Networks computer _شبكات الحاسوب

مقدمة:

منذ القدم استخدم البريد في العملية الاتصالية بين المرسل و المستقبل ثم تلاه ابتكار التليفون و الراديو و انتشار استخدام الكتب و الدوريات و المجلات، ظلت هذه الوسائل الاتصالية راسخة منذ ابتكارها حتى الآن، أما عن الاتصال بين الحاسبات و نقل المعلومات فيما بينها على خطوط ربط تليفونية فقد بدأ في منتصف الستينات مع ابتكار أحد الجامعات الأمريكية شبكة النهايات الطرفية في منتصف الستينات حيث تكونت الشبكة من عدد ن النهايات الطرفية)شاشات- طابعات…( بعضها بعيد و الآخر محلي، النهايات الطرفية القريبة اتصلت بالحاسب المركزي مباشرةً عن طريق كوابل محورية مثل المستخدمة مع هوائيات التليفزيون الملون.
كانت تلك التجربة هي أول محاولة للقضاء على مبدأ المركزية في تشغيل و إدارة الحاسبات و هو مبدأ حقق في أوانه عدة مزايا لعل أبرزها إضفاء سيطرة موحدة على الكيان الآلي و الكيان البر مجي و الخدمات الفنية المساعدة، و مثلما للعملة وجهان و لكل شيء في الحياة جوانب مزايا و قصور فقد كانت للمركزية جوانب قصور عديدة لعل أبرزها تأخر المعلومات كنتيجة مرتبة عل حتمية نقل بيانات المدخلات من مواقعها إلى مركز الحاسب ثم إعادة نقل معلومات المخرجات إلى المستخدم النهائي لها، مما كان لتجربة معهد ماساشوتس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الفضل في إبراز أهمية الشبكات لخدمة متخذ القرار و ذلك بإتاحة المشاركة على حاسب مركزي واحد.
و في مطلع السبعينات تطورت الأمور كثيراً بظهور الحاسبات المتوسطة و التي شاع استخدامها في أماكن تجمعات الأعمال و عندما ربطت مع الحاسبات المركزية أتاحت للمستخدمين إمكانية معالجة البيانات في مواقع إنتاجها و إمكانية الوصول إلى بيانات الحاسب المركزي و إجراء معالجات باستغلال قدراته الكبيرة و أطلق على هذا الأسلوب المعالجة الموزعة للبياناتDistributed Data Processingوتكتب اختصاراًDDPو التي بدورها حطمت المركزية أكثر فأكثر.
و جاءت الحاسبات الشخصية في مطلع الثمانينات محققة طفرة أخرى في مفهوم الشبكات وأضحى من السهل توصيل حاسبين أو أكثر ببعضهما البعض عبر خطوط الاتصال المتاحة، و ظهرت الشبكات المحليةLOCAL AREA NETWORKو الشبكات الممتدة المساحةWIDE AREA NETWORKوتحقق الربط بين الحاسبات الشخصية و الحاسبات الكبيرة و رغم صعوبة إجراء التوافق بين النوعين إلاّ أن تقدم الكيان الآلي )المعدات( والكيان البر مجي )البرمجيات( أتاح لمستخدمي الحاسبات الصغيرة معالجة البيانات على الحاسبات الكبيرة، و مع نجاح الربط انهار إلى حد كبير أمن المعلومات و ظهرت جرائم الحاسبات.
13-2نقل البيانات عبر الشبكة:
إن عناصر المعلومة تتكون من ثماني نبضات)النبضات الكهربية المكونة للحرف( بعضها يساوي صفراً وآخر يساوي واحد، فإن كانت عناصر الشبكة قريبة من بعضها البعض- في حدود 3.5 كيلو متر- فلا مشكلة على الإطلاق لكن مع زيادة المسافة تحدث عدة صعوبات أبرزها:
•تضعف الإشارة الرقمية نتيجة مقاومة الأسلاك و الكوابل.
•تلتقط الإشارة أثناء انتقالها تداخلات لاسلكية خارجية مما يدمر الشيفرة المستخدمة في ترميز الحروف، و هذا التشويش يقضي على الإشارة بزيادة المسافة.

•طبيعة الإشارات الرقمية لا تلائم عمليات النقل الممتد لمسافات بعيدة مما يتطلب تعديلها إلى إشارات تناظرية و يتم ذلك عن طريق جهاز الكتروني يقوم بإجراء التعديل و إعادة التعديلModulation Demodulationو يسمى الجهاز اختصاراً مودم‏ التعديل وإعادة التعديل
 مشهد 13-1 يوضح عملية التعديل  و إعادة التعديل
13-3 
مكونات شبكة الاتصالات:

تتكون الشبكة في أبسط حالتها من نهاية طرفية أو حاسب شخصي أو حاسب صغير يعمل كوحدة إرسال، و خط تليفون متصل عبر هاتف و مودم و في نهايته تليفون و مودم كوحدتي تعديل ثم الحاسب المركزي كوحدة استقبال و مع زيادة حيز الشبكة المكاني بتعدد المستخدمين يتم تركيب حاسب آخر يسمى الحاسب المتقدمFront End Processorحيث يعمل كوحدة تحكم بين النهايات الطرفية و الحاسب المركزي و يهدف أساساً إلى إعفاء وحدة التشغيل المركزية من التعامل مع شبكة الاتصالات و التفرغ تماماً لمعالجة البيانات علاوةً على ذلك يقوم الحاسب المتقدم )وحدة تحكم الشبكة( بكشف الأخطاء التي قد تصيب الإشارات و استعادة الاتصال.
