بنية الشبكاتتشير "بنية" الشبكة إلى هيكلية الشبكة ككل، ويتضمن ذلك جغرافيتها، والمكونات الملموسة، وطرق الاتصال على الشبكة. وفيما يلي ملخص عن أكثر البنى المستخدمة في الشبكات اليوم.

شبكات Ethernet

تم تطوير شبكاتEthernet من قبل شركة Xerox في السبعينات، ولايزال نموذج هذه الشبكات هو الأكثر رواجاً واستخداماً في العالم. ولهذا النوع من الشبكات العديد من المزايا، فهي سهلة الاستخدام، وأقل كلفة من بقية أنواع الشبكات. إضافة فإن شبكات Ethernet تدعم استخدام أنماط نقل مختلفة، أي كابلات التوصيل.

تستخدم شبكات Ethernet بروتوكول يدعى CSMS/CD أو "تأكد الناقل من دخول متعدد مع كاشف تصادم"
Carrier Sense Multiple Access with Collision detection. وبشكل مبسط، فإن مهمة هذا البروتوكول هي مراقبة إرسال المعطيات عبر الأسلاك. فإذا كان أحد الحواسب يقوم بالإرسال، فلا يمكن لأي حاسب آخر أن يقوم بالإرسال بنفس الوقت، إذ عليه الانتظار ريثما يتم تحرير الناقل، فإذا قام بالإرسال، تصادمت المعطيات ببعضها، ونتج عن ذلك إشارة مشوهة. ومن هنا يأتي دور الناقل Carrier Sense بالتأكد من عدم انشغال الخط. يسمح الدخول المتعدد Multiple Access لعدة أجهزة بمشاركة الخط، بينما يقوم كاشف التصادم Collision Detection بمعالجة حوادث التصادم، ويعطي الحواسب فرصة لإرسال معطياتها مرة أخرى. تعمل شبكات Ethernet بنفس طريقة شبكات "المسرى" Bus، وبشكل أدق، طريقة "المسرى-النجمي"، حيث تبدو الشبكة وكأنها من نمط شبكات "النجم" Star من حيث الجغرافية، إلا أنها حقيقة تعمل بطريقة عمل شبكات "المسرى"، أي نظام بث. تعمل شبكة Ethernet بسرعة 10 ميغابت/الثانية، وباستخدام التقنيات الحديثة يمكن أن تصل هذه السرعة إلى 100 ميغابت/الثانية. وأهم مكونات هذه الشبكة هي: سرعة النقل، ووسيط النقل المستعمل.

مقاييس شبكات Ethernet بسرعة 10 ميغابت/الثانية

هناك أربعة طرق أساسية لوصل شبكات Ethernet بسرعة 10 ميغابت/الثانية:

- 10Base5: تستخدم كبل محوري Coax ثخين، بحيث لايتجاوز طول أي كبل على الشبكة 500 متر.

- 10Base2: تستخدم كبل محوري Coax رفيع، بحيث لايتجاوز طول أي كبل على الشبكة 185 متر.

- 10Base-T: تستخدم كبلات UTP أو الكابلات المجدولة (Unshielded Twisted Pair)، بحيث لايتجاوز طول أي كبل على الشبكة 100 متر.

- 10Base-F: تستخدم كابلات الألياف الضوئية Fiber Optic، بحيث لايتجاوز طول أي كبل ضوئي 2000 متر.


مقاييس شبكات Ethernet بسرعة 100 ميغابت/الثانية

- 100VG-AnyLan: تستخدم مزيج من الألياف الضوئية والكابلات المجدولة UTP، بأطوال 100 متر، و150 متر، و 2000 متر.

- 100Base-T: وتشير إلى شبكة Ethernet سريعة، وهناك ثلاثة تصنيفات لهذا النوع:

- T4: تستخدم أربعة أزواج من كابلات UTP من فئاتCategory 3, 4, 5 ، بحيث لايتجاوز طول أي كبل 100 متر.
- TX: تستخدم زوجين من كابلات UTP من فئة Category 5، بحيث لايتجاوز طول أي كبل 100 متر.
- FX: تستخدم كابلات الألياف الضوئية، بطول لايتجاوز 2000 متر.


