ما هي البوابات في شبكة الحاسوب Gateways

اعتماداً على الوظيفة يمكن أن تعمل البوابة في أي من الطبقات السبع لنموذج “OSI“، وهي بمثابة نقطة الدخول والخروج للشبكة، حيث يجب أن تمر كل حركة المرور التي تتدفق عبر الشبكات عبر البوابة، وفقط حركة المرور الداخلية بين عقد الشبكة المحلية لا تمر عبر البوابة.

ما هي البوابات Gateways

البوابة: هي عقدة شبكة تشكل ممراً بين شبكتين تعملان ببروتوكولات إرسال مختلفة، وأكثر أنواع البوابات شيوعاً تعمل بوابة الشبكة في الطبقة 3 أي طبقة الشبكة لنموذج ربط الأنظمة المفتوحة “OSI”.

أساسيات البوابات

تُستخدم البوابات لتوصيل شبكتين لا تتواصلان مع نفس بروتوكول الشبكة، لذلك من الضروري ترجمة هذه البروتوكولات بين الشبكتين، وهذه هي أسلاف جهاز التوجيه في الوقت الحاضر وهي أكثر تكلفة من الناحية التكنولوجية وعملية عالية، كما تتكون بشكل عام من برنامج موجود في جهاز كمبيوتر مضيف مثل متوسط ​​المدى أو حاسب مركزي.

وعلى سبيل المثال يمكن استخدام البوابة كنقطة اتصال بين كمبيوتر صغير من نوع “IBM AS400” وجهاز كمبيوتر قائم على الشبكة المحلية، كما تعمل البوابات في الطبقات العليا من نموذج “OSI” والنقل والجلسة والعرض التقديمي وطبقات التطبيق أي الطبقات 4 و5 و6 و7، وعادةً ما تتكون من جهاز كمبيوتر يقوم بتشغيل برنامج الإدخال المناسب القادر على تحويل البيانات بين بيئتي الحوسبة المختلفتين.

في المثال الخاص على البوابة بين كمبيوتر صغير من نوع “IBM AS400” والشبكة المحلية للكمبيوتر الشخصي، يقوم كمبيوتر البوابة بتشغيل “Windows NT Server” مع تثبيت حزمة تحويل خاصة، كما يتم استخدام آخر واسع الانتشار للبوابات هو العمل كمترجم بين معايير البريد الإلكتروني المختلفة، وعلى سبيل المثال يمكن استخدام بوابة لتعمل كوسيط بين خادم بريد “Lotus Notes” وخادم بريد إلكتروني “Microsoft Exchange”.

توجد البوابات عادةً في قطاعات رئيسية عالية السرعة مثل شبكات “FDDI“، حيث تقوم بتوصيل نظام مركزي أو كمبيوتر صغير بشبكات “LAN”، والتي بدورها متصلة بجزء “FDDI” الرئيسي من خلال أجهزة التوجيه.

وعلى الرغم من أنّ البوابات مطلوبة لتوصيل الشبكات التي تحتاج إلى تحويل البيانات إلّا أنّها يمكن أن تبطئ حركة مرور الشبكة خاصة حركة البيانات التي تحدث بين الشبكتين المتصلتين بالبوابة، ونظراً لأنّ البوابات عادةً ما تربط أنظمة مختلفة جداً فقد يكون تكوينها أكثر تعقيداً نسبياً من أجهزة التوصيل البيني الأخرى.

• “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.

• “FDDI” هي اختصار لـ “Fiber Distributed Data Interface”.

• “OSI” هي اختصار لـ “Open Systems Interconnection”.

ميزات البوابات

• تقع البوابة على حدود الشبكة وتدير جميع البيانات التي تتدفق من تلك الشبكة.

• إنّه يشكل ممراً بين شبكتين مختلفتين تعملان ببروتوكولات نقل مختلفة.

• تعمل البوابة كمحول بروتوكول، ممّا يوفر التوافق بين البروتوكولات المختلفة المستخدمة في شبكتين مختلفتين.

• الميزة التي تخصص البوابة عن أجهزة الشبكة الأخرى هي أنّها يمكن أن تعمل في أي طبقة من نموذج “OSI”.

• كما أنّه يخزن معلومات حول مسارات التوجيه للشبكات المتصلة.

• عند استخدامها في سيناريو المؤسسة، قد يتم استكمال عقدة البوابة كخادم وكيل أو جدار حماية.

• يتم تنفيذ البوابة بشكل عام كعقدة بها عدة بطاقات واجهة شبكة “NIC” متصلة بشبكات مختلفة، ومع ذلك يمكن أيضاً تكوينه باستخدام البرنامج.

• يستخدم تقنية تبديل الحزم لنقل البيانات عبر الشبكات.

ملاحظة:“NIC” هي اختصار لـ “Network Interface Card”.

أنواع البوابات

أولاً: على أساس اتجاه تدفق البيانات

تنقسم البوابات على نطاق واسع إلى فئتين، هُما:

1- بوابات أحادية الاتجاه

بوابات أحادية الاتجاه: هي البوابات التي تسمح للبيانات بالتدفق في اتجاه واحد فقط، حيث يتم نسخ التغييرات التي تم إجراؤها في العقدة المصدر في العقدة الوجهة ولكن ليس العكس، كما يمكن استخدامها كأدوات أرشفة.

