الاختلافات الرئيسية بين المحور والمحول والموجه في الشبكات

سواءً كان الشخص يسعى لتحسين شبكته أو متخصصًا في تقنيات الشبكات، فإن معرفة الفرق بين أجهزة التوزيع والمحول والموجه (الراوتر) أمر بالغ الأهمية. جميع هذه الأجهزة تؤدي مهام نقل البيانات، وإدارة حركة مرور الشبكة بذكاء، وربط الأجهزة داخل الشبكة بمستويات مختلفة من التعقيد. تشرح هذه المقالة وظائفها المحددة، وتوضح أوجه اختلافها، وتوضح الجهاز المناسب لمستوى الأتمتة وقابلية التوسع المطلوب. سيستفيد مهندسو الشبكات المحترفون، أو أي شخص مهتم بتفاصيل حركة البيانات عبر الشبكة، من هذا الدليل حول هذه التقنيات الأساسية.

ما هو المحور وكيف يعمل في الشبكة؟

تعريف عام للمركز    

المحور هو ذلك الجهاز الأساسي الذي يربط عددًا من أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة معًا في شبكة محلية (LAN). يعمل هذا الجهاز على الطبقة المادية لنموذج OSI. يستقبل حزم البيانات من أحد الأجهزة المتصلة ويرسلها إلى جميع الأجهزة المتصلة الأخرى، بغض النظر عما إذا كانت هذه الأجهزة هي المتلقي الفعلي المقصود أم لا. ونظرًا لأن المحاور لا تقوم بتصفية البيانات أو توجيهها، فإن استخدام النطاق الترددي غير فعال، لأن كل جهاز متصل بها يستقبل جميع البيانات المرسلة. هذا يجعله أقل فائدة من المحول في معظم الشبكات. وكونها لا تدير البيانات يجعلها غير فعالة للغاية، على سبيل المثال في التعامل مع حركة مرور الشبكة المباشرة، لذلك غالبًا ما تُعتبر أقل كفاءة من المحولات في الشبكات الحديثة.

دور المحور في شبكة LAN

دور المحور في إطار شبكة المنطقة المحلية (LAN) بسيط للغاية، وقد أصبح قديمًا نسبيًا في سياقنا الحالي. يُوصف المحور، في جوهره، بأنه مكون مادي لشبكة طوبولوجية نجمية، حيث تتصل منافذ "عقدة المحور" بأجهزة متعددة. تُمثل المحاور أدنى مستوى وظيفي لأنها تفتقر إلى أي شكل من أشكال الذكاء؛ فهي تعمل فقط في طبقة وصلة البيانات في نموذج OSI، حيث تقوم بجلب حزم البيانات وإرسالها بسرعة إلى جميع العقد داخل الشبكة. تتضمن هذه الطريقة في نقل البيانات إمكانية حدوث تصادمات، حيث يتدهور أداء الشبكة بسبب تصادمات حزم البيانات.

كانت شبكات LAN القديمة تعتمد على أجهزة توزيع (Hubs) نظرًا لانخفاض تكلفتها وسهولة استخدامها. مع ازدياد متطلبات البيانات، تتخلى معظم الشبكات الحديثة عن استخدام أجهزة التوزيع نظرًا لعدم قدرتها على معالجة البيانات أو توجيهها بكفاءة. وقد أظهرت الأبحاث أن سرعة نقل البيانات القصوى لأجهزة التوزيع تبلغ حوالي 10 ميجابت في الثانية (وقد تصل بعض الطرز الأكثر تطورًا إلى 100 ميجابت في الثانية). وهذا يتناقض تمامًا مع أجهزة التبديل وأجهزة التوجيه الحالية التي تدعم الاتصال الهاتفي، والتي تتجاوز سرعتها 1 جيجابت في الثانية، بالإضافة إلى دعمها لشبكات VLAN، وتصفية حركة البيانات، والعديد من الوظائف الأخرى.

مع أن استخدام هذه الأجهزة أصبح نادرًا، إلا أنها لا تزال تُستخدم في الأنظمة القديمة، وشبكات التحكم الصغيرة، أو في التعامل مع البيانات وإدارة الأنظمة المتقدمة التي لا تتطلب معالجة مكثفة للبيانات. وقد ازداد استخدام المحولات بشكل كبير بفضل مزاياها في تقليل ازدحام حركة المرور من خلال تعلم عنوان MAC (المتعلق بالتعرف المتقدم على أجهزة الشبكة وأجهزة الكمبيوتر) والتبديل الذكي للحزم، وهما أمران أساسيان لتلبية متطلبات الشبكات الحديثة.

