ما هي الاختلافات بين أجهزة إعادة الإرسال والمحاور والجسور والمحولات وأجهزة التوجيه والبوابات؟

قبل الغوص في مبادئ الاتصال، من الضروري التعرف على بعض أجهزة الاتصال الشائعة. في شبكات الكمبيوتر، تظهر مصطلحات مثل أجهزة إعادة الإرسال، والمحاور، والجسور، والمحولات، وأجهزة التوجيه، والبوابات بشكل متكرر. فهمهم أبسط مما يبدو. ومن خلال تنظيم هذه الأجهزة بناءً على التسلسل الهرمي لشبكة الكمبيوتر، يمكننا بسهولة التمييز بين أدوارها. اليوم، دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل من هذه الأجهزة، ونستكشف تعريفاتها ووظائفها وكيفية ربطها ببعضها البعض، مما يوفر نظرة عامة واضحة على أهميتها في أنظمة الشبكات.

1. الراسبين

المكرر هو جهاز يستخدم لتوصيل أجزاء الشبكة عن طريق إعادة توجيه الإشارات المادية بين عقدتين في الشبكة. يتم وضع أجهزة إعادة الإرسال في الطبقة المادية لنموذج OSI، حيث تقوم في المقام الأول بتوسيع مسافات الشبكة عن طريق تضخيم الإشارات التي تضعف بسبب فقدان الإرسال. ولا يقومون بتفسير البيانات مثل الإطارات أو الحزم؛ يركزون على استعادة قوة الإشارة. من خلال تضخيم الإشارات المخففة، تمنع أجهزة إعادة الإرسال أخطاء البيانات الناتجة عن تشويه الإشارة. في الأساس، يعمل المكرر كمعزز بسيط للإشارة التناظرية، مما يضمن إمكانية انتقال البيانات لمسافة أبعد عبر كابلات الشبكة.

2. المحاور

المحور هو جهاز شبكة أساسي يقوم بتوصيل أجهزة كمبيوتر متعددة أو أجهزة شبكة في شبكة محلية (LAN). يعمل المحور في الطبقة المادية (الطبقة 1) من نموذج OSI، ويعمل عن طريق استقبال إشارات البيانات من جهاز واحد وبثها إلى جميع الأجهزة الأخرى المتصلة. لا تفرق المحاور بين وجهات البيانات، مما قد يؤدي إلى تصادمات الشبكة عندما تحاول أجهزة متعددة إرسال البيانات في وقت واحد.

على عكس المحولات، لا تقوم المحاور بتصفية حركة المرور أو توجيهها بذكاء؛ يقومون ببساطة بإعادة توجيه الإشارات إلى جميع الأجهزة في الشبكة. وهذا يجعل المحاور أقل كفاءة، خاصة في الشبكات الكبيرة. على الرغم من كونها أقل استخدامًا اليوم بسبب ظهور الأجهزة الأكثر تقدمًا مثل المحولات، إلا أن المحاور لا تزال مفيدة في الشبكات الصغيرة لمشاركة البيانات البسيطة. إن تكلفتها المنخفضة وسهولة استخدامها تجعلها خيارًا قابلاً للتطبيق لتوصيل الأجهزة في الإعدادات الأساسية حيث لا تكون إدارة حركة المرور المتقدمة ضرورية.

3. جسور الشبكة

جسر الشبكة هو جهاز يستخدم لتقسيم شبكة أكبر إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للإدارة مع تمكين الاتصال فيما بينها. يعمل الجسر في طبقة ارتباط البيانات (الطبقة 2) من نموذج OSI، ويقوم بتصفية البيانات وإعادة توجيهها بناءً على عناوين MAC (التحكم في الوصول إلى الوسائط). على عكس المحور، الذي يبث البيانات إلى كافة الأجهزة المتصلة، يقوم الجسر بتوجيه حركة المرور بذكاء إلى الجزء الذي يوجد به الجهاز الوجهة فقط. وهذا يقلل من ازدحام الشبكة ويحسن الكفاءة.