و في الحاسبات المتوسطة و الشخصية يتولى المشغل الدقيق مهام إدارة الاتصالات باستخدام لوحة الكترونية خاصة داخل الحاسب.
13-4المودم:
عندما تكون الكمبيوترات أو الشبكات بعيدة عن بعض لدرجة تصعب معها ربطها معا باستخدام أسلاك الشبكة الاعتيادية فإنه من الممكن تحقيق اتصال بينها باستخدام أسلاك الهاتف.
تسمى هذه الأجهزة أو المكونات التي تحقق مثل هذا الاتصال Modems ) وهذا الاسم مأخوذ من كلمتين هما MOdulator و DEModulator (، فالكمبيوترات بمفردها لا تستطيع بمفردها أن تتبادل البيانات عبر خطوط الهاتف ، فالكمبيوترات تتعامل مع البيانات كنبضات إلكترونية رقمية بينما خطوط الهاتف لا تحمل سوى النبضات التماثلية.
النبضات الرقمية لها قيمتان فقط صفر أو واحد بينما الإشارات التماثلية هي عبارة عن منحنى يمكن أن يمثل عددا لا منتهي من القيم.
لنر كيف يعمل المودم :
1- عند الجهاز المرسل يقوم المودم بتحويل إشارات الكمبيوتر الرقمية إلى إشارات تماثلية.
2- تنتقل هذه الإشارات التماثلية عبر خطوط الهاتف.
3- عند الجهاز المستقبل يقوم المودم بعملية عكسية فيحول الإشارات التماثلية إلى إشارات رقمية يفهمها الكمبيوتر.أنظر الصورة.
هناك نوعين من المودم:
1- Internal داخلي و يركب داخل جهاز الكمبيوتر.
2- External خارجي و يتصل مع الكمبيوتر باستخدام سلك تسلسلي RS-232.
:
:
:
:
خارجي
تتصل المودمات بخط الهاتف باستخدام مشبك RJ-11.أنظر الشكل 13-3.
الشكل 13-3 RJ-11
هناك نوعان من خطوط الهاتف يمكن استخدامها مع المودمات:
1- dial-up network lines و هي خطوط الهاتف الاعتيادية.
2- leased lines الخطوط المؤجرة.
مع النوع الأول أي خطوط الهاتف الاعتيادية فإن على المستخدم أن يجري اتصالاً في كل مرة يريد فيها استخدام المودم، و تعتبر هذه الطريقة بطيئة و غير فعالة في إرسال البيانات و أكبر سرعة ممكن الحصول عليها لا تتجاوز 56 كيلوبت في الثانية.
بينما النوع الثاني أو الخطوط المؤجرة فهي جاهزة طوال 24 ساعة و لا تحتاج لإجراء أي اتصال مع كل استخدام للمودم ، كما أن جودة هذه الخطوط أكبر من جودة خطوط الهاتف المخصصة لنقل الصوت ، أما سرعتها فهي تتراوح ما بين 64 كيلوبت في الثانية و 45 ميجابت في الثانية أو أكثر.
تقاس سرعة المودم بالبت في الثانية أو بمقياس آخر يسمى باود Baud في الثانية ، يمكن فهم الباود بأنه سرعة تذبذب موجة الصوت التي تحمل البت من البيانات عبر خطوط الهاتف ، في بداية الثمانينات كان معدل البت في الثانية و معدل الباود في الثانية متساويين فكل قمة موجة أو قاعها كانت قادرة على حمل بت واحد من البيانات ، أما الآن و مع تطورات تقنية ضغط البيانات فإن كل قمة أو قاع موجة تستطيع حمل أكثر من بت واحد فمثلا حاليا إذا كانت سرعة المودم تساوي 28.800 باود في الثانية فإنه يستطيع إرسال البيانات بسرعة قد تصل إلى 115.200 بت في الثانية.
في نهاية الثمانينات قام الإتحاد الدولي للاتصالات the International Telecommunications Union_ITU بتطوير معايير لضغط البيانات ليتم دعمها من قبل مصنعي المودمات ، و تعرف هذه المواصفات بسلسلة V و تتكون من رقم يحدد المعيار المطلوب، و تتضمن هذه المعايير ما يلي:
1- V.22bis - 2400 bps
2- V.32 - 9600 bps
3- V.32bis - 14,400 bps
4- V.32terbo - 19,000 bps
5- V.34 - 28,800 bps
6- V.34bis - 33.600 bps
7- V.90 - 57,000 bps
هناك طريقتان لإرسال البيانات تستخدمها المودمات وفقا لبيئة الاتصال التي تعمل فيها :
1- غير متزامنة asynchronous.