طرق نقل المحور في حركة المرور على الشبكة

يُرسل المحور (Hub) المعلومات عبر الشبكة عن طريق إرسال البيانات إلى جميع الأجهزة المتصلة بها. في حال إرسال جهاز حزمة بيانات إلى المحور، يُعيد المحور إرسال الحزمة إلى جميع المنافذ والأجهزة، بما في ذلك تلك غير المستهدفة. لا تستخدم هذه العملية أي نوع من أنواع التعرف على العناوين أو منطق التصفية، مما يعني أن المحاور مُناسبة للشبكات الأصغر حجمًا والأقل ازدحامًا. تُرسل البيانات بنجاح إلى المتلقي المطلوب الذي سيقبلها ويؤكد استلامها، بينما تتجاهلها جميع الأجهزة الأخرى.

ما معنى المفتاح وكيف يختلف عن المحور؟

وظيفة مفتاح الإيثرنت

يزيد مُبدِّل الإيثرنت من كفاءة الشبكة بتوجيه حزم البيانات إلى الجهاز المُخصَّص لها. بخلاف المُوَحِّد، يُحدِّد المُبدِّل عنوان وجهة كل حزمة، وبناءً عليه، يُوجِّه البيانات إلى المنفذ الصحيح فقط. تُقلِّل هذه الطريقة بشكل كبير من حركة مرور الشبكة واحتمالية تصادم البيانات، الذي يحدث عند إرسال أكثر من إشارة بيانات واحدة بين الأجهزة نفسها في الوقت نفسه، وهي أكثر كفاءةً للشبكات الأكبر حجمًا.

كيف يقرأ المحول عناوين MAC  

يحتفظ كل مُبدِّل بقاعدة بيانات MAC تحتوي على عنوان MAC المصدر، وأرقام المنافذ، وعناوين IP المصدر للأجهزة على الشبكة. عندما يستقبل المُبدِّل حزمة بيانات، فإنه يحاول العثور على قيمة مقابلة في جداول MAC الخاصة به. يتحقق أولًا من معرفة عنوان الوجهة. إذا كانت الإجابة بنعم، فإنه يحصل على منفذ المُبدِّل المُحدَّد من جدول MAC. إذا كانت الإجابة لا، فإنه يُرسِل طوفانًا من البيانات. في حالة معرفة عنوان المصدر، سيتم استخدام منفذ المصدر المُطابق لعنوان MAC المصدر. 

التبديل والمحور: فهم الفرق  

تُعد كل من المفاتيح والمحاور أجهزة شبكات أساسية، ولكن هناك فرق كبير في حالة الاستخدام المناسبة لها.

يربط المحور الأجهزة في الطبقة المادية (الطبقة 1) من نموذج OSI. وتتمثل المهمة الرئيسية لهذا الجهاز في إعادة توجيه حزم البيانات إلى جميع الأجهزة بغض النظر عن المتلقي المقصود. ونتيجةً لذلك، ستضطر جميع أجهزة الشبكة إلى قضاء وقت طويل في معالجة حزم البيانات، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة وازدحام حركة البيانات.

من ناحية أخرى، تعمل المحولات في طبقة وصلة البيانات (الطبقة الثانية) وهي مجهزة بآليات أكثر تطورًا. يتحكم كل محول في تدفق البيانات بناءً على عنوان MAC الوجهة، مع الحفاظ على جدول عناوين MAC. يُمكّن هذا المحول من تقليل حركة البيانات غير المرغوب فيها المرسلة إلى الأجهزة أو المنافذ التي لا تحتاج إليها. في الشبكات الحديثة، يزداد عدد الأجهزة المستخدمة، مما يزيد من أهمية دور المحولات، بما في ذلك شبكات VLAN (شبكات المناطق المحلية الافتراضية) ووظائف الطبقة الثالثة، لأنها تسمح بالتدخل في طبقة الشبكة.

