الشبكات المحلية Local Area Networks LAN

مقدمة

الشبكات المحلية Local Area Networks LAN والتي تسمى اختصارا بشبكات لان LAN هي نوع من أنواع الشبكات لربط عدد محدود من الحواسب ببعضها وعادة ما تكون ضمن مكان جغرافي محدود، كالمنزل، المكتب، أو البناء أومقهى الانترنت Internet Cafe.

إن كنتم تستخدمون الإنترنت Internet عبر شبكة لاسلكية Wireless LAN لموزع Router متصل بالإنترنت في منزلكم أو في المكتب أو عبر وصل الجهاز بكامل شبكة فأنتم متصلون بشبكة محلية LAN تصلكم بالموزع Router الذي بدوره يصلكم بشكبة الانترنت.

تدار تجهيزات الشبكة المحلية LAN وكابلاتها ووصلاتها محليّا بخلاف الشبكات العريضة Wide Area Networks التي تغطي مساحات جغرافية واسعة وتتضمن ضمن وصلاتها دارات اتصال سلكية ولاسلكية مستأجرة تديرها أطراف أخرى، كمثال على الشبكات العريضة تلك التي تصل مزود خدمة الانترنت Internet Service Provider ببقية شبكة الإنترنت والمواقع ومزودات الخدمة الأخرى المتصلة بها حول العالم.

بين تقنيات الشبكات المستخدمة في شبكات LAN تعد شبكات إيثرنت Ethernet السلكية والشبكات اللاسلكية Wireless LAN العاملة بمعيار Wi-Fi الأكثر انتشارا. وذلك لانخفاض أسعارها وتوافرها وسهولة إعدادها، وبالإضافة إلى سرعات تبادل البيانات التي توفرها هذه الشبكات.

شبكات إيثرنت Ethernet

ظهرت شبكات إيثرنت Ethernet في الأسواق في الثمانينات من العشرين، واستطاعت بسرعة استبدال تقنيات أخرى سبقتها مثل Token Ring وFDDI، عام 1983 وضعت مؤسسة الـ IEEE المعيار IEEE 802,.3 لتوصيف تقنيات Ethernet ما أتاح المجال لدخول شركات كثيرة على خط انتاج التجهيزات وما ساعد في تخفيض تكلفة التجهيزات وضمن الأجهزة المصنعة من قبل شركات مختلفة. استخدمت شبكات Ethernet في البداية كابلات محورية بين التجهيزات ثم استبدلت رويدا رويدا بكابلات Cat5 وCat6، المبينة في الصورة.

تتميز شبكات Ethernet بسرعة تبادل البيانات التي توفرها، والتي تصل إلى 1000Mbps = 1Gbps أي إلى 1 جيغا بيت في الثانية حسب التجيهزات والكابلات المستخدمة. بالإضافة لذلك فهي أكثر استقرارا وأقل عرضة للتشويش لأنها شبكات سلكية.

عادة ما تحتوي الأجهزة المكتبية وأجهزة اللابتوب على بطاقة شبكة إيثرنت Ethernet Card ومنفذ لوصل كبل الإيثرنت كما تبين الصور التالية:

للمزيد حول هذه الشبكات وضمان أمنها الرجاء التوجه للمقالة الخاصة بشبكات إيثرنت Ethernet.

الشبكات اللاسلكية Wireless LAN

تعتمد الأجهزة المحمولة الأصغر حجما على تقنية الشبكات اللاسلكية Wireless LAN للاتصال بالشكبة المحلية LAN ومنها عادة للانترنت.

الشبكات اللاسلكية Wireless LAN هي الشبكات التي تصل جهازين أو أكثر ضمن شبكة محلية LAN عبر اتصال لاسلكي، أكثرها شهرة التجهيزات العاملة وفق معيار IEEE 802.11 والتي تسوّق تحت اسم واي فاي Wi-Fi

أصبحت شبكات Wi-Fi أكثر الشبكات المحلية شيوعا خاصة مع انتشار الهواتف الذكية القادرة على الاتصال بشبكة Wi-Fi.

إلى جانب معيار Wi-Fi يوجد معايير أخرى للشبكات اللاسلكية مثل شكبات Ad-Hoc اللاسلكية وهي قليلة الانتشار والاستخدام.