2- متزامنة synchronous.
في الاتصالات غير المتزامنة ترسل البيانات على شكل تيار متتابع و مستمر من الإشارات و يتم تحويل كل رمز أو حرف أو رقم إلى سلسلة من البتات و يتم الفصل بين كل سلسلة والتي تليها ببت يشير إلى بداية السلسلة Start Bit و بت يشير إلى نهاية السلسلة Stop Bit ، و يجب على كل من المودم المرسل و المستقبل أن يتفقا على تتابع بت البداية و النهاية، و هذه الاتصالات تسمى غير متزامنة لأنها لا تستخدم أي نظام للتوقيت لتنسيق الإرسال بين الجهاز المرسل و الجهاز المستقبل، فالجهاز الأول ببساطة يرسل البيانات و الجهاز الثاني بنفس البساطة يستقبلها ثم يجري عليها اختبارا ليتأكد من تطابق البيانات المرسلة و المستقبلة و يكون ربع البيانات المرسلة عبارة عن معلومات تحكم و نظراً لاحتمال حدوث أخطاء فإن البيانات المرسلة تكون تحتوي على بت خاص يسمى Parity Bit يستخدم لغرض فحص البيانات و التأكد من خلوها من أخطاء و ذلك بالتأكد من تساوي عدد البتات المرسلة والمستقبلة.
تصل سرعة إرسال البيانات باستخدام الاتصالات اللامتزامنة إلى 33.400 بت في الثانية و باستخدام تقنيات الضغط تصل السرعة إلى 115.200 بت في الثانية.
يعتمد أداء الاتصالات اللامتزامنة على عاملين:
1- Channel Speed أو سرعة القناة و هو العامل الذي يصف مدى سرعة وضع البتات من البيانات على قناة الاتصال.
2- Throughput و هو مقياس لمقدار المعلومات المفيدة التي تعبر قناة الاتصال و من الممكن زيادة هذا المقدار باستخدام تقنيات الضغط و التي تعمل على إزالة العناصر العاطلة و غير المفيدة أو الأجزاء الفارغة من البيانات المرسلة.
و بالتحكم الجيد بالعاملين السابقين من الممكن تحسين الأداء بشكل ملحوظ.
أما الاتصالات المتزامنة فتستخدم نظام توقيت لتنسيق الاتصال بين الجهازين المرسل و المستقبل، في هذا النوع من الإتصالات فإن مجموعات من البتات تسمى إطارات Frames يتم فصلها و إرسالها عبر الأسلاك ، و حيث أن البتات ترسل و تستقبل في نظام زمني محدد فليس هناك حاجة لاستخدام بت بداية و بت توقف فالإرسال يتوقف مع نهاية الإطار و يبدأ من جديد مع بداية إطار جديد ، و في حالة حدوث أخطاء يتم ببساطة إعادة إرسال البيانات و هذا النظام يعتبر أكثر فعالية من النظام السابق.
أما البروتوكولات الأساسية المستخدمة في هذا النوع من الاتصالات فهي :
1- Synchronous Data Link Control_SDLC.
2- High-level Data Link Control_HDLC.
3- Binary Synchronous Communications Protocol_Bisync.
تقوم بروتوكولات الاتصالات المتزامنة بالقيام بمجموعة من المهام لا تستخدم في الاتصالات اللامتزامنة وهي :

1- تقسيم البيانات الى إطارات.

2- إضافة معلومات تحكم.

3- فحص للمعلومات لتوفير تحكم بالأخطاء.
تعتبر المودمات المتزامنة أغلى و أكثر تكلفة من المودمات اللامتزامنة و ذلك لأنها تحتوي على مكونات خاصة لتحقيق التزامن، و تعتبر المودمات غير المتزامنة الأكثر انتشاراً.
13-5
خطوط الاتصالات:

تستخدم أنواع عديدة من خطوط الاتصال 
الشكل 13-
1.أسلاك التليفونTwisted Pair:
و تصلح في المسافات القصيرة و هي عرضة للتداخل و التشويش.
2.الكابلات المحوريةCoaxial Cable:
و هي تشبه كابل توصيل هوائي التلفزيون الملون و تستخدم في الشبكات المحلية حيث يجري نقل كمية ضخمة من البيانات.
3. الخيوط الضوئيةFIBER OPTICS:
استخدمت الخطوط الضوئية حديثاً بديلاً عن الكوابل و الأسلاك المعدنية في نقل الاتصالات التليفونية لما تمتاز به من سرعة نقل و أيضاً من مقاومتها للعوامل البيئية إضافة إلى رخص ثمنها، و ترسل النبضات الضوئية عبرها بديلاً عن النبضات الكهربية في الأسلاك المعدنية.
