اقرأ في هذا المقال
- ما هو تبديل الشبكات
- أساسيات تبديل الشبكات
- طرق تبديل الشبكات
- مزايا تبديل الشبكات
- عيوب تبديل الشبكات
- مزايا تبديل الحزم على تبديل الدائرة
أنّ الشبكة هي في الأساس مجموعة من الأجهزة المتصلة، ولكن عندما يتعين توصيل أجهزة متعددة في شبكة ما فهناك مشكلة في الاتصال، وهذه هي كيفية توصيلها بحيث يصبح الاتصال بين شخص وآخر ممكناً، والحل الوحيد هو إجراء اتصال من نقطة إلى نقطة بين كل زوج من الجهاز أو اتصال من نقطة إلى نقطة بين الجهاز المركزي وكل جهاز آخر، لكنّ التطبيق العملي لهذا الحل غير ممكن في وقت الشبكات الكبيرة.
ما هو تبديل الشبكات
تبديل الشبكات: هي شبكة يتم فيها توفير الاتصال عادة عن طريق استخدام المحولات، وتتكون الشبكة المحولة أساساً من سلسلة من العقد المترابطة وتُعرف هذه العقد المترابطة بالمفاتيح، وفي هذه الشبكة يتم توصيل بعض المحولات بالنظام النهائي مثل أنظمة الكمبيوتر أو الهواتف، بينما يتم استخدام محولات أخرى للتوجيه.
المحولات: هي تلك الأجهزة التي يمكنها إنشاء اتصالات مؤقتة بين جهازين أو أكثر مرتبطين بها، ويعد مفتاح جهاز الشبكة بشكل أساسي جهاز “طبقة 2” من طراز “OSI”.
تتم إعادة توجيه الحزم بواسطة المحول على أساس عنوان “MAC”، ويقوم المحول بشكل أساسي بنقل البيانات فقط إلى الجهاز الذي تمت معالجته أي وجود عنوان “mac” مناسب، لأنّ التحقق من عنوان الوجهة يتم بواسطة المحول من أجل توجيه الحزمة بشكل مناسب، في شبكات الحاسوب يعتبر التبديل من أهم المفاهيم، كما يشار إلى الآلية التي يتم من خلالها تبادل المعلومات بين شبكات الحاسوب المختلفة وأجزاء الشبكة باسم التبديل.
أساسيات تبديل الشبكات
المحول آلية تسمح بربط الروابط لتشكيل شبكة أكبر، والمحول عبارة عن جهاز متعدد المدخلات والمخرجات ينقل الحزم من الإدخال إلى واحد أو أكثر من المخرجات، وبالتالي يضيف المحول الهيكل النجمي إلى مجموعة هياكل الشبكة الممكنة، كما تتميز الطوبولوجيا النجمية بعدة خصائص جذابة:
- على الرغم من أنّ المحول يحتوي على عدد ثابت من المدخلات والمخرجات، ممّا يحد من عدد الأجهزة المضيفة التي يمكن توصيلها بمحول واحد، ويمكن بناء شبكات كبيرة عن طريق توصيل عدد من المحولات.
- يمكن توصيل المحولات ببعضها البعض وبالمضيفين باستخدام روابط من نقطة إلى نقطة، ممّا يعني عادةً أنّه يمكن بناء شبكات ذات نطاق جغرافي كبير.
- إنّ إضافة مضيف جديد إلى الشبكة عن طريق توصيله بمحول لا يقلل بالضرورة من أداء الشبكة للمضيفين الآخرين المتصلين بالفعل.
طرق تبديل الشبكات
من أجل تحديد أفضل طريق لنقل البيانات يتم استخدام تقنية التبديل، كما تقوم تقنيات التحويل بشكل أساسي بتوصيل الأنظمة بطريقة تجعل الاتصال الفردي أسهل، وهناك طرق مستخدمة منها:
1- تبديل الدائرة الكهربائية
تبديل الدائرة الكهربائية: هو نظام موجه للاتصال في الوقت الحقيقي، كما يتم إعداد قناة أو دائرة مخصصة لاتصال واحد بين المرسل والمستقبل أثناء جلسة الاتصال، وفي نظام الاتصالات الهاتفية تكون المكالمة الصوتية العادية مثالاً على تبديل الدائرة، ويحتفظ مزود الخدمة الهاتفية بوصلة غير منقطعة لكل مكالمة هاتفية ويمر تبديل الدائرة بثلاث مراحل وهي إنشاء الدائرة ونقل البيانات وفصل الدائرة.
2- تبديل الحزم
تبديل الحزم: هو نظام يمكن تجزئة البيانات إلى قطع ذات أحجام مناسبة بأطوال متغيرة أو كتل تسمى الحزم التي يمكن توجيهها بشكل مستقل عن طريق أجهزة الشبكة بناءً على عنوان الوجهة الذي يحتوي على “تنسيق” معين رأس داخل كل حزمة، كما تسمح شبكات تبديل الحزمة للمرسل والمستقبل دون حجز الدائرة، وتوجد مسارات متعددة بين المرسل والمستقبل في شبكة تبديل الحزم وهي لا تتطلب إعداد مكالمة لنقل الحزم بين المرسل والمستقبل، والمثال الأساسي لتبديل الحزم هو الإنترنت.
