أساسيات الشبكات - المهارات الرقمية - ثاني متوسط

170 الوحدة الثانية: التواصل عبر الإنترنت التواصل هو أحد أهم ميزات الإنترنت. في هذه الوحدة، ستتعرف على الشبكات والطرق التي يمكنك من خلالها التواصل مع الآخرين ستتعرف أيضًا على المدونات الصغيرة (Micro blogging)، وعلى مجموعة من الإرشادات السلوكية المتعارف عليها عبر الإنترنت. أخيرًا، ستتعلم كيفية حماية بياناتك الشخصية، وكيفية التصرف كمواطن رقمي مثالي. أهداف التعلم ستتعلم في هذه الوحدة مفهوم الشبكة وتمييز أنواعها المختلفة. التعرف على نماذج شبكة الحاسب. > كيفيّة عَمَل الإنترنت. التعرف على المدونات الصغيرة (Microblogging). كيفية التصرف كمواطن رقمي مثالي. > خطوات حماية خصوصيتك على الإنترنت. > توضيح معنى قانون حماية الملكية الفكرية. > توضيح معنى رخصة البرمجيات. الأدوات > إكس x (تويتر سابقًا) وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

الدرس الأول: أساسيات الشبكات الشبكة رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa شبكة الحاسب (Network) عبارة عن جهازي حاسب أو مجموعة من أجهزة الحاسب والأجهزة الأخرى (مثل الطابعات والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية التي يتم ربطها من خلال الكابلات أو قنوات الألياف الضوئية، أو التقنيات اللاسلكية (الأشعة تحت الحمراء، موجات الراديو، الأقمار الصناعية، إلى آخره). تسمى أجهزة الحاسب والأجهزة المتصلة بشبكة الحاسب بالعُقد (Nodes)، وتتواصل عقد الشبكة مع بعضها من أجل تبادل البيانات والملفات والرسائل، ولمشاركة الأجهزة أيضًا. هيكلية الشبكة يشير مصطلح هيكلية الشبكة (Network Topology) إلى تخطيط شبكة الحاسب ، ويمكن القول بأن الهيكلية تشرح كيفية اتصال الشبكة ماديًا، كما تحدد المسار الذي يجب أن تسلكه البيانات للتنقل حول شبكة الحاسب ، وتُعدّ أنواع هيكلية الشبكة الرئيسة والأكثر استخدامًا هي: نقطة إلى نقطة (Point-to-point): هو أبسط هيكل موجود ويتكون من ارتباط دائم بين نقطتين. يستخدم الإرسال الهاتفي التقليدي هيكل نقطة إلى نقطة، وهذا يعني أنه يمكن إعداد دائرة من نقطة إلى نقطة بشكل ديناميكي (طالما كانت هناك حاجة إليها). الهيكلية الخطية (Bus topology) عندما تكون العقد متصلة بكابل واحد. أنواع الشبكة هيكلية الحلقة :(Ring Topology) يجمع مخطط الحلقة بين أجهزة الشبكة المتصلة ببعضها على شكل حلقة، ويتم إرسال جميع البيانات عبر تلك الحلقة وصولًا إلى وجهتها النهائية. هيكلية النجمة :(Star Topology) يتم توصيل جميع نقاط الشبكة في مخطط النجمة بجهاز مركزي يسهل جدًا في هذا المخطط إضافة أي أجهزة جديدة في الشبكة مما يجعل من عملية إدارة الشبكة عملية سهلة من نقطة مركزية واحدة. تُقسم الشبكات إلى أنواع حسب التباعد الجغرافي بين الأجهزة المتصلة. حيث هناك الشبكات المحلية (Local Area Networks - LAN والشبكات الواسعة Wide Area Network WAN). الشبكات المحلية تربط أجهزة الحاسب الموجودة في مساحة صغيرة، مثل منزل، أو مكتب، إلى آخره. الشبكات الواسعة يمكن أن تغطي دولة أو عدة دول في مختلف القارات. فعلى سبيل المثال، الإنترنت هو نوع من الشبكات الواسعة. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