تُبرز البيانات فجوة الأداء المتعلقة بهذه الأجهزة. يوفر الموزع نطاقًا تردديًا موزعًا على جميع المنافذ؛ وبالتالي، مع إضافة المزيد من الأجهزة، تنخفض السرعة الفعلية لكل جهاز. في المقابل، توفر المحولات نطاقًا تردديًا مخصصًا لكل منفذ، مما يسمح لأجهزة متعددة بالاتصال بسرعات عالية في وقت واحد. على سبيل المثال، يسمح تكوين جيجابت إيثرنت للمحول بالحفاظ على معدل نقل بيانات كامل يبلغ 1 جيجابت في الثانية لكل منفذ، بينما يتعين على الموزع مشاركة هذا النطاق الترددي بين عدة أجهزة. 

علاوة على ذلك، تتضمن المحولات إجراءات أمنية أكثر تطورًا، بما في ذلك أمان المنافذ وتصفية عناوين MAC، وهي إجراءات غير متوفرة في المحاور ذات التصاميم غير المتطورة. تُبرز هذه المعلومات الفرق الأمني ​​بين المحول والمحاور. مع تزايد تعقيد الشبكة ومتطلباتها، حلت المحولات محل المحاور بفضل قابليتها الفائقة للتوسع وتكاملها الأكثر كفاءة في أنظمة أكبر وأكثر مرونة.

التحقيق في وظيفة جهاز التوجيه في ربط الشبكات

الميزات الرئيسية لجهاز التوجيه مقارنة بالمحول والموزع

تتميز أجهزة التوجيه، مقارنةً بالمفاتيح والمحاور، بوظيفتها الأساسية وبنيتها المعقدة. وكما ذُكر، تنقل المحوّلات البيانات داخليًا فقط من جهاز إلى آخر ضمن الشبكة، بينما تنقل المحاور البيانات إلى جميع الأجهزة المتصلة بها فقط. بخلافها، تتصل أجهزة التوجيه بعدة شبكات وتُسهّل نقل البيانات بينها. تُعدّ أجهزة التوجيه أفضل طريقة لإرسال البيانات، حيث تنتقل عبر شبكات متنوعة ومسافات طويلة نحو نقطة نهاية مُحددة. علاوة على ذلك، تستخدم أيضًا أساليب متطورة، مثل عنونة الشبكة، لتحديد المواقع والتحكم في حركة مرور الشبكة وغيرها من العمليات الحيوية التي تتطلبها اتصالات المؤسسات عند اتصال الشبكات المحلية بشبكات واسعة النطاق مثل الإنترنت.  

وظيفة جهاز التوجيه في تكوين الشبكة  

في كلٍّ من هذه الأجزاء وفي كل خطوة من خطوات نقل المعلومات، أصبحت أجهزة التوجيه جزءًا حيويًا، إذ تُمكّن من إدارة الشبكات بفعالية، والحفاظ على الاتصالات التي قد تتطلب معالجة، وتغيير نقطة تدفق البيانات عبر الشبكات باستمرار. يُعد توجيه الحزم أحد أكثر مجالات التطوير تقدمًا وأهمية في تكنولوجيا أجهزة التوجيه. بعد تحويل الجهاز إلى رمز رقمي (عنوان IP)، يتم التحقق من تقسيم المعلومات إلى أجزاء أصغر تُعرف بالحزم. وقد طبقت التقنيات الحديثة أنظمة تكيفية تُحسّن ديناميكيًا المسارات المحددة إلى مسارات ذات حركة مرور أقل، مما يُساعد على تقليل التأخير، مما يجعل الشبكات ذات عدد المستخدمين الكبير أسرع بكثير.

بالإضافة إلى ذلك، تتضمن أجهزة التوجيه الآن إعدادات متطورة لجودة الخدمة (QoS)، مما يسمح بأداء أنشطة أكثر أهمية، مثل خدمات VoIP ومؤتمرات الفيديو، دون انقطاع. على سبيل المثال، تشير التقارير إلى أن أجهزة التوجيه المجهزة بجودة الخدمة قادرة على تحسين إنتاجية الشبكة بنسبة تصل إلى 40% خلال فترات ازدحام حركة البيانات. وهذا مفيد بالتأكيد لمعظم الشبكات المهنية.

تشرف أجهزة التوجيه اليوم على أمن الشبكة من خلال جدران الحماية المتكاملة، واتصالات الشبكة الافتراضية الخاصة (VPN)، وأنظمة كشف التسلل (IDS). وتشير التقارير إلى أن أجهزة التوجيه عالية الجودة للمؤسسات تتمتع بالقدرة على فحص حركة المرور بسرعة تصل إلى 100 جيجابت في الثانية، وتصفّي التهديدات التي تُعطّل النظام، مما يحمي المعلومات شديدة الحساسية.