4. خطوط الميكروويف:
يشترط لإجراء الاتصال وجود خط رؤية مباشر بين المرسل و المستقبل و نظراً لكروية الأرض فإن إتمام الاتصال على المسافات البعيدة يستدعي إنشاء محطات إعادة إرسال بين المرسل و المستقبل، و في المحدودة تحتاج إلى استخدام هوائيات مرتفعة أعلى المباني أو قمم الجبال- لاحظ هوائيات أقسام الشرطة.

الشكل 13-5 خطوط الميكروويف
5. الأقمار الصناعية:
تعلق أقمار الاتصالات على ارتفاع حوالي 40,000 كيلو متر فوق سطح الأرض وتعمل كناقل وسيط أو محطة إعادة للإشارة المرسلة مما جعل الاتصالات الدولية أمراً ميسراً.
الشكل 13-6 الأقمار الصناعية
13-6 اتجاه حركة نقل البيانات:
تتم الاتصالات بإحدى الطرق المبينة بالشكل13-7.
1. الأسلوب البسيطSIMPLEX:
حيث ترسل البيانات في اتجاه واحد فقط مثل الإرسال التلفزيوني أو الإذاعي وفي ظل هذا الأسلوب لا تستطيع النهاية الطرفية سوى إرسال البيانات أو استقبالها وليس كلاهما.
2. طريقة الإرسال و الاستقبال النصفيHALF DUPLEX:
و فيها تستخدم النهاية الطرفية في إرسال و استقبال البيانات لكن عندما ترسل لا تستقبل وعندما تستقبل لا ترسل مثل أجهزة لاسلكي الشرطة أو النجدة و استخدام كلمة حول.
3. الإرسال الكاملFULL DUPLEX:
و فيها يمكن الإرسال والاستقبال في نفس الوقت مثل محادثة تليفونية بين شخص و آخر و كلاهما يصر على الحديث في ذات الوقت.
الشكل 13-
مراسيم)بروتوكولات( الاتصالات:
عندما تجري محادثات سياسية بين الدول فإنها قد تفضي إلى ما يسمى بروتوكول تعاون، و هذا البروتوكول عبارة عن مجموعة من القوانين و القواعد التي تحدد عناصر التعاون،  نفس الأمر في شبكات الحاسبات حيث لا بد من توافر مجموعة من القوانين التي تحدد الصيغة التي يمكن بها تبادل المعلومات بين عناصر الشبكة، كما تحدد أساليب تبادل البيانات و سرعة النقل و إجراءات الاختبارات اللازمة.
13-7توصيل النهايات الطرفية:
ويتبع في ذلك طريقتين وهما:
• التوصيل نقطة إلى نقطةPOINT TO POINT:
حيث تتصل كل نهاية طرفية بالحاسب المركزي مباشرة.
• نقط متعددة على خط واحد:
حيث يوجد خط ربط مشترك توصل عليه أكثر من نهاية طرفية و في هذه الحالة لا يسمح إلا لنهاية طرفية واحدة بإرسال أو استقبال المعلومات.
13-8أنواع شبكات الحاسبات:
في مبنى ضخم أو مباني أحد الشركات الكبرى يمكن توصيل الحاسبات المستخدمة مع بعضها البعض عبر الخطوط التليفونية أو المحورية مكونة ما يسمى بشبكة محليةLANبينما تشكل مجموعة الحاسبات في مناطق أخرى مع بعضها البعض شبكةWANحيث تمتد مسافات الاتصال عابرة حدود تلك المناطق)تغطي بقعة جغرافية واسعة النطاق(.
13-8-1الشبكة المحليةLAN:
تتشكل الشبكة المحلية من مجموعة من الحاسبات الشخصية تشارك على استغلال الموارد المتاحة من المعدات والبرامج و البيانات لكل عناصر الشبكة فإذا كانت الشبكة مكونة من أربعة حاسبات شخصية فإن الحاسب ) أ ( يشارك على جميع الموارد المتاحة للحاسبات الثلاث الأخرى، و تغطى الشبكات المحلية مسافات محدودة مثل شبكة وزارة التربية الموزع مواردها على مبان متجاورة.
و تتصف الشبكات المحلية بالآتي:
• يمكن لأي حاسب من حواسب الشبكة قراءة البيانات المسجلة على القرص الصلب الخاص بحاسب آخر مما يتيح لمستخدمي الشبكة الواحدة المشاركة على حزم معالجة الكلمات أو قواعد البيانات أو الجداول الالكترونية.
• يمكن لأي حاسب إجراء الطباعة على أي وحدة طباعة ملحقة داخل الشبكة مما يوفر استخدام طابعات مع كل حاسب.
• يستخدم نظام تشغيل واحد لخدمة جميع عناصر الشبكة.
و تتكون الشبكة المحلية من العناصر التالية:
1.حاسب يتولى قيادة الشبكة:
ويسمى بالمسميات الآتية:
خادم الملفاتFILE SERVER
خادم الشبكةNETWORK SERVER
الخادم الأساسيMAIN SERVER
و يتم تسكين نظام التشغيل المستخدم في الشبكة داخل ذاكرته.