172 نماذج شبكة الحاسب هي قنوات اتصال لنقل البيانات، وتحدّد طريقة مشاركة الموارد بين أجهزة الحاسب في الشبكة، وهناك نوعان من نماذج شبكة الحاسب يتمثلان في: نموذج النظير للنظير لا يستخدم نموذج النظير للنظير Peer-to-peer model) الخوادم النقل البيانات، وبدلا من ذلك يمكن لكل جهاز إرسال البيانات واستلامها مباشرةً، ومشاركة موارده وطلبها من أجهزة شبكة الحاسب الأخرى ، وهذا يعني أنه يتم تخزين البيانات محليًا على أجهزة شبكة الحاسب. مميزات وعيوب نموذج النظير للنظير: المميزات العيوب مكونات جهاز الحاسب أقل تكلفة. ليس آمنًا جدًا. سهولة الإعداد والتكلفة المنخفضة. عدم وجود نظام تخزين مركزي سهولة الإدارة. عدد المستخدمين محدود جدًا. عدم الحاجة لاستخدام خادم مخصص. ضعف جودة الأداء. نموذج العميل الخادم نموذج العميل / الخادم هو النموذج الأكثر تتكون الشبكة من جهازي حاسب أو أكثر، وعندما تكبر الشبكة، فإنها تدعم المزيد شيوعًا. يمكنك العثور عليه في كل مكان من المهام ويزداد عبء عملها. لذلك، لتقسيم هذه المهام وعبء العمل، يجب أن تقريبًا، في المدارس والمصارف وما إلى ذلك. يكون لكل حاسب في الشبكة دور محدد. يعمل نموذج العميل الخادم Client/Server model) كتطبيق موزع، حيث تعمل بعض أجهزة الحاسب كخوادم والبعض الآخر كعملاء. فعلى سبيل المثال، أن في أي متجر يوجد مساعدون وعملاء العملاء لديهم طلبات يجب على المساعدين تلبيتها. يحدث الشيء نفسه تمامًا في نموذج العميل / الخادم، حيث يجب تخدم الخوادم طلبات العملاء، وعادة تكون أجهزة الخوادم أكبر من حيث قدراتها ومواصفاتها لتتمكن من خدمة الأجهزة العميلة. الخدمات مثل البريد الإلكتروني والوصول إلى الشبكة العنكبوتية مبنية على نموذج العميل / الخادم، فعند استخدام الإنترنت يستخدم جهاز الحاسب الخاص بك متصفح المواقع الإلكترونية لإرسال طلب إلى خادم الشبكة العنكبوتية، والذي يجب أن يستجيب بالبيانات الصحيحة. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

مميزات وعيوب نموذج العميل / الخادم آمن جدا. أداء أفضل. النسخ الاحتياطي مركزي العيوب المميزات يتطلب إدارة محترفة. أسهل من حيث إعداد البرامج وتحديثها. الإعداد مكلّف ومعقد. تعطل الخادم يتسبب في تعطل كامل الشبكة. قد يصبح الخادم محملًا (Overloaded)، إذا اتصل به عدد كبير جدًا من العملاء في وقت واحد. تبادل المعلومات يجب أن تتواصل أجهزة الحاسب في الشبكة مع بعضها من أجل تبادل الرسائل والمعلومات ويختلف الاتصال بين أجهزة الحاسب عن الاتصال بين البشر، حيث إن أجهزة الحاسب "تتواصل" مع بعضها باستخدام لغات مختلفة تسمى بروتوكولات الاتصال .(Communication Protocols) طلب .... العميل استجابة الخادم بروتوكول الاتصال بروتوكول الاتصال (Communication Protocol) هو نظام لتنسيقات الرسائل الرقمية وقواعد تبادل هذه الرسائل، ويُحدد البروتوكول طريقة تشكيلها. يعتمد اتصال أجهزة الحاسب في الوقت الحاضر على تبادل حزم المعلومات Information Packets)، وتُقسم المعلومات المراد توصيلها إلى أجزاء صغيرة مصنفة للإشارة إلى المُرسل والمُستلم. إن هذا النظام شبيه بنظام البريد التقليدي والبطاقات البريدية، حيث يوجد للحزم حد أقصى لطولها ، ويتم إعادة توجيهها من حاسب إلى آخر للوصول إلى وجهتها، وفي حالة فقدان حزمة، يجب إعادة إرسالها. عندما يتلقى المستلم حزمة، يجب عليه إرسال إقرار إلى المُرسل لإبلاغه باستلام الحزمة بنجاح. بهذه الطريقة، تكون عمليات إعادة الإرسال غير الضرورية محدودة. يجب أن تحتوي الحزم على بنية معينة: 1 رأس الحزمة (The Header) يحتوي على وحدات رقمية بت (bit) التي تشير إلى المُرسل والمُستلم، بالإضافة إلى بروتوكول الاتصال ورقم الحزمة Packet Number). 2 الحمولة (payload) تحتوي على الرسالة أو البيانات (Data). الذيل (Trailer) يحتوي على زوجين من البتات يخبران جهاز الاستقبال أنه وصل إلى نهاية الحزمة. وزارة التعدد Ministry of Education 2024-1446