أولاً: ميزة تبديل الحزمة
الميزة الرئيسية لشبكة تبديل الحزم هي الكفاءة والميزة الأخرى هي أنّها تتحمل الأعطال، وفي تبديل الحزم تبقى جودة نقل البيانات عالية أي خالية من الأخطاء.
ثانياً: أنواع تبديل الحزم
1. تبديل الحزمة بدون اتصال
تبديل الحزمة بدون اتصال: يُعرف أيضاً باسم تبديل مخطط البيانات، وفي هذا النوع من الشبكات يتم توجيه كل حزمة بشكل فردي بواسطة أجهزة الشبكة بناءً على عنوان الوجهة الموجود في كل حزمة ونظراً لأنّه يتم توجيه كل حزمة على حدة، فإنّ النتيجة هي أنّ كل حزمة يتم تسليمها خارج الترتيب مع مسارات مختلفة للإرسال، وتعتمد على أجهزة الشبكة مثل المفاتيح والموجهات في أي وقت، وبعد الوصول إلى موقع المستلم يتم إعادة تجميع الحزم بالشكل الأصلي.
2. تبديل الحزمة الموجهة بالاتصال
تبديل الحزمة الموجهة بالاتصال: يُعرف أيضاً باسم تبديل الدائرة الافتراضية، وفي هذا النوع من حزم الشبكات يتم إرساله بترتيب تسلسلي عبر مسار محدد.
3- تبديل الرسائل
لا يقوم تبديل الرسائل بإعداد قناة مخصصة أو دائرة بين المرسل والمستقبل أثناء جلسة الاتصال، وفي تبديل الرسائل يتم التعامل مع كل رسالة على أنّها كتل مستقلة، وفي هذا النوع من الشبكات يتم إرسال كل رسالة بعد ذلك من جهاز الشبكة الأول إلى جهاز الشبكة الثاني من خلال الشبكة البينية، أي يتم نقل الرسالة من المرسل إلى الجهاز الوسيط.
يقوم الجهاز الوسيط بتخزين الرسالة لفترة من الوقت بعد فحصها بحثاً عن الأخطاء، كما يقوم الجهاز الوسيط بنقل الرسالة إلى العقدة التالية بمعلومات التوجيه الخاصة بها، ولهذا السبب يُطلق على شبكات تبديل الرسائل اسم شبكات التخزين وإعادة التوجيه في الشبكات.
مزايا تبديل الشبكات
- تساعد المحولات في إنشاء مجال تصادم لكل اتصال في الشبكات، وبالتالي هناك فرص أقل لتصادم الإطار.
- هناك زيادة في أداء الشبكات باستخدام المحولات.
- هناك زيادة في النطاق الترددي المتوفر على الشبكة باستخدام المحولات.
- يتم تقليل عبء العمل على جهاز الكمبيوتر الفردي باستخدام مفاتيح في الشبكة.
- يوجد اتصال مباشر للمحول بمحطة العمل.
عيوب تبديل الشبكات:
- نظراً لأنّه يتم استخدام المحولات في الشبكة المحولة تصبح الشبكة باهظة الثمن لأنّ المحولات باهظة الثمن.
- من الصعب تتبع مشكلات الاتصال في الشبكة من خلال محول.
- هناك فرص لحدوث مشاكل في حركة البث.
- من أجل التعامل مع حزم الإرسال المتعدد هناك حاجة إلى التصميم والتكوين المناسبين.
مزايا تبديل الحزم على تبديل الدائرة
1- كفاءة
الكفاءة المحسنة تعني تقليل الفاقد في عرض النطاق الترددي للشبكة، ولا حاجة لحجز الدائرة حتى عندما لا تكون قيد الاستخدام ممّا يعني أن النظام أكثر كفاءة، وينتج عن الدائرة المحجوزة باستمرار عرض النطاق الترددي للشبكة الضائعة لذلك تميل كفاءة الشبكة إلى الزيادة مع استخدام تبديل الحزمة.
2- سرعة
سرعة نقل مثالية وأقل زمن انتقال.
3- تحسين التسامح مع الخطأ
أثناء الانقطاعات الجزئية أو أوقات مشاكل الشبكة الأخرى يمكن إعادة توجيه الحزم واتباع مسارات مختلفة، وباستخدام شبكة تبديل الدائرة يمكن أن يؤدي الانقطاع الفردي إلى أسفل المسار المحدد للاتصالات.
4- رقمي
يعمل تبديل الحزم بشكل جيد لاتصالات البيانات ونقل البيانات الرقمية مباشرة إلى وجهتها، كما تكون عمليات نقل البيانات عالية الجودة بشكل عام في شبكة تبديل الحزمة؛ لأنّ هذه الشبكة تستخدم اكتشاف الأخطاء وتتحقق من توزيع البيانات بهدف الإرسال الخالي من الأخطاء.
