ما هي أجهزة اتصال شبكة الإيثرنت

في شبكة الإيثرنت، توجد بعض أجهزة الشبكات التي تلعب أدوارها على مستويات مختلفة مثل الموزعات والمحولات وأجهزة التوجيه، حيث تُستخدم هذه الأجهزة في شبكات البيانات، وعلى الرغم من أنّ لها وظائف مختلفة، إلّا أنّه يمكن دمجها للتأكد من أنّه عند إعداد شكل من أشكال شبكة البيانات يتم الحصول على الوظيفة الصحيحة.

أساسيات أجهزة التوجيه ومحولات ومحاور الإيثرنت:

المحولات والموجهات المحورية هي أجهزة إيثرنت تؤدي وظائف متشابهة جداً، حيث تتيح جميع مفاتيح التبديل والمحاور لأجهزة توجيه الإيثرنت إجراء الاتصالات بين جهاز كمبيوتر واحد أو أكثر أو أجهزة متصلة بالشبكة أو حتى شبكات بيانات أخرى، وبهذه الطريقة فإنّهم يصبحون وسيلة لإنشاء مستويات أعلى من الاتصال داخل شبكة بيانات سلكية، كما يوفر البعض أيضاً إمكانية اتصال “Wi-Fi” ممّا يتيح الاتصال اللاسلكي أيضاً، حيث تُسمى نقاط الاتصال على أجهزة “Ethernet” هذه بالمنافذ.

ما هي محاور الإيثرنت Ethernet hub؟

تقوم محاور الإيثرنت بتمرير جميع البيانات التي يتم تلقيها على اتصال واحد إلى جميع الاتصالات الأخرى ممّا لا يتطلب نفس المستوى من الذكاء الموجود في أجهزة الإيثرنت الأخرى، وغالباً ما يتم استخدام لوحة الوصل كنقطة اتصال مشتركة للأجهزة في شبكة البيانات، حيث تعمل المحاور على توصيل أجزاء من شبكة (LAN)، ويتضمن محور “Ethernet” على منافذ متعددة لذلك عندما تصل الحزمة إلى منفذ واحد فإنّه يتم نسخها إلى المنافذ الأخرى، بحيث يمكن لجميع أجزاء الشبكة رؤية جميع حزم البيانات.

عند استخدام المحور، يتم إرسال حزم البيانات إلى كل منفذ من المنافذ بغض النظر عن المكان الذي تم توجيه الحزمة إليه بالفعل، كما أنّ محور “Ethernet” لا يمتلك القدرة على تحديد المنفذ الذي يجب إرسال الحزمة إليه، وبالمرور إلى كل جزء يضمن وصوله إلى وجهته المقصودة، وهذه طريقة بسيطة وفعالة لإدارة البيانات، لكنّها تُسبب الكثير من حركة المرور للبيانات على الشبكة؛ لأن الكثير من البيانات غير الضرورية يتم وضعها على كل منفذ.

وفقاً لذلك، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ضعف أوقات استجابة الشبكة، ولكن بالنسبة لمعظم شبكات البيانات الصغيرة، خاصةً تلك المستخدمة في التركيبات المنزلية أو المكتبية الصغيرة، فهذه ليست مشكلة، كما يوجد هناك عيب آخر لاستخدام محور “Ethernet” وهو أنّه يجب عليه مشاركة عرض النطاق الترددي الخاص مع كل منفذ من منافذه، ممّا يعني أنّه عندما يقوم جهاز كمبيوتر واحد فقط بالإرسال، فسيكون بإمكانه الوصول إلى كل عرض النطاق الترددي المتاح.

ومع ذلك، إذا تم بث أجهزة كمبيوتر متعددة، فسيحتاج عرض النطاق الترددي هذا إلى تقسيمها جميعاً وسيؤدي إلى تدهور الأداء، ونادراً ما يتم استخدام محاور الإيثرنت هذه الأيام، وغالباً ما يشكل جهاز التوجيه مركز شبكة محلية.

ما هي محولات الإيثرنت Ethernet switch؟

محولات الشبكة: هي أجهزة شبه ذكية تتعرف على الأجهزة الموجودة على أي اتصال، حيث يحتوي محول إيثرنت على ميزات أكثر من المحور، كما أنّه يقوم بتصفية وإعادة توجيه حزم البيانات بين شبكة المنطقة المحلية (LAN)، حيث يمكن لمحول شبكة الإيثرنت العمل مع عناوين “MAC” للأجهزة المتصلة به وباستخدام هذه المعلومات، يمكنه التعرف على أجهزة الكمبيوتر أو الوحدات على كل من منافذها.

وبهذه الطريقة يمكن إرسال حزم البيانات إلى المنافذ ذات الصلة وبالتالي إلى الأجهزة المناسبة دون إغراق الشبكة ببيانات غير ضرورية، بالإضافة إلى ذلك فإن محولات الإيثرنت قادرة على تخصيص النطاق الترددي الكامل لكل من منافذها، ممّا يعني أنّه بغض النظر عن عدد الأجهزة العاملة يتمكن المستخدمون دائماً من الوصول إلى الحد الأقصى لمقدار النطاق الترددي، حيث تعني هذه الأسباب أنّ محول “Ethernet” هو خيار أفضل بكثير للاستخدام على شبكة البيانات من المحور.

