بايت يخصم منهم 18 بايت كمعلومات تحكم فيبقى من البيانات ما بين 46 إلي 1500 بايت كما ترى بالشكل

ينقسم كل إطار من حزم البيانات إلي عدة أقسام :
· المقدمة Preamble Section وهي التي تحدد بداية الإطار أو حزمة البيانات.
· قسم المصدر والوجهة Source And Destination Section ويحتوي على عنواني الكمبيوتر المرسل والكمبيوتر المستقبل.
· قسم النوع Type Section والذي يحدد بروتوكول الشبكة المستخدم مثل IP أو IPX.
· القسم الأخير وهو قسم الاختبار الدوري للزيادة أو Cyclical Redundancy Check Section (CRC) وهذا القسم يحتوي على فحص لوجود أي أخطاء في الإطار المرسل من البيانات.
وتستطيع شبكة Ethernet استخدام أنواع مختلفة من البروتوكولات بما فيها بروتوكول Tcp/Ip. ومن الممكن تحسين أداء شبكاتEthernet بتقسيم القسم المزدحم على الشبكة إلي قسمين ثم ربطهما معاً باستخدام جسر Bridge أو موجه Router مما يقلل الازدحام على كل قسمSegment ، لأن عدد أقل من المستخدمين سيبثون بياناتهم على الشبكة وبالتالي سيتحسن الأداء العام للشبكة. أنظر الشكل

و يعتبر هذا النوع من التقسيم مفيداً في حالة:
· انضمام عدد كبير من المستخدمين الجدد إلي الشبكة.
· استخدام البرامج التي تحتاج إلي سعة نطاق مرتفع High - Bandwidth Applications مثل قواعد البيانات أو برامج تراسل الفيديو.
ومن الجدير بالذكر أنEthernet تستطيع العمل مع أغلب أنظمة تشغيل الشبكات بما فيها:
· Windows95، Windows98، Windows Millennium
· NT Workstation Windows Windows NT Server,
· (Professional, Server, Advanced Server)Windows 2000
· Windows For Workgroup
· Microsoft LAN Manager
· Novell Netware
· IBM LAN Server
· Appleshare
شبكات Ethernet من النوع 10BaseT
شبكات10BaseT هي شبكةEthernet تعمل بسرعة 10 ميجابت في الثانية وتستخدم الإرسال من النوع Baseband ، والأسلاك التي تستخدمها هي من النوع Twisted Pair أو الزوج الملتوي.
تستخدم هذه الشبكات النوع غير المغطى من الزوج الملتوي من الأسلاك Unshielded Twisted Pair (UTP) الفئات 3 و 4 و 5 من هذا النوع من الأسلاك، ولكنها تستطيع العمل أيضاً مع النوع المغطى من هذه الأسلاك (Shielded Twisted Pair (STP وذلك دون تغيير أي من بارامترات الشبكة. وتصميم شبكات 10BaseT عبارة عن تصميم النجمة Star ولكن منطقياً هو تصميم الناقل Bus.
أغلب شبكات 10BaseT موصلة بنفس أسلوب شبكات النجمة، بمعنى أن هناك أجهزة كمبيوتر متصلة بنقطة مركزية هي المجمع أو Hub، ولكن النظام المستخدم في إرسال الإشارات على الشبكة هو نفس النظام المستخدم في شبكات الناقل Bus وهو الذي شرحناه سابقاً وسميناه أسلوب تحسس الناقل متعدد الوصول مع اكتشاف التصادم Csma/Cd والذي شرحناه سابقاً أيضاً. بالإضافة إلي الأسلاك هناك مكونات أخرى لشبكات 10BaseT هي:
· 10BaseT Transceiver وهو اختصار لـTransmitter - Receiver ) ) أي مرسل مستقبل.
· Wiring Hub مجمع أسلاك.
· Repeaters مكررات إشارة.
· موصلات أو مشابكRj-45 Connectors
نموذجياً توصل أسلاك الشبكة إلي مجمع والذي يعمل كمكرر إشارة متعدد المنافذ Multiport Repeater ، والذي بدوره يستخدم لزيادة طول السلك. في أسلاكTwisted Pair يوصل في أطرافها مشابك من النوع Rj-45 Connecters والتي تعمل على إيقاف ارتداد الإشارات على السلك كما هو موضح بالشكل

مع ملاحظة أن هذا النوع من الأسلاك لا يمكن إطالته بتوصيل سلك آخر إليه. ثم يقوم Transceiver أو المرسل- المستقبل والذي يسمى أحيانا Attachment Unit Interface (AUT) بإرسال البيانات المخزنة على المتحكم Controller ويحولها إلي إشارات كهربية ليتم بثها على الشبكة. في شبكات10BaseT ، ويكونTransceiver عادة مركباً على بطاقة الشبكة في الكمبيوتر الموصل إلي هذه الشبكة. ويصل الطول الأقصى للسلك أوSegment في شبكات 10BaseT إلي 100 متر، أما الطول الأدنى بين جهازين على هذه الشبكة فلا يقل عن 2.5 متر.
وتستفيد شبكات10BaseT من تصميم النجمة، بتسهيل نقل الأجهزة من مكان إلي آخر وإصلاح المعطوب منها دون أن يؤثر ذلك على عمل الشبكة. ومن الممكن تحويل السلك من النوع Thick Coaxial إلي النوع Twisted Pair ليتم وصله إلي شبكة10BaseT بعمل الآتي:
1- نوصل السلك Thick Coaxial إلي 10BaseT Transceiver منفصل والذي بدوره نوصله ببطاقة الشبكة باستخدام سلك Twisted Pair كما بالشكل

وتعتبر شبكات 10BaseT الأكثر شيوعا بين الأنواع المختلفة من شبكات Ethernet، ومن أحد الأسباب هو إمكانية استخدام أسلاك الهاتف العادية Twisted Pair) ) لتوصيل الأجهزة بالشبكة.
شبكات Ethernet من النوع Base2 و Base5
تم وضع أساسيات شبكة 10Base2 عام 1985، وهي شبكة Ethernetتعمل بسرعة 10 ميجابت في الثانية وتستخدم نظام إرسال الإشارة Baseband وتعمل من خلال تصميم الشبكة من النوع الناقل Bus، والسلك المستخدم في هذا النوع من الشبكات هو السلك المحوري الرقيق Thin Coaxial . أما الطول الأقصى للسلك المستخدم في شبكات Base2 وهو نظرياً 200 متر ولكن عملياً 185 متراً وتم تقريبه إلي 200 متر من أجل تسهيل التعريف ولكن طوله فى الحقيقة لا يتجاوز طوله 185 متراً، بينما الطول الأدنى أو أقصر مسافة تصل بين جهازين هي نصف متر. ويصل طول كل قسم من السلك إلي 185 متراً يدعم حتى 30 جهاز كمبيوتر.
ومكونات شبكة 10 Base2 هي:
· 10Base2 Transceiver وتكون مركبة على لوحة الشبكة في الكمبيوتر.
· السلك المحوري الرقيق Thin Coaxial
· وصلات T Connectors
· وصلات الماسورة BNC Barrel Connectors (50 Ohm)
· موقفات ارتداد الإشارة BNC Terminators (50 Ohm)
· مكررات الإشارة Repeaters
وسنبدأ الآن بتشكيل شبكة كاملة من النوع10Base2 مع افتراض أن شبكتنا مكونة من أكثر قسم أو Segment :-
أولاً: سنضع في نهاية كل قسم من السلك - نريد أن نربطه بقسم آخر - ما نسميه بوصلة ماسورة Bnc Barrel Connectors والتي تستخدم لإطالة السلك.
ثانياً: نشبك وصلة الماسورة في كل طرف من السلك إلي وصلة أخرى على شكل حرفT تسمى T Connectors
ثالثا ً: نشبك وصلة T إلي متحكم Ethernetوهو ما يسمى Ethernet Controller والموجود على بطاقة الشبكة في جهاز الكمبيوتر كما هو مبين بالشكل

رابعاً: يجب أن نلاحظ أن كل طرف قسمSegment غير متصل بقسم آخر يجب أن نضع في نهايته موقف ارتداد الإشارة أوBnc Terminator والذي بدوره يكون متصلا بوصلةT والتي تكون موصلة إلي لوحة الشبكة. بهذا نكون قد شكلنا شبكة 10 Base2 متكاملة.
وتعتبر شبكات10 Base2 أكثر مرونة وأقل تكلفة من شبكاتBase5 . نظراً لأن طبيعة السلك المحوري الرقيق أكثر مرونة من السلك المحوري الثخين المستخدم في شبكات Base5. كما أنه من الممكن استخدام مكررات الإشارة لتوسيع الشبكات المحلية لتدعم حتى 1024 جهازاً ولزيادة الطول الأقصى للشبكة لتصل نظرياً إلي 1000 متر وعملياً إلى 925 متراً.
وتستطيع شبكات 10 Base2 أن تجمع خمسة أقسام من السلك Segments معاً بوصلها إلي أربع مكررات إشارة Repeaters، ولكن ثلاثة فقط من هذه الأقسام تكون موصلة إلي أجهزة كمبيوتر بينما القسمان الآخران يستخدمان فقط لتطويل الشبكة أو بمعنى آخر لإيصال الإشارة إلي أطول مسافة ممكنة كما بالشكل

هذه الطريقة بالتشبيك يطلق عليها قاعدة 5-4-3 أو5-4-3 Rule . وتصل سرعة شبكات10Base5 إلي 10 ميجابت في الثانية وتستخدم تقنية Baseband في الإرسال وتدعم تصميم الشبكة من النوع الناقل Bus ، وتستخدم الأسلاك من النوع المحوري الثخين أو Thick Coaxial، وهذا النوع من الأسلاك يعتبر النوع القياسي لشبكاتEthernet لأنه النوع الأصلي الذي كان مستخدما عند إنشاء شبكاتEthernet . وفي هذا النوع من الشبكات يصل العدد الأقصى لأجهزة الكمبيوتر التي من الممكن أن تتصل بقسمSegment من الشبكة إلى 100 جهاز. كما يصل الحد الأدنى لطول السلك بين جهازين على الشبكة إلي 2.5 متر، والسبب في تحديد حد أدنى لطول السلك بين أي جهازين على الشبكة هو أن الاقتراب كثيرا بين الأجهزة يؤدي إلي تشويه الإشارات التي يرسلها كل جهاز بسبب الانعكاس الذي قد يحدث للإشارة Reflection، أما الطول الأقصى للسلك فيصل إلي 500 متر. ويلون السلك المحوري الثخين عادة باللون الأصفر وتوضع علامة سوداء كل 2.5 متر لتبين المكان الذي من الممكن شبك أجهزة فيه كما بالشكل


مكونات شبكة Base5
· مرسل - مستقبلTransceiver ويكون منفصلاً عن بطاقة الشبكة.
· Transceiver Cable
· موقف الارتداد 50-Ohm Terminator .
· وصلات أو مشابك لوصل المكون الثاني بالمكون الأول.
· مجمع أسلاكWiring Hub
· وصلات ماسورةBarrel Connectors
· أداة ثقب Coring Tool
ونظرا لقساوة الأسلاك المحورية الثخينة، فلا يتم شبكها مباشرة مع الأجهزة، ولكن يستخدم سلك إضافي يصل بين الأجهزة والسلك الثخين، ويعرف هذا السلك الإضافي بسلك المرسل- المستقبل أو Transceiver Cable، وهو ليس سلكاً محورياً بل هو شريط مكون من 9 أسلاك Pin Ribbon متصل في نهايته بمشبك يسمى Db-15 Connector ، والأسلاك التسعة تستخدم لإرسال واستقبال البيانات كما أنها تبعث بأي أخطاء إلي متحكم الشبكةController كما بالشكل

في شبكات10Base5 يكون المرسل- المستقبل أوTransceiver منفصلاً عن بطاقة الشبكة ويصل بين السلك الثخين وسلك Transceiver Cable كما بالشكل

ويصلTransceiver Cable بينTransceiver من جهة وبين بطاقة الشبكة في الكمبيوتر من جهة أخرى. كما يحتاج السلك الثخين إلي إعداد قبل أن يتم وصله بـ Transceiver، ويتم ذلك بثقبه بأداة الثقب Coring Tool ويسمح هذا الثقب بالوصول إلي محور السلك المعدني الذي يتم وصله بـTransceiver كما هو موضح بالشكل

وهناك طريقة أخرى تستخدم بدلاً من الثقب ولكنها تستلزم قطع السلك إلي قطعتين ثم وصلهما معاً باستخدامIn-Line Connector والذي يتصل بدوره بـTransceiver كما بالشكل

وتستخدم شبكات10Base5 أيضاً قاعدة 5-4-3، وبالتالي مع وصل 5 مكررات إشارة Repeaters ، يصل الطول الأقصى للشبكة إلي 2500 متر.
مميزات شبكات10Base5
· مقاومتها الكبيرة للتداخل الناتج عن المجال الكهرومغناطيسي Electromagnetic Interference (EMI، مما يجعلها مناسبة للعمل في البيئات التي تعاني من هذا الأمر كما في المصانع مثلاً.
· تستطيع العمل على مسافات أكبر من شبكات 10BaseT و .10Base2
· ولكن هذه الشبكات بدأ انتشارها ينحسر ويحل محلها شبكات10Base2 الأقل تكلفة، أما الشبكات الكبيرة فتدمج كلا النوعين معاً.
· تستخدم شبكات10BaseT الألياف الضوئيةFiber Optic للوصل بين الأجهزة، والطول الأقصى للسلك يصل إلي 2 كيلومتر ويعتبر هذا تطوراً كبيراً بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من شبكات Ethernet ، ولهذا تستخدم هذه الشبكات للوصل بين البنايات والمراكز مترامية الأطراف التي لا يمكن الوصل بينها باستخدام الأسلاك المعدنية. كما توفر شبكات10BaseT مقاومة شديدة للتداخل الناتج عن المجال الكهرومغناطيسي Electromagnetic Interference (EMI)
مكونات شبكات 10Baset
· سلك ليف بصري Fiber Optic Cable
· Fiber Optic Transceiver (FOT)
· مشابك صغيرة لتجميع أسلاك الألياف البصرية وتسمى Sub Miniature Assembly Connectors (SMA) وتسمى أيضاًStraight Tip (ST)
وهناك نوعان أساسيان لأسلاك الألياف البصرية
· وحيد النمطSingle Mode، ويستخدم للاتصالات البعيدة بين مسافات شاسعة.
· متعدد الأنماط Multimode. ويستخدم في بيئة الشبكات المحلية LAN.
وبالنسبة للشبكات المحلية التي يستخدم فيها أكثر من نوع واحد من الأسلاك أحدها أسلاك ملتوية Twisted Pair والآخر ألياف بصرية، في هذه الحالة يستخدم (Fiber Optic Transceiver (FOT والذي يقوم بتحويل الإشارات الكهربائية من الأسلاك الملتوية إلي إشارات بصرية تجري في الألياف البصرية وبالعكس كما بالشكل

FONT : من الممكن أن يكون جهازاً منفصلاً ومن الممكن أن يكون مدمجاً في مكرر الإشارة Repeaters أو الجسرBridge أو الموجة Router ويتصل بـ FOT مشبكين Sub Miniature Assembly Connectors (SMA) واللذين يتصل بهما سلكان من الألياف البصرية، واحد للإرسال والآخر للاستقبال كما ترى بالشكل

ويندرج تحت المعيار 10BaseT ثلاثة معايير أساسية هي:
· 10BaseTl - Fiber Link
· 10BaseTb - Fiber Backbone
· 10BaseTp - Passive Fiber
يسمح النوع الأول10BaseTl باستخدام خمس مكررات إشارة Repeaters لتمديد الشبكة مع الأخذ بعين الاعتبار أن طول كلSegment من أسلاك الألياف البصرية يصل إلي 2 كيلومتر . كما تسمح 10BaseTl بأن يكونFOT مدمجاً في مكررات الإشارةRepeaters أو المجمعاتHubs أو بطاقة الشبكة. وتستخدم 10BaseTl للوصل بين الأجهزة ومكررات الإشارة أو بين المكررات فقط.
النوع الثانيBaseTb يتضح من اسمه أنه يستخدم لتشكيل العمود الفقري للشبكة ولهذا يكون مخصصاً للوصل بين مكررات الإشارة Repeaters فقط. وفي هذه الحالة يجب أن يكون Transceiver مدمجاً في Repeaters . ويسمح10BaseTb بوصل ثلاثين مكرر إشارة Repeaters معاً لتكوين شبكة كبيرة طول كل Segment فيها يصل إلي 2 كيلومتر.
أما النوع الثالث10BaseTp فهو مخصص للشبكات المحلية صغيرة الحجم، وهي تستخدم مجمعات أسلاك خاملةPassive Hub تستخدم للوصل بين Transceivers والتي تكون مدمجة في المكرراتRepeaters أو بطاقات الشبكةNetwork Adapter Cards ، وأطول مسافة مسموح بها لتفصل بين المجمع وTransceiver هي 500 متر. وهذا النوع يستخدم عادة في الأماكن التي تكون فيها المجمعاتHubs موجودة في بيئة تعاني من تشويش كهربائي.
المعيار 100 Mbps IEEE Standard ، وتقنية البث Broa
لقد تم تطوير مقياسين لـ Ethernet يدعمان سرعة 100 ميجابت في الثانية وهما:
1- 100BaseVG - AnyLAN Ethernet
2-2BaseX Ethernet (Fast Ethernet)
وكلا النوعين السابقين متوافقان مع نظام تشبيك 10BaseT، مما يسمح بتحديث شبكات10BaseT بسهولة. وينتمي هذان النوعان من الشبكات إلى المعيار 12IEEE 802، والذي يدعم شبكات Ethernet وشبكاتToken Ring التي تعمل بسرعات كبيرة.
وتندمج شبكات100BaseVG (Voice Grade) - AnyLAN عناصر كل من شبكات Ethernet وشبكات Token Ring، وقد تم تطويرها من قبل شركة Hewlett-Packard ويطلق عليها أياً من الأسماء التالية:
· 100BaseVG - AnyLAN Ethernet
· 100BaseVG
· VG
· AnyLAN
تدعم شبكات100BaseVG - AnyLAN Ethernet تصميم الشبكة من النوع النجمة Star وتستخدم الفئات 3 و 4 و 5 من أسلاكTwisted Pair أو تستخدم أسلاك الألياف البصرية فئات لأسلاكTP . وهذه الشبكات تحتاج إلى مجمعات وبطاقات شبكة خاصة بها و متوافقة مع سرعتها. أما شبكاتBaseX Ethernet (Fast Ethernet) فتدعم أسلاك الفئة 5 منUTP و تدعم أيضاًSTP و أسلاك الألياف البصرية. وتستخدم نظام الوصولCSMA/CD في شبكات من تصميمStar Bus . يندرج تحت شبكاتBaseX Ethernet (Fast Ethernet) ثلاثة أنواع أساسية:
1. 10BaseT4 وتستخدم 4 أزواج من الأسلاك من فئات 3 و 4 و 5 من UTP.
2. 100BaseTX وتستخدم زوجين من الأسلاك من فئة 5 منUTP أو STP.
3. 3-100BaseEX وتستخدم سلكين من الألياف البصرية.
ويدعم معيار Ethernet القياسي3IEEE 802 تقنيتا البث Baseband ( البث الرقمي) و Broadband، وتعتبر تقنيتىBroadband قديمة نسبياً وهي تستخدم موجات الراديو ولا تعمل إلا باستخدام الأسلاك المحورية Coaxial ومثال على الشبكات التي تدعم تقنية Broadbandهي 10Broad36، حيث تصل السرعة في هذه الشبكة إلى 10 ميجابت في الثانية ويصل مدى البث إلى 3600 متر. ومكونات الشبكة10Broad36 تختلف عن مكونات الشبكات التي تدعم تقنية البثBaseband في أن شبكاتBaseband تستخدم بطاقة شبكة توضع داخل أجهزة كمبيوتر الشبكة بينما تستخدم شبكاتBroadband مودم ترددات الراديوRadio-Frequency Modem كما بالشكل

وتستطع أنظمة Broadband أن تمتلك عدة قنوات للبث باستخدام سلك واحد أو سلكين، ولكن الإشارات المرسلة تنتقل في اتجاه واحد في أي من هذه القنوات. وفي شبكات10Broad36 تصل سعة النطاقBandwidth لكل اتجاه بث (إرسال أو استقبال) إلى 18 ميجاهرتز، وإذا عرفنا أن سعة النطاق لموجات التلفزيون هي 6 ميجاهرتز فإن شبكات10Broad36 تحتاج إلى 3 قنوات بث في كل اتجاه. ويكون مدى التردد الذي تبث من خلاله هذه الشبكات بين 300-400 ميجاهرتز وذلك باستخدام Community Antenna Television (CATV) Coaxial Cable والذي يسمح لنفس السلك بنقل الصورة والصوت إلى جانب البيانات. وتعتبر تقنيةBroadband مناسبة في الحالات الآتية:
· للمؤسسات الكبيرة التي تحتوي على شبكاتCATV وتريد الاستفادة منها في شبكات LAN.
· للمؤسسات التي تريد الحصول على مجموعة من الخدمات بالإضافة إلى LAN وباستخدام نفس وسط الإرسال
شبكــــــــــات الحلقه المأخوذه Token Ring
ظهرت فكرة شبكاتToken Ring أول مرة في بداية الستينات، ولكنها لم تنفذ إلا بعد الاتفاق على المعيار5IEEE 802 الذي يصف شبكات Token Ring من خلال تصميم الحلقة Ring وكان ذلك عام 1985. وهي تمثل المنافس الأقوى لشبكاتEthernet ذات المعيار 3IEEE 80 وتعد شبكات Token Ring شبكات محلية (أى من النوع LAN) وتجمع بين خاصيتين:
· تمرير الإشارة Token Passing.
· التصميم الهجين للحلقة والنجمة Hybrid Star/Ring Topology.
قامت اللجنة المسئولة عن المعيار5IEEE 802 بتطوير وسيلة للتحكم بالوصول إلى وسط الإرسالMedia (MAC) Access Control ، وتسمى هذه الوسيلة تمرير الإشارةToken Passing والتي طورت لتحقيق هدفين هما:
· الحصول على طريقة للتفاهم بين أجهزة الكمبيوتر على الشبكة وتحديد طريقة متفق عليها لإرسال واستقبال البيانات.
· تفادي حصول التصادم بين الإشارات، والذى يحدث عند قيام جهازين بإرسال بياناتهما في الوقت نفسه.
ومن الجدير بالذكر أن بروتوكولToken Passing على سلسلة فريدة من الـ Bits تسمىToken وتدور على مدار الحلقة، ويصل طول إطار Token الحر أو الفارغ إلى 3 Bytes.
يبدأ تصميم شبكاتToken Ring بحلقة تصل بين أجهزة الشبكة، ولكن التصميم المادي الفعلي هو نظام تشبيك نجمي، فكل جهاز متصل بالحلقة هو فعلياً متصل بسلك يصله إلى نقطة مركزية هي المجمع Hub، فأجهزة الكمبيوتر هي جزء من الحلقة ولكنها تتصل بها عن طريق مجمع، هذا ما يطلق عليه شبكة هجينة نجمة حلقة. وتعتبر أغلب شبكات شركةIBM قائمة على معيار Token Ring، وفي مصطلحات شركةIBM يطلق على المجمع اسم وحدة الوصول متعدد المحطات أوMultistation Access Unit (MAU) والذي يستخدم السلكTwisted Pair لشبك حتى 255 جهازاً.
مميزات شبكات Token Ring :-
1- استخدام الأسلاك المحمية STP.
2- معدل نقل بيانات يتراوح بين 4 إلى 16 ميجابت في الثانية.
3- تقنية البث الرقمي Baseband.
عندما ينضم أول جهاز إلى شبكة Token Ring، تقوم الشبكة بتوليد إشارة أوToken تبدأ بالتحرك السريع حول الحلقة وتعرض نفسها على كل جهاز إلى أن يقرر جهاز ما إرسال بياناته، فيعطي إشارة بذلك ويبدأ التحكم بـ Token فيقوم بأخذه من الشبكة ويرسل بدلاً منه إطار يحتوي على البيانات التي يود أن يبثها إلى الشبكة. ويكون أول جهاز يتم تشغيله على الشبكة هو المسئول عن مراقبة أنشطة الشبكة. وتتم مراقبة أنشطة الشبكة بفحص الإطارات والتأكد من تسليمها بشكل صحيح ويتحقق ذلك بالآتى:
· تفحص الأطر التي جالت الحلقة أكثر من مرة.
· التحقق من أنToken واحد فقط يتواجد على الشبكة في أي وقت.
عندما يرغب جهاز ما بالانضمام إلى شبكةToken Ring فإنه يمر بخمس مراحل, ومن ثم أي فشل في أي منها يتسبب باستبعاد الجهاز عن الشبكة:
· المرحلة الأولىPhase 0 و تسمىLobe Test والتي تقوم فيها بطاقة الشبكة بإرسال إطارات من البيانات إلى السلك المتصل بها، هذه الإطارات يجب أن تعود مباشرة إلى البطاقة دون أن يتغير محتواها، فإذا مرت هذه المرحلة بنجاح علمت بطاقة الشبكة أن أسلاك الشبكة ووصلاتها تعمل بشكل جيد.
· المرحلة الثانية Phase 1 وفيها تصدر بطاقة الشبكة إشارة ضرورية لإدخال جهازها إلى شبكة الحلقة، ويكون في هذه المرحلة الانضمام الفعلي للشبكة، ولكن بسبب الضوضاء أو التشويش الحاصل بسبب هذه المرحلة فإن أي بيانات يتم بثها على الحلقة في هذا الوقت سوف تفقد، ولكن الكمبيوتر المسئول عن مراقبة الشبكة يقوم بمعالجة هذا الخطأ ويضعToken جديد على الشبكة. بعدها تنتظر بطاقة الشبكة أن يمر عليها أي إطار لكي تتأكد أن الشبكة نشطة، فإن لم تحصل على أي إطار فستفترض بطاقة الشبكة أن جهازها هو أول جهاز ينضم إلى الشبكة و تقوم بنفسها بإرسال إطارات و تنتظر عودتها إليها.
· المرحلة الثالثةP hase 2 وفيها تقوم بطاقة الشبكة بإجراء اختبار العنوان المكرر Duplicate Address Test، وهنا تقوم بطاقة الشبكة بإرسال إطار يكون فيه عنوان المرسل هو نفسه عنوان المستقبل وهو نفسه عنوان البطاقة ذاتها وتقوم بذلك لتتفحص فيما إذا كان هناك أي جهاز آخر على الشبكة له نفس عنوان جهازها، فإذا تبين أن هناك جهازاً آخر له نفس العنوان، فإن البطاقة ستفصل نفسها عن الحلقة وتعيد المحاولة مرة أخرى مروراً بالمراحل السابقة مع توليد عنوان جديد.
· المرحلة الرابعة Phase 3 وفيها تقوم بطاقة الشبكة بالتعرف على أقرب جار نشط أعلى على الشبكة أو (Nearest Active Upstream Neighbor (NAUN، كما ستعرف نفسها لجارها الأسفل على الحلقة. في شبكات Token Ring يقوم كل جهاز بمتابعة جيرانه الأسفل منه على الحلقة، وهذا مهم في حالة انضمام أو مغادرة جهاز ما على الحلقة فإن جاره الأعلى سيقوم بإرسال تقرير عن ذلك إلى الجهاز النشط المسئول عن مراقبة الحلقة.
· في المرحلة الخامسةPhase 4 تقوم بطاقة الشبكة بالاتصال بمزود بارامترات الحلقة Ring Parameter Server (RPS) والذي يقوم بالتالي:
· يزود الأجهزة المنضمة حديثاً للحلقة بالقيم اللازمة لإعدادها Initialization Values .
· مراقبة أجهزة الحلقة بالحصول على بارامترات تشغيلها والتي تتضمن كل من: العنوان، مستوى الترميز Code Level وعنوان NAUN Address.
ويتكون إطار البيانات في شبكاتToken Ring من عشرة أقسام، وكل العمليات التي تجري على الشبكة تكون محددة في إعدادات الإطار. والأقسام التي يتكون منها هذا الإطارFrame هي:
1-Start Delimiter وهو الذي يحدد بداية الإطار.
2-Access Control أو التحكم بالوصول وطول هذا القسم بايت واحد ومهمته تحديد أولوية هذا الإطار في المعالجة من قبل الجهاز المستقبل قبل أو بعد غيره من الإطارات، كما أنه يحدد فيما إذا كان هذا الإطار هو إطار Token فارغ أو إطار بيانات.
3-Frame Control وهذا القسم يحدد فيما إذا كان هذا الإطار ينتمي إلىMedia Access Control (MAC أو Logical Link Control (LLC) .
4-Destination Address وفيه يحدد عنوان الجهاز المستقبل للإطار.
5-Source Address وفيه يحدد عنوان الجهاز المرسل للإطار.
6-Routing Information أو معلومات التوجيه، ويتراوح طوله بين 2 إلى 18 بايت، ومهمته توجيه المعلومات بين حلقات مختلفة متصلة معاً كما بالشكل

7-Information أوData وهذا القسم يحتوي إما على معلومات وبيانات المستخدم أو يحتوي على معلومات التحكم.
8-Frame Check Sequence أو اختبار التتابع و هذا القسم يسمح للجهاز المستقبل بإجراء اختبار للتأكد من خلو الأقسام 3 و 4 و 5 و 7 من أي أخطاء, فإذا تم العثور على أي خطأ فإن الإطار سيزال وسيتم إرسال إطار جديد بدلاً منه.
9-End Delimiter وهذا القسم يحدد نهاية الإطار.
10-Frame Status وهو الذي يحدد فيما إذا قد تم استلام الإطار من قبل الجهاز المستقبل.
تتلخص مهمة المجمع في شبكاتToken Ring بالإضافة إلى شبك الأجهزة معاً فى فصل بطاقة الشبكة التي تفشل في العمل أو تصدر أخطاء، فيفصلها عن الشبكة لكي تتمكن الحلقة من العمل لأن فشل جهاز ما على الحلقة يؤدي إلى فشل الشبكة ككل. ويحدد نوع السلك المستخدم في الحلقة المسافة القصوى التي من الممكن أن تفصل الجهاز عن المجمع فمثلاً:
· الأجهزة الموصلة باستخدام النوع الأول من أسلاكType 1 أو (IBM STP for Computers) من الممكن أن تبعد عن المجمع مسافة تصل إلى 101 متر.
· الأجهزة الموصلة باستخدام النوع الثاني من أسلاكType 2 أو (IBM Data STP And Voice) من الممكن أن تبعد عن المجمع مسافة تصل إلى 100 متر.
· الأجهزة الموصلة باستخدام النوع الثالث من أسلاك Type 3 أو (IBM Voice Grade (UTPمن الممكن أن تبعد عن المجمع مسافة تصل إلى 45 متراً.
· باستخدام الألياف البصرية مرتفعة الكلفة ممكن زيادة المسافة إلى مئات الأمتار أو أكثر.
وفي أي من الأنواع السابقة من الممكن زيادة المسافة باستخدام مكرر إشارة Repeaters كما بالشكل

وتستخدم شبكاتToken Ring الأنواع التالية من المشابك:
1-Media Interface Connectors (MIC) ويستخدم لشبك الأنواع 1 و 2 من الأسلاك كما بالشكل

2- RJ-45 Telephone Connectors (8 pin) ويستخدم لشبك النوع الثالث من الأسلاك كما بالشكل

3-RJ-11 Telephone Connectors (4 pin) ويستخدم لشبك النوع الثالث أيضاً من الأسلاك كما بالشكل

سرعات بطاقات شبكة Token Ring
تتوفر بطاقات شبكة Token Ring بسرعتين:
· 4 ميجابت في الثانية.
· 16 ميجابت في الثانية والتي تستخدم إطارات أطول وتحمل بيانات أكثر
شـــــبكاتAppleTalk و ARCnet
في منتصف الثمانينات قامت شركة Apple Computer بتقديم معمارية لشبكة خاصة لربط مجموعة صغيرة من المستخدمين. وتعتبر قدرات التشبيك مدمجة داخل الكمبيوتر الشخصي Apple Macintosh (Mac) مما يجعل معمارية شبكاتApple أبسط من غيرها من معماريات الشبكات. وتتضمن عائلة شبكاتApple التالي:
· AppleTalk
· LocalTalk
· AppleShare
· EtherTalk
· TokenTalk
يسمى المنتج الذي طورته شركةApple - والذي يدعم الشبكات بشكل متكامل - AppleTalk، وهو عبارة عن بروتوكول يدعم الشبكات الموزعة النظير للنظير أو Distributed Peer to Peer وقد صدرت النسخة الأولى من هذا البروتوكول عام 1985 وسميتAppleTalk Phase 1 وبعد فترة صدرت النسخة المحسنة من هذا البروتوكول وسميت AppleTalk Phase 2 في البداية كانAppleTalk يستخدم فقط من قبل أجهزة Mac وطابعات الليزر LaserWriter printers، ولكن فيما بعد أصبح يدعم تقنيات أخرى. وحيث أن جهاز Mac يستخدم المنفذ المتسلسل RS-422 + Port كواجهة للشبكة فليس هناك حاجة لاستخدام بطاقات شبكة للانضمام إلى شبكات AppleTalk والتى اشتهرت باسم آخر هو LocalTalk ويستخدم هذا التعبير لوصف نظام التشبيك في AppleTalk. وتتضمن مكونات التشبيك الأمور التالية:
· الأسلاك.
· المشابك.
· وصلات أو ممددات الأسلاك Cable Extenders.
كما تدعمLocalTalk الأسلاكUTP, STP, Optic Cable وغالباً ما يستخدم STP. وأقصى طول للسلك هو 300 متر ولكن لا يسمح بوصل أكثر من 32 جهازاً لأي قسمSegment من السلك. وتتضمن المشابك التي من الممكن استخدامها:
1- مشابك 8pin DIN كما بالشكل

2- مشابك 25pin (DB25) كما بالشكل

3- مشابك 9pin (DB9) كما بالشكل

4- مشابك RJ-11 (Telephone Jack) كما بالشكل

ويتم توصيل هذه المشابك إلى المنافذ التالية في جهاز Mac :
1-1. SCSI Port كما بالشكل

2-ADB Port كما بالشكل

3-Modem Port أو منفذ المودم كما بالشكل

1-Printer Port أو منفذ الطابعة كما بالشكل

وتستخدمLocalTalk نظام الوصول إلى الوسط من النوعCSMA/CA وذلك بغض النظر هل التصميم من نوع الناقل أو النجمة. وهناك نوع منافس لـ LocalTalk وهو PhoneNET الذي طورته شركة Farallon Communications ويستخدم أسلاك ومشابك الهاتف العادية وهي تعمل على الناقل أو النجمة وتسمح بتوصيل حتى 254 جهازاً.
وبرنامج مزود الملفاتFile Server Software في شبكاتAppleTalk هو AppleShare ، أما برنامج الزبون فهو مدمج بنظامApple التشغيلي، والذي يأتي مزوداً أيضاً ببرنامج مزود طباعة AppleShare Print Server.
وتستطيع شبكاتLocalTalk الصغيرة أن تجتمع معا لتكون شبكة كبيرة باستخدام ما يسمىZones أو نطاقات، فكل شبكة مفردة متصلة بغيرها من الشبكات تكون معرفة بإسم نطاق خاص بها Zone Name وبالتالي أي مستخدم في أي شبكة LocalTalk يستطيع الوصول إلى خدمات شبكة أخرى بتحديد النطاق الذي تنتمي إليه. وحتى شبكات Token Ring تستطيع الانضمام إلى شبكات LocalTalk باستخدام هذه الطريقة. ومن الممكن أيضاً تقسيم شبكة LocalTalk واحدة إلى عدة أقسام أو Zones وهذا مفيد لتقليل الزحام على الشبكة. وتستطيع أجهزة أخرى غير Apple أن تعمل مع AppleTalk بما فيها:
· IBM PC والأجهزة المتوافقة معها.
· IBM Mainframes.
· Digital Equipment Corporation VAX Computers.
· بعض أجهزة Unix.
وتعتبرEtherTalk وسيلة أسرع وأكثر تكلفة لتشبيك أجهزة Mac معظم أجهزةMac ستحتاج إلى بطاقات شبكة للانضمام إلى شبكة EtherTalk . وتعمل شبكاتEtherTalk بسرعة 10 ميجابت في الثانية وتستخدم الأسلاك Coaxial (Thick and Thin)، وتسمح بطاقةEtherTalk لأجهزةMac بأن تتصل بشبكة Ethernet. وبرنامجEtherTalk يكون مضافاً للبطاقة وهو متوافق مع AppleTalk Phase 2 . أما بطاقةTokenTalk فتسمح لأجهزة Mac بأن تتصل بشبكة Token Ring و برنامج TokenTalk يكون أيضاً مضافا للبطاقة ومتوافق مع AppleTalk Phase 2.
كل جهاز على شبكةAppleTalk يحتاج إلى عنوان إلكتروني، ويتم تخصيص عنوان لكل جهاز عندما ينضم إلى الشبكة أول مرة ويتم ذلك كما يلي:
· أولا ً : يخصص الجهاز المنضم للشبكة عنواناً يختاره لنفسه عشوائياً من مجموعة من العناوين المتاحة.
· ثانياً : يقوم هذا الجهاز بنشر عنوانه على الشبكة ليتأكد أن العنوان غير مكرر.
· ثالثاً : إذا لم يكن العنوان مكرراً، فإن الجهاز يقوم بتخزين هذا العنوان ليستخدمه في المرات القادمة عندما يدخل إلى الشبكة.
البروتوكولات المستخدمة في بيئة عمل AppleTalk
· Datagram Delivery Protocol (DDP) وهو البروتوكول المسئول عن إيصال حزم البيانات إلى الأجهزة على الشبكة.
· Name Binding Protocol (NMP) وهو البروتوكول المسئول عن توليد وصيانة خدمات قاعدة البيانات الموزعة أو Distributed Database والتي يطلق عليهاNames Directory وهي التي تحتوي على أسماء المستخدمين ومواردهم بعد تحويلها إلى عناوين رقمية Numerical Addresses.
· Zone Information Protocol (ZIP) وهو البروتوكول المسئول عن إدارة معلومات النطاقات في الشبكة.
· AppleTalk Transaction Protocol (ATP) وهو البروتوكول المسئول عن إعطاء تأكيد لوصول البيانات إلى جهتها المقصودة.
· AppleTalk Session Protocol (ASP) وهو البروتوكول المستخدم للوصول إلى مزود الملفات.
· Printer Access Protocol (PAP) وهو البروتوكول المستخدم للوصول إلى طابعة شبكية.
· AppleTalk Filing Protocol (AFP) وهو البروتوكول الذي يصف المجلدات وتركيبة الملفات في مزود الملفات.
· AppleTalk Data Stream Protocol (ADSP) وهو بروتوكول اتصالات مخصص لاستخدام المبرمجين.
· AppleTalk Echo Protocol (AEP) ويستخدم لمراقبة الشبكة وحساب أي تأخير في وصول البيانات إلى وجهاتها، كما أن له وظيفة مشابهة لـ PINGفي الأجهزة الشخصية والذي يستخدم لمعرفة توفر أو وجود جهاز ما على الشبكة من عدمه.
وتعتبر شبكة Attached Resource Computer Network (ARCNet) من الشبكات البسيطة غير المكلفة الموجهة لشبكات مجموعات العمل. وقد طورت شبكات ARCNet من قبل شركة Datapoint Corporation عام 1977. وأول بطاقة شبكة ARCNet كانت متوفرة عام 1983، وتستخدم شبكات ARCNet نظام Token Passing في شبكات الناقل Bus أو شبكات Star Bus. ويقوم مدير الشبكة بتخصيص عنوان مستقل لكل جهاز على الشبكة، ويستطيع كل جهاز التعرف على عنوانه أو ما يسمى Source Identifier (SID) وكذلك على عنوان جاره التالي على الشبكة أو ما يسمى (NID) Next Identifier ، وعندما يضاف جهاز جديد إلى الشبكة أو يزال منها فإن عناوين الأجهزة ستحتاج إلى إعادة تجهيز وترتيب ولكن هذا الأمر يتم بشكل تلقائي.
إن الإشارات أو ما أسميناه سابقا Token، تسمى في شبكات ARCNet بإسم آخر هو دعوة للإرسال أو Invitation TO Transmit (ITT) ، وتتم عملية الإرسال والاستقبال بشكل مختلف كما يلي :
إذا افترضنا أن الدور قد جاء لجهاز ما يريد أن يرسل بياناته إلى جهاز آخر بوصول ITT إليه، فإن الجهاز الأول يرسل إطاراً يسمى (Free Buffer Enquiry (FBE إلى الجهاز الثاني يستفسر عن وجود متسع لمعالجة بيانات الجهاز الأول، فإن تبين أن الجهاز الثاني مستعد لاستقبال البيانات فإنه يقوم بإرسال إطار آخر إلى الجهاز الأول يسمى Acknowledgment Frame (ACK) يخبره أنه جاهز لاستقبال البيانات، أما إن لم يكن مستعداً لاستقبال البيانات فإنه سيرسل إطاراً يسمى (NAK) Negative Acknowledgment Frame يخبره أنه غير مستعد لاستقبال البيانات.
الآن إن تلقى الجهاز الأولACK فسيقوم بإرسال حزمة واحدة من البيانات إلى الجهاز الثاني ثم ينتظر حتى يحصل على ACK جديد لإرسال الحزمة التالية من البيانات .. وهكذا حتى ينتهي من إرسال بياناته . وعندها يقوم الجهاز الأول بتمرير الإشارة ITT إلى الجهاز الذي يليه.
وتتكون حزمة البيانات في شبكات ARCNet من الأقسام التالية:
· عنوان المستقبل.
· عنوان المرسل.
· 508 Byte من البيانات ، أما النسخة المحدثة من ARCNet والتي تسمى ARCNet Plus فتحمل كل حزمة 4096 Byte من البيانات.
وتصل سرعة نقل البيانات في شبكات ARCNet إلى 2.5 ميجابت في الثانية, أماARCNet Plus فتدعم سرعة 20 ميجابت في الثانية. والسلك القياسي المستخدم في شبكات ARCNet هو السلك المحوري الرقيق 93 ohm RG-62 A/U Coaxial Cable، ولكنها أيضاً تدعم السلك الملتوي UTP وسلك الألياف الضوئية. وباستخدام السلك المحوري ومشابك BNC يصل الطول الأقصى للسلك في شبكات من تصميم النجمة إلى 610 أمتار، بينما يصل إلى 305 أمتار باستخدام نفس السلك ولكن مع تصميم الناقل. أما باستخدام السلك UTP مع مشابك RJ-11 أو RJ-45 فيصل طول السلك إلى 244 متراً سواء كان التصميم نجمة أو ناقلاً.

نور الحكمة كتب:

شبـكـــــــــــات الإثــرنــت Ethernet

تعتبرEthernet إحدى معماريات الشبكات المحلية LAN Architecture التى طورتها أساساً شركةXerox في منتصف السبعينيات. وهي تمثل القاعدة لمعيار التشبيك Ieee Networking Standard 802.3. كما تعتبر هذه المعمارية الأكثر شهرة هذه الأيام.
تستخدم Ethernet طريقة خاصة لتسمح لأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة بإرسال بياناتها على الشبكة وذلك لتنظم حركة المرور على الشبكة، هذه الطريقة تسمى تحسس الناقل متعدد الوصول مع اكتشاف التصادم
Csma/Cd Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection باستخدام هذه الطريقة يراقب الكمبيوتر الشبكة ويقوم بالإرسال عندما يحس أن السلك غير مشغول بأي إشارة لأنه لا يستطيع سوى كمبيوتر واحد إرسال البيانات في نفس الوقت.
إذا حدث تصادم ناتج عن أن كمبيوتر آخر قام بإرسال البيانات في نفس الوقت، فإن كلا الجهازين سيتوقفان عن الإرسال وسينتظر كل منهما وقتاً عشوائياً ليعيد إرسال بياناته مما يقلل من احتمال حدوث تصادم آخر.
تنقل شبكاتEthernet البيانات بمعدل 10 ميجابت في الثانية، ولكن الأنواع الأحدث تدعم سرعة نقل بيانات تصل إلي 100 ميجابت في الثانية. وحالياً تتوفر أنواع تدعم سرعة 1 جيجا بت في الثانية. مع أنEthernet تقليدياً كانت تستخدم مع تصميم الشبكة من النوع Bus إلا أنها تدعم أيضاً التصميم Star Bus. وتستخدمEthernet نظام إرسال الإشارة المسمى Baseband Signaling أو نطاق الإرسال الأساسي، ولكنها من الممكن أن تدعم نطاق الإرسال الواسع Broadband Signaling .
ويحتاج أي جهاز متصل بشبكةEthernet إلي ما يسمى بمتحكم بشبكة Ethernet أو Network Controller Ethernet وهو عبارة عن أداة تحدد فيما إذا كان السلك خالياً من الإشارات أم لا، لكي يتم إرسال الإشارات عليه دون حصول تصادم. ويتواجد هذا المتحكم Controller على بطاقة الشبكة في جهاز الكمبيوتر كما بالشكل

وهناك أربعة أنواع أساسية لخيارات التشبيك المتوافقة مع شبكات Ethernet :
النوع : Twisted-Pair BaseT

النوع : Thick Coaxial Base5

النوع : Thin Coaxial Base2

النوع : Fiber Optic BaseT

ويصل العدد القياسي للارتباطات - التي من الممكن أن تتصل بشبكة Ethernet - إلي 1024 بافتراض عدم استخدام أي جسورBridges أو موجهات Routers. وهذا ينطبق على جميع أنواع Ethernet.
ولنلق نظرة على التعريف المستخدم في تسمية الأنواع الأربعة السابقة من أنواع شبكات Ethernet. ينقسم التعريف إلي ثلاث أقسام :
· الأول يشير إلي معدل نقل البيانات مقاسا بالميجابت في الثانية.
· الثاني يشير إلي طريقة الإرسال المستخدمة : هل هي من النطاق الأساسيBaseband أو النطاق الواسع Broadband ؟
· الثالث عبارة عن رقم إذا ضرب فى 100 فإنه يشير إلي الطول الأقصى مقاسا بالمتر الذي من الممكن أن يصل إليه أي قسم منفصل من السلك أو ما يسمى Segment.
وبالتالي، فإن شبكةEthernet من النوع Base2 تشير إلي شبكة سرعة نقل البيانات عليها 10 ميجابت في الثانية وتستخدم إرسال الإشارة من النوع Baseband وطول أي قسم من السلك فيها لا يتجاوز 200 متر.
أما في الأنواع10BaseT و 10BaseT فإن طول السلك غير محدد. ففي النوع 10BaseT يشير T إلي Twisted Pair ، بينما يشيرF في 10BaseT إليFiber Optic . كما يستخدمEthernet شكل محدد لإطار حزمة البياناتFrame التي ترسل على الشبكة، فكل إطار يتراوح طوله بين 64 إلي 1518 بايت يخصم منهم 18 بايت كمعلومات تحكم فيبقى من البيانات ما بين 46 إلي 1500 بايت كما ترى بالشكل

ينقسم كل إطار من حزم البيانات إلي عدة أقسام :
· المقدمة Preamble Section وهي التي تحدد بداية الإطار أو حزمة البيانات.
· قسم المصدر والوجهة Source And Destination Section ويحتوي على عنواني الكمبيوتر المرسل والكمبيوتر المستقبل.
· قسم النوع Type Section والذي يحدد بروتوكول الشبكة المستخدم مثل IP أو IPX.
· القسم الأخير وهو قسم الاختبار الدوري للزيادة أو Cyclical Redundancy Check Section (CRC) وهذا القسم يحتوي على فحص لوجود أي أخطاء في الإطار المرسل من البيانات.
وتستطيع شبكة Ethernet استخدام أنواع مختلفة من البروتوكولات بما فيها بروتوكول Tcp/Ip. ومن الممكن تحسين أداء شبكاتEthernet بتقسيم القسم المزدحم على الشبكة إلي قسمين ثم ربطهما معاً باستخدام جسر Bridge أو موجه Router مما يقلل الازدحام على كل قسمSegment ، لأن عدد أقل من المستخدمين سيبثون بياناتهم على الشبكة وبالتالي سيتحسن الأداء العام للشبكة. أنظر الشكل

و يعتبر هذا النوع من التقسيم مفيداً في حالة:
· انضمام عدد كبير من المستخدمين الجدد إلي الشبكة.
· استخدام البرامج التي تحتاج إلي سعة نطاق مرتفع High - Bandwidth Applications مثل قواعد البيانات أو برامج تراسل الفيديو.
ومن الجدير بالذكر أنEthernet تستطيع العمل مع أغلب أنظمة تشغيل الشبكات بما فيها:
· Windows95، Windows98، Windows Millennium
· NT Workstation Windows Windows NT Server,
· (Professional, Server, Advanced Server)Windows 2000
· Windows For Workgroup
· Microsoft LAN Manager
· Novell Netware
· IBM LAN Server
· Appleshare
شبكات Ethernet من النوع 10BaseT
شبكات10BaseT هي شبكةEthernet تعمل بسرعة 10 ميجابت في الثانية وتستخدم الإرسال من النوع Baseband ، والأسلاك التي تستخدمها هي من النوع Twisted Pair أو الزوج الملتوي.
تستخدم هذه الشبكات النوع غير المغطى من الزوج الملتوي من الأسلاك Unshielded Twisted Pair (UTP) الفئات 3 و 4 و 5 من هذا النوع من الأسلاك، ولكنها تستطيع العمل أيضاً مع النوع المغطى من هذه الأسلاك (Shielded Twisted Pair (STP وذلك دون تغيير أي من بارامترات الشبكة. وتصميم شبكات 10BaseT عبارة عن تصميم النجمة Star ولكن منطقياً هو تصميم الناقل Bus.
أغلب شبكات 10BaseT موصلة بنفس أسلوب شبكات النجمة، بمعنى أن هناك أجهزة كمبيوتر متصلة بنقطة مركزية هي المجمع أو Hub، ولكن النظام المستخدم في إرسال الإشارات على الشبكة هو نفس النظام المستخدم في شبكات الناقل Bus وهو الذي شرحناه سابقاً وسميناه أسلوب تحسس الناقل متعدد الوصول مع اكتشاف التصادم Csma/Cd والذي شرحناه سابقاً أيضاً. بالإضافة إلي الأسلاك هناك مكونات أخرى لشبكات 10BaseT هي:
· 10BaseT Transceiver وهو اختصار لـTransmitter - Receiver ) ) أي مرسل مستقبل.
· Wiring Hub مجمع أسلاك.
· Repeaters مكررات إشارة.
· موصلات أو مشابكRj-45 Connectors
نموذجياً توصل أسلاك الشبكة إلي مجمع والذي يعمل كمكرر إشارة متعدد المنافذ Multiport Repeater ، والذي بدوره يستخدم لزيادة طول السلك. في أسلاكTwisted Pair يوصل في أطرافها مشابك من النوع Rj-45 Connecters والتي تعمل على إيقاف ارتداد الإشارات على السلك كما هو موضح بالشكل

مع ملاحظة أن هذا النوع من الأسلاك لا يمكن إطالته بتوصيل سلك آخر إليه. ثم يقوم Transceiver أو المرسل- المستقبل والذي يسمى أحيانا Attachment Unit Interface (AUT) بإرسال البيانات المخزنة على المتحكم Controller ويحولها إلي إشارات كهربية ليتم بثها على الشبكة. في شبكات10BaseT ، ويكونTransceiver عادة مركباً على بطاقة الشبكة في الكمبيوتر الموصل إلي هذه الشبكة. ويصل الطول الأقصى للسلك أوSegment في شبكات 10BaseT إلي 100 متر، أما الطول الأدنى بين جهازين على هذه الشبكة فلا يقل عن 2.5 متر.
وتستفيد شبكات10BaseT من تصميم النجمة، بتسهيل نقل الأجهزة من مكان إلي آخر وإصلاح المعطوب منها دون أن يؤثر ذلك على عمل الشبكة. ومن الممكن تحويل السلك من النوع Thick Coaxial إلي النوع Twisted Pair ليتم وصله إلي شبكة10BaseT بعمل الآتي:
1- نوصل السلك Thick Coaxial إلي 10BaseT Transceiver منفصل والذي بدوره نوصله ببطاقة الشبكة باستخدام سلك Twisted Pair كما بالشكل

وتعتبر شبكات 10BaseT الأكثر شيوعا بين الأنواع المختلفة من شبكات Ethernet، ومن أحد الأسباب هو إمكانية استخدام أسلاك الهاتف العادية Twisted Pair) ) لتوصيل الأجهزة بالشبكة.
شبكات Ethernet من النوع Base2 و Base5
تم وضع أساسيات شبكة 10Base2 عام 1985، وهي شبكة Ethernetتعمل بسرعة 10 ميجابت في الثانية وتستخدم نظام إرسال الإشارة Baseband وتعمل من خلال تصميم الشبكة من النوع الناقل Bus، والسلك المستخدم في هذا النوع من الشبكات هو السلك المحوري الرقيق Thin Coaxial . أما الطول الأقصى للسلك المستخدم في شبكات Base2 وهو نظرياً 200 متر ولكن عملياً 185 متراً وتم تقريبه إلي 200 متر من أجل تسهيل التعريف ولكن طوله فى الحقيقة لا يتجاوز طوله 185 متراً، بينما الطول الأدنى أو أقصر مسافة تصل بين جهازين هي نصف متر. ويصل طول كل قسم من السلك إلي 185 متراً يدعم حتى 30 جهاز كمبيوتر.
ومكونات شبكة 10 Base2 هي:
· 10Base2 Transceiver وتكون مركبة على لوحة الشبكة في الكمبيوتر.
· السلك المحوري الرقيق Thin Coaxial
· وصلات T Connectors
· وصلات الماسورة BNC Barrel Connectors (50 Ohm)
· موقفات ارتداد الإشارة BNC Terminators (50 Ohm)
· مكررات الإشارة Repeaters
وسنبدأ الآن بتشكيل شبكة كاملة من النوع10Base2 مع افتراض أن شبكتنا مكونة من أكثر قسم أو Segment :-
أولاً: سنضع في نهاية كل قسم من السلك - نريد أن نربطه بقسم آخر - ما نسميه بوصلة ماسورة Bnc Barrel Connectors والتي تستخدم لإطالة السلك.
ثانياً: نشبك وصلة الماسورة في كل طرف من السلك إلي وصلة أخرى على شكل حرفT تسمى T Connectors
ثالثا ً: نشبك وصلة T إلي متحكم Ethernetوهو ما يسمى Ethernet Controller والموجود على بطاقة الشبكة في جهاز الكمبيوتر كما هو مبين بالشكل

رابعاً: يجب أن نلاحظ أن كل طرف قسمSegment غير متصل بقسم آخر يجب أن نضع في نهايته موقف ارتداد الإشارة أوBnc Terminator والذي بدوره يكون متصلا بوصلةT والتي تكون موصلة إلي لوحة الشبكة. بهذا نكون قد شكلنا شبكة 10 Base2 متكاملة.
وتعتبر شبكات10 Base2 أكثر مرونة وأقل تكلفة من شبكاتBase5 . نظراً لأن طبيعة السلك المحوري الرقيق أكثر مرونة من السلك المحوري الثخين المستخدم في شبكات Base5. كما أنه من الممكن استخدام مكررات الإشارة لتوسيع الشبكات المحلية لتدعم حتى 1024 جهازاً ولزيادة الطول الأقصى للشبكة لتصل نظرياً إلي 1000 متر وعملياً إلى 925 متراً.
وتستطيع شبكات 10 Base2 أن تجمع خمسة أقسام من السلك Segments معاً بوصلها إلي أربع مكررات إشارة Repeaters، ولكن ثلاثة فقط من هذه الأقسام تكون موصلة إلي أجهزة كمبيوتر بينما القسمان الآخران يستخدمان فقط لتطويل الشبكة أو بمعنى آخر لإيصال الإشارة إلي أطول مسافة ممكنة كما بالشكل