علاوة على ذلك، صُممت أجهزة التوجيه لتلبية متطلبات التوسع التدريجي. تستطيع أجهزة التوجيه المزوّدة بتقنية تبديل العلامات متعدد البروتوكولات (MPLS) تحسين تدفق البيانات في شبكات الشركات بأكملها دون تقييد معدل التغييرات التي قد تلزم لاحقًا. كما أن النمو العالمي لأجهزة إنترنت الأشياء يستلزم الحاجة إلى أجهزة توجيه قابلة للتحكم من خلال تخصيص عناوين IPv6.

إن تطور هذه الأجهزة يجعل أجهزة التوجيه بمثابة أدوات أساسية لزيادة الخدمات المعتمدة على الشبكة مثل إمكانية الوصول والموثوقية والأمان وقابلية التوسع للمستخدمين في جميع أنحاء العالم.

تجهيز جهاز التوجيه بمنافذ إيثرنت متعددة

لتكوين منافذ إيثرنت متعددة مع جهاز التوجيه، استخدم مُبدِّل شبكة. أولًا، وصِّل كابل إيثرنت بأحد منافذ الشبكة المحلية (LAN) في جهاز التوجيه، ثم وصِّله بالجهاز. سيزيد المُبدِّل بعد ذلك عدد منافذ الشبكة المتاحة، مما يسمح بربط أجهزة متعددة بالشبكة. تأكد من توصيل جميع الأجهزة بالجهاز عبر كابلات إيثرنت، ومن إعداد جهاز التوجيه لإدارة عدد الاتصالات المطلوبة بدقة. يتيح هذا الإعداد لجميع الأجهزة التواصل بسهولة، نظرًا لاتصالها جميعًا بالشبكة المحلية نفسها، ووصولها إلى الإنترنت من خلال جهاز التوجيه.

كيف يعمل المحول والموجه معًا في الشبكة؟  

إعداد شبكة محلية باستخدام المحول والموجه  

لإنشاء شبكة محلية، ابدأ باقتناء جهاز سويتش (Switch) وجهاز توجيه (Router). تتمثل الخطوة الأولى في تحديد منافذ الشبكة المحلية (LAN) على جهاز التوجيه وجهاز التوجيه. أحضر كابل إيثرنت، وقم بتوصيله بأحد منافذ الشبكة المحلية في جهاز التوجيه وجهاز التوجيه. يتيح هذا الاتصال للأجهزة المتصلة بجهاز التوجيه الوصول إلى الإنترنت عبر جهاز التوجيه. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك توصيل أجهزة أخرى، مثل الطابعات أو أجهزة الكمبيوتر الطرفية، بجهاز التوجيه عبر كابلات إيثرنت. يقسم جهاز التوجيه النطاق الترددي المتاح بين جميع الأجهزة المتصلة، وبذلك يوفر عناوين IP لكل جهاز لضمان عدم انقطاع الاتصال بين الأجهزة في الشبكة والإنترنت.  

إدارة حركة مرور الشبكة باستخدام المحول والموجه  

يعتمد استخدام الأجهزة على الشبكة بشكل كبير على كفاءة حركة مرور الشبكة المُدارة. يعمل المُبدِّل على مستوى رابط البيانات في نموذج OSI، حيث يعمل على الطبقة الثانية مع الانتقال إلى عنوان MAC الخاص بالأجهزة. أما جهاز التوجيه، فيعمل على الطبقة الثالثة، ولذلك يعمل على مستوى الشبكة، ويمكن التواصل بين الشبكات عبر توجيه IP.

كما هو الحال مع أجهزة التوجيه التقليدية، تتميز الأجهزة الحديثة بميزات جودة الخدمة (QoS) التي تُمكّنها من تحديد أولوية حركة البيانات حسب متطلبات التطبيق أو الجهاز. يُعد هذا تحسينًا كبيرًا مقارنةً بأجهزة التوجيه القديمة. على سبيل المثال، يُمكن تخصيص النطاق الترددي للأنشطة ذات الأولوية العالية، مثل مؤتمرات الفيديو أو الألعاب، خلال ساعات العمل المُجدولة. يُقلل هذا من زمن الوصول وفقدان الحزم، مما يُبرز مزايا المُبدِّلات في بيئة الشبكة الشائعة. على عكس نظيراتها المُدارة، لا تحتوي المُبدِّلات غير المُدارة على هذه الميزات، ولكنها لا تزال تُوفر اتصالاً عالي السرعة للأجهزة المحلية عبر منافذ جيجابت إيثرنت.  

