الشبكة الواسعة أو الشبكة واسعة النطاق: هي نوع من أنواع الشبكات التي يمكن من خلالها توصيل أي نوع من أنواع الشبكات ببعض مثل توصيل عدة شبكات محلية LANs أو توصيل عدة أجهزة موجودة في أماكن مختلفة حول العالم؛ فهي تعد أكبر وأوسع شبكات الكمبيوتر، ومن أمثلتها الانترنت الذي يعد أكبر شبكة WAN في العالم.

ولتوضيح فكرة الشبكة الواسعة أكثر فلنفترض أن هناك جامعة لديها العديد من الفروع في عدة مدن مختلفة: مبنى الجامعة الرئيسي يقع في المدينة [أ]، والكليات التابعة لها توجد في المدن [أ]، و[ب]، و[ج]، و[د] كما أن لديها مساكن جامعية للطلاب تقع في المدن [هـ]، و[و] وكل فرع من فروع الجامعة يمتلك شبكة محلية LAN لإدارة وتنظيم أموره الداخلية وتقوم الجامعة بربط كل هذه الشبكات عن طريق الشبكة الواسعة WAN لتبادل البيانات والمعلومات بين الفروع المختلفة دون الاعتماد الكلي على شبكة الانترنت العامة.

تلجأ المؤسسات غالبًا لهذا النوع من الشبكات لأنها تقدم مستويات أمان عالية، وتحسن من كفاءة الأداء، وتضمن استمرارية العمل حتى في حالات الطوارئ أو الكوارث.

</> The Basic Components of WAN
المكونات الأساسية لشبكة WAN

</> ?What is WAN Architecture
ما هي بنية الشبكة الواسعة؟

</> ?What are WAN Protocols
ما هي بروتوكولات الشبكة الواسعة؟

تتابع الإطارات Frame Relay:

يقوم هذا البروتوكول بنقل البيانات على شكل إطارات بسرعة عالية عن طريق تقسيم البيانات إلى أطر، ثم إرسالها عبر الشبكة من نقطة الانطلاق إلى نقطة الاستقبال، وعند وصول هذه الأطر عند الجهاز المستقبل يتم تجميع تلك الأطر مرة أخرى للحصول على البيانات الأصلية.

نمط النقل غير المتزامن Asynchronous Transfer Mode:

ويعرف اختصارًا بـ ATM، وهو يستخدم لنقل البيانات على شكل خلايا صغيرة حجمها ثابت 53 بايت ثم إعادة تجميعها مرة أخرى للحصول على البيانات الأصلية، ونظرًا لصغر حجم الخلايا فإنها تصل إلى جهاز المستقبل بسرعة كبيرة لذا يستخدم هذا البروتوكول عادةً في التطبيقات التي تحتاج إلى مزامنة جيدة مثل: البث المباشر عبر الانترنت، ولكن انخفض استخدام هذا البروتوكول نظرًا لتقدم بعض التقنيات الأخرى مثل MPLS والتي تقدم نفس المزايا بالإضافة لمميزات أخرى أفضل.

التبديل متعدد البروتوكولات Multiprotocol Label Switching:

ويعرف اختصارًا بـ MPLS، وهو يضيف وسمًا Label لكل حزمة بيانات يتم نقلها عبر الشبكة، وهذا الوسم عبارة عن رقم يقوم بتعريف بتعريف تلك الحزمة وهو يساعد في توجيه البيانات بشكل أسرع فبدلًا من فحص طريق الوجهة باستمرار يتم النظر فقط إلى الوسم لتحديد الوجهة التالية مما يزيد من سرعة نقل البيانات.

بروتوكول اكس.25 أو X.25:

بروتوكول X.25 هو بروتوكول يستخدم لنقل البيانات عبر الشبكات الواسعة، فعند إرسال البيانات عبر الشبكة باستخدام بروتوكول X.25 يتم تقسيم البيانات إلى حزم صغيرة، وإضافة عنوان لكل حزمة بيانات يدل على مصدرها ووجهتها، وهذا يساعد في توجيه الحزم ويضمن وصولها بشكل صحيح، وإن حدث مشكلة في إحدى الحزم يقوم البروتوكول بإعادة إرسال تلك الحزمة حتى تصل بشكل صحيح.

الشبكات الضوئية المتزامنة والتسلسل الهرمي الرقمي المتزامن Synchronous Optical Networking/Synchronous Digital Hierarchy:

ويعرف اختصارًا بـ SONET/SDH، وتقوم بنقل كميات كبيرة من البيانات عبر مسافات طويلة بسرعة كبيرة جدًا من خلال الألياف الضوئية، وتعمل هذه البروتوكولات عن طريق نقل البيانات في حزم زمنية ثابتة تعرف بالإطارات Frames، ويتم تنظيم هذه البيانات في تسلسلات هرمية لسهولة عملية التحكم والإدارة، كما تعتمد بروتوكولات SONET/SDH على مبدأ التزامن أي أن جميع الإشارات تكون منسقة بدقة بواسطة مصدر زمني واحد أو مركزي لضمان الثبات والدقة، وتتيح ميزة التعددية Multiplexing أي أنها تسمح بتوحيد عدة إشارات مختلفة في إشارة واحدة؛ مما يزيد من كفاءة نقل البيانات عبر الشبكات الواسعة.

