مذكرة الشكبات كروت الأتصال : 4 ( netwark interface )

[سائر في ربى الزمن]

- كروت الأتصال : ( netwark interface )

يتم أختيار نوع ( netwark interface card ) بعد أخذ القرار الخاص بطرق الوصول ( access methods ) وكذلك بعد أختيار شكل الشبكة (topology ) الذى سوف يتم العمل به. ويوجد عديد من أنواع الشبكات يمكن أن تعمل على أجهزة الكمبيوتر منها :
1- الكمبيوتر التى تعمل بنظام ( (industry standard architecture-ISA - (16- bit ) ) يوجد لها نوع من الكروت المناسب لها .
2- الكمبيوتر التى تعمل بنظام ( industry standard architecture - ISA- (8 - bit ) ) يوجد لها أيضا نوع من الكروت المناسبة .
3- الكمبيوتر التى تعمل بنظام ( MICROCHANNER ARCHTICTETURE -MCA ) مثل ( IBM PS / 2 )يوجد لها كروت إتصال خاصة بها
4- الكمبيوتر التى تعمل بنظام ( EXTENDED INDUSTRY STANDARD ARCHITECTURE - EISA ) يوجد لها كروت أتصال خاصة بذلك أيضا . ويمكن أن تحصل على آداء عالى فى الشبكات التى كروت الأتصال الخاصة بها يتم تركيبها على محطات عمل يوجد بها ( SLOTS ) تعمل بنظام ( ISA - 16 BIT ) فالأداء على الشبكة سوف يكون أقل.

 ISA BUS :
يعتبر ( INDUSTRY STANDARD ARCHITECTURE -ISA BUS ) من أول الأساليب التى أستخدمت فى أجهزة الحواسب الشخصىة والتى أستخدمته شركة IBM فى أنتاج الحواسب الشخصية فى بداية هذه التكنولوجيا وهذا ( ISA BUS ) يستخدم أجهزة الحواسب الشخصية التى تعتمد على ( MICRO PROCESSOR 803086 ) وبعض من أجهزة الحواسب التى تعتمد على ( MICRO PROCESSOR 80486 ) ولكن يقل أستخدام هذه التكنولوجيا على الأجهزة التى تعمل كخادم ( SERVER ) .

 أساليب التعامل وشكل الشبكات :
NETWARK INTERFACE METHODS AND TOPOLOGIES
للشبكات خصائص عديدة من أهم هذه الخصائص هى أنها منقسمه إلى مجموعة أجزاء ويمكن تطوير هذه الأجزاء حسب نظام العمل المتاح وهذه الخاصية تسمى ( MODULAR & ADAPTABLE ) . وخاصية التجزئة هذه تسمح بسهولة إضافة أى أجزاء جديدة أو إلغاء أى أجزاء آخرى . وكذلك خاصية ( ADAPTAPION ) تسمح بتحسين الآداء الأداء وتطوير العمل على النظام الشبكى الموجود .
ومن أشكال ( TOPOLOGY ) الشبكات التى سوف نتعرض لها هى ( ETHERNET & TOKEN RING ) وكذلك سوف نتعرض لما يسمى بطريقة الوصول على الشبكات ( METHOD ACCESS NETWORK ) ومنها :
1- ( ETHERNET ) تعطى أمكانية ( BUS TOPOLOGY WITH CSMA / CD ) كوسيلة للوصول إلى الشبكات ويمكن أستخدام أى نوع من أنواع الكابلات مثل ( THIN OR THICK COAXIAL AND TWISTER PAIR )
2- ( TOKEN RING ) يمكن أن تكون خليط من ( سفشق & قهىل فخحخمخلغ) وتستخدم أسلوب الوصول للشبكات الذى يسمى ( TOKEN RING ) بأستخدام كابلات تسمى ( UNSHIELD TWISTED PAIR UTP OR SHIELDED ) ويوجد كثير من هذه الطرق يمكن شرائها من السوق . وحاليا يتم تبديل كابلات ( COAXIAL COPPER CABLE ) بدلا من (TWISTED PAIR ) وكذلك يتم أستخدام (FIBER OPTIC ) فى حالة أنشاء (BACK BONE ) .