يمكن تعزيز قدرات الشبكة بإضافة مفاتيح الطبقة الثالثة إلى الشركات. تجمع هذه المفاتيح بين التوجيه والتبديل عالي السرعة. كما أنها مزودة بعدد أكبر من المنافذ لتحسين الاتصال. وفي الوقت نفسه، يتم ترشيد الازدحام بشكل كبير، حيث تُحسّن هذه المفاتيح التحكم في حركة المرور باستخدام شبكات VLAN (شبكات المنطقة المحلية الافتراضية) لتجزئة حركة المرور. وقد وُثّق أن تطبيق تجزئة شبكات VLAN في الشبكات الكثيفة يمكن أن يزيد من معدل نقل البيانات بنسبة تصل إلى 3%. وهذا عامل مهم عند مقارنة أداء المفاتيح مع أداء الموزع.

علاوة على ذلك، تُظهر أدوات المراقبة، مثل بروتوكول إدارة الشبكة البسيط (SNMP)، المُدمج في أجهزة التبديل وأجهزة التوجيه الذكية، اختلاف الجهازين في الإدارة المباشرة لحركة مرور الشبكة من خلال مراقبة استخدام النطاق الترددي وتحديد نقاط الاختناق المحتملة. ويتمكن مسؤولو تكنولوجيا المعلومات من حل المشكلات قبل أن تُعيق عمل المستخدمين وتُقلل من إنتاجيتهم. وبالتالي، تُحل هذه المشكلات بشكل استباقي.  

يوفر التوجيه الذكي والمتقدم لبروتوكول الإنترنت على جهاز التوجيه وإعادة توجيه الحزم على مفتاح التبديل للشبكات المنزلية والمؤسسية القدرة على إدارة الاتصال والحفاظ عليه مع الأداء الأمثل المصمم خصيصًا لأنواع مختلفة من حركة المرور.  

مزايا مفتاح PoE في تطبيقات المؤسسات  

يوفر دمج نقل البيانات وتزويد الأجهزة بالطاقة عبر محول إيثرنت (محول PoE) للمؤسسات مزايا كبيرة، منها سهولة التركيب والصيانة بفضل تقليل الحاجة إلى مصادر الطاقة الخارجية. كما تُعد محولات PoE مفيدة في بنية الشبكة، إذ تتيح قابلية توسعة أكبر وقابلية للتكيف في تصميم الشبكة من خلال تشغيل كاميرات IP وهواتف VoIP ونقاط الوصول اللاسلكية. وتُعد الأجهزة المثبتة أكثر موثوقية بفضل إدارة الطاقة المركزية التي توفرها محولات PoE، مما يعني استمرار وصول الطاقة إلى الأجهزة النشطة أثناء انقطاع التيار الكهربائي المحلي. كما أن المزايا التشغيلية وتوفير التكاليف التي توفرها محولات PoE للمؤسسات تعزز فعالية شبكاتها وإنتاجيتها.

اختيار جهاز الشبكة الصحيح: جهاز التوجيه، والمحور، والمحول

ما الذي يجب التفكير فيه عند اختيار Switch over Hub

العوامل ذات الأهمية الأساسية في تحديد ما إذا كان يجب اختيار المحور أو المحول هي كفاءة الشبكة، وكيفية إدارة البيانات، والقدرة على التوسع.

• كفاءة: زيادة سعة الاستقبال تُقلل من ازدحام الشبكة، مما يسمح بالعمل بمستوى عالٍ. تُصبح المحولات أكثر كفاءةً لأنها تُوجّه البيانات فقط إلى الجهاز المُستقبِل المُراد، مما يُقلل من الازدحام. على عكس المُحاور التي تُبث البيانات إلى جميع الأجهزة، مما يُؤدي إلى تصادمات وتباطؤ في الأداء.
• حالة الاستخدام: تُعدّ المحاور مثالية للإعدادات الأساسية للمؤسسات الصغيرة التي يُتوقع فيها الحد الأدنى من حركة البيانات. في المقابل، تُناسب المحولات شبكات المؤسسات التي تتطلب سرعات وموثوقية أعلى.
• التدرجية: أصبحت المحاور قديمة الطراز في البيئات المهنية، حيث تتمتع بإمكانية التوسع بشكل محدود بينما تتمتع المفاتيح بالقدرة على دعم شبكات أكبر وأكثر تعقيدًا مع أجهزة متعددة ومتطلبات نطاق ترددي أعلى.