للمزيد حول هذا الموضوع اقرأوا: الشبكات اللاسلكية Wireless LAN

طبولوجيا الشبكات المحلية LAN Topology

تستخدم مخططات الشبكات لتوضيحها بنية الشبكات بشكل مجرد، ولإنشاء هذه المخططات، يتم استخدام التجهيزات المتصلة بالشبكة بعقد Nodes والاتصال السلكي أو اللاسلكي بين هذه التجهيزات، بوصلات Links بين العقد وتسمى أيضا Edges. إذا تتكون مخططات الشبكات من عقد Nodes ترمز لتجهيزات الشبكة ومن وصلات Links ترمز للاتصال السلكي أو اللاسلكي بين هذه التجهيزات.

ويستخدم مصطلح طبولوجيا الشبكة Network Topology للدلالة على نوع الشبكة حسب بنية مخططها العام، وطبيعة الوصلات والعقد. وهذه يسمح بتصنيفها إلى الأنواع التالية:

الطبولوجيا الحلقية Ring Topology

ويوضح الشكل التالي الطبولوجيا الحلقية:

الطبولوجيا النجمية Star Topology

ويوضح الشكل التالي الطبولوجيا النجمية:

طبولوجيا نقطة لنقطة Point-to-Point Topology

وهي الطبولوجيا التي تعتمد عليها مثلا شبكات أدهوك اللاسلكية Wireless ad-hoc networks وهي طبولوجيا غير شائعة للشبكات، يتصل فيها كل جهاز مع بعضهما البعض على حدى. في الشبكات كاملة التشبيك تكون جميع الأجهزة متصلة مع جميع الأجهزة الأخرى التي تقع في مدى تغطيتها بحيث تتكون الشبكة من أجهزة متصلة فيما بينها مثنى مثنى. من بين الأمثلة الشهيرة على هذه الطبولوجيا، الأجهزة العاملة وفق معيار وتقنية بلوتوث BlueTooth. بالنسبة لتجهيزات شبكات إيثرنت Ethernet ولتجهيزات Wi-Fi المعتادة أو فإنها تعمل عادة وفق الطبولوجيا النجمية Star Topology، لكن بالإمكان استخدام الأخيرة أيضا في طبولوجيا نقطة إلى نقطة Point-to-Point Topology عند استخدامها في وضعية أد هوك Ad-hock.

ويوضح الشكل التالي طبولوجيا نقطة إلى نقطة:

عنوان الماك MAC Address لبطاقة الشبكة الخاصة بجهازكم

لكل تجهيزة من تجهيزات الشبكة المحلية LAN العاملة وفق معيار Ethernet أو وفق معيار Wi-Fi وحتى وفق معيار BlueTooth، معرّف فريد unique identifier أو أكثر، يسمى عنوان الماك MAC Address اختصارا للتسمية الكاملة Media Access Control Address.

إذا عنوان الماك MAC Address هو رقم فريد يميز تجهيزة الشبكة عن غيرها من التجهيزات. ويرتبط هذا المعرف بوحدة مدير واجهة الشبكة Network Interface Controller أو NIC ضمن تجهيزة الشبكة المحلية.

فإذا تضمنت التجهيزة مدير واجهة شبكة واحدة مثل تجهيزة Ethernet ضمن جهاز اللابتوب فإن لتلك التجهيزة عنوان ماك وحيد.

أمّا إذا تضمنت التجهيزة مديرين واجهة شبكة مثل أغلب الراوترات التي تدعم Wi-Fi وEthernet بنفس الوقت، فإن لتجهيزة راوتر من هذا النوع مدير واجهة لشبكة Ethernet ومدير واجهة آخر لشبكة Wi-Fi وبالتالي لتلك التجهيزة عنوان ماك لشبكة Wi-Fi وعنوان ماك آخر لـ Ethernet.

لعنوان الماك MAC Address تسميات آخرى، فقد يطلق عليه BIA اختصارا لـ Burned-In Address أو EHA اختصارا ل Ethernet Hardware Address واحيانا Physical Address أو Hardware Address.

تقوم الشركات المصنعة لتجهيزات الشبكة في الغالبية العظمى من الحالات بإعطاء كل NIC ضمن التجهيزة عنوانها الفريد عند التصنيع. وعادة ما يتضمن عنوان الماك معرّف المصنع الفريد Organizationally Unique Identifier الذي يعرف أيضا بـ OUI.

لعناوين الماك تنضيد يحدده معيار MAC-48 الذي لم يعد في الاستخدام ومعيارا EUI-48 وEUI-64.