 نظرة عامة على توصيل الشبكات :
-NETWARK CONECTION OVER VIEW
المكونات الأساسية للشبكات هى كروت الأتصال ( NETWARK INTERFACE CABLE ) وكذلك كابلات الأتصال ( CABLES ) . أما بالنسبة لطرق الوصول للشبكات وشكل الشبكات ( ACCESS METHOD & TOPOLOGY ) تستخدم مع نوع معين من الشبكات ويعتبر من الأمور الهامة جدا ويجب أخذها فى الأعتبار عند تقييم أو شراء شبكات للعمل بها داخل جهة معينة . وهذه العوامل والمكونات الأساسية للشبكات سوف يتم تغطيتها فى الجزء التالى .
نجد كل كروت الأتصال ( NIC ) التى يتم تركيبها على أجهزة الكمبيوتر تستخدم أساليب إيتمان مختلفة ( DIFFERENT INTERRUPT LINE ) لترسل إلى ( MICRO PROCESSOR ) طلب أستخدام للمسار الرئيسى ( ACCESS TO THE BUS ) . ولا يمكن لأكثر من كارت إتصال أن يأخذ نفس رقم الأيتمان (11 INTERRUPT ) 11 INTERRUPT ) متاحة على) ISA - BUS ) . ومن أهم العيوب فى ( ISA BUS ) هو عدم توافقه بين سرعتى ( MICRO PROCESSOR ) و ( ISA - BUS ) وهذا يوءدى أختنافات قد تحدث داخل جهاز الكمبيوتر . وذلك لأن سرعة ( MICRO PROCESSOR 386 ) المعتمدة على ( ISA - BUS ) تتراوح بين ( 16 - 33 MHz ) وأما ( ISA - BUS ) فأن سرعتها تكون ( 8 MHz ) وهذا طبعا يوءدى إلى تقليلالأداء على أجهزة الكمبيوتر وكذلك تقليل ( THROUGHPUT ) على الشبكة .

 EISA BUS :
تم تطوير وتصميم ( EISA ) بواسطة إتحاد صناعات عالمى لتطوير وتحسين الأداء على ( ISA ) ولكى يواكب الأداء والنمو التكنولوجى الهائل الذى يحدث الآن فى مجال تكنولوجيا المعلومات .
وتم تصميم ( EISA ) بحيث يكون لها ( SEPRATE I/O & PROCESSOR BUS) وهذا يوءدى إلى تحسين الآداء ولذلك فأن أجهزة الكمبيوتر التى تعتمد على (EISA ) تعطى ( HIGH SPEED DISK I /O ) وتعتبر( EISA )لها خاصية جديدة وهى أنها ( 32- BIT BUS ) فلذلك تتطلب عدد من (PINS ) أكثر من المستخدمة ( ISA ) . وفى نفس الوقت يمكن تركيب ( ISA ) أو ( EISA ) على نفس ( SLOT ) الموجود على ( MOTHER BOARD ) فى داخل جهاز الكمبيوتر . وفى هذه الحالة فأن ( SLOT ) يكون مكون من جزئين الجزء الأول يمكن التركيب عليه ( ISA ) أما الجزء الثانى ومعه الجزء الأول يمكن التركيب عليه كارت ( EISA ) ويعتبر الأداء الناتج عن كارت ( EISA ) يعمل بسرعة ( 8 MHz ) ثلاثة أمثال الأداء الناتج عن كارت ( ISA ) يعمل بسرعة ( 8 MHz ) . ولذلك فأن ( EISA ) يتطلب أن تكون موجودة فى الأجهزة التى تعمل كخادم ( SERVER ) .