تأتي محولات الإيثرنت كإصدارات مُدارة وغير مُدارة، حيث تُعد محولات الشبكة غير المدارة هي الأكثر شيوعاً، حيث تتيح أجهزة الشبكة هذه توصيل الجهاز والبدء دون تدخل أو إعداد، كما تتطلب المحولات المدارة الإعداد وهذا يسمح بإعطاء الأولوية لحركة المرور للبيانات، وبهذه الطريقة يمكن إعطاء الأولوية لوظائف معينة، بحيث يتم تخصيص عرض النطاق الترددي المتاح لتطبيق معين.

ملاحظة:“MAC” هي اختصار لـ ” Media Access Control”.

ما هو جهاز توجيه الإيثرنت Ethernet router؟

يختلف جهاز التوجيه عن المحاور أو المحولات في أنّه يتمتع بقدرة أكبر بشكل ملحوظ، حيث يقوم بعملية إعادة إرسال حزم البيانات بين الشبكات، وغالباً من جهاز توجيه إلى التالي حتى يصل إلى وجهته، أمّا عند قدوم حزمة بيانات من شبكة بيانات واحدة يقرأ الموجه بيانات عنوان الشبكة لتحديد الوجهة المطلوبة، وباستخدام المعلومات الموجودة في جدول التوجيه، فإنّه يُرسل الحزمة إلى الشبكة التالية.

يمكن أن توجد أجهزة التوجيه بأحجام وإمكانيات مختلفة كبيرة وصغيرة، حيث أنّ أجهزة التوجيه الأكثر شيوعاً هي تلك المستخدمة لربط شبكة منزلية أو مكتب صغير بجهاز كمبيوتر واحد أو أكثر وأجهزة أخرى مثل الهواتف الذكية إلى اتصال الإنترنت (DSL) أو اتصال الألياف، أمّا بالنسبة لأنظمة شبكات بيانات المؤسسات الكبيرة، يتم استخدام أجهزة توجيه أكثر تعقيداً وقد تقوم بتوصيل شركات كبيرة أو شبكات (ISP) بأجهزة التوجيه الأساسية القوية، والتي تعيد توجيه البيانات بسرعة عالية على طول خطوط الألياف الضوئية للإنترنت.

مميزات أجهزة توجيه الإيثرنت:

1. بروتوكول التكوين الديناميكي للمضيف “DHCP”:

يوفر “DHCP” القدرة على تعيين عنوان “IP” الديناميكي الذي يتم استخدامه عادةً، وعندما يتصل موجه الإيثرنت بالشبكة لأول مرة، فإنّ خادم “DHCP” يطلب تعيين عنوان (IP)، كما سيطلب جهاز التوجيه المتصل باتصال مزود خدمة الإنترنت عنوان “IP”؛ حيث سيكون هذا هو عنوان “IP” للإنترنت، كما ستطلب أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الجانب الآخر من جهاز التوجيه عنوان “IP”، وتكون هذه العناوين محلية على الشبكة.

2. ترجمة عنوان الشبكة “NAT”:

تُعد ترجمة عنوان الشبكة عملية مهمة تحدث خلال جهاز التوجيه، كما يوفر “NAT” الوسائل للموجه لترجمة عناوين “IP” للحزم التي تعبر حدود الإنترنت أو الشبكة المحلية، وعندما يرسل جهاز كمبيوتر على الشبكة المحلية حزمة بيانات، يرى جهاز التوجيه عنوان “IP” المصدر، أمّا عندما يتم تمرير هذه البيانات إلى الإنترنت، كما يُستبدل “NAT” عنوان “IP” المحلي بعنوان “IP” للإنترنت المعين من قبل “ISP”.

يقوم “NAT” في جهاز التوجيه بتتبع أي استجابات، وبالتالي يتمكن جهاز التوجيه بعد ذلك من استبدال عنوان “IP Internet” بالعنوان المحلي، بحيث يمكن إرجاع البيانات إلى الكمبيوتر ذي الصلة، أمّا الميزة لهذه العملية هي أنّ الأجهزة الموجودة على الإنترنت لا يمكنها بدء الاتصالات بأجهزة الكمبيوتر الموجودة على الجانب الموجود من جهاز التوجيه، حيث يمكنها فقط محاكاة البيانات المرسلة من قبلها، ممّا يعني أنّ جهاز التوجيه يوفر قدرة جدار حماية فعالة.

غالباً يكون لدى أجهزة التوجيه قدرة لاسلكية مبنية عليها، حيث يعمل هذا كمنفذ آخر، وهذه المرة بدلاً من كونه منفذ إيثرنت سلكياً، يكون الوصول عبر (Wi-Fi IEEE 802.11)، وعلى عكس منافذ الإيثرنت التي تتصل عادةً بمستخدم واحد فقط باستخدام “Wi-Fi”، فمن الممكن توصيل العديد من الأجهزة المختلفة.

يتيح المحور اتصالاً بسيطاً بمجموعة متنوعة من الأجهزة المختلفة، ولكن يمكن أن يؤدي إلى بطء الاتصالات، حيث يقوم المحول بتوصيل أجهزة أو مقاطع إيثرنت متعددة بشكل أكثر كفاءة، ويحتوي جهاز التوجيه على قدرة أكبر بشكل ملحوظ ويمكنه ربط شبكة محلية بشبكة واسعة (WAN)، ممّا يوفر إمكانات التوجيه.

• تُشير “DSL” إلى “Digital Subscriber Line”.

• “DHCP” هي اختصار لـ “Dynamic Host Configuration Protocol”.

• “NAT” هي اختصار لـ “Network Address Translation”.

• “ISP” هي اختصار لـ “Internet Service Provider”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.