عنوان الماك وفق معيار MAC-48 و EUI-48 هو عبارة عن رقم ثنائي Binary يتألف من 48 خانة أي بطول 6 بايتات. ينص المعيار على كتابة كل من البايتات بترميز ستةعشري Hexadecimal يفصل بينها الرمز "-" لتسهيل قراءتها، في حين ينص يتكون العنوان في معيار EUI-64 على رقم ثنائي من 64 خانة أي بطول 8 بايتات يكتب كل بايت منها وفق ترميز ستة عشري Hexadecimal يفصل بينهاالرمز (-). وتقرأ العناوين عرفا من اليسار إلى اليمين.

مثلا بالنسبة لعناوين ماك EUI-48:

00-14-22-01-23-45
01-23-45-67-89-AB

أما عناوين ماك EUI-64

01-23-45-67-89-AB-CD-EF
00-21-2F-FF-FE-B5-6E-10

وفي بعض الأعراف يستخدم الرمز (:) أو الرمز (.) للفصل بين البايتات.

عنوان الجهاز ضمن الشبكة المحلية IP Address

لكل تجهيزة متصل بشبكة حواسيب، معدّة بشكل صحيح، وتعمل وفق البروتوكولات المعيارية TCP/IP عنوان آي بي IP address خاص بتلك التجهزية ووحيد ضمن نطاق الشبكة.

فعلى سبيل المثال لا الحصر، للحاسب المكتبي المتصل بالشبكة المحلية LAN المعدّة بشكل صحيح عنوان آي بي IP فريد ضمن الشبكة المحلية خاص بالجهاز يحدده. أيضا لكل جهاز آخر متصل بالشبكة المحلية عنوان فريد يعرفه ضمن هذه الشبكة. ولا يختلف الأمر سواء كانت الشبكة المحلية LAN شبكة سلكية أو لاسكلية WiFi أو شبكة تتضمن وصلات سلكية ولاسلكية. فلجهاز الهاتف الذكي Smart Phone المتصل بشبكة WiFi محلية عنوان آي بي فريد في الشبكة يحدّده. وكذلك موزع شبكة الانترنت اللاسلكية WiFi Router وكذلك الطابعة Printer المتصلة بالشبكة المحلية، وكذلك التلفاز الذكي Smart TV، والخازن المتصل بالشبكة Network Attached Storage وأي جهاز آخر متصل بالشبكة المحلية.

في الحقيقة يحدد عنوان الآي بي تحديد واجهة الاتصال بالانترنت ضمن الجهاز أي كرت الشبكة Ethernet مثلا في الحواسب المحمولة والحواسب المكتبية، أو كرت شبكة الـ WiFi ضمن الحواسب المحمولة، وهذا يعني أنه قد يكون لحاسب واحد عنوانا آي بي مختلفين على الشبكة إن كان لهذا الحاسب أكثر من كرت شبكة وكانت جميعها متصلة بالشبكة.

كيف أعرف عناوين الآي بي الخاصة بجهازي على الشبكة

على الأجهزة العاملة بنظام التشغيل ويندوز Windows يمكنكم معرفة عنوان الآي بي الخاص بالجهاز عبر:

من لوحة التحكم Control Panel اختاروا Network and Sharing Center
ثم اختاروا معاينة الاتصال بالشبكة View network connections
من اللائحة اختاروا الاتصال الفعال ثم اضغطوا على معاينة حالة الاتصال View status of this connection
اضغطوا على التفاصيل Details وابحثوا عن قيمنة عنوان الآي بي IP V4>

على الهواتف الذكية التي تعمل بنظام أندرويد Android:

من الاعدادات Settings قوموا باختيار من About Device
ثم اضغطوا على Status ليظهر عنوان الآي بي بين معلومات أخرى عن الجهاز

على الأجهزة العاملة بنظام التشغيل ماك أو إس إكس Mac OS X: يمكن معرفة عنوان الآي بي لواجهة الاتصال بالشبكة Network Interface ضمن الحاسب (أو لواجهات الاتصال بالشكبة إن وجد أكثر من واحدة سلكي، لاسلكي، اتصال بالانترنت عبر شبكة الجوال الخ...) عبر اتباع الخطوات التالية.

من System Preferences قوموا باختيار Network
ثم اختر التجهيزة التي تريدون معرفة عنوانها من القائمة اليسرى (مثلا Wifi)
في النهاية اضغطوا على Advanced يظهر عنوان الآي بي IP Address بالاضافة لمعلومات إضافية