2.الحاسبات الشخصية و الأجهزة الملحقة.
3.خطوط الاتصال سيان كانت تليفونية او محورية مع لوحات الدوائر اللازمة لإرسال و استقبال البيانات عبر الشبكة.
4.في حالة الربط بين شبكات محلية مختلفة تحتاج إلى معدات أكثر.
تصميم الشبكات المحلية:
تتنوع تصاميم الشبكات المحلية إلى عدة أنواع:
•النجمةSTAR.
•الحلقةRING.
•شبكة الناقل الموحدBUS NETWORK.
•الشبكة الهرميةTREE.
•الحلقات المتصلةInterconnected Ring.
الشكل 13-8 تصاميم الشبكات  المحلية
ويتم الربط بين الحلقتين باستخدام قنطرةBRIDGEو لتحقيق هذا الاتصال يجب أن تكون الشبكتين من النوع الحلقي أو الجمعي.
ملاحظات حول الشبكات المحلية:
•يعتبر خادم الملفاتFILE SERVERهو مركز الشبكة المحلية و به يوجد نظام التشغيل و الملفات ويسمى كذلك الحاسب المركزي.
•يطلق مسمىNODEعلى نقطة الاتصال بين الحاسب و خط الربط.
•في الشبكة الحلقة إذا تعطل حاسب تسبب في تعطيل الشبكة بكاملها.
•تتوزع وسائط التخزين الثانوية و الطابعات على امتداد الشبكة.
13-8-2الشبكة الممتدةWAN:
تتصف بالخصائص التالية:
•الامتداد الجغرافي للشبكة على مساحة واسعة من الأرض.
•استخدام حاسبات كبيرة يتولى أحدها قيادة الشبكة المركزية.
يمكن باستخدام مكونات اتصال خاصة توسيع الشبكات المحلية للحصول على شبكة تدعم إيصال البيانات عبر مسافات بعيدة، و هذا ما يطلق عليه شبكات النطاق الواسع Wide Area Networks _ _ _
الشكل 13-9 الشبكة الممتدة
تقوم شبكات WAN عادة بالربط بين شبكات LAN تفصل بينها مسافات شاسعة ، و هذه الروابط تتضمن :
1- أسلاك ألياف بصرية.
2- موجات ميكروويف.
3- اتصالات عبر الأقمار الصناعية.
4- أنظمة الأسلاك المحورية.
مع نمو الشركات و توسعها تنمو معها شبكاتها المحلية ، و هناك بعض المظاهر التي تشير إلى أن شبكتك المحلية أصبحت على حافة الانهيار و أن قدرة استيعابها شارفت على الانتهاء ، و من هذه المظاهر:
1- أن سلك الشبكة أصبح مزدحما بحركة البيانات.
2- مهام الطباعة تحتاج إلى وقت انتظار طويل.
3- تحتاج التطبيقات إلى وقت طويل للاستجابة.
ليس من الممكن توسيع الشبكة أو تحسين أداءها بمجرد إضافة بعض الكمبيوترات أو الأسلاك للشبكة.
هناك بعض المكونات التي تستطيع زيادة حجم الشبكة و توسيع قدراتها و ذلك بعمل ما يلي:
1- تقسيم الشبكات المحلية الموجودة لدينا إلى عدة أقسام بحيث يصبح لكل قسم شبكة محلية خاصة به.
2- ربط شبكتين محليتين منفصلتين معا.
3- ربط شبكة محلية مستقلة بمجموعة من الشبكات المحلية المرتبطة معا لتكوين شبكة كبيرة شاملة.
تتضمن مكونات توسيع الشبكة ما يلي:
1- المودمات Modems.
2- مكررات الإشارة Repeaters.
3- جسور Bridges.
4- الموجهات Routers.
5- الموجهات متعددة البروتوكولات Brouters أو Multiprotocol Routers.
6- البوابات Gateways.
13-9استخدام الشبكات:
تستخدم الشبكات في تأدية الخدمات التالية:
•البريد الالكترونيElectronic Mail:
حيث يتم إرسال الرسائل مباشرة بين نهاية طرفية و أخرى.
•الاتصال الصوتيVoice Mail:
ويشبه إلى حد كبير البريد الالكتروني فيما عدا استخدام الصوت في بث الرسالة.
• المؤتمرات عن بعدTeleconferencing: وهي عقد المؤتمرات بين رجال الأعمال دون التقائهم وجهاً لوجه.
• خدمة الفاكس.
• نقل الأموال بين البنوك.
13-10  شبكة الشبكات العالميةInternet:
تعتبر الإنترنت أضخم شبكة معلومات الكترونية في العالمInternational Networkوتتضمن عدداً هائلاً من مراكز المعلومات وقواعد البيانات، من مختلف أنحاء العالم، و تربط الملايين من الحاسبات الشخصية بعضها ببعض، حيث يتشارك مستخدموها في المعلومات و البيانات المختلفة بسهولة وسرعة، عن طريق شبكات الاتصالات و الأقمار الصناعية.