174 يظهر هيكل الحزمة كالتالي: الرأس (Header) الحمولة (Payload) > عنوان المرسل. > بيانات المعلومات. الذيل (Trailer) بيانات لإظهار نهاية الحزمة. > عنوان المستلم. > البروتوكول. > رقم الحزمة. البروتوكولات عالية المستوى البروتوكولات عالية المستوى high level protocols عبارة عن مجموعة من القواعد التي تساعد الأنظمة أو الأجهزة المختلفة على التواصل مع بعضها البعض عبر شبكة مثل الإنترنت فهو بمثابة وجود لغة مشتركة أو مجموعة من التعليمات. تم تصميم هذه البروتوكولات لتلبية متطلبات الاتصال لمهام محددة مثل زيارة موقع ويب أو إرسال بريد إلكتروني. تتضمن أمثلة البروتوكولات عالية المستوى ما يلي: > بروتوكول نقل النص التشعبي (Hypertext Transfer Protocol - HTTP): يستخدم لنقل الصفحات الإلكترونية عبر الإنترنت. > بروتوكول نقل البريد الإلكتروني Simple Mail Transfer Protocol - SMTP) يستخدم لنقل رسائل البريد الإلكتروني. > بروتوكول نقل الملفات File Transfer Protocol - FTP) : يستخدم لنقل الملفات بين أجهزة الحاسب. بروتوكول نقل النص التشعبي (HTTP) هو البروتوكول المستخدم للاتصال على الشبكة العنكبوتية العالمية، وبعبارة أخرى هو اللغة التي تستخدمها متصفحات المواقع الإلكترونية والخوادم للتواصل مع بعضها البعض لطلب وتسليم الصفحات الإلكترونية والموارد الأخرى عبر الإنترنت. يعمل بروتوكول نقل النص التشعبي على نموذج خادم العميل فعندما تكتب عنوان موقع إلكتروني في متصفحك ، يرسل المتصفح طلب بروتوكول نقل النص التشعبي إلى الخادم الذي يستضيف هذا الموقع الإلكتروني، ثم يستجيب الخادم بالصفحة الإلكترونية المطلوبة التي يعرضها متصفحك بعد ذلك. بروتوكول نقل النص التشعبي الآمن Hypertext Transfer Protocol Secure - HTTPS) هو في الأساس نفس بروتوكول نقل النص التشعبي ، ولكن مع طبقة إضافية من الأمان يوفرها التشفير. عندما تقوم بزيارة موقع إلكتروني باستخدام بروتوكول نقل النص التشعبي الآمن يقوم متصفحك وخادم الشبكة بتشفير البيانات التي يتم نقلها بينهما . يساعد هذا التشفير على حماية المعلومات الحساسة مثل: بيانات اعتماد تسجيل الدخول وأرقام بطاقات الائتمان، والبيانات الشخصية من اعتراضها والوصول إليها من قبل أطراف غير مصرح لهم بذلك. سيكون للمواقع الإلكترونية التي تستخدم بروتوكول نقل النص التشعبي الآمن رمز قفل بجوار عنوان URL، حيث يبدأ عنوان URL بـ "//:https" بدلًا من "//:http" . وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