 مهام كارت الشبكة :
TASKS OF NETWORK INTERFACE CARD
يوجد عديد من المهام التى يجب أن توءدى بواسطة كارت الشبكة وذلك عندما يتم فتح جلسه ( SESSION ) بين محطتين عمل على الشبكة . من هذه المهام أو الوظائف تعرف من خلال البروتوكول المستخدم والبعض الآخر من خلال ( MEDIA ACCESS ROLES ) المستخدمة من خلال كارت معين . بالأضافة إلى أن بعض منتجى كروت الأتصال تقوم بوضع أجزاء معينة لتحسين الأداء على الكارت منها ( LARGE BUFFER OR FASTER PROCESSORS ) ومن مهام كروت الشبكة الآتى :
1- ( HANDSHAKING ) وتعتبر هذه أول مهمة من مهام كروت الشبكات وذلك لأنها هى التى تقوم بعمل أو أنشاء قناة الأتصال بين محطتى العمل. وكذلك يتم فى هذه المرحلة تحديد عوامل الأتصالات (COMMUNICATION PARAMETERS ) مثل سرعة نقل البيانات . حجم PACKETS . عامل إنتهاء وقت الأتصال ( TIME- OUT PARAMETERS ) وكذلك حجم ( BUFFER ) الخاص على الكروت الأتصال . وبالتالى فأن مرحلة ( HANDSHAKING ) مهمة جدا فى حالةوجود كروت أتصال ليست من نفس النوع وكذلك فى حالة أحد الكروت يعمل بسرعة أعلى من الكروت الآخرى .
وبمجرد أن تبدأ فى الأرسال والأستقبال .
2- ( PARALLEL - TO- SERIAL CONVERSION ) يوجد عديد من التحويلات ( CONVERSIONS ) لابد أن تحدث للبيانات التى يتم إرسالها على الشبكة منها ( PARALLEL - TO - SERIAL CONVERSION ) وهى عبارة عن تحويل البيانات ( PARALLEL ) داخل جهاز الكمبيوتر إلى بيانات (SERIAL ) لكى يتم إرسالها على الشبكة كموجات إلكترونية .
3- هناك مهمة ثالثة وهى عملية (DATA COMPERSSION ) لتحسين سرعة نقل البيانات . ولابد أن يكون هناك فى وحدة الأستقبال ما يقوم بعمل (DECOMPERESSION) للبيانات المستقبلة .
4- ويمكن أن تكون محطة العمل التى تستقبل البيانات تعمل بسرعة أقل من محطة العمل التى ترسل البيانات فلى هذه الحالة لابد من أن البيانات التى يتم إرسالها توضع أولا فى ( TEMPORARILY HOLDING INFORMATION ) وبالتالى فأنه كلما زاد حجم ( BUFFER ) فأن هذا يوءدى إلى تحسين الأداء على الشبكة . ويوجد أنواع من كروت الأتصال يوجد بها ( BULIT IN BUFFER ) لهذا الغرض .
5- وبمجرد أن البيانات تم أستقبالها على كرت الأتصال فى محطة العمل فأن وحدة التشغيل المركزية ( CPU ) يمكن أن تحصل على هذه البيانات وتصبح متاحة لها . وهناك طرق عديدة لنق البيانات من على ( BUFFER) الموجودة فى كرت الأتصال إلى الذاكرة الرئيسية الخاصة بالجهاز من هذه الطرق :-
• SHARED MEMORY

• ويعتبر أسلوب ( SHARED MEMORY ) المستخدم فى بعض الحواسب الشخصية هو عبارة عن أن هناك جزء من الذاكرة الرئيسية تعمل (BUFFER) . وبالتالى فأن كل البيانات التى يتم إستقبالها يتم وضعها فى الذاكرة الرئيسية مباشرة بدون الحاجة إلى مكان وسيط . وهذا يوءدى إلى سرعة الأداء ولكن إرتفاع الأسعار .

• DMA METHOD
تسمى هذه الطريقة ( DIRECT MEMORY ACCESS ) وهى عبارة عن أنه بعدما يتم تخزين البيانات على ( BUFFER ) الموجود فى كارت الشبكة يتم نقل هذه البيانات إلى مكان سبق تحديده فى الذاكرة الرئيسية الخاصة بالجهاز . وفى الذى يتم فية نقل البيانات الى الذاكرة الرئيسية فانCPU قادر على اداء اى عمل اخر مساعد ( MEMORY ACCESS ) وهذا يؤدى الى تحسين الاداء
3- BUS MASTRING
يعمل BUS MASTRING بنفس الطريقة التى يعمل بها (DAM ) ولكن اكثر كفائة . حيث يقوم كارت الاتصال بعملية (DAM ) بدون عمل إيقاف ( INTERRUT ) لوحدة التشغيل المركزية (CPU ) وهذا الاسلوب ( BUS MESTRING ) متوفر فقط على أجهزة الحاسب التى تستخدم (MCA OR EISA ) وفى هذه الحالة فكل من (CPU &CARD ) يعملان فى نفس الوقت .وبالتالى فأن ( BUS MASTRING ) يرفع الأداء من 20 % - 70 % .
NETWORK INTERFACE CARD DRIVERS :

عند شراء كارت إتصال للشبمات يتم توريد بعض البرمجيات الخاصة بالكارت معه وهذا يسمى ( DRIVER ) الخاص بالكارت وحتوى هذا ( DRIVER ) على مجموعة من الملفات ليتم تركيبها على محطة العمل ليتم تعريفها لنظام التشغيل المتاح على الشبكة .
من المعلومات المتاحة على DRIVER الآتى :
1- معلومات عن CARD CONFIGRATION
2- معلومات عن CABLE ACCESS METHOD
3- معلومات عن COMNUNICATION FACTURES
وبالنسبة لمحطات العمل فأن هناك ملفات تسمى ( INTERNETWORK PACKET EXCHANGE IPX )
خاصة بذلك .
GOLABAL ADDRESSING :
لابد أن يكون هناك لكل كارت أتصال على الشبكة عنوان وحيد ليتم التعرف من خلاله على عنوان محطة العمل الذى يتم تركيب الكارت عليها .
منظمة IEEE توصى بعمل عنوان خاص ( TOKEN RING & ETHERNET CARD ) . ولكل منتجى كروت الأتصال يقوموا بعمل كود وعنوان خاص للكارت . وعنوان الكارت يمكن معرفته من خلال تشغيل برنامج ( DIAGNOSTIC ) خاص بكل كارت .