2- البوابات ثنائية الاتجاه

البوابات ثنائية الاتجاه: هي البوابات التي تسمح للبيانات بالتدفق في كلا الاتجاهين، كما يمكن استخدامها كأدوات مزامنة.

ثانياً: على أساس الوظائف

يمكن أن يكون هناك مجموعة متنوعة من البوابات، أبرزها على النحو التالي:

1- بوابة الشبكة

بوابة الشبكة: هذا هو النوع الأكثر شيوعًا للبوابات التي توفر كواجهة بين شبكتين مختلفتين تعملان ببروتوكولات مختلفة، وكلما تم ذكر مصطلح البوابة دون تحديد النوع فإنّه يشير إلى بوابة الشبكة.

2- بوابة التخزين السحابي

بوابة التخزين السحابي: هي عقدة شبكة أو خادم يترجم طلبات التخزين مع استدعاءات مختلفة لواجهة برمجة التطبيقات لخدمة التخزين السحابي، مثل بروتوكول الوصول البسيط إلى الكائن “SOAP” أو نقل الحالة التمثيلية “REST”، ويسهل دمج التخزين السحابي الخاص في التطبيقات دون يستلزم نقل التطبيقات إلى أي سحابة عامة، وبالتالي تبسيط اتصال البيانات.

• “SOAP” هي اختصار لـ “Simple Object Access Protocol”.

3- بوابة الإنترنت إلى المدار I2O

بوابة الإنترنت إلى المدار “I2O”: هي البوابات التي تربط الأجهزة الموجودة على الإنترنت بالأقمار الصناعية والمركبات الفضائية التي تدور حول الأرض، واثنان من بوابات “I2O” البارزة هُما “Project HERMES” والشبكة التعليمية العالمية لعمليات الأقمار الصناعية “GENSO”.

• “I2O” هي اختصار لـ “Internet gateway to orbit”.

• “GENSO” هي اختصار لـ “Global Educational Network for Satellite”.

4- بوابة إنترنت الأشياء

تستوعب بوابات إنترنت الأشياء بيانات المستشعر من أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) في الميدان وتترجم بين بروتوكولات المستشعر قبل إرسالها إلى الشبكة السحابية، ويقومون بتوصيل أجهزة إنترنت الأشياء والشبكة السحابية وتطبيقات المستخدم.

• “IoT” هي اختصار لـ “Internet of Things”.

5- بوابات VoIP Trunk Gateway

يسهل نقل البيانات بين أجهزة خدمة الهاتف القديمة العادية “POTS“، مثل الهواتف الأرضية وأجهزة الفاكس، مع شبكة نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت “VoIP“.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

• “POTS” هي اختصار لـ “Plain Old Telephone Service”.

كيفية عمل البوابات

بوابة الشبكة هي نقطة مركزية للعديد من الشبكات التي لديها القدرة على الوصول إلى الشبكات الأخرى وفي الإنترانت يلعب جهاز التوجيه دوراً، حيث تُعرف عقدة البوابة التي تربط الشبكة باسم “البوابة”، ولكن في المؤسسات الكبيرة الحجم يتحكم الكمبيوتر الخاص في حركة المرور بين الشبكات كنقاط بوابة، أمّا في المؤسسة التجارية يعمل خادم الكمبيوتر كعقد بوابة ويمكنه أيضاً أن يلعب دور خادم وكيل أو جدار حماية في بعض الأحيان.

يمكن توصيل البوابة بجهاز التوجيه لأن جهاز التوجيه لديه جميع المعلومات التي تشير إلى مكان إرسال حزم البيانات، ثم يتخذ مفتاح الشبكة قراراً بشأن مسار الدخول والخروج للبوابة للوصول إلى الحزمة المخصصة، وهنا يتم استخدام نظام التشغيل لمشاركة سلوك الإنترنت مثل البوابة والمُصمم الاتصال مع الشبكات الداخلية.

الفرق بين البوابة والموجه Gateway and Router

• يتمثل الاختلاف بين البوابة والموجه في أن جهاز البوابة يغير تنسيقاً أو بروتوكولاً إلى تنسيق أو بروتوكول إلى آخر، بينما يقوم جهاز الشبكة بإعادة توجيه الحزم التي تبدأ بشبكة واحدة ثم إلى الأخرى.

• الهدف الأساسي للبوابة هو الترجمة ببروتوكول واحد ثم إلى التالي، بينما يقوم جهاز التوجيه بتوجيه حركة المرور بدءاً من شبكة واحدة ثم إلى الأخرى.

• التوجيه الديناميكي في البوابة غير مدعوم، بينما في جهاز التوجيه مدعوم.

• المصطلحات ذات الصلة بالبوابة هي “Voice Gateway” و”Gateway Router” و”Proxy server” بينما “Router” هو جهاز التوجيه اللاسلكي وموجه الإنترنت.