و يطلق على هذه الشبكة"خيوط العنكبوت"، وذلك بسبب ترابط المعلومات بداخل الشبكة كخيوط العنكبوت، في تشابكها و تداخلها، و إلى القدرة على الانتقال بسهولة فيما بينها.
و تعود بداية شبكة الإنترنت إلى الستينات أثناء اشتعال الحرب الباردة بين الولايات المتحدة و الاتحاد السوفييتي كأكبر قوتين عسكريتين في ذلك الوقت، و كان التخطيط للحرب الباردة يتم داخل معامل الأبحاث، و كان الفائز في هذه الحرب الباردة هو من يستطيع الوصول إلى أعلى مراكز التقدم التكنولوجي، و في هذه الأثناء كان الاهتمام بالتقدم التكنولوجي في مجال الحاسبات يسير بخطى واسعة في الولايات المتحدة، و كانت معظم مراكز الأبحاث و الجامعات تعتمد إلى حد كبير على الحاسبات.
و في أواخر الستينات قامت وكالة مشروعات الأبحاث المتطورة في الولايات المتحدة التي كانت تسمىARPANETبتكوين شبكة معلومات تربط مراكز الأبحاث العسكرية الأمريكية، و قامت هذه الوكالة بتطوير اللغة التي تتعامل و تتخاطب بها الحاسبات المتصلة في الشبكة، و في السبعينات اتسع نطاق استخدام الشبكة لتضم بعض الهيئات والجامعات و مراكز الأبحاث و وزارة الدفاع الأمريكية، و في خلال الثمانينات ازداد عدد الحاسبات المتصلة بشبكة الإنترنت عن طريق مؤسسة العلوم القومية الأمريكيةNSFوقامت هذه المؤسسة بتأسيس شبكة اتصالات لربط مراكز الحاسبات العملاقة بعضها ببعض، و كانت سرعة نقل المعلومات من خلال هذه الشبكة محدودة، و كان الهدف من بنائها هو الربط بين شبكات الجامعات و مراكز الأبحاث في مختلف أنحاء الولايات المتحدة و الرغبة في تبادل المعلومات و الاطلاع على نتائج الأبحاث أملاً في الحد من تكرار العمل الذي يقوم به الدارسون و الباحثون في مختلف الجامعات و المراكز العلمية، و الرغبة في استخدام إمكانيات الحاسبات العملاقة عن بعد و جعلها متاحة لكل المراكز العلمية و الجامعات في أنحاء الولايات المتحدة بغض النظر عن مواقفها.
و لم تكن الشبكة الخاصة بمؤسسة العلوم القومية أول شبكة معلومات)NSFnet(يتم تطويرها في الولايات المتحدة، بل كان هناك العديد من الشبكات الصغيرة داخل الجامعات و مراكز الأبحاث، و لكنها كانت الشبكة الأولى التي تربط بينهم و تعتبر هذه الشبكة الصغيرة هي النواة لشبكة الإنترنت الحالية التي تضم الملايين من مستخدمي الحاسبات في العالم، و قامت الجامعات و المؤسسات بالاستفادة من إمكانيات الحاسبات العملاقة، و لكن حدث أكثر من المشاركة المعلوماتية و البحثية، فطورت خدمات أخرى عديدة مثل استخدام الشبكة في إرسال و استقبال الرسائل بين مشتركيها و هو ما يعرف بالبريد الالكتروني، بالإضافة إلى القدرة على نقل الملفات بين مستخدمي الشبكة.
و مع ازدياد استخدام الشبكة ازداد الضغط على خطوط الاتصالات الخاصة بها و ظهرت مشكلة ازدحام الخطوط فلجأت مؤسسة العلوم القومية بتكريس أبحاثها لحل هذه المشكلة، و طوّرت الشبكة بما يسمح بزيادة سرعة نقل المعلومات، و كان هذا بمثابة قفزة واسعة للمعلومات و الاتصالات-وتطورت شبكة اتصالات عملاقة تخدم الشبكة.
و يعود تاريخ إطلاق كلمة "إنترنت"على هذه الشبكة لعام 1983 ليكون هو الاسم المميز لشبكة المعلومات العالمية، و في عام 1989 قامت شركةIBMبتطوير جهازRouterو هو جهاز يساعد على زيادة سرعة نقل المعلومات بين مستخدمي الشبكة و تم استخدامه في نوفمبر 1991.
و منذ ذلك الوقت بدأت شبكة الإنترنت في التوسع و الانطلاق نحو آفاق جديدة، فخرجت من دائرة العلم و الأبحاث إلى دائرة الدعاية و التجارة-حيث يحتل الجانب التجاري نحو 60% من إجمالي الحركة على الشبكة-و زاد عدد مستخدمي الشبكة و اتسعت دائرة الخدمات التي تقدمها الشبكة من نقل الملفات و الاطلاع على المعلومات و البريد الالكتروني إلى الأحاديث الودية و الخدمات الترفيهية و العلمية و الثقافية و السياحية و أصبح جميع شعوب العالم يلتقون للتعرف على ما هو جديد عبر شبكة الإنترنت.
