الشبكات الواسعة (Wide Area Networks)

ما هي الشبكة الواسعة(WAN)
الشبكة الواسعة (WAN) هي شبكة كمبيوتر لِتبادُل المعلومات الرقمية ضمن
مساحة جغرافية واسعة (قد تشمل عدة دول)؛ وهي أكبر من الشبكة المحلية
(LAN)، وقد تستخدِم خطوط الهاتف والأقمار الصناعية وغيرها من وسائط نقل
البيانات. وفي بعض الأحوال، قد تتكوَّن الشبكة الواسعة من ربط عدة شبكات
محلية معا.
ما أهميتها وفوائدها؟
تكمن فائدة الشبكات الواسعة في أنها تُتيح نقلا آمنا وسريعا للمعلومات بين
العُقَد المختلفة، ناهيك عمّا يمتاز به نقل المعلومات عبر الشبكة الواسعة
من موثوقية عالية، وانخفاض الكُلفة.
ولعلّ
المنظمات والشركات الكبيرة التي تنتشر فروعها في أرجاء العالم المختلفة-
هي من يُحقِّق الاستفادة الكُبرى من الشبكات الواسعة؛ لأن هذه الشبكات
تُتيح لها الاتصال مع موظفيها وزبائنها وشركائها عبر العالم. وللشبكات
الواسعة دور كبير في تشجيع وحفز الأعمال الإلكترونية (e-business) التي
انتشرت في عصر الإنترنت.
وفي الغالب، تقوم شركات
الاتصالات الحكومية (public telecommunications companies- PTT) في البلاد
المختلفة بالإشراف على الشبكات الواسعة وصيانتها؛ كما تقدِّم هذه الشركات
خدمات معيَّنة لمستخدِمي الشبكات الواسعة مثل خدمة الخط المستأجَر (leased
line).
وفي الفقرات التالية، سنتعرف على طرق توصيل الأجهزة ببعضها في الشبكات الواسعة:

الوصل نقطة بنقطة (point-to-point connection):
تعتمد هذه الطريقة الخطَّ المستأجر (leased line) لوصل مكانين متباعدين
على الشبكة بوساطة وصلة وحيدة كما في الشكل (1). ويكون الإرسال عبر هذه
الوصلة على نوعين، أما الأول فهو إرسال الحُزَم المعنوَنة [datagram transmission]
الذي تُرسَل فيه المعلومات حزمة إثر حزمة، وأما النوع الثاني فهو الإرسال
التدفقي للبيانات (data-stream transmission) الذي تُرسَل فيه البيانات
بايت إثر بايت.
وتتميز هذه الطريقة بأن الخط محجوز بشكل دائم للزبون،
ولكنها- بالمقابل- طريقة مرتفعة الكُلفة. أما من كانت ميزانيته محدودة،
فينبغي عليه استخدام طُرق أخرى أقل كلفة، ومنها طريقة التحويل عبر دارة
(circuit switching).

الشكل (1)

التحويل عبر دارة (circuit switching):
تختلف هذه الطريقة عن سابقتها في شغلها لخط الهاتف أثناء فترة الاتصال
فقط، فهي تشبه طريقة إجراء المكالمة الهاتفية. وتستخدم هذه الطريقة دارة
تُشكِّل وصلة فعلية بين الأطراف المرسِلة والمُستقبِلة عبر خط الهاتف،
وتبقى هذه الوصلة فعالة من بداية الاتصال حتى نهايته حيث تُلغى عندئذ
(انظر الشكل2)، وهذا هو السبب الذي يجعل هذه الطريقة منخفضة الكُلفة
نسبيا. ومن البروتوكولات التي تستخدم هذا التحويل بروتوكول (ISDN).



الشكل (2)


التحويل بالحُزَم (packet switching):
تُعَدُّ هذه الطريقة الأساس لمعظم شبكات الاتصالات حتى يومنا هذا،
ويتلخَّص مبدؤها في تجزيء رسائل المعلومات إلى وحدات صغيرة تدعى الحُزَم
(packets)، وتُرسَل كل حزمة بمفردها إلى العُقدة الوُجهة (destination
node) اعتماداً على بروتوكول يُحدِّد للحزمة المسار (route) الذي ستسلكه.
وتُتيح طريقة التحويل بالحُزَم إمكان ربط جميع العُقَد المختلفة في الشبكة
الواسعة ببعضها بوساطة وصلة فعلية، كما تُتيح تشارُك عرض الحزمة
(bandwidth) بين المستخدِمين عوضا عن تقسيمها فيما بينهم. ورغم سرعة هذه
الطريقة نسبيا، إلا إنها أبطأ من طريقة التحويل عبر دارة (circuit
switching)، ولكنها- بالمقابل- أقلّ كلفة منها.
وهناك مجموعة من البروتوكولات التي تعتمد طريقة تحويل الحُزَم (packet switching)، نتحدث عنها بإيجاز:

• بروتوكول (X.25):
  ظل هذا البروتوكول سائداً فترة طويلة، وقد تميزت الشبكات الواسعة التي
  اعتمدته بسرعة الاتصالات فيها، وشكلت هذه الشبكات القناة الدولية الرئيسة
  للاتصالات التجارية. ولكن لم يَعُد بإمكان هذا البروتوكول مواكبة التقنيات
  الجديدة ذات السرعة العالية.
  
• بروتوكول ترحيل الإطارات (frame relay): ينتشر
  هذا البروتوكول بكثرة في الشبكات الواسعة، وهو يستخدِم وسطاً للنقل
  يتكوَّن من ألياف ضوئية وينقل المعلومات بسرعة تصل إلى 2 ميغابت/ثانية، إذ
  تُرسَل المعلومات في حُزَم مختلفة الأحجام عبر مسارات محدَّدة مُسبقاً
  تُعرَف باسم الدارات الافتراضية الدائمة
  (permanent virtual circuits- PVC).
  
• نمط النقل غير المتزامِن (asynchronous transfer mode- ATM): ينقل
  هذا البروتوكول المعلومات بسرعة عالية قد تصل إلى 10 غيغابت/ثانية. ويعتمد
  مبدأ عمله على تنظيم البيانات الرقمية المراد إرسالها في خلايا (cells)
  لكل منها حجم ثابت يبلغ 53 بايت ، وعند امتلاء هذه الخلية تُرسَل عبر وسط
  النقل في الشبكة. وتستخدم الشبكات المعتمِدة على هذا البروتوكول أنواعاً
  مختلفة من أوساط النقل مثل: الكوابل المجدولة (twisted pair)، والألياف
  الضوئية (optical fiber)، وخطوط T3، إضافة إلى خطوط النواقل الضوئية
  (optical carrier).
  

وبعد
الحديث عن البروتوكولات التي تعتمد طريقة التحويل بالحُزَم (packet
switching)، لا بُدَّ من التعريج على الدارات الافتراضية (virtual circuits) المستخدَمة في هذه الطريقة.