عندما يتعلق الأمر بالهياكل الحديثة وهندسة الأنظمة، فسوف تظل المفاتيح هي المفضلة دائمًا في معظم السيناريوهات بسبب الكفاءة التكنولوجية المتقدمة.

متى تستخدم جهاز التوجيه للاتصالات السلكية واللاسلكية 

يصبح استخدام أجهزة التوجيه ضروريًا عند الحاجة إلى توصيل عدة أجهزة بالإنترنت أو إنشاء شبكة محلية. فهي تُدير حركة البيانات بين أجهزتك ومزود خدمة الإنترنت، مما يسمح بالتواصل. استخدم جهاز توجيه للأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأنظمة المنازل الذكية عبر شبكة Wi-Fi، مع الاحتفاظ به للاتصالات السلكية عند الحاجة إلى استقرار أو سرعة أعلى، كما هو الحال في الألعاب أو مكالمات الفيديو أو مشاركة الملفات. تُعد أجهزة التوجيه ضرورية لكل من المنزل والمكتب حيث توجد حاجة إلى مراقبة شبكة موثوقة وآمنة. 

فهم إمكانيات النطاق الترددي والتوجيه

يشير عرض النطاق الترددي إلى الحد الأقصى للبيانات المنقولة عبر اتصال شبكة خلال فترة زمنية محددة (مثل الثانية أو الدقيقة)، ويُقاس عادةً بالميجابت (Mbps) أو الجيجابت (Gbps). يُسهّل عرض النطاق الترددي العالي استخدام مهام الوسائط المتعددة أو البيانات الضخمة، مثل البث المباشر وتنزيل الملفات ومشاركة البيانات، مما يُتيح نقل كميات هائلة من البيانات.

تعتمد معالجة جهاز التوجيه لحركة البيانات على قدراته في التوجيه. تُعطي أجهزة التوجيه عالية الأداء الأولوية للأنشطة التي تتطلب نطاقًا تردديًا كبيرًا، وتُنجز مهام متعددة بسلاسة، وتحمي المعلومات الحساسة عبر قنوات بيانات آمنة. عند تقييم جهاز توجيه، يجب مراعاة إجمالي عرض النطاق الترددي للجهاز ومتطلبات حركة البيانات لتحقيق الأداء الأمثل للشبكة.

الأسئلة الأكثر شيوعًا (FAQ) 

س: ما هو مركز الشبكة وكيف يعمل؟

ج: في تقنية الإيثرنت، يُعدّ موزع الشبكة (Hub) الأقل تطورًا بين الأجهزة الثلاثة. فهو بمثابة نقطة ارتكاز للاتصالات المتعددة في شبكة الحاسوب. لا تقوم الموزعات بتصفية البيانات الواردة، بل تبثّها ببساطة إلى جميع الأجهزة المتصلة بها. مع ذلك، يُعدّ هذا غير فعّال في الشبكات الكبيرة، وتُعدّ المفاتيح التي تُحسّن حركة مرور الشبكة المباشرة أفضل بكثير. 

س: كيف يختلف مفتاح الشبكة عن المحور؟

ج: يُعدّ مُبدِّل الشبكة أكثر تطورًا نسبيًا من المُوَحِّد. تُرسِل المُوَحِّدات البيانات إلى جميع الأجهزة المتصلة دون تمييز، بينما يقرأ المُبدِّل حزم البيانات ويحتفظ بسجلّ للعناوين المتصلة به. يُعدّ المُبدِّل أكثر كفاءةً لأنه يُرسِل البيانات فقط إلى المُستقبِل المُستهدف، مما يُقلِّل من حركة مرور الشبكة.