فمثلًا: عند إرسال مقطع فيديو عبر الانترنت، فإن المقطع يتم تقسيمه إلى أجزاء أصغر وتعبأ هذه الأجزاء في إطارات على شكل قطار واحد، ثم يسير هذا القطار في مسار من الألياف الضوئية بتنسيق زمني دقيق حتى لا يحدث أي تعارض أو تأخير، وعند وصوله إلى الجهاز المستقبل يتم إعادة تجميع الأجزاء وتقديم المقطع في شكله الأصلي.

بروتوكول البوابة الحدودية Border Gateway Protocol:

يعرف اختصارًا بـ BGP، ويقوم بتوفير طريقة يستطيع من خلالها تحديد أفضل المسارات لنقل البيانات خلالها، فهو المسئول عن اتخاذ قرارات توجيه البيانات بناءً على عدة عوامل، مثل: طول المسار، عرض النطاق الترددي، ومعدل الازدحام، ويتميز هذا البروتوكول بقدرته على التعامل مع الشبكات الضخمة والمعقدة فهو يستطيع التعامل مع عدد كبير من الشبكات والأجهزة المختلفة.

بروتوكول التوجيه الداخلي المحسن Enhanced Interior Gateway Routing Protocol:

وهو يعرف اختصارًا بـ EIGRP، وهو يستخدم لضمان نقل البيانات بكفاءة حيث يستخدم تقنيات متطورة لحساب أسرع وأفضل مسار لنقل البيانات بين أجهزة الشبكة عن طريق استخدام بعض المعايير، وهو يتميز بسرعته في اكتشاف التغييرات التي تحدث في الشبكة ويقوم بتحديث جداول التوجيه بشكل سريع لضمان أن كل جهاز في الشبكة يعرف أفضل الطرق لنقل البيانات.

بروتوكول فتح المسار الأقصر أولًا Open Shortest Path First:

هو أحد البروتوكولات التي تستخدم في توجيه البيانات عبر الشبكات وهو يهدف إلى إيجاد المسار الأقصر والأكثر كفاءة لنقل البيانات عبر الشبكة من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال بناءً على بعض العوامل، مثل: طول المسار أو عدد القفزات وسرعة الاتصال.

بروتوكول أمن الانترنت Internet Protocol Security:

يعرف اختصارًا بـ IPsec، وهو عبارة عن مجموعة من البروتوكولات التي تستخدم في تأمين الاتصالات عبر الشبكات الواسعة مثل الانترنت وذلك لحماية المعلومات الحساسة والبيانات الهامة، وهو يقوم بتشفير البيانات التي يتم إرسالها عبر الشبكة، والتحقق من هوية الأجهزة المشاركة في الاتصال، وضمان سلامة البيانات من التعديل غير المصرح به، فهو يستخدم لضمان نقل البيانات بشكل آمن وسري بين الأجهزة المتصلة.

بروتوكول الأنفاق من الطبقة الثانية Layer 2 Tunneling Protocol:

يشار إليه عادةً بالاختصار L2TP، وهو يقوم بإنشاء نفق افتراضي بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال لنقل البيانات من خلاله حيث يتيح هذا النفق للبيانات التي يتم نقلها المرور بشكل آمن عبر الشبكة العامة دون تعرضها لأي خطر من خلال تشفيرها ثم فك تشفيرها عند نقطة الوصول النهائية، وهكذا يمكن استخدام تلك الأنفاق لتوصيل شبكتين خاصتين عبر شبكة عامة مثل الانترنت،ونقل البيانات بينهما بأمان.

خدمة الشبكة المحلية الخاصة الافتراضية Virtual Private LAN Service:

وهو يعرف بالاختصار VPLS، ومن خلاله يمكن إنشاء شبكات محلية افتراضية عبر الشبكة الواسعة وأن تشعر جميع الأجهزة الموجودة كأنها في نفس الشبكة المحلية.

