Lecture 1 - Introduction

Network Classification (تصنيف الشبكات)

ليه بنصنف الشبكات؟
  • تحدّيين رئيسيين خلّونا نحتاج التصنيف ده:
    1. ا Large Set of Devices — عدد الأجهزة الكبير محتاج طرق عشان ننظمه
    2. ا Devices Too Far Apart — المسافات البعيدة محتاجة تقنيات مختلفة عشان نربط الأجهزة ببعض
أنواع الشبكات حسب المساحة:
النوع ا Range شرحه
PAN (Personal Area Network) ~10 meters شبكة شخصية (Bluetooth بين الموبايل والسماعة مثلًا)
LAN (Local Area Network) ~100m - building شبكة محلية (بيت، مكتب، جامعة)
MAN (Metropolitan Area Network) City-wide شبكة على مستوى مدينة (WiMAX مثلًا)
WAN (Wide Area Network) Country/World شبكة واسعة (الإنترنت نفسه)

LAN (Local Area Network) — الشبكة المحلية

  • بتدعم small geographical area (بيت، مكتب، حرم جامعي)
  • مملوكة لنفس المنظمة اللي بتمتلك الأجهزة المتصلة
  • معدلات نقل بيانات (bandwidth) عالية جدًا مقارنة بـ WAN
  • كانت في الأصل broadcast systems (البيانات تروح لكل الأجهزة والجهاز المعني بس هو اللي يستلمها)
  • دلوقتي بقى فيه switched systems و ATM
LAN Topologies (أشكال الشبكات المحلية):
  • بتحدد ازاي الأجهزة مترتبة ومتصلة في الشبكة
  • أشهرها: Bus, Star, Ring, Mesh, Tree
LAN Communication:
  • ا Broadcast: البيانات تروح لكل الأجهزة
  • ا Multicast: البيانات تروح لمجموعة معينة
  • ا Unicast: البيانات تروح لجهاز واحد
  • ا Half-duplex: جهاز واحد بس يقدر يبعت في المرة الواحدة
  • ا Full-duplex: الأجهزة تقدر تبعت وتستقبل في نفس الوقت
CSMA/CD (Wired — Collision Detection):
  • بيستخدم في الشبكات السلكية
  • الجهاز بيحس إن القناة فاضية قبل ما يبعت
  • لو حصل collision -> الجهاز بيكتشفه ويرجع تاني بعد وقت عشوائي

CSMA/CD مفصل في محاضرة Wireless Networks

CSMA/CA (Wireless — Collision Avoidance):
  • بيستخدم في الشبكات اللاسلكية (Wi-Fi)
  • الجهاز بيستنى لغاية ما القناة تفضى قبل ما يبعت — بيتجنب الـ collision مش بيكتشفه

CSMA/CA مفصل في محاضرة Wireless Networks


MAN (Metropolitan Area Network)

  • Middle between LAN and WAN
  • تغطي منطقة كبيرة زي مدينة كاملة
  • ممكن تكون Private أو Public
  • بتدعم high speed على مساحة كبيرة
  • مثال: WiMAX (IEEE 802.16)

WAN (Wide Area Network)

  • بتدعم large geographical area
  • بتوصل الـ LANs ببعضها عبر مسافات كبيرة (بين مدن، دول، قارات)
  • بتستخدم common carrier circuits (شركات الاتصالات) — مش مملوكة لنفس المنظمة
  • غالبًا بطيئة مقارنة بـ LAN (الروابط بتاعة WAN أبطأ)
  • بتتعامل مع multiple service providers
تقنيات WAN البديلة:
التقنية شرحها
Circuit Switching بيعمل circuit مخصص طول فترة الاتصال (زي التليفون القديم — الخط محجوز)
Packet Switching البيانات بتتقطع packets وكل packet ياخد route مختلف (زي الإنترنت)
Frame Relay تقنية packet-switched أسرع للـ WAN (أقدم نوعًا ما)
ATM (Asynchronous Transfer Mode) تقنية بتقسّم البيانات لـ cells ثابتة الحجم عشان السرعة — اتحط مع الـ switched systems في الـ LANs الحديثة

Network Reliable Architecture

  • ا Fault Tolerance: قدرة الشبكة إنها تفضل شغالة حتى لو حصل عطل في جزء منها (زي الـ redundant links)
  • ا Scalability: الشبكة تقدر تكبر وتستوعب أجهزة زيادة من غير مشاكل
  • ا Quality of Service (QoS): بندي priority لبعض أنواع البيانات (زي VoIP أو video)
  • ا Security: حماية البيانات والتحكم في الدخول للشبكة

Classification By Scale vs Transmission

  • By Scale: PAN < LAN < MAN < WAN < SAN
  • By Transmission:
    • Guided (Wired): Twisted Pair, Coaxial, Fiber
    • Unguided (Wireless): Radio, Microwave, Infrared

تفاصيل Transmission Media في محاضرة منفصلة


الخلاصة

  • الشبكات بتتصنف حسب المساحة و طريقة النقل
  • ا LAN سريعة و ownership واحد — WAN أبطأ ومقدّمة من service providers
  • ا CSMA/CD للـ wired و CSMA/CA للـ wireless
  • ا Topologies بتحدد شكل الشبكة — Switching techniques بتحدد ازاي البيانات بتتنقل

Nour Eldeen Mahmoud