ما المقصود بشبكة الاتصال واسعة النطاق (WAN)؟
إن شبكة الاتصال واسعة النطاق (WAN) هي التقنية التي تربط بين المكاتب، ومراكز البيانات، والتطبيقات السحابية، والتخزين السحابي. ويُطلق عليها اسم شبكة الاتصال الواسعة النطاق لأن نطاقها يتجاوز المبنى الواحد أو المجمّع الكبير الواحد ليشمل مواقع جغرافية متعددة منتشرة في كافة أنحاء منطقة جغرافية محددة، أو حتى العالم بأسره. على سبيل المثال، تستخدم الشركات التي لديها العديد من المكاتب الفرعية الدولية شبكة الاتصال الواسعة النطاق للربط بين شبكات المكاتب المُختلفة. وتُعتبر شبكة الإنترنت أكبر شبكة اتصال واسعة النطاق في العالم لأنها عبارة عن مجموعة من شبكات دولية متعددة متصّلة ببعضها البعض. تركّز هذه المقالة على شبكات الاتصال واسعة النطاق من نوعية المؤسسات واستخداماتها ومزاياها.
ما الغرض من اتصال شبكات WAN؟
شبكات المنطقة الواسعة (WAN) هي الركيزة الأساسية للمؤسسات اليوم. من خلال رقمنة الموارد، تستخدم الشركات شبكات WAN لإنجاز المهام التالية:
- التواصل باستخدام الصوت والفيديو.
- مشاركة الموارد بين الموظفين والعملاء.
- الوصول إلى مخازن البيانات وإنشاء نسخ احتياطية للبيانات عن بُعد.
- الاتصال بالتطبيقات التي تعمل في السحابة.
- تشغيل التطبيقات الداخلية واستضافتها.
بفضل الابتكارات التقنية لشبكات WAN، تستطيع المؤسسات الوصول إلى المعلومات بطريقة آمنة وسريعة وموثوقة. تُعتبر شبكات WAN مهمة لتحسين إنتاجية الأعمال والحفاظ على استمراريتها.
ما هي بنية شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN)؟
تعتمد بنية شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN) على نموذج الربط البيني للأنظمة المفتوحة (OSI) الذي يحدد جميع الاتصالات السلكية واللاسلكية من حيث المفهوم ويوحّدها. يتصور نموذج OSI أنّ أي شبكة كمبيوتر تعمل ضمن سبع طبقات. تعمل تقنيات الشبكات المختلفة على كلّ من هذه الطبقات المختلفة وتشكل معًا شبكة WAN عاملة.
سنعرض لك هذه الطبقات بالترتيب التنازلي ونقدم لك مثالاً لمساعدتك على تكوين فهم أفضل لها:
الطبقة 7 - طبقة التطبيق
طبقة التطبيق هي الأقرب إلى المستخدم، وتحدّد طريقة تفاعل المستخدم مع الشبكة. وهي تحتوي على منطق التطبيق وغير مدركة لتنفيذ الشبكة. على سبيل المثال، إذا كان كانت مؤسستك تعتمد نظام لحجز المواعيد في التقويم، فتعمل هذه الطبقة على إدارة منطق الحجز، مثل إرسال الدعوات وتحويل المناطق الزمنية والمزيد.
الطبقة 6 - طبقة العرض
تعمل طبقة العرض على إعداد البيانات ليتم إرسالها عبر الشبكة. فهي تضيف مثلاً التشفير حتى لا يتمكن مرتكبو الجرائم السيبرانية الذين يراقبون شبكة الاتصال الواسعة النطاق لديك من اختراق البيانات الحساسة لاجتماعاتك.
الطبقة 5 - طبقة الجلسة
تدير طبقة الجلسة الاتصالات أو الجلسات بين التطبيقات المحلية والبعيدة. وهي قادرة على فتح الاتصال بين جهازين أو إغلاقه أو إنهائه. على سبيل المثال، في حالة وجود موقع نظام الحجز على خادم ويب في المكتب المركزي، وأنت تعمل من المنزل. فتفتح طبقة الجلسة اتصالاً بين جهاز الكمبيوتر لديك وخادم الويب بعد المصادقة. ويكون هذا الاتصال منطقيًا، وليس اتصالاً ماديًا فعليًا.
الطبقة 4 - طبقة النقل
تحدد طبقة النقل وظائف نقل البيانات وإجراءاتها. وتصنّف البيانات وترسلها من أجل نقلها. قد تعمل أيضًا على جمع البيانات في حزم بيانات. على سبيل المثال، عند زيارة موقع الحجز، يدير بروتوكول التحكم في النقل (TCP) الاتصال عن طريق تصنيفه في حزم الطلبات والاستجابة.
الطبقة 3 - طبقة الشبكة
تدير طبقة الشبكة طريقة انتقال حزم البيانات عبر الشبكة. على سبيل المثال، إنها تحدّد قواعد توجيه الحزم وموازنة التحميل وفقدان الحزم.
الطبقة 2 - طبقة ربط البيانات
إنّ طبقة ربط البيانات مسؤولة عن إنشاء قواعد أو بروتوكولات الاتصال بشأن عمليات الطبقة المادية. فهي تقرّر مثلاً وقت بدء اتصال مباشر أو إنهائه. تعمل وظيفة هذه الطبقة على إعادة توجيه الحزم من جهاز إلى آخر حتى تصل إلى وجهتها.
الطبقة 1 - الطبقة المادية
تدير الطبقة المادية نقل البيانات الأولية في شكل وحدات بت رقمية أو إشارات ضوئية أو موجات كهرومغناطيسية عبر وسائط نقل الشبكة المختلفة، مثل الألياف الضوئية والتقنيات اللاسلكية.
ما هي بروتوكولات شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN)؟
تحدد بروتوكولات شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN)، أو بروتوكولات الشبكات، قواعد الاتصال عبر أي شبكة. في ما يلي بعض الأمثلة:
تقنية تبديل الأطر
تبديل الأطر هي من أولى تقنيات الشبكة وتعمل على تجميع البيانات في شكل أطر ونقلها عبر خط خاص إلى عقدة تبديل الأطر. تعمل تقنية تبديل الأطر على الطبقتين 1 و2، وتسهّل نقل المعلومات من شبكة اتصال محلية إلى أخرى عبر مبدّلات وأجهزة توجيه متعددة.
وضع النقل غير المتزامن
يُعتبر أيضًا وضع النقل غير المتزامن (ATM) إحدى أولى تقنيات شبكة WAN ويعمل على تنسيق البيانات في خلايا بيانات حجمها 53 بايت. تستخدم أجهزة الشبكة في وضع ATM الإرسال المتعدد بتقسيم الزمن الذي يحوّل الإشارات الرقمية إلى خلايا ذات حجم ثابت، ثم ينقلها، ثم يعيد تجميعها في وجهتها.
الحزمة المستندة إلى بروتوكول SONET/SDH
الحزمة المستندة إلى بروتوكول SONET/SDH (POS) عبارة عن بروتوكول اتصال يحدّد طريق تواصل الروابط من نقطة إلى نقطة عند استخدام الألياف الضوئية.
بروتوكول التحكم في النقل/ بروتوكول الإنترنت (TCP/IP)
يحدد بروتوكول التحكم في النقل/ بروتوكول الإنترنت (TