تسامح الاخرين من دواء تصالح النفس

 هندسة الشبكات

ما هي هندسة الشبكات Network Architecture

ما هي هندسة الشبكات Network Architecture : تشير بنية الشبكة إلى التخطيط الهيكلي والمنطقي للشبكة التي يتم بها اتصال أجهزة الشبكة والقواعد التي تحكم نقل البيانات بينها و تنظيم أجهزة وخدمات الشبكة لتلبية احتياجات الاتصال لأجهزة العميل.   تشتمل أجهزة الشبكة عادةً على محولات وأجهزة توجيه switches and routers، تشمل أنواع الخدمات DHCP و DNS ، وتتكون أجهزة العميل Client devices من أجهزة المستخدم النهائي end-user devices والخوادمservers, و أشياء ذكية smart things.

يعد تخطيط بنية الشبكة أمرًا مهما لأنه إما يسهل أو يعيق أداء النظام بأكمله. يمكن أن يؤدي اختيار وسائط أو معدات خاطئة إرسال  لتحميل خادم متوقع معين ، على سبيل المثال ، إلى حدوث تباطؤ في الشبكة.

يوجد كثير من الطرق للتعامل مع تصميم بنية الشبكة ، والتي تعتمد على الغرض من الشبكة وحجمها. مثل (WAN) Wide area networks هي مجموعة من الشبكات المترابطة التي غالبًا ما تمتد عبر مسافات كبيرة. و يوجد فرق في بنية الشبكة الخاصة بها فهي  مختلفة اختلافًا كبيرًا عن شبكة المنطقة المحلية (LAN) local area network لفرع المكتب الأصغر.

 يحتاج تصميم وبروتوكولات الشبكة إلى مساندة التعرف السريع والفعال على المستخدم والصلاحية recognition and authorization.

يمكن لبنية الشبكة أيضًا أن تسهل الأمان ، حيث تزداد أهمية الأمان  مع اتصال المزيد من أجهزة المستخدم بالشبكة.

تعتمد معظم معماريات الشبكات نموذج ربط الأنظمة المفتوحة أو the Open Systems Interconnection Model or  OSI. يفصل هذا النموذج المفاهيمي مهام الشبكة إلى سبع طبقات منطقية ، من  الأدنى إلى التجريد الأعلى.تتعامل الطبقة المادية The Physical layer, ، على سبيل المثال ، مع توصيلات الأسلاك والكابلات الخاصة بالشبكة. تتضمن الطبقة الأعلى ، طبقة التطبيقات Application layer، واجهات برمجة التطبيقات التي تتعامل مع وظائف خاصة بالتطبيق APIs مثل الدردشة ومشاركة الملفات.يصنع نموذج  OSI model  بطريقة سهله استكشاف أخطاء الشبكة وإصلاحها عن طريق عزل مناطق المشكلات عن بعضها البعض.

أنواع هندسة الشبكات

في حين أن هناك طرقًا عديدة لتصميم بنية الشبكة ، نجد أن معظمها يقع في أحد النوعين:

•  هذه هي معماريات الند للند peer-to-peer model
•  والعميل / الخادم. a client/server 

• نموذج نظير إلى نظير peer-to-peer architecture، مناسبة للشبكات الصغيرة ، مثل مكتب فرعي  ، غالبًا ما تستخدم شبكتك المنزلية نموذج نظير إلى نظير. في نموذج نظير إلى نظير تتمتع جميع الأجهزة في الشبكة بمسؤوليات وامتيازات متساوية مع بعضها البعض. هذا يعني أن المهام يتم توزيعها بالتساوي في جميع أنحاء الشبكة. يمكن مشاركة الملفات الموجودة في جهاز كمبيوتر واحد مع كل كمبيوتر آخر ، مما يجعل كل عقدة محرك تخزين شبكة. تكون الموارد مثل الطابعة المتصلة بجهاز واحد مرئية أيضًا لكل جهاز آخر على الشبكة.

• في بنية العميل / الخادم  a client/server architecture، يتم توصيل جميع الأجهزة في الشبكة ، المسماة "العملاء" ، بمحور مركزي يسمى "الخادم". يعالج الخادم الجزء الأكبر من عمليات الشبكة - تخزين البيانات ومعالجة طلبات العميل والأمن السيبراني والتحكم في الوصول.

غالبًا ما تستخدم معظم الشبكات الكبيرة ، مثل شبكات WAN ، نموذج العميل / الخادم. خادم الويب الذي تصل إليه هذه المقالة ، على سبيل المثال ،  يكون جهاز الكمبيوتر أو الهاتف الذكي هو جهاز العميل. العميل / الخادم هو أيضًا بنية شبكة المؤسسة المفضلة.

هناك أيضًا بنية هجينة  hybrid architecture إنه مشابه لهيكل العميل / الخادم client/server architecture. البنية الهجينة  hybrid architecture تسمى حوسبة الحافة edge computing، والتي أصبحت أكثر شيوعًا مع إنترنت الأشياء (IoT).  ومع ذلك ، بدلاً من أن يكون الخادم مسؤولاً عن جميع مهام التخزين والمعالجة ، يتم تفويض  delegated بعض منها إلى أجهزة الكمبيوتر الموجودة بالقرب من جهاز العميل ، والتي تسمى أجهزة الحافة edge devices. 

مثال: شركة تصنيع ذات مواقع مختلفة على مستوى العالم . سيكون لكل موقع ، مثل المصنع ، شبكته الخاصة. إذا كان موقع التصنيع يستخدم مستشعرات إنترنت الأشياء (IoT) على أجهزته ، فمن المرجح أن يستخدم الحوسبة المتطورة. سيتم توصيل هذه المستشعرات عبر WiFi بجهاز بوابة حافة أو خادم في الموقع. يمكن أن يقبل هذا أيضًا أجهزة المستخدم الموجودة في المصنع ، مثل محطات عمل الموظفين والهواتف المحمولة. سيتم بعد ذلك توصيل هذه الشبكات المصغرة بشبكة الشركة الواسعة (WAN) ، غالبًا باستخدام بنية العميل / الخادم. غالبًا ما يضم المقر الرئيسي للشركة الخادم المركزي ، على الرغم من وجود على الخادم. 

تصميم معمارية الشبكات 

يتضمن تصميم أي بنية شبكة رقمية لبنات أساسية building blocks الخاصة بها . و هي كالتالي:

• المعدات Hardware

 المعدات هي التي تشكل مكونات الشبكة ، مثل أجهزة المستخدم (أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة  والهواتف المحمولة) وأجهزة التوجيه routers والخوادم والبوابات gateways. لذا ، بطريقة ما ، فإن الهدف من أي بنية شبكة هو إيجاد الطريقة الأكثر فاعلية للحصول على البيانات من نقطة جهاز إلى أخرى.

• وسائط نقل Transmission Media

تشير وسائط النقل إلى الاتصالات المادية بين الأجهزة الموجودة على الشبكة. الوسائط المختلفة لها خصائص مختلفة تحدد مدى سرعة انتقال البيانات من نقطة إلى أخرى. تأتي في شكلين: سلكي ولاسلكي. تتضمن الوسائط السلكية كبلات مادية للتوصيل. تشمل الأمثلة المحاور والألياف البصرية. من ناحية أخرى ، تعتمد الوسائط اللاسلكية على إشارات الميكروويف أو الراديو. الأمثلة الأكثر شيوعًا هي WiFi والخلوي.

• البروتوكولات Protocols

البروتوكولات هي القواعد والنماذج التي تحكم كيفية نقل البيانات بين الأجهزة في الشبكة. إنها أيضًا اللغة الشائعة التي تسمح للأجهزة المختلفة في الشبكة بالتواصل مع بعضها البعض. بدون بروتوكولات . توجد العديد من بروتوكولات الشبكة ، حسب طبيعة البيانات. تتضمن الأمثلة بروتوكول التحكم في الإرسال / بروتوكول الإنترنت (TCP / IP) الذي تستخدمه الشبكات للاتصال بالإنترنت ، وبروتوكول Ethernet لتوصيل جهاز كمبيوتر بآخر ، وبروتوكول نقل الملفات لإرسال الملفات واستلامها من وإلى الخادم.

• البنية Topology

Topology هو كيفية توصيل الشبكة معًا، أي هي عملية الربط بين أجهزة الشبكة فهي لا تقل أهمية عن أجزائها. التحسين هو هدف طوبولوجيا الشبكة. الطوبولوجيا هي بنية الشبكة، هذا مهم لأن عوامل مثل المسافة بين أجهزة الشبكة ستؤثر على مدى سرعة وصول البيانات إلى وجهتها ، مما يؤثر على الأداء. هناك العديد من هياكل الشبكات ، لكل منها نقاط قوة وضعف.