يمكن للجسور توصيل أنواع مختلفة من الشبكات، مثل Ethernet بشبكة Wi-Fi، والمساعدة في توسيع نطاق شبكة LAN. ومن خلال معرفة عناوين MAC الخاصة بالأجهزة الموجودة على كل مقطع، يقوم الجسر بإنشاء جدول لتوجيه البيانات بكفاءة بين أقسام الشبكة. وهذا يجعلها أداة قيمة لتحسين أداء الشبكة في البيئات التي تتواصل فيها أجهزة متعددة بشكل متكرر. بشكل عام، تساعد الجسور على تبسيط الاتصال وتحسين تجزئة الشبكة. ويمكن اعتبارها "جهاز توجيه منخفض المستوى".

4. محولات الشبكة

محول الشبكة هو جهاز يعمل في طبقة ارتباط البيانات (الطبقة 2) لنموذج OSI ويستخدم لتوصيل أجهزة متعددة داخل شبكة محلية (LAN). على عكس المحاور، التي تبث البيانات إلى جميع الأجهزة المتصلة، تقوم بتحويل البيانات بذكاء إلى الجهاز أو المنفذ المحدد حيث يوجد الجهاز الوجهة. يفعلون ذلك عن طريق الحفاظ على جدول عناوين MAC، الذي يقوم بتعيين العناوين الفعلية للأجهزة إلى منافذ محددة على المحول.

عندما يتلقى المحول حزمة بيانات، فإنه يتحقق من عنوان MAC الوجهة، ويبحث عنه في جدوله، ويرسل البيانات فقط إلى المنفذ المناسب، مما يقلل من حركة المرور غير الضرورية ويحسن كفاءة الشبكة. تقلل هذه العملية من فرص تصادم الشبكة، مما يجعل المحولات أكثر كفاءة بكثير من المحاور، خاصة في الشبكات ذات حركة المرور العالية.

يمكن أن تعمل المحولات في وضع الإرسال المزدوج الكامل، مما يسمح بإرسال واستقبال البيانات في وقت واحد، مما يؤدي إلى تحسين أداء الشبكة. يمكنهم أيضًا تقسيم الشبكة، وتزويد كل جهاز متصل بقناة اتصال مخصصة خاصة به، مما يضمن السرعة والموثوقية المتسقة.

يمكن لمحولات الشبكة الحديثة أن تدعم العديد من الميزات المتقدمة مثل تجزئة VLAN (شبكة LAN الافتراضية)، وجودة الخدمة (جودة الخدمة) لتحديد أولويات حركة المرور المهمة، ونسخ المنفذ لمراقبة الشبكة. ويتم استخدامها على نطاق واسع في بيئات الأعمال ومراكز البيانات وحتى الشبكات المنزلية، مما يوفر قابلية التوسع والأمان والمرونة. تلعب المحولات دورًا حاسمًا في إدارة حركة المرور بكفاءة وضمان الاتصال السلس داخل الشبكة.

5. أجهزة التوجيه

يعد جهاز توجيه الشبكة جهازًا مهمًا يربط شبكات متعددة، وعادةً ما يربط شبكة محلية (LAN) بشبكة واسعة (WAN) مثل الإنترنت. تعمل أجهزة التوجيه في طبقة الشبكة (الطبقة 3) من نموذج OSI، وتقوم بتوجيه حزم البيانات بذكاء بين الشبكات من خلال تحليل عناوين IP في كل حزمة. تحدد أجهزة التوجيه أفضل مسار للبيانات بناءً على عوامل مثل ظروف الشبكة وحمل حركة المرور والوجهة، مما يضمن وصول البيانات إلى الموقع الصحيح بكفاءة.

إحدى الوظائف الأساسية لجهاز التوجيه هي الحفاظ على جداول التوجيه، التي تخزن معلومات حول المسارات المختلفة التي يمكن أن تتخذها البيانات. عندما تصل البيانات إلى جهاز التوجيه، فإنه يتحقق من عنوان IP الوجهة، ويراجع جدول التوجيه الخاص به، ويعيد توجيه البيانات عبر المسار الأكثر كفاءة. تساعد هذه العملية على تقليل ازدحام الشبكة وتضمن الاتصال الموثوق بين الأجهزة الموجودة على شبكات مختلفة.

يمكن لأجهزة التوجيه توصيل أنواع مختلفة من الشبكات، بما في ذلك Ethernet والألياف الضوئية واللاسلكية، مما يجعلها متعددة الاستخدامات للغاية. كما أنها تعزز أمان الشبكة من خلال العمل كحاجز بين الشبكات، وتصفية حركة المرور، ومنع الوصول غير المصرح به من خلال ميزات مثل جدران الحماية وقوائم التحكم في الوصول (ACLs).

بالإضافة إلى التوجيه الأساسي، غالبًا ما توفر أجهزة التوجيه الحديثة ميزات متقدمة مثل جودة الخدمة (QoS) لتحديد أولويات أنواع معينة من حركة المرور، ودعم الشبكة الافتراضية الخاصة (VPN) للوصول الآمن عن بعد، وترجمة عنوان الشبكة (NAT)، التي تتيح عدة الأجهزة الموجودة على شبكة LAN لمشاركة عنوان IP عام واحد.

بشكل عام، يلعب جهاز التوجيه دورًا حيويًا في ضمان اتصال شبكي فعال وآمن وقابل للتطوير، مما يجعله حجر الزاوية في الشبكات المنزلية والمؤسسية.

6. البوابات

البوابة عبارة عن جهاز شبكة يعمل كنقطة دخول بين شبكتين مختلفتين، وغالبًا ما يقوم بتوصيل شبكة محلية بشبكة خارجية مثل الإنترنت. تعمل البوابة في طبقات مختلفة من نموذج OSI، ويمكنها إجراء تحويلات البروتوكول، مما يسمح بتدفق البيانات بين الشبكات التي تستخدم بروتوكولات أو بنيات مختلفة. يمكنه التعامل مع مهام مثل ترجمة عناوين IP، وتمكين الاتصال بين شبكات IPv4 وIPv6، وتوفير أمان إضافي من خلال إدارة حركة مرور البيانات. تُستخدم البوابات بشكل شائع في الشبكات المعقدة لإدارة حركة المرور والتحكم في الوصول.

ما هي الاختلافات بين أجهزة التكرار والمحاور والجسور والمحولات وأجهزة التوجيه والبوابات؟

الراسبين: يعمل على الطبقة المادية، حيث يقوم بتجديد وتضخيم الإشارات الضعيفة لتوسيع مسافات الشبكة. مثال: تمديد إشارة الواي فاي في مبنى كبير.

المحاور: جهاز أساسي في الطبقة المادية يقوم ببث البيانات إلى جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة، مما يؤدي إلى حدوث تصادمات محتملة. مثال: توصيل أجهزة الكمبيوتر بشبكة LAN صغيرة.

الجسور: يعمل في طبقة ارتباط البيانات، حيث يربط قسمين من الشبكة ويصفي حركة المرور بناءً على عناوين MAC. مثال: ربط الشبكات المحلية السلكية واللاسلكية.

المفاتيح: يعمل في طبقة ربط البيانات، ويعيد توجيه البيانات بذكاء إلى أجهزة محددة بناءً على عناوين MAC، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة. مثال: جهاز مركزي في شبكة مكتبية.

أجهزة التوجيه: تعمل في طبقة الشبكة، حيث تقوم بتوجيه البيانات بين الشبكات المختلفة بناءً على عناوين IP. مثال: جهاز التوجيه المنزلي الذي يقوم بتوصيل شبكة LAN بالإنترنت.

البوابات: يعمل كنقطة اتصال بين الشبكات والبروتوكولات المختلفة، وغالبًا ما يترجم فيما بينها. مثال: توصيل شبكة محلية بالإنترنت.