13-10-1بروتوكول الإنترنتInternet Protocol:
إن شبكة الاتصال"الإنترنت" لا تأخذ مسالك ثابتة، ذلك أن كل جهاز يرتبط بمجموعة من الأجهزة المجاورة التي ترتبط بدورها بعدد معين من الأجهزة القريبة، و يتم استخدام برامج خاصة للتأكد من أن المعلومات تمر عبر الشبكات باعتماد أقصر مسلك أو طريق ممكن، و أدى هذا إلى اتباع مجموعة من القواعد المعروفة باسم"مراسم أو بروتوكول إنترنت".
و هذه القواعد تحدد الطريقة التي تمر بها المعلومات عبر أجهزة الكمبيوتر مثل كمية المعلومات التي يمكن إرسالها دفعة واحدة في أي وقت إضافة إلى كيفية ترتيب البيانات بالنسبة للعنوان المرسل إليه.
و عندما يتم وضع المعلومات ضمن حزمة البيانات طبقاً لنظام الإنترنت وتزويدها بعنوان الجهاز الآخر المستقبل للمعلومات فإن هذه الحزمة البيانية تغادر الكمبيوتر وترسل عبر خطوط بيانية مخصصة لذلك أو عبر الموجات الدقيقة، أو من خلال شبكة التليفون باستعمال القمر الصناعي التابع لشركة للاتصالات أو الألياف الضوئية أو الأسلاك التقليدية المعروفة.
و تلبيةً لمتطلبات المستخدمين صممت شبكة الإنترنت مجموعة إضافية من القواعد الخاصة بإرسال المعلومات و هذه القواعد هي:
نظام الاتصال بين الشبكاتTCP/IP:)Transmission Control Protocol/Internet Protocol(
يضمن هذا النظام وصول الرسائل الموجهة إلى عنوانها المقصود فهو يأخذ المعلومات و يقسمها إلى حزم أو مجموعات بيانية، وفي مرحلة لاحقة يتم ترقيم الحزم و التدقيق في محتواها.
و يعتمد هذا النظام على الجهاز المستقبل لترتيب الحزم ثم يقوم بعملية التدقيق في التطبيقات فإذا كانت النتائج غير متطابقة يعمد الجهاز المستقبل إلى تجاهل الحزمة باعتبارها غير صالحة للبث، و هنا يطلب الجهاز إعادة إرسال المعلومات والبيانات.
و يتناسب هذا النظام مع فوارق السرعة بين أجهزة الحاسوب و ذلك عن طريق تحديد القواعد التي تتيح للأجهزة البطيئة إيقاف الأجهزة الأسرع منها نسبياً و التي ترسل عدداً كبيراً جداً من البيانات دفعة واحدة.
فهذا النظام يسهل لأجهزة الحاسوب الموصولة بالشبكة الاتصال ببعضها كما لو كانت موصولة ببعضها البعض بصورة مباشرة و بالتالي تكون ملائمة لتنفيذ عدد من الأعمال المختلفة.
13-10-2خدمات الإنترنت:
•البريد الالكترونيE-mail :
تتيح خدمة البريد الالكتروني للمستخدم كتابة الرسائل المراد إرسالها بنفس الطرقة التقليدية المستخدمة على الحاسب الآلي، لكتابة الرسائل والتقارير و بعد ذلك يتم كتابة العنوان الخاص بالمرسل إليه، و هو العنوان الالكتروني على الشبكة حيث يوجد عنوان لكل مستخدم مشترك في شبكة الإنترنت وهذا العنوان لا يتكرر، و بعد كتابة العنوان يتم الضغط على مفتاح الإرسال لكي تنطلق الرسالة إلى أي مكان في العالم فيصل في ثوان معدودة إلى المكان المطلوب.
أماّ تلقي الرسائل فهو أكثر سهولة فبمجرد تشغيل برنامج البريد الالكتروني يتم تلقي جميع الرسائل المرسلة خلال ثوان قليلة، و عندها يمكن فتح أي منها حسب الرغبة، و هذا النظام يحافظ على سرية الرسائل فلكل مستخدم كلمة سرpasswordللتعامل معه و لا يعمل النظام إلاّ بعد إدخالها.
و من مميزات البريد الالكتروني أنه يمكن إرسال رسالة إلى شخص و جهازه الشخصي مغلق لتظهر فور بدء تعامله مع النظام مرة أخرى.
•خدمة تبادل الملفاتFTP:
يستطيع أي مستخدم أن ينقل إلى حاسبه الشخصي الملف الذي يطلبه من أي مكان في العالم خلال دقائق و قد تم تطوير هذا النظام مع بداية العمل على الشبكة، حيث أن هذه الخدمة كانت من أهداف إنشاء الشبكة، و يوجد على الشبكة حاسبات لمراكز معلومات معدة خصيصاً لحفظ الملفات التي يحتاجها المتعاملون على الشبكة، و يوجد بداخلها ملايين من الملفات المتاحة لمستخدمي الشبكة، و تقدم غالبية هذه المراكز الخدمة مجاناً، بينما يقدمها البعض بأجر.