س: ما الذي يجعل جهاز التوجيه هو الأكثر ذكاءً بين الأجهزة الثلاثة؟

ج: من بين الأجهزة الثلاثة، يُعدّ جهاز التوجيه (الراوتر) الأكثر ذكاءً. فهو قادر على ربط شبكتين أو أكثر، وهو المسؤول عن توجيه حركة البيانات بينها. لنقل البيانات بكفاءة، تحتاج أجهزة التوجيه إلى معرفة حزم البيانات التي يجب إرسالها إلى أي أجزاء من الشبكة، وهنا تبرز أهمية عناوين IP. فهي تساعد أجهزة التوجيه على تحديد أفضل طريقة لإرسال حزم البيانات، مما يجعلها جهازًا أساسيًا للاتصال بالإنترنت والشبكات المعقدة الأخرى.

س: هل يمكنك توضيح الفروق بين المحاور السلبية والنشطة؟  

ج: لا تُضخّم المحاور السلبية الإشارات؛ بل تُرسل إشارات كهربائية إلى جميع المنافذ الأخرى في المحور. أما المحاور النشطة، فتستقبل الإشارة من منفذ الإدخال، وتُعيد توليدها، ثم تُضخّمها قبل إرسالها إلى المنافذ الأخرى. تتميز المحاور النشطة بقدرتها على زيادة المسافات بين الكابلات، مما يُحسّن جودة الإشارة بشكل كبير.  

س: ما هي الطرق التي تختلف بها المفاتيح المُدارة عن تلك غير المُدارة؟  

ج: مقارنةً بالمفاتيح غير المُدارة، تُوفر هذه المفاتيح تحكمًا وميزاتٍ أكبر. فهي تُمكّن مدير الشبكة من تحديد ومراقبة تدفق البيانات عبر مراقبة الشبكة المحلية. المفاتيح غير المُدارة هي أجهزة سهلة التركيب والتشغيل، بدون أي وظائف تخصيص، وهي مثالية للشبكات الصغيرة أو البيئات المنزلية.  

س: ما هو سبب دمج أجهزة التوجيه والمحولات في نفس الشبكة؟  

ج: يُستخدم الجمع بين أجهزة التوجيه والمفاتيح بشكل متكرر نظرًا لفوائدهما المشتركة في الوظائف الأساسية. تُعدّ أجهزة التبديل ممتازة في إنشاء شبكات المنطقة المحلية (LAN) وإدارة حركة مرور الشبكة الداخلية، بينما تُستخدم أجهزة التوجيه لربط العديد من الشبكات، وتوجيه حركة مرور البيانات داخلها وفيما بينها، بما في ذلك الوصول إلى الإنترنت.

س: هل المفاتيح وأجهزة التوجيه والمحاور هي نفس الأشياء؟

ج: على الرغم من أن المحاور والمفاتيح والموجهات مترادفة، إلا أن لكل منها وظائفها الخاصة. المحور هو الأقل تطورًا، والمحول أكثر تطورًا من المحور ولكنه أقل تطورًا من الموجه، بينما الموجه هو الأكثر ذكاءً وتنوعًا بين الثلاثة.

س: ما الذي يضيفه مفتاح Gigabit إلى شبكة الكمبيوتر الخاصة بالشركة؟

ج: بخلاف المحولات القديمة التي تقتصر سرعتها على ١٠ أو ١٠٠ ميجابت في الثانية، يوفر محول الجيجابت سرعة تصل إلى ١٠٠٠ ميجابت في الثانية. يُعدّ النطاق الترددي العالي الذي توفره محولات الجيجابت ضروريًا للشبكات ذات متطلبات نقل البيانات العالية، مثل نقل الملفات الكبيرة، أو بث الفيديو، أو دعم عدة مستخدمين في وقت واحد.

س: ما الذي يقدمه جهاز التوجيه ذو الأربعة منافذ والذي لا يقدمه جهاز التوجيه العادي؟

ج: يُشار إلى جهاز التوجيه رباعي المنافذ عادةً باسم "جهاز توجيه وسويتش كومبو" نظرًا لميزاته المزدوجة. فبالإضافة إلى جهاز التوجيه، فهو مزود بأربعة منافذ شبكة محلية (LAN)، تعمل كمفتاح مدمج صغير قادر على توصيل أجهزة متعددة مباشرةً بجهاز التوجيه. وهذا مثالي لشبكات المكاتب الصغيرة أو المنازل ذات عدد محدود من الأجهزة السلكية.