الشبكة الافتراضية الخاصة الديناميكية متعددة النقاط Dynamic Multipoint Virtual Private Network:

وهو يعرف اختصارًا بـ DMVPN، وهو يوفر طريقة سهلة لإنشاء شبكات افتراضية متعددة المواقع

ملاحظات :

كان بروتوكول X.25 شائع الاستخدام في السابق لأنه أوجد طريقة لإرسال البيانات بطريقة آمنة عبر الشبكات غير المستقرة مثل خطوط الهاتف، ولكنه لم يعد شائعًا في الوقت الحاضر؛ بسبب تطور تقنيات أسرع وعلى الرغم من ذلك فإن له بقايا استخدامات في بعض التطبيقات.
يعتبر معيار الشبكة الضوئية المتزامنة SONET هو المعيار المستخدم بشكل رئيسي في أمريكا الشمالية، بينما يُستخدم معيار التسلسل الهرمي الرقمي المتزامن SDH في معظم أنحاء العالم الأخرى، وبالرغم من اختلاف الأسماء، فإن كلاهما يتشابهان للغاية في وظائفهما وتصميماتهما.
طول المسار Path length: هو عدد القفزات أو الـ Hops التي يجب أن تمر بها البيانات أثناء نقلها من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال، والـ Hop هي كل جهاز أو عقدة تمر بها البيانات أثناء نقلها عبر الشبكة.
عرض النطاق الترددي Bandwidth: هي كمية البيانات التي يتم نقلها عبر قناة الاتصال في وحدة زمنية معينة، وهي عامل مهم جدًا لتحديد كفاءة الاتصال وقدرة الشبكة على نقل البيانات، وتقاس بوحدة البت لكل ثانية bps أو الكيلو بت لكل ثانية kbps أو الميجا بت لكل ثانية Mbps.
معدل الازدحام Congestion rate: يشير هذا المصطلح إلى مدى تكدس أو ازدحام البيانات في شبكة معينة، وقد يرجع ذلك لعدة أسباب، مثل: زيادة حجم البيانات أو انخفاض عرض النطاق الترددي.

</> ?How Does WAN Work
كيف تعمل الشبكة الواسعة؟

تقوم أنظمة التشغيل بإعداد البيانات الرقمية المراد نقلها وتقوم بوضعها في حزم باستخدام بعض البروتوكولات مثل بروتوكول التحكم في النقل TCP وبروتوكول الانترنت IP، ثم تقوم بطاقة الشبكة Network Interface Card والتي يرمز لها اختصارًا بـ NIC بتحويل تلك البيانات الرقمية إلى إشارات يمكن إرسالها عبر الكابلات أو الاتصالات اللاسلكية، ثم تقوم المبدلات Switches بتوجيه تلك البيانات داخل الشبكة المحلية حتى تصل إلى الراوتر الموجود داخل الشبكة المحلية.

يقوم جهاز التوجيه أو الراوتر بتوجيه الحزم باستخدام بعض البروتوكولات مثل OSPF أو BGP لتحديد المسار الأفضل لنقلها عبر الشبكة الواسعة WAN، وعندما تصل تلك الحزم إلى الوجهة المطلوبة يتم إعادة تجميعها مرة أخرى وتحويلها إلى بيانات يمكن استخدامها بواسطة الجهاز المستقبل.

ويتم استخدام تقنيات الأمان خلال عملية نقل البيانات لتشفيرها ومنع التجسس عليها.

</> WAN vs. LAN
الفرق بين الشبكة الواسعة والشبكة المحلية

تختلف الشبكة الواسعة WAN عن الشبكة المحلية LAN في العديد من الأشياء، مثل: المساحة الجغرافية التي تستطيع تغطيتها كل شبكة منهما، وسرعة نقل البيانات.

1. المدى الجغرافي: الشبكة المحلية تغطي عادةً مساحة صغيرة مثل المنزل أو المبنى، على عكس الشبكة الواسعة التي تربط بين الأجهزة عبر مسافات جغرافية كبيرة جدًا قد تكون بين عدة مدن أو بين عدة دول، وتستخدم غالبًا لربط الفروع المتعددة للمؤسسات الكبيرة أو لإتاحة الوصول إلى الانترنت.

2. سرعة نقل البيانات: الشبكات المحلية أسرع عادةً من الشبكات الواسعة؛ لأنها تمتد عبر مسافات أقل من الشبكات الواسعة، كما أن عدد المستخدمين لها يكون أقل من عدد المستخدمين الذين يستخدمون الشبكات الواسعة، على الرغم من أن المستخدمين قد لا يلاحظون ذلك الفرق في السرعة.

3. التكلفة وصعوبة التنفيذ: تكلفة الشبكة المحلية أقل بكثير من تكلفة الشبكة الواسعة؛ لأنها تحتاج معدات أقل ومسافات أصغر، فتكون تكاليف إنشائها وصيانتها أقل مقارنةً بالشبكات الواسعة التي تحتاج استثمارًا في البنية التحتية اللازمة لها، مثل أجهزة التوجيه المتقدمة، والاتصال عبر مزودي خدمة الانترنت، وغيرها من المراحل والاستثمارات التي تجعل الشبكة المحلية أسهل في التنفيذ من الشبكات الواسعة وأقل تكلفة.