أنواع بنية الشبكة  network topology

يصف الهيكل النجمي star topology، على سبيل المثال ، مخططًا حيث يتم توصيل جميع الأجهزة في الشبكة بمحور مركزي. 

طوبولوجيا الناقل a bus topologyهي المكان الذي يتم فيه توصيل جميع أجهزة الشبكة بمسار واحد ، يسمى الحافلة. تعمل الحافلة كطريق سريع ينقل البيانات من جزء من الشبكة إلى الجزء الآخر.  أداؤها يميل إلى التباطؤ مع إضافة المزيد من الأجهزة إلى الشبكة.

الافصل و ده يستخدم اكثر أن معظم هياكل الشبكات هيكلًا مختلطًا ، يجمع بين الهياكل المختلفة للتعويض عن ضعف كل بنيه بمفردها. 

مزايا وعيوب هندسة الشبكات  

مزايا نماذج نظير إلى نظير

غالبًا ما تكون نماذج نظير إلى نظير Peer-To-Peer Network إنه أقل تكلفة لأنه لا يحتوي على أي خادم مخصص ، كل ما تحتاجه هو كبلات الشبكة أو جهاز توجيه ، وأنت على ما يرام.

إذا توقف أحد أجهزة الكمبيوتر عن العمل ، فلن تتوقف أجهزة الكمبيوتر الأخرى عن العمل. من السهل إعدادها وصيانتها لأن كل جهاز كمبيوتر يدير نفسه.

  كما أنها قوية جدًا ؛ في حالة تعطل أحد أجهزة الكمبيوتر ، تظل الشبكة قيد التشغيل. تقلل الطبيعة الموزعة أيضًا أو على الأقل توزع حمل الشبكة لمنع الازدحام.

عيوب نماذج نظير إلى نظير

في حالة شبكة نظير إلى نظير Peer-To-Peer Network، لا تحتوي على النظام المركزي. ، يلزمك تكوين كل كمبيوتر على حدة لإعداد ، على سبيل المثال ، برنامج الأمان. وبالتالي ، فإن شبكات الند للند أقل أمانًا أيضًا. كل ما يتطلبه الأمر هو جهاز كمبيوتر واحد تم اختراقه لاختراق الشبكة. لذلك ، لا يمكن نسخ البيانات احتياطيًا لأن البيانات مختلفة في مواقع مختلفة.

مزايا  العميل / الخادم

 يمكننا نسخ البيانات احتياطيًا بسهولة. تحتوي شبكة العميل / الخادم على خادم مخصص يعمل على تحسين الأداء العام للنظام بأكمله.من ناحية أخرى ، فهي تعد نماذج العميل / الخادم Client/Server network أسهل في الإدارة لأنها تحتوي شبكة العميل / الخادم على النظام المركزي أي تتبع نهجًا مركزيًا. يمكنك إعداد امتيازات الوصول والجدران النارية والخوادم الوكيلة لتعزيز أمان الشبكة. وبالتالي ، يعد إعداد العميل / الخادم هو الأفضل للشبكات الكبيرة عبر مسافات أكبر. لأمان أفضل في شبكة العميل / الخادم حيث يدير خادم واحد الموارد المشتركة. كما أنه يزيد من سرعة مشاركة الموارد.

عيوب العميل / الخادم

تعتبر شبكة العميل / الخادم أكثر تكلفة لأنها تتطلب خادمًا ذا ذاكرة كبيرة. ، حيث تحتاج إلى خادم قوي للتعامل مع حمل الشبكة. يتطلب أيضًا مسؤولًا مخصصًا لإدارة الخادم ، مما يضيف إلى كشوف المرتبات. يحتوي الخادم على نظام تشغيل شبكة (NOS)   Network Operating Systemلتوفير الموارد للعملاء ، ولكن تكلفة NOS مرتفعة للغاية.

لكن أكبر خدع في نموذج العميل / الخادم هو أن الخادم هو رابط ضعيف. في حالة تعطل الخادم ، يتم إيقاف تشغيل الشبكة بالكامل. وبالتالي ، غالبًا ما يكون الأمان هو الأقوى في الخادم وبالقرب منه.

المراجع

1- https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/enterprise-networks/what-is-network-architecture.html

تعديل المقال