هذه الطريقة بالتشبيك يطلق عليها قاعدة 5-4-3 أو5-4-3 Rule . وتصل سرعة شبكات10Base5 إلي 10 ميجابت في الثانية وتستخدم تقنية Baseband في الإرسال وتدعم تصميم الشبكة من النوع الناقل Bus ، وتستخدم الأسلاك من النوع المحوري الثخين أو Thick Coaxial، وهذا النوع من الأسلاك يعتبر النوع القياسي لشبكاتEthernet لأنه النوع الأصلي الذي كان مستخدما عند إنشاء شبكاتEthernet . وفي هذا النوع من الشبكات يصل العدد الأقصى لأجهزة الكمبيوتر التي من الممكن أن تتصل بقسمSegment من الشبكة إلى 100 جهاز. كما يصل الحد الأدنى لطول السلك بين جهازين على الشبكة إلي 2.5 متر، والسبب في تحديد حد أدنى لطول السلك بين أي جهازين على الشبكة هو أن الاقتراب كثيرا بين الأجهزة يؤدي إلي تشويه الإشارات التي يرسلها كل جهاز بسبب الانعكاس الذي قد يحدث للإشارة Reflection، أما الطول الأقصى للسلك فيصل إلي 500 متر. ويلون السلك المحوري الثخين عادة باللون الأصفر وتوضع علامة سوداء كل 2.5 متر لتبين المكان الذي من الممكن شبك أجهزة فيه كما بالشكل


مكونات شبكة Base5
· مرسل - مستقبلTransceiver ويكون منفصلاً عن بطاقة الشبكة.
· Transceiver Cable
· موقف الارتداد 50-Ohm Terminator .
· وصلات أو مشابك لوصل المكون الثاني بالمكون الأول.
· مجمع أسلاكWiring Hub
· وصلات ماسورةBarrel Connectors
· أداة ثقب Coring Tool
ونظرا لقساوة الأسلاك المحورية الثخينة، فلا يتم شبكها مباشرة مع الأجهزة، ولكن يستخدم سلك إضافي يصل بين الأجهزة والسلك الثخين، ويعرف هذا السلك الإضافي بسلك المرسل- المستقبل أو Transceiver Cable، وهو ليس سلكاً محورياً بل هو شريط مكون من 9 أسلاك Pin Ribbon متصل في نهايته بمشبك يسمى Db-15 Connector ، والأسلاك التسعة تستخدم لإرسال واستقبال البيانات كما أنها تبعث بأي أخطاء إلي متحكم الشبكةController كما بالشكل

في شبكات10Base5 يكون المرسل- المستقبل أوTransceiver منفصلاً عن بطاقة الشبكة ويصل بين السلك الثخين وسلك Transceiver Cable كما بالشكل

ويصلTransceiver Cable بينTransceiver من جهة وبين بطاقة الشبكة في الكمبيوتر من جهة أخرى. كما يحتاج السلك الثخين إلي إعداد قبل أن يتم وصله بـ Transceiver، ويتم ذلك بثقبه بأداة الثقب Coring Tool ويسمح هذا الثقب بالوصول إلي محور السلك المعدني الذي يتم وصله بـTransceiver كما هو موضح بالشكل

وهناك طريقة أخرى تستخدم بدلاً من الثقب ولكنها تستلزم قطع السلك إلي قطعتين ثم وصلهما معاً باستخدامIn-Line Connector والذي يتصل بدوره بـTransceiver كما بالشكل

وتستخدم شبكات10Base5 أيضاً قاعدة 5-4-3، وبالتالي مع وصل 5 مكررات إشارة Repeaters ، يصل الطول الأقصى للشبكة إلي 2500 متر.
مميزات شبكات10Base5
· مقاومتها الكبيرة للتداخل الناتج عن المجال الكهرومغناطيسي Electromagnetic Interference (EMI، مما يجعلها مناسبة للعمل في البيئات التي تعاني من هذا الأمر كما في المصانع مثلاً.
· تستطيع العمل على مسافات أكبر من شبكات 10BaseT و .10Base2
· ولكن هذه الشبكات بدأ انتشارها ينحسر ويحل محلها شبكات10Base2 الأقل تكلفة، أما الشبكات الكبيرة فتدمج كلا النوعين معاً.
· تستخدم شبكات10BaseT الألياف الضوئيةFiber Optic للوصل بين الأجهزة، والطول الأقصى للسلك يصل إلي 2 كيلومتر ويعتبر هذا تطوراً كبيراً بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من شبكات Ethernet ، ولهذا تستخدم هذه الشبكات للوصل بين البنايات والمراكز مترامية الأطراف التي لا يمكن الوصل بينها باستخدام الأسلاك المعدنية. كما توفر شبكات10BaseT مقاومة شديدة للتداخل الناتج عن المجال الكهرومغناطيسي Electromagnetic Interference (EMI)
مكونات شبكات 10Baset
· سلك ليف بصري Fiber Optic Cable
· Fiber Optic Transceiver (FOT)
· مشابك صغيرة لتجميع أسلاك الألياف البصرية وتسمى Sub Miniature Assembly Connectors (SMA) وتسمى أيضاًStraight Tip (ST)
وهناك نوعان أساسيان لأسلاك الألياف البصرية
· وحيد النمطSingle Mode، ويستخدم للاتصالات البعيدة بين مسافات شاسعة.
· متعدد الأنماط Multimode. ويستخدم في بيئة الشبكات المحلية LAN.
وبالنسبة للشبكات المحلية التي يستخدم فيها أكثر من نوع واحد من الأسلاك أحدها أسلاك ملتوية Twisted Pair والآخر ألياف بصرية، في هذه الحالة يستخدم (Fiber Optic Transceiver (FOT والذي يقوم بتحويل الإشارات الكهربائية من الأسلاك الملتوية إلي إشارات بصرية تجري في الألياف البصرية وبالعكس كما بالشكل

FONT : من الممكن أن يكون جهازاً منفصلاً ومن الممكن أن يكون مدمجاً في مكرر الإشارة Repeaters أو الجسرBridge أو الموجة Router ويتصل بـ FOT مشبكين Sub Miniature Assembly Connectors (SMA) واللذين يتصل بهما سلكان من الألياف البصرية، واحد للإرسال والآخر للاستقبال كما ترى بالشكل

ويندرج تحت المعيار 10BaseT ثلاثة معايير أساسية هي:
· 10BaseTl - Fiber Link
· 10BaseTb - Fiber Backbone
· 10BaseTp - Passive Fiber
يسمح النوع الأول10BaseTl باستخدام خمس مكررات إشارة Repeaters لتمديد الشبكة مع الأخذ بعين الاعتبار أن طول كلSegment من أسلاك الألياف البصرية يصل إلي 2 كيلومتر . كما تسمح 10BaseTl بأن يكونFOT مدمجاً في مكررات الإشارةRepeaters أو المجمعاتHubs أو بطاقة الشبكة. وتستخدم 10BaseTl للوصل بين الأجهزة ومكررات الإشارة أو بين المكررات فقط.
النوع الثانيBaseTb يتضح من اسمه أنه يستخدم لتشكيل العمود الفقري للشبكة ولهذا يكون مخصصاً للوصل بين مكررات الإشارة Repeaters فقط. وفي هذه الحالة يجب أن يكون Transceiver مدمجاً في Repeaters . ويسمح10BaseTb بوصل ثلاثين مكرر إشارة Repeaters معاً لتكوين شبكة كبيرة طول كل Segment فيها يصل إلي 2 كيلومتر.
أما النوع الثالث10BaseTp فهو مخصص للشبكات المحلية صغيرة الحجم، وهي تستخدم مجمعات أسلاك خاملةPassive Hub تستخدم للوصل بين Transceivers والتي تكون مدمجة في المكرراتRepeaters أو بطاقات الشبكةNetwork Adapter Cards ، وأطول مسافة مسموح بها لتفصل بين المجمع وTransceiver هي 500 متر. وهذا النوع يستخدم عادة في الأماكن التي تكون فيها المجمعاتHubs موجودة في بيئة تعاني من تشويش كهربائي.
المعيار 100 Mbps IEEE Standard ، وتقنية البث Broa
لقد تم تطوير مقياسين لـ Ethernet يدعمان سرعة 100 ميجابت في الثانية وهما:
1- 100BaseVG - AnyLAN Ethernet
2-2BaseX Ethernet (Fast Ethernet)
وكلا النوعين السابقين متوافقان مع نظام تشبيك 10BaseT، مما يسمح بتحديث شبكات10BaseT بسهولة. وينتمي هذان النوعان من الشبكات إلى المعيار 12IEEE 802، والذي يدعم شبكات Ethernet وشبكاتToken Ring التي تعمل بسرعات كبيرة.
وتندمج شبكات100BaseVG (Voice Grade) - AnyLAN عناصر كل من شبكات Ethernet وشبكات Token Ring، وقد تم تطويرها من قبل شركة Hewlett-Packard ويطلق عليها أياً من الأسماء التالية:
· 100BaseVG - AnyLAN Ethernet
· 100BaseVG
· VG
· AnyLAN
تدعم شبكات100BaseVG - AnyLAN Ethernet تصميم الشبكة من النوع النجمة Star وتستخدم الفئات 3 و 4 و 5 من أسلاكTwisted Pair أو تستخدم أسلاك الألياف البصرية فئات لأسلاكTP . وهذه الشبكات تحتاج إلى مجمعات وبطاقات شبكة خاصة بها و متوافقة مع سرعتها. أما شبكاتBaseX Ethernet (Fast Ethernet) فتدعم أسلاك الفئة 5 منUTP و تدعم أيضاًSTP و أسلاك الألياف البصرية. وتستخدم نظام الوصولCSMA/CD في شبكات من تصميمStar Bus . يندرج تحت شبكاتBaseX Ethernet (Fast Ethernet) ثلاثة أنواع أساسية:
1. 10BaseT4 وتستخدم 4 أزواج من الأسلاك من فئات 3 و 4 و 5 من UTP.
2. 100BaseTX وتستخدم زوجين من الأسلاك من فئة 5 منUTP أو STP.
3. 3-100BaseEX وتستخدم سلكين من الألياف البصرية.
ويدعم معيار Ethernet القياسي3IEEE 802 تقنيتا البث Baseband ( البث الرقمي) و Broadband، وتعتبر تقنيتىBroadband قديمة نسبياً وهي تستخدم موجات الراديو ولا تعمل إلا باستخدام الأسلاك المحورية Coaxial ومثال على الشبكات التي تدعم تقنية Broadbandهي 10Broad36، حيث تصل السرعة في هذه الشبكة إلى 10 ميجابت في الثانية ويصل مدى البث إلى 3600 متر. ومكونات الشبكة10Broad36 تختلف عن مكونات الشبكات التي تدعم تقنية البثBaseband في أن شبكاتBaseband تستخدم بطاقة شبكة توضع داخل أجهزة كمبيوتر الشبكة بينما تستخدم شبكاتBroadband مودم ترددات الراديوRadio-Frequency Modem كما بالشكل