 topology :
من الأجزاء التى تأخذ فى الأعتبار عند أختيار نوع معين من الشبكات وهو ما يسمى (topology ) . ومن أشهر أنواع ( فخحخمخلغ ) الآتى :
1- linear bus .
2- star .
3- ring .
4- combihantion of these .
وبالتالى فأن ( token ring ) يمكن أن تكون ( logical ring ) ولكنها ( physical star ).
إذا كانت محطات العمل موجودة فى طريقة صف ( row ) كما فى فصول التعليم فأن ( liner bus ) تكون مناسبة .
وفيما يلى جدول يوضح أنواع( network topology ) والمسافات المسموح بها :

MAXIMUM SEGMENT DISTANCE NETWORK TOPOLOGY
500 METERS
185 METERS
100 METERS
2 KM
100 METERS
609 METERS
305 METERS
122 METERS
122 METERS THIK ETHERNET (10 BASE 5)
THIN ETHERNET (10 BAS 2 )
TWISTED PAIR ETHERNET ( 10 BASE T)
FIBER OPTIC ETHERNET
TWISTED PAIR TOKEN RING
COAXIAL STAR
COAXIAL BUS
TWISTED PAIR STAR
TWISTED PAIR BUS

 الكابلات : CABLING
أختيار نوع الكابل الذى سوف يستخدم فى الشبكات يعتبر من ضمن العوامل الهامة والموءثرة فى آداء الشبكة . فى حالات كثيرة يتم تجهيز المبانى وبها أحد الأنواع من الكابل مثل ( coaxial coble or twisted pair ) وفى بعض الحالات لاتكون المبانى مجهزة بأحد أنواع الكابلات وفى هذه الحالة أختيار نوع الكابل سوف يعتمد على عوامل كثيرة منها .
1- التكلفة المطلوبة
2- الكمية للكبلات الازمة لتجهيز مبنى .
3- أسلوب حماية الكابلات shielding ضد التداخل .
4- مدى تأمين الكابلات للمعلومات المتحركة عليه.
فمثلا ( coaxial copper cable ) له وسائل وقاية قوية ضد interface ولكن السعر عالى . وكذلك ( fiber optic ) يتميز بأمكانية تأمين عالية جدا ولكن السعر أعلى ما يمكن . أما بالنسبة ( twisted pair ) فله خصائص كثير منها أنه أرخص سعرا . وقاية قليلة ضد interface ومعدل نقل البيانات يعتبر مقبول وخاصة فى شبكات ( ethernet ) . وهناك خصائص كثيرة لكل أنواع الكابلات .

خصائص ( coaxial cable ) كما يلى :
1- يمكن أن يتأثر بأى تداخلات خارجية ( outsid interface )
2- يمكن أن يلتقط أى شوشرة خارجية . تداخلات من موجات الراديو وأى موجات ألكترونية آخرى .
3- له مشاكل مع الأرضى ( grounding )
4- يشع موجات خارجية يمكن أن تلتقط من أى معتدى .

خصائص ( fiber optic ) كما يلى :
1- يستخدم بكثرة فى حالات ( back bone ) للربط بين الشبكات
2- سعر أعلى - يعطى مسافات أطول - سرعة نقل البيانات عالية
3- لا يتم أشعاع موجات خارجية وبالتالى يوءدى إلى تأمين عالى .

خصائص ( twisted pair ) كما يلى :
1- أقل الأنواع من حيث التكلفة .
2- قد يكون بعض المبانى مجهزة بهذا النوع من الكابلات
3- أقصى مدى يعتبر محدود حوالى 100 متر .
4- قابل للتأثير بأى تداخلات خارجية ( interface )
يستخدم ( coaxial cable ) فى حالات ( back bone ) وذلك للربط بين خادمين داخل شبكتين
- ويستخدم ( twisted pair ) فى حالات الربط بين محطات العمل داخل الشبكة الواحدة . وفيما يلى جدول مقارنة بين أنواع الكابلات .
fiber optic coaxial twisted pair
high
extra high
miles
none
extra high moderate
high
loos of feet
low
high low
moderate
loos of feet
same
high cost
bandwisdth length
interface reliability