شبكات Token Ring

طورت شركة IBM نموذج الشبكات الحلقي Token Ring في منتصف الثمانينات لتوفير نقل موثوق وسريع للمعطيات المرسلة على الشبكة. يدور على الشبكة الحلقية Token فارغ من المعطيات، والـ Token هو إشارة منطقية تقوم الشبكة بإرسالها، ويقوم كل جهاز يود الإرسال بالإمساك بهذا الـ Token ومن ثم يقوم بإرسال معطياته عبر الشبكة، مع عنوان الجهاز المرسل إليه. إن استخدام طريقة الـ Token الذي يمر بقناة اتصال كل حاسب يضمن أن كل الحواسب ستحصل على زمن متساو لاستخدام الشبكة. أثناء دوران الـ Token في حلقة الشبكة، يقوم كل حاسب بتفحص حقل العنوان لتحديد ما إذا كان هذا الـ Token مرسل إليه أم لا. ويسمح للـ Token بالمرور إلى الجهاز التالي فقط إذا لم يكن هذا الـ Token مرسل له. تستمر هذه العملية حتى يقوم الجهاز المرسل إليه باستلام الـ Token، حيث يقوم بأخذ نسخة المعطيات ومن ثم يقوم بإفلات الـ Token ليعود إلى الشبكة. وعندما يعود الـ Token إلى الجهاز المرسل، يتم تفريغه من العنوان ومن ثم إرساله ثانية على الشبكة، ويستمر هذا حتى يقوم جهاز آخر يود الإرسال بالإمساك بالـ Token. لايقع على هذا النوع من الشبكات أية تصادمات، بخلاف شبكات Ethernet، لذا، فنادراً ما يعاد إرسال المعطيات. ولأن كافة الحواسب تستطيع الإمساك بالـ Token ولها زمن استخدام متساو على الشبكة، لذا نرى أن الازدحام على هذه الشبكات غير ممكن، ويستطيع الـ Token معالجة الازدياد في حجم الشبكة بشكل جيد.

تعمل الشبكات الحلقية Token Ring بسرعة تصل إلى 16 ميغابت/الثانية. وبما أن التصادمات لا تحدث أبداً، تستطيع هذه الشبكات التعامل مع رزم معطيات حجمها أكبر من تلك على شبكات Ethernet. أخيراً، تعمل هذه الشبكات بأسلوب حلقي-نجمي، حيث يدور الـ Token من جهاز إلى آخر بدون توقف.

شبكات الألياف الضوئية FDDI

يتم تركيب شبكات الألياف الضوئية FDDI أو Fiber Distributed Data Interface في الشركات الضخمة التي تحتاج إلى اتصالات سريعة. وهذا النوع من الشبكات موثوق جداً في الاستخدام.

تستخدم هذه الشبكات طريقة الإطار الذي يمر بقناة اتصال كل حاسب كما هو الحال في الشبكات الحلقية، إلا أنها تستخدم حلقة مزدوجة، أي أن هناك حلقتين تستخدم الأولى لإرسال واستقبال المعطيات، بينما يتم استخدام الحلقة الثانية في حال انقطاع الاتصال على الأولى، ريثما يتم تصليح الخلل. تقوم هذه الشبكات ببث المعطيات بسرعة 100 ميغابت/الثانية، وتستطيع تخديم 500 جهاز ضمن دائرة قطرها 100كم. يتم ربط شبكات FDDI فعلياً على شكل حلقة، ولا تحتوي هذه الشبكات على مجمّعات Hubs، وترتبط الحواسب مباشرة بكابلات الألياف الضوئية.

تختلف هذه الشبكات عن الشبكات الحلقية بأن الحواسب على هذه الشبكات لاتحتاج للانتظار دورة كاملة قبل أن تقوم بالبث مرة أخرى، بل ويمكنها إرسال Token آخر. فعندما يكون لدى الجهاز الذي يقوم بإرسال المعطيات أكثر من رزمة معطيات واحدة يريد إرسالها، بإمكانه إطلاق Token جديد قبل أن يقوم الـ Token الأصلي بإكمال دورته. لذا، فإن إرسال المعطيات عبر هذه الشبكات يتم بسرعة أكبر. وعندما ينتهي الحاسب من إرسال معطياته، يقوم بإفلات الـ Token، بدون الحاجة لإنتظار عودة الـ Token الآخر ليتم دورة كاملة على الشبكة. تستخدم شبكات FDDI النموذج الحلقي، وأحياناً الأسلوب "الحلقي-النجمي".

تسمح شبكات FDDI، بخلاف الشبكات الحلقية، لمدراء الشبكة القيام بتخصيص أولويات لأجهزة محددة، كما هو الحال عند وجود مخدم يحتوي على معطيات يتوجب إرسالها قبل غيرها، أو إذا احتوى على مقاطع فيديو.

بنية الشبكات