وتستطع أنظمة Broadband أن تمتلك عدة قنوات للبث باستخدام سلك واحد أو سلكين، ولكن الإشارات المرسلة تنتقل في اتجاه واحد في أي من هذه القنوات. وفي شبكات10Broad36 تصل سعة النطاقBandwidth لكل اتجاه بث (إرسال أو استقبال) إلى 18 ميجاهرتز، وإذا عرفنا أن سعة النطاق لموجات التلفزيون هي 6 ميجاهرتز فإن شبكات10Broad36 تحتاج إلى 3 قنوات بث في كل اتجاه. ويكون مدى التردد الذي تبث من خلاله هذه الشبكات بين 300-400 ميجاهرتز وذلك باستخدام Community Antenna Television (CATV) Coaxial Cable والذي يسمح لنفس السلك بنقل الصورة والصوت إلى جانب البيانات. وتعتبر تقنيةBroadband مناسبة في الحالات الآتية:
· للمؤسسات الكبيرة التي تحتوي على شبكاتCATV وتريد الاستفادة منها في شبكات LAN.
· للمؤسسات التي تريد الحصول على مجموعة من الخدمات بالإضافة إلى LAN وباستخدام نفس وسط الإرسال
شبكــــــــــات الحلقه المأخوذه Token Ring
ظهرت فكرة شبكاتToken Ring أول مرة في بداية الستينات، ولكنها لم تنفذ إلا بعد الاتفاق على المعيار5IEEE 802 الذي يصف شبكات Token Ring من خلال تصميم الحلقة Ring وكان ذلك عام 1985. وهي تمثل المنافس الأقوى لشبكاتEthernet ذات المعيار 3IEEE 80 وتعد شبكات Token Ring شبكات محلية (أى من النوع LAN) وتجمع بين خاصيتين:
· تمرير الإشارة Token Passing.
· التصميم الهجين للحلقة والنجمة Hybrid Star/Ring Topology.
قامت اللجنة المسئولة عن المعيار5IEEE 802 بتطوير وسيلة للتحكم بالوصول إلى وسط الإرسالMedia (MAC) Access Control ، وتسمى هذه الوسيلة تمرير الإشارةToken Passing والتي طورت لتحقيق هدفين هما:
· الحصول على طريقة للتفاهم بين أجهزة الكمبيوتر على الشبكة وتحديد طريقة متفق عليها لإرسال واستقبال البيانات.
· تفادي حصول التصادم بين الإشارات، والذى يحدث عند قيام جهازين بإرسال بياناتهما في الوقت نفسه.
ومن الجدير بالذكر أن بروتوكولToken Passing على سلسلة فريدة من الـ Bits تسمىToken وتدور على مدار الحلقة، ويصل طول إطار Token الحر أو الفارغ إلى 3 Bytes.
يبدأ تصميم شبكاتToken Ring بحلقة تصل بين أجهزة الشبكة، ولكن التصميم المادي الفعلي هو نظام تشبيك نجمي، فكل جهاز متصل بالحلقة هو فعلياً متصل بسلك يصله إلى نقطة مركزية هي المجمع Hub، فأجهزة الكمبيوتر هي جزء من الحلقة ولكنها تتصل بها عن طريق مجمع، هذا ما يطلق عليه شبكة هجينة نجمة حلقة. وتعتبر أغلب شبكات شركةIBM قائمة على معيار Token Ring، وفي مصطلحات شركةIBM يطلق على المجمع اسم وحدة الوصول متعدد المحطات أوMultistation Access Unit (MAU) والذي يستخدم السلكTwisted Pair لشبك حتى 255 جهازاً.
مميزات شبكات Token Ring :-
1- استخدام الأسلاك المحمية STP.
2- معدل نقل بيانات يتراوح بين 4 إلى 16 ميجابت في الثانية.
3- تقنية البث الرقمي Baseband.
عندما ينضم أول جهاز إلى شبكة Token Ring، تقوم الشبكة بتوليد إشارة أوToken تبدأ بالتحرك السريع حول الحلقة وتعرض نفسها على كل جهاز إلى أن يقرر جهاز ما إرسال بياناته، فيعطي إشارة بذلك ويبدأ التحكم بـ Token فيقوم بأخذه من الشبكة ويرسل بدلاً منه إطار يحتوي على البيانات التي يود أن يبثها إلى الشبكة. ويكون أول جهاز يتم تشغيله على الشبكة هو المسئول عن مراقبة أنشطة الشبكة. وتتم مراقبة أنشطة الشبكة بفحص الإطارات والتأكد من تسليمها بشكل صحيح ويتحقق ذلك بالآتى:
· تفحص الأطر التي جالت الحلقة أكثر من مرة.
· التحقق من أنToken واحد فقط يتواجد على الشبكة في أي وقت.
عندما يرغب جهاز ما بالانضمام إلى شبكةToken Ring فإنه يمر بخمس مراحل, ومن ثم أي فشل في أي منها يتسبب باستبعاد الجهاز عن الشبكة:
· المرحلة الأولىPhase 0 و تسمىLobe Test والتي تقوم فيها بطاقة الشبكة بإرسال إطارات من البيانات إلى السلك المتصل بها، هذه الإطارات يجب أن تعود مباشرة إلى البطاقة دون أن يتغير محتواها، فإذا مرت هذه المرحلة بنجاح علمت بطاقة الشبكة أن أسلاك الشبكة ووصلاتها تعمل بشكل جيد.
· المرحلة الثانية Phase 1 وفيها تصدر بطاقة الشبكة إشارة ضرورية لإدخال جهازها إلى شبكة الحلقة، ويكون في هذه المرحلة الانضمام الفعلي للشبكة، ولكن بسبب الضوضاء أو التشويش الحاصل بسبب هذه المرحلة فإن أي بيانات يتم بثها على الحلقة في هذا الوقت سوف تفقد، ولكن الكمبيوتر المسئول عن مراقبة الشبكة يقوم بمعالجة هذا الخطأ ويضعToken جديد على الشبكة. بعدها تنتظر بطاقة الشبكة أن يمر عليها أي إطار لكي تتأكد أن الشبكة نشطة، فإن لم تحصل على أي إطار فستفترض بطاقة الشبكة أن جهازها هو أول جهاز ينضم إلى الشبكة و تقوم بنفسها بإرسال إطارات و تنتظر عودتها إليها.
· المرحلة الثالثةP hase 2 وفيها تقوم بطاقة الشبكة بإجراء اختبار العنوان المكرر Duplicate Address Test، وهنا تقوم بطاقة الشبكة بإرسال إطار يكون فيه عنوان المرسل هو نفسه عنوان المستقبل وهو نفسه عنوان البطاقة ذاتها وتقوم بذلك لتتفحص فيما إذا كان هناك أي جهاز آخر على الشبكة له نفس عنوان جهازها، فإذا تبين أن هناك جهازاً آخر له نفس العنوان، فإن البطاقة ستفصل نفسها عن الحلقة وتعيد المحاولة مرة أخرى مروراً بالمراحل السابقة مع توليد عنوان جديد.
· المرحلة الرابعة Phase 3 وفيها تقوم بطاقة الشبكة بالتعرف على أقرب جار نشط أعلى على الشبكة أو (Nearest Active Upstream Neighbor (NAUN، كما ستعرف نفسها لجارها الأسفل على الحلقة. في شبكات Token Ring يقوم كل جهاز بمتابعة جيرانه الأسفل منه على الحلقة، وهذا مهم في حالة انضمام أو مغادرة جهاز ما على الحلقة فإن جاره الأعلى سيقوم بإرسال تقرير عن ذلك إلى الجهاز النشط المسئول عن مراقبة الحلقة.
· في المرحلة الخامسةPhase 4 تقوم بطاقة الشبكة بالاتصال بمزود بارامترات الحلقة Ring Parameter Server (RPS) والذي يقوم بالتالي:
· يزود الأجهزة المنضمة حديثاً للحلقة بالقيم اللازمة لإعدادها Initialization Values .
· مراقبة أجهزة الحلقة بالحصول على بارامترات تشغيلها والتي تتضمن كل من: العنوان، مستوى الترميز Code Level وعنوان NAUN Address.
ويتكون إطار البيانات في شبكاتToken Ring من عشرة أقسام، وكل العمليات التي تجري على الشبكة تكون محددة في إعدادات الإطار. والأقسام التي يتكون منها هذا الإطارFrame هي:
1-Start Delimiter وهو الذي يحدد بداية الإطار.
2-Access Control أو التحكم بالوصول وطول هذا القسم بايت واحد ومهمته تحديد أولوية هذا الإطار في المعالجة من قبل الجهاز المستقبل قبل أو بعد غيره من الإطارات، كما أنه يحدد فيما إذا كان هذا الإطار هو إطار Token فارغ أو إطار بيانات.
3-Frame Control وهذا القسم يحدد فيما إذا كان هذا الإطار ينتمي إلىMedia Access Control (MAC أو Logical Link Control (LLC) .
4-Destination Address وفيه يحدد عنوان الجهاز المستقبل للإطار.
5-Source Address وفيه يحدد عنوان الجهاز المرسل للإطار.
6-Routing Information أو معلومات التوجيه، ويتراوح طوله بين 2 إلى 18 بايت، ومهمته توجيه المعلومات بين حلقات مختلفة متصلة معاً كما بالشكل

7-Information أوData وهذا القسم يحتوي إما على معلومات وبيانات المستخدم أو يحتوي على معلومات التحكم.
8-Frame Check Sequence أو اختبار التتابع و هذا القسم يسمح للجهاز المستقبل بإجراء اختبار للتأكد من خلو الأقسام 3 و 4 و 5 و 7 من أي أخطاء, فإذا تم العثور على أي خطأ فإن الإطار سيزال وسيتم إرسال إطار جديد بدلاً منه.
9-End Delimiter وهذا القسم يحدد نهاية الإطار.
10-Frame Status وهو الذي يحدد فيما إذا قد تم استلام الإطار من قبل الجهاز المستقبل.
تتلخص مهمة المجمع في شبكاتToken Ring بالإضافة إلى شبك الأجهزة معاً فى فصل بطاقة الشبكة التي تفشل في العمل أو تصدر أخطاء، فيفصلها عن الشبكة لكي تتمكن الحلقة من العمل لأن فشل جهاز ما على الحلقة يؤدي إلى فشل الشبكة ككل. ويحدد نوع السلك المستخدم في الحلقة المسافة القصوى التي من الممكن أن تفصل الجهاز عن المجمع فمثلاً:
· الأجهزة الموصلة باستخدام النوع الأول من أسلاكType 1 أو (IBM STP for Computers) من الممكن أن تبعد عن المجمع مسافة تصل إلى 101 متر.
· الأجهزة الموصلة باستخدام النوع الثاني من أسلاكType 2 أو (IBM Data STP And Voice) من الممكن أن تبعد عن المجمع مسافة تصل إلى 100 متر.
· الأجهزة الموصلة باستخدام النوع الثالث من أسلاك Type 3 أو (IBM Voice Grade (UTPمن الممكن أن تبعد عن المجمع مسافة تصل إلى 45 متراً.
· باستخدام الألياف البصرية مرتفعة الكلفة ممكن زيادة المسافة إلى مئات الأمتار أو أكثر.
وفي أي من الأنواع السابقة من الممكن زيادة المسافة باستخدام مكرر إشارة Repeaters كما بالشكل

وتستخدم شبكاتToken Ring الأنواع التالية من المشابك:
1-Media Interface Connectors (MIC) ويستخدم لشبك الأنواع 1 و 2 من الأسلاك كما بالشكل

2- RJ-45 Telephone Connectors (8 pin) ويستخدم لشبك النوع الثالث من الأسلاك كما بالشكل

3-RJ-11 Telephone Connectors (4 pin) ويستخدم لشبك النوع الثالث أيضاً من الأسلاك كما بالشكل