الوحدات الرقمية الوحدة الرقمية الأساسية تسمى البت (Bit)، ويمكن أن تأخذ القيمة 1 أو 0 ، وتسمى هاتان القيمتان بالأرقام الثنائية (Binary digits)، ويمكن أن يكون لها معاني مختلفة . المعنى الأكثر شهرة هو حالتي التنشيط تشغيل / إيقاف (On/off). كما هو الحال في القياسات الأخرى تستخدم الوحدات الثنائية البادئات (prefixes): البادئة وحدات تخزين المعلومات 1 بت (b) 1 بت (bit) 1 كيلوبت (Kb) 1024 بت (bit) 1 ميجابت (Mb) 1024 كيلوبت (Kb) 1,048,576 بت (bit) 1 جيجابت (Gb) 1024 ميجابت (M) 1,073,741,824 بت (bit 1 تيرابت (Tb) 1024 جيجابت (Gb) 1,099,511,627,776 بت (bit) هناك أيضًا وحدات معلومات أخرى تُعرَّف على أنها مضاعفات البتات، والأكثر شيوعًا هو البايت (Byte)، وهو متكون من 8 بتات. وحدات المعلومات بت (Bit) 1 بایت (Byte) bits 8 1 کیلو بایت (KB) 1024 بایت (Byte) 8,192 بت (bit) 1 ميجابایت (MB) 1024 کیلو بایت (KB) 8,388,608 بت (bit) 1 جيجا بايت (GB) 1024 ميجابایت (MB) 8,589,934,592 بت (bit) 1 تيرابايت (TB) 1024 جيجا بايت (GB) 8,796,093,022,208 بت (bit) تستخدم البت في قياس سرعة نقل البيانات في حين يستخدم البايت في قياس سعة التخزين. وزارة التعلم Ministry of Education 2024-1446

176 سرعة الشبكة في شبكات الحاسب، تعتمد سرعتها على سرعة نقل البيانات، ويتم حساب السرعة بوحدات ثنائية (bits) فى الثانية. على سبيل المثال، تتم كتابة 1 بت في الثانية على هيئة 1 بت/ثانية (1bits) وهذا يعني أن إرسال 1 بت يستغرق ثانية واحدة، ومع تطور التقنية، يتم باستمرار تطوير العديد من التقنيات لزيادة سرعة الإرسال، حيث إن سرعة الشبكة هي المطلب الأكثر شيوعًا في كل من الشبكات السلكية واللاسلكية. الشبكات السلكية ( Wired Networks) هناك خدمات مواقع إلكترونية مثل .Speedtest net والتي يمكنك استخدامها لاختبار سرعة وأداء اتصالك بالإنترنت. خط المُشترك الرقمي غير المتناظر Asymmetric Digital Subscriber Line - ADSL) في الوقت الحالي، يعد خط المُشترك الرقمي غير المتناظر أكثر التقنيات استخدامًا والتي تتيح نقل البيانات بسرعة عبر خطوط الهاتف، ويسمح بإرسال المزيد من البيانات مقارنة بخطوط المودم التقليدية. يدعم خط المُشترك الرقمي غير المتناظر معدلات نقل من 1.5 إلى 24 ميجابت/ثانية عند استقبال البيانات أو التنزيل Downstream ومن 0.5 إلى 3.5 ميجابت/ثانية عند إرسال البيانات أو التحميل (Upstream). خط المُشترك الرقمي عالي السرعة Very high bit-rate Digital Subscriber Line - VDS) خط المشترك الرقمي عالي السرعة هو تقنية الجيل التالي من خط المشترك الرقمي (DSL) ، ويوفر معدلات نقل بيانات أسرع من خط المشترك الرقمي غير المتناظر. يدعم خط المُشترك الرقمي عالي السرعة معدلات نقل بيانات فائقة السرعة تبلغ 300 ميجابت/ الثانية للتنزيل و 100 ميجابت/ الثانية للتحميل إلى مسافات قصيرة تصل إلى 300 متر). الألياف الضوئية أو البصرية (Optical fiber) الألياف الضوئية هي ألياف مرنة وشفافة مصنوعة من السيليكون أو البلاستيك، ولا يتعدى سمكها سمك الشعرة. تُشفّر البيانات في نبضات ضوئية وتسمح بتبادل هذه الإشارات الضوئية عبر مسافات أطول، وبمعدلات نقل بيانات أعلى من أنواع الاتصال الأخرى. يمكن أن تصل سرعة التنزيل والتحميل إلى 2.5 جيجابت في الثانية (GBPS). الشبكات اللاسلكية ( Wireless Networks) شبكات الجيل الثالث 3rd Generation 3G والجيل الرابع 4 4th Generation) والجيل الخامس - (5th Generation - 5G) تُوفر شبكات الجيل الثالث Generation - 3G هاتفة لاسلكية متنقلة سريعة وإمكانية الوصول إلى الإنترنت، وتصل سرعة نقل البيانات فيها إلى 2 ميجابت/الثانية كحد أقصى. شبكات الجيل الرابع 4th Generation - 4G) هي خليفة شبكات الجيل الثالث ، وتُوفر شبكات الجيل الرابع إصدار تطور طويل الأمد Long Term Evolution - LTE وتصل سرعتها إلى 1000 ميجابت/ثانية لاستقبال البيانات و 500 ميجابت/ ثانية لإرسال البيانات. - 5th شبكات الجيل الخامس Generation هي أحدث معيار للشبكات اللاسلكية المصممة وتصل سرعتها إلى 20 جيجابت/ثانية ، ويمكن لشبكات الجيل الخامس أن تدعم ما يصل إلى مليون جهاز لكل كيلومتر مربع، وهي سعة تتيح خدمات جديدة. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

كيفية عمل الإنترنت يتيح لك الإنترنت نقل المعلومات حول العالم في ثوانٍ. وعندما توصل جهاز الحاسب الخاص بك بالإنترنت، فأنت تتصل بنوع خاص من الخادم (Server) بواسطة مزود خدمة الإنترنت Internet Service Provider - IP). يوفر خادم مزود خدمة الإنترنت ارتباطا بين جهاز الحاسب الخاص بك والعالم الخارجي (الإنترنت). فعندما تريد عرض صفحات الشبكة العنكبوتية أو التحقق من بريدك الإلكتروني، يرسل جهاز الحاسب الخاص بك طلبات إلى خادم مزود خدمة الإنترنت، والذي بدوره يتصل بخوادم الإنترنت الأخرى، ويعيد توجيه هذا النوع من خوادم الإنترنت بخادم الشبكة العنكبوتية (Web server). الطلبات، ويسمى في السابق، عندما يُريد شخص ما جمع المعلومات، كان عليه الذهاب إلى مكتبة عامة وقضاء بعض الوقت للبحث. أما في الوقت الحاضر، فيوجد الإنترنت أكبر مصدر للمعلومات ويمكن الوصول إليه من المنازل، أو المكاتب، أو من أي مكان آخر عبر الأجهزة الذكية. لعرض صفحة إلكترونية من متصفحك: 1 تكتب عنوانًا في شريط عناوين المتصفح. 2 يرسل المتصفح الخاص بك طلب إلى خادم مزود خدمة الإنترنت الخاص بك لطلب الصفحة. يبحث خادم مزود خدمة الإنترنت في قاعدة بيانات ضخمة لعناوين بروتوكول الإنترنت (Internet Protocol - (IP)، تسمى نظام 3 أسماء النطاقات Domain Name Service للعثور على خادم الشبكة العنكبوتية الذي يستضيف الموقع الإلكتروني الذي تریده ، ثم يرسل طلبًا للصفحة إلى هذا الخادم. 4 يُرسل خادم الشبكة العنكبوتية الصفحة المطلوبة إلى خادم مزود خدمة الإنترنت الخاص بك. 5 يُرسل خادم مزود خدمة الإنترنت الصفحة إلى المتصفح الخاص بك وتُعرَض على شاشتك. العميل طلب المستخدم إعادة توجيه الطلب إعادة توجيه الإجابة الإجابة خادم مزود خدمة الإنترنت خادم الشبكة العنكبوتية البحث 1001011101 0110010111 0101100101 1100101101 0010110100 البيانات معلومة تدعم الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة Integrated Services Digital Network - (ISDN) النقل الرقمي للصوت والفيديو والبيانات تسمح شبكة الهاتف العامة The Public Switched Telephone Network - PSTN لأي هاتف في العالم بالاتصال بأي هاتف آخر، وترسل البيانات بمعدل 64 كيلوبت/ثانية. ومن الواضح أن هاتين التقنيتين قديمتين وسيتم التخلص منهما تدريجيًا. وزارة التعدو Ministry of Education 2024-1446

178 لنطبق معًا تدريب 1 اختر الإجابة الصحيحة. جهاز حاسب واحد. 1. تتكون الشبكة من: العديد من أجهزة الحاسب والأجهزة الأخرى. العديد من أجهزة الحاسب. كل نقطة متصلة بكابل واحد. 2 هيكلية نقطة إلى نقطة هي: ليست أبسط هيكلية. يتكون من رابط دائم بين عُقدتين. اتصال أجهزة الحاسب بشبكة. 3. يُحدد البروتوكول طريقة تشكيل الرسائل. عمل الإنترنت. الرسالة ) البيانات - Data). .4 حمولة الحزمة تحتوي على: بروتوكول. .5 خادم مزود خدمة الإنترنت عنوان المرسل. يُرسل الطلبات إلى خوادم الشبكة العنكبوتية. يعيد توجيه الطلبات إلى خوادم الشبكة العنكبوتية. يبحث عن البيانات. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

تدريب 2 حدد الجملة الصحيحة والجملة الخطأ فيما يلي: .1 يعد نموذج شبكة الحاسب النظير للنظير Peer-to-peer) آمنًا للغاية. 2. قد تكون الطابعة جزءًا من شبكة. 3. يُستخدم بروتوكول SMTP لنقل رسائل البريد الإلكتروني. .4 تُعدّ خوادم الشبكة العنكبوتية مسؤولة عن استقبال طلبات العميل. 5. يعمل بروتوكول نقل النص التشعبي على نموذج خادم العميل. 6. يرسل خادم الشبكة العنكبوتية إجابة إلى خادم مزود خدمة الإنترنت. .7 تربط الشبكات المحلية أجهزة الحاسب الموجودة في مساحة صغيرة، مثل أجهزة الحاسب في المدرسة. 8 يستخدم خادم مزود خدمة الإنترنت نظام أسماء النطاقات DNS في عمله. 9. عندما يتلقى المُستلم حزمة، ليس من الضروري إرسال إشعار إلى المُرسل. 10 . يجب أن يكون للبروتوكول هيكل معين الرأس، والحمولة، والذيل. 11 سرعة الشبكة هى المطلب الأكثر شيوعًا. .12 تُعتبر شبكات الجيل الرابع أكثر التقنيات استخدامًا في نقل البيانات بسرعة عبر خطوط الهاتف. صحيحة خطأ وزارة التعود Ministry of Education 2024-1446

180 تدريب 3 صل أجيال الشبكة مع النص الصحيح. يمكن أن تدعم ما يصل إلى مليون جهاز لكل كيلومتر مربع شبكات الجيل الثالث (3G) شبكات الجيل الرابع (4G) شبكات الجيل الخامس (5G) 1 2 3 الحد الأقصى لنقل البيانات هو 2 ميجابت/الثانية. هي خليفة شبكات الجيل الثالث. تُقدم ما يصل إلى 1000 ميجابت/ الثانية لاستقبال البيانات. تُقدم ما يصل إلى 500 ميجابت/ الثانية لإرسال البيانات. تدريب 4 • قارن بين خصائص تقنيات خط المشترك الرقمي (ADSL) غير المتناظر وخط المشترك الرقمي عالي السرعة (VDSL من حيث السرعة. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

تدريب 5 • قارن بين خصائص الشبكات المحلية (LAN) والشبكات الواسعة (WAN) من حيث نطاق التغطية الجغرافية. تدريب 6 • باستخدام خدمة الموقع الإلكتروني Speedtest.net اختبر سرعة التنزيل والتحميل الخاصة باتصال الإنترنت في منزلك، ثم قارن القيم الناتجة عن هذا الاختبار بالقيم الخاصة بأحد زملائك في الصف. هل تعتقد أن قيم سرعة التنزيل والتحميل المختلفة مرتبطة بنوع الشبكات؟ وزارة التعل18 Ministry of Education 2024-1446