مصادر مرجعية

1. تنفيذ سيناريوهات المحور والمحول وموازن التحميل في شبكة مركز البيانات المحددة بالبرمجيات

• المؤلف: عمرو عبادي، خالد الجزولي، ن. عثمان
• تاريخ النشر: 5 يناير 2023
• مجلة: المجلة الأكاديمية للبحوث والنشر العلمي
• ملخص: يتناول هذا البحث تطبيق الشبكات المُعرّفة بالبرمجيات (SDN) على شبكة مركز بيانات، مع التركيز بشكل خاص على دور مراكز البيانات، من خلال المحاور والمفاتيح وموازنات الأحمال. باستخدام مُحاكي Mininet، تُنشئ الدراسة وتُختبر عدة شبكات افتراضية، وتُحلل أدائها باستخدام Wireshark. 
• النتائج الرئيسية: تُظهر الدراسة أن الشبكات المُعرَّفة بالبرمجيات (SDN) تُحسِّن إدارة حركة البيانات وأمان شبكات مراكز البيانات، وتُعزِّز الحاجة إلى الأتمتة في الشبكات. علاوةً على ذلك، تُخفِّف أساليب موازنة الحمل الازدحام وتُحسِّن توزيع حركة البيانات، مما يزيد أيضًا من استخدام الخادم.عبادي وآخرون، 2023).

2. تحليل مقارن لأداء الشبكة المحلية (LAN) التي تتكون من محور ومفتاح باستخدام مجرى النهر في جامعة التكنولوجيا (Utech)، جامايكا

• المؤلف: كريستوفر أودياجا، ر. ماي، د. بارتريك، د. همفري، د. إسكوفيري، إي. كامبل
• تاريخ النشر: 1 آذار، 2016
• مجلة: جنوب شرق كون
• ملخص: يُقيّم هذا البحث فعالية المحاور والمفاتيح في شبكة محلية (LAN) باستخدام برنامج محاكاة Riverbed. طُوّر نموذجان، أحدهما يحتوي على محور والآخر على محوّل، لمقارنة مؤشرات أدائهما. 
• النتائج الرئيسية: وأظهرت البيانات أن المحول يتفوق على المحور في وظائف الشبكة ومعدل نقل البيانات، مما يؤكد على مزايا استخدام المحولات ضمن إعدادات الشبكات المعاصرة (أوديغا وآخرون، 2016، ص 1-5).

3. مُسرِّع في مفتاح: إطار عمل لمركز تبديل مُقترن بإحكام ومُسرِّع مع FPGA

• المؤلف: تشيهارو تسوروتا، تاكاهيرو كانيدا، ناوكي نيشيكاوا، إتش أمانو
• تاريخ النشر: 2 أكتوبر 2017
• مجلة: المؤتمر الدولي حول المنطق المبرمج ميدانيًا وتطبيقاته
• ملخص: يصف هذا المستند إطار عمل Accelerator-in-Switch (AiS)، الذي يجمع المُسرِّع ومحور التبديل في FPGA واحد. يُحلِّل هذا العمل كفاءة مُسرِّعين نموذجيين في شبكة ربط مباشر PCIe. 
• النتائج الرئيسية: يتيح إطار عمل AiS إجراء عمليات حسابية عالية الأداء من خلال الاقتران الوثيق بين المسرع ومحور التبديل، مما يقلل بشكل ملحوظ الوقت اللازم لمكان ومسار المسرع.تسوروتا وآخرون، 2017، الصفحات من 1 إلى 4).

4. نمذجة الأداء في شبكة الخادم العميل مقارنة بين تقنية المحور والمبدل والبلوتوث باستخدام خوارزمية ماركوف وشبكات بتري في صفوف الانتظار مع أمان التخفي

• كاتب: سري كريشنا
• تاريخ النشر: 2010 (ليس خلال السنوات الخمس الماضية ولكن ذات صلة)
• ملخص: تُحلل هذه الورقة البحثية الفعالية التشغيلية لتقنيات المحور والمبدل والبلوتوث في شبكات العميل-الخادم باستخدام خوارزميات ماركوف وشبكات بتري للطوابير. كما تُحلل الدراسة معدل الخدمة ومعدل الوصول لهذه التقنيات. 
• النتائج الرئيسية:توصلت الدراسة إلى أنه على النقيض من الخدمات المقدمة باستخدام المحاور والمفاتيح، أظهرت تقنية البلوتوث أداءً أفضل بشكل ملحوظ فيما يتعلق بمعدل الخدمة، مما يشير إلى إمكانية استخدامها في تكوينات شبكة معينة(كريشنا، 2010).

5. مبدل الشبكة

6. شبكة الكمبيوتر