سرعات بطاقات شبكة Token Ring
تتوفر بطاقات شبكة Token Ring بسرعتين:
· 4 ميجابت في الثانية.
· 16 ميجابت في الثانية والتي تستخدم إطارات أطول وتحمل بيانات أكثر
شـــــبكاتAppleTalk و ARCnet
في منتصف الثمانينات قامت شركة Apple Computer بتقديم معمارية لشبكة خاصة لربط مجموعة صغيرة من المستخدمين. وتعتبر قدرات التشبيك مدمجة داخل الكمبيوتر الشخصي Apple Macintosh (Mac) مما يجعل معمارية شبكاتApple أبسط من غيرها من معماريات الشبكات. وتتضمن عائلة شبكاتApple التالي:
· AppleTalk
· LocalTalk
· AppleShare
· EtherTalk
· TokenTalk
يسمى المنتج الذي طورته شركةApple - والذي يدعم الشبكات بشكل متكامل - AppleTalk، وهو عبارة عن بروتوكول يدعم الشبكات الموزعة النظير للنظير أو Distributed Peer to Peer وقد صدرت النسخة الأولى من هذا البروتوكول عام 1985 وسميتAppleTalk Phase 1 وبعد فترة صدرت النسخة المحسنة من هذا البروتوكول وسميت AppleTalk Phase 2 في البداية كانAppleTalk يستخدم فقط من قبل أجهزة Mac وطابعات الليزر LaserWriter printers، ولكن فيما بعد أصبح يدعم تقنيات أخرى. وحيث أن جهاز Mac يستخدم المنفذ المتسلسل RS-422 + Port كواجهة للشبكة فليس هناك حاجة لاستخدام بطاقات شبكة للانضمام إلى شبكات AppleTalk والتى اشتهرت باسم آخر هو LocalTalk ويستخدم هذا التعبير لوصف نظام التشبيك في AppleTalk. وتتضمن مكونات التشبيك الأمور التالية:
· الأسلاك.
· المشابك.
· وصلات أو ممددات الأسلاك Cable Extenders.
كما تدعمLocalTalk الأسلاكUTP, STP, Optic Cable وغالباً ما يستخدم STP. وأقصى طول للسلك هو 300 متر ولكن لا يسمح بوصل أكثر من 32 جهازاً لأي قسمSegment من السلك. وتتضمن المشابك التي من الممكن استخدامها:
1- مشابك 8pin DIN كما بالشكل

2- مشابك 25pin (DB25) كما بالشكل

3- مشابك 9pin (DB9) كما بالشكل

4- مشابك RJ-11 (Telephone Jack) كما بالشكل

ويتم توصيل هذه المشابك إلى المنافذ التالية في جهاز Mac :
1-1. SCSI Port كما بالشكل

2-ADB Port كما بالشكل

3-Modem Port أو منفذ المودم كما بالشكل

1-Printer Port أو منفذ الطابعة كما بالشكل

وتستخدمLocalTalk نظام الوصول إلى الوسط من النوعCSMA/CA وذلك بغض النظر هل التصميم من نوع الناقل أو النجمة. وهناك نوع منافس لـ LocalTalk وهو PhoneNET الذي طورته شركة Farallon Communications ويستخدم أسلاك ومشابك الهاتف العادية وهي تعمل على الناقل أو النجمة وتسمح بتوصيل حتى 254 جهازاً.
وبرنامج مزود الملفاتFile Server Software في شبكاتAppleTalk هو AppleShare ، أما برنامج الزبون فهو مدمج بنظامApple التشغيلي، والذي يأتي مزوداً أيضاً ببرنامج مزود طباعة AppleShare Print Server.
وتستطيع شبكاتLocalTalk الصغيرة أن تجتمع معا لتكون شبكة كبيرة باستخدام ما يسمىZones أو نطاقات، فكل شبكة مفردة متصلة بغيرها من الشبكات تكون معرفة بإسم نطاق خاص بها Zone Name وبالتالي أي مستخدم في أي شبكة LocalTalk يستطيع الوصول إلى خدمات شبكة أخرى بتحديد النطاق الذي تنتمي إليه. وحتى شبكات Token Ring تستطيع الانضمام إلى شبكات LocalTalk باستخدام هذه الطريقة. ومن الممكن أيضاً تقسيم شبكة LocalTalk واحدة إلى عدة أقسام أو Zones وهذا مفيد لتقليل الزحام على الشبكة. وتستطيع أجهزة أخرى غير Apple أن تعمل مع AppleTalk بما فيها:
· IBM PC والأجهزة المتوافقة معها.
· IBM Mainframes.
· Digital Equipment Corporation VAX Computers.
· بعض أجهزة Unix.
وتعتبرEtherTalk وسيلة أسرع وأكثر تكلفة لتشبيك أجهزة Mac معظم أجهزةMac ستحتاج إلى بطاقات شبكة للانضمام إلى شبكة EtherTalk . وتعمل شبكاتEtherTalk بسرعة 10 ميجابت في الثانية وتستخدم الأسلاك Coaxial (Thick and Thin)، وتسمح بطاقةEtherTalk لأجهزةMac بأن تتصل بشبكة Ethernet. وبرنامجEtherTalk يكون مضافاً للبطاقة وهو متوافق مع AppleTalk Phase 2 . أما بطاقةTokenTalk فتسمح لأجهزة Mac بأن تتصل بشبكة Token Ring و برنامج TokenTalk يكون أيضاً مضافا للبطاقة ومتوافق مع AppleTalk Phase 2.
كل جهاز على شبكةAppleTalk يحتاج إلى عنوان إلكتروني، ويتم تخصيص عنوان لكل جهاز عندما ينضم إلى الشبكة أول مرة ويتم ذلك كما يلي:
· أولا ً : يخصص الجهاز المنضم للشبكة عنواناً يختاره لنفسه عشوائياً من مجموعة من العناوين المتاحة.
· ثانياً : يقوم هذا الجهاز بنشر عنوانه على الشبكة ليتأكد أن العنوان غير مكرر.
· ثالثاً : إذا لم يكن العنوان مكرراً، فإن الجهاز يقوم بتخزين هذا العنوان ليستخدمه في المرات القادمة عندما يدخل إلى الشبكة.
البروتوكولات المستخدمة في بيئة عمل AppleTalk
· Datagram Delivery Protocol (DDP) وهو البروتوكول المسئول عن إيصال حزم البيانات إلى الأجهزة على الشبكة.
· Name Binding Protocol (NMP) وهو البروتوكول المسئول عن توليد وصيانة خدمات قاعدة البيانات الموزعة أو Distributed Database والتي يطلق عليهاNames Directory وهي التي تحتوي على أسماء المستخدمين ومواردهم بعد تحويلها إلى عناوين رقمية Numerical Addresses.
· Zone Information Protocol (ZIP) وهو البروتوكول المسئول عن إدارة معلومات النطاقات في الشبكة.
· AppleTalk Transaction Protocol (ATP) وهو البروتوكول المسئول عن إعطاء تأكيد لوصول البيانات إلى جهتها المقصودة.
· AppleTalk Session Protocol (ASP) وهو البروتوكول المستخدم للوصول إلى مزود الملفات.
· Printer Access Protocol (PAP) وهو البروتوكول المستخدم للوصول إلى طابعة شبكية.
· AppleTalk Filing Protocol (AFP) وهو البروتوكول الذي يصف المجلدات وتركيبة الملفات في مزود الملفات.
· AppleTalk Data Stream Protocol (ADSP) وهو بروتوكول اتصالات مخصص لاستخدام المبرمجين.
· AppleTalk Echo Protocol (AEP) ويستخدم لمراقبة الشبكة وحساب أي تأخير في وصول البيانات إلى وجهاتها، كما أن له وظيفة مشابهة لـ PINGفي الأجهزة الشخصية والذي يستخدم لمعرفة توفر أو وجود جهاز ما على الشبكة من عدمه.
وتعتبر شبكة Attached Resource Computer Network (ARCNet) من الشبكات البسيطة غير المكلفة الموجهة لشبكات مجموعات العمل. وقد طورت شبكات ARCNet من قبل شركة Datapoint Corporation عام 1977. وأول بطاقة شبكة ARCNet كانت متوفرة عام 1983، وتستخدم شبكات ARCNet نظام Token Passing في شبكات الناقل Bus أو شبكات Star Bus. ويقوم مدير الشبكة بتخصيص عنوان مستقل لكل جهاز على الشبكة، ويستطيع كل جهاز التعرف على عنوانه أو ما يسمى Source Identifier (SID) وكذلك على عنوان جاره التالي على الشبكة أو ما يسمى (NID) Next Identifier ، وعندما يضاف جهاز جديد إلى الشبكة أو يزال منها فإن عناوين الأجهزة ستحتاج إلى إعادة تجهيز وترتيب ولكن هذا الأمر يتم بشكل تلقائي.
إن الإشارات أو ما أسميناه سابقا Token، تسمى في شبكات ARCNet بإسم آخر هو دعوة للإرسال أو Invitation TO Transmit (ITT) ، وتتم عملية الإرسال والاستقبال بشكل مختلف كما يلي :
إذا افترضنا أن الدور قد جاء لجهاز ما يريد أن يرسل بياناته إلى جهاز آخر بوصول ITT إليه، فإن الجهاز الأول يرسل إطاراً يسمى (Free Buffer Enquiry (FBE إلى الجهاز الثاني يستفسر عن وجود متسع لمعالجة بيانات الجهاز الأول، فإن تبين أن الجهاز الثاني مستعد لاستقبال البيانات فإنه يقوم بإرسال إطار آخر إلى الجهاز الأول يسمى Acknowledgment Frame (ACK) يخبره أنه جاهز لاستقبال البيانات، أما إن لم يكن مستعداً لاستقبال البيانات فإنه سيرسل إطاراً يسمى (NAK) Negative Acknowledgment Frame يخبره أنه غير مستعد لاستقبال البيانات.
الآن إن تلقى الجهاز الأولACK فسيقوم بإرسال حزمة واحدة من البيانات إلى الجهاز الثاني ثم ينتظر حتى يحصل على ACK جديد لإرسال الحزمة التالية من البيانات .. وهكذا حتى ينتهي من إرسال بياناته . وعندها يقوم الجهاز الأول بتمرير الإشارة ITT إلى الجهاز الذي يليه.
وتتكون حزمة البيانات في شبكات ARCNet من الأقسام التالية:
· عنوان المستقبل.
· عنوان المرسل.
· 508 Byte من البيانات ، أما النسخة المحدثة من ARCNet والتي تسمى ARCNet Plus فتحمل كل حزمة 4096 Byte من البيانات.
وتصل سرعة نقل البيانات في شبكات ARCNet إلى 2.5 ميجابت في الثانية, أماARCNet Plus فتدعم سرعة 20 ميجابت في الثانية. والسلك القياسي المستخدم في شبكات ARCNet هو السلك المحوري الرقيق 93 ohm RG-62 A/U Coaxial Cable، ولكنها أيضاً تدعم السلك الملتوي UTP وسلك الألياف الضوئية. وباستخدام السلك المحوري ومشابك BNC يصل الطول الأقصى للسلك في شبكات من تصميم النجمة إلى 610 أمتار، بينما يصل إلى 305 أمتار باستخدام نفس السلك ولكن مع تصميم الناقل. أما باستخدام السلك UTP مع مشابك RJ-11 أو RJ-45 فيصل طول السلك إلى 244 متراً سواء كان التصميم نجمة أو ناقلاً.