و الملفات التي يمكن للمستخدم نقلها على حاسبه الشخصي للاستفادة منها يمكن أن تكون بحثا أو تقريراً أو صورا ملونة أو أفلاماً أو قطعة موسيقية أو برنامجاً للحاسب الآلي أو ألعاباً، و جميعها متاحة لمستخدمي الشبكة لكي ينقلها من يريدها منهم على حاسبه الشخصي، و يستفيد من إمكانياتها المتعددة و ذلك بشرط أن تسمح له المراكز التي تقدم هذه الخدمة للمستخدم بالدخول إليها ثم تعطيه الصلاحية لاستقبال الملفات التي يحتاجها، فمعظم مواقع الإنترنت على درجة عالية من التنظيم و السرية.
و يتوقف الوقت الذي يستغرقه نقل الملف من مركز المعلومات الذي يتبعه إلى الحاسب الشخصي عبر شبكة الإنترنت على عدة عوامل أهمها:
1. حجم الملف: كلما زاد حجم الملف، كلما زاد الوقت اللازم لاستقباله.
2. كفاءة وسرعة خط التليفون فخطوط التليفون السيئة تؤثر سلباً على الوقت.
3. سرعة الحاسب و الأجهزة المتصلة به.
•خدمة صفحات المعلومات العالميةWorld Wide Web)WWW(:
تعد هذه الخدمة صاحبة الثورة الكبيرة في شبكة الإنترنت ففي بداية التسعينات اخترع معمل سيرن بسويسرا هذا النظام الذي جعل المعلومات على الإنترنت أكثر إفادة و تشويقاً.
وبعد أن كان مستخدم الجهاز يستعرض المعلومات على حاسبه الشخصي على هيئة حروف و أرقام فقط أصبح اليم يستعرضها في شكل صور ملونة مما جعل شكل الصفحات أكثر جاذبية و متعة لمشاهديها.
بعد ذلك أمكن عرض الأفلام وسماع الموسيقى على شاشات الإنترنت.
•برامج التصفحBrowsers :
هي البرامج التي تسمح للمستخدم التنقل عبر الشبكة و هي وثيقة اتصال فورية و وسيلة عرضViewerبالكلمات و الصور و الألوان و تأتي برامج التصفح مع خدمة الإنترنت.
و يعتمد الباحثون على شبكة الإنترنت على برامج خاصة تساعدهم على التنقل بين المحطات المختلفة على الشبكة، و أبرز هذه البرامج هو برنامج نافيجاتيورNavigator.
و برنامجNavigatorمتوافر بنسختين تعملان تحت أنظمةWindows 3.11,Windows NT, Windows 95,و متوافر أيضاً لأنظمة الماكنتوش و يونيكس، و هذا البرنامج من إنتاج شركة نت سكايبNetscapeللاتصالات التي تأسست عام 1994 و انضم إلى هذه الشركة كبار المبرمجين مثل مارك إندرسون)و يعتبر نفسه خليفة لبيل جاتسBill Gatesمؤسس شركة ميكروسوفت )خليفته في الشهرة و الثروة( و هو إندرسون أهم مطور لبرنامج موزاييك لتصفح شبكة الإنترنت(.
•برنامجNavigator :
يسهل البرنامج الوظائف التالية:-
1. طريقة التحكم بالبرنامج بواسطة"لوحة الأدواتToolbar" تظهر على الشاشة و هي بمثابة لوحة المفاتيح.
يستطيع المستخدم عرض اللوحة مع الصور و الإعلانات أو الاكتفاء بعرض أيقونات التعليمات.
2. التسهيلات الخاصة بالبرنامج كما تظهر على الشاشة:
• العودة إلى الصفحة المطلوبة سابقاً.
•الانتقال إلى الصفحة التالية.
• التحول إلى الصفحة المرجعية مع إمكانية تغيير الصفحة.
• طلب الصور و الرسوم لصفحة معينة، و ذلك في حالة إذا قرر المستخدم عدم إنزال الصور أوتوماتيكياً مع كل صفحة.
• طلب التوجه إلى عنوان معين.
• طباعة بيانات من الصفحة المعروضة.
• البحث عن نصوص في الصفحة المعروضة.
• وقف تحميل الصفحة المعروضة.
• أزرار للموقع و الدليل.
• أيقونة للإشارة إلى تحميل صفحة جديدة أو عند انتظار معلومة مطلوبة على شبكةWeb.
•دليل للصفحات التي أضيفت مؤخراً إلىWeb.
• دليل لبعض المواقع المتغيرة للاهتمام.
• لائحة بأدوات البحث على شكلWeb.
و لكن هذا البرنامج ليس برنامج التصفح الوحيد بل هناك برامج عديدة مثل برنامجMOSAICو برنامج التصفح الخاص بنوافذ 95، و لكن برنامجNAVIGATORهو الأكثر شيوعاً.