لكل نوع من الشبكات استخداماته الخاصة، فعادةً تستخدم الشبكات المحلية في النطاق الجغرافي الصغير، في حين تستخدم الشبكات الواسعة في نطاقات جغرافية أوسع بكثير، وبالتالي فإن المستخدم يقوم باختيار نوع الشبكة المناسب له حسب احتياجاته ومتطلباته.

</> ?What is a Leased Line
ما هي الخطوط المؤجرة؟

الخط المؤجر: هو عبارة عن مسار خاص تم عمله بواسطة مزود خدمة الانترنت يمكن أن يكون هذا المسار عبارة عن كابل من النحاس أو من الألياف الضوئية، ومن أهم مميزات الخطوط المؤجرة هي الأمان العالي لأن الاتصال يكون مخصصًا لجهة واحدة فيصبح من الصعب اعتراض هذا الاتصال من قبل مستخدمين آخرين.

بعد الاتفاق الذي يتم بين الجهة التي تريد استئجار الخط ومزود خدمة الانترنت على تفاصيل الخط المؤجر مثل سرعته، وتكلفته، ونوعه سواء كان من الألياف الضوئية أو النحاس، يقوم مزود الخدمة بتثبيت الكابلات وتوصيل المقرات الفرعية بالمقر الرئيسي وتثبيت الأجهزة اللازمة لذلك مثل أجهزة التوجيه Routers والمحولات Switches في كل موقع وذلك حتى تنتقل الإشارات بين المواقع عبر الخط المؤجر بطريقة صحيحة.

بعد تثبيت الأجهزة يتم تخصيص عناوين IP لكل جهاز متصل بالشبكة حتى يتم توجيه البيانات بشكل صحيح بين المواقع أو الأجهزة ثم يقوم الموظفين لدى مزود خدمة الانترنت باختبار الأعمال التي تتم عن طريق الشبكة بما في ذلك سرعة الاتصال، والتأكد من عدم وجود فقد في البيانات، كما يتم مراقبة الخط المؤجر بشكل دوري للتأكد من أنه يعمل بكفاءة وفي حال حدوث أي مشكلة يتولى فنيون متخصصون معالجة تلك المشكلة.

ملاحظات :

الكابلات المكونة من الألياف الضوئية تقوم بإرسال واستقبال البيانات بسرعة أعلى من الكابلات النحاسية.
إذا أرادت الجهة التي قامت باستئجار الخط المؤجر إضافة مواقع أو مقرات جديدة وبالتالي توسيع شبكة WAN الخاصة بها، فيمكنها فعل ذلك متى أرادت ويتم اتباع نفس الخطوات المذكورة لتوصيل المواقع الجديدة بالخط المؤجر.
قد تكون الخطوط المؤجرة خطوطًا افتراضية وليس بالضرورة أن تكون خطوطًا مادية، ويتم تنفيذ هذه الخطوط المؤجرة الافتراضية بواسطة مقدمي الخدمة باستخدام بنية تحتية موجودة بالفعل، دون الحاجة إلى تخصيصها لهذا الخط المؤجر فقط، فلا تحتاج إلى إنفاق الموارد المادية على إنشاء كابلات جديدة وصيانتها، ويعتبر هذا الخيار في كثير من الأحيان هو الخيار الأفضل لمقدمي الخدمي والعملاء على حد سواء بسبب تكلفته المنخفضة.

معلومات تهمك

لا تنس تقييم الدروس لكي نُحدّث المُحتوى باستمرار حتى ينال إعجابك.
لا تنس مشاركة الموقع مع أصدقائك حتى تعمّ الفائدة وتكون سببًا في نفعهم.

عدد المشاركات

التالى

CLOSETAG

منصة كلوز تاج التعليمية المتخصصة في تعليم هندسة البرمجيات. نسعى لتقديم تجربة تعلم فريدة من خلال معسكراتنا العملية والمنظمة والمتسلسلة كما نهدف إلى تقليص الفجوة بين النظرية والتطبيق العملي؛ لذا فإننا نركز على التعليم القائم على المشاريع والتطبيقات الحقيقية. ننقل لك سنوات من الخبرة في أقل وقت ممكن تحت إشراف مهندسين عباقرة عملوا في أكبر الشركات العربية والعالمية في مجال هندسة البرمجيات. مهمتنا ليست فقط تعليم هندسة البرمجيات، بل نسعى أيضًا لتزويدك بمجموعة من المهارات التي تتوافق مع احتياجات سوق العمل.

Wide Area Network
الشبكات الواسعة

التاريخ

الدروس

المستوى

اللغة

المشاهدات

المواضيع

الشروحات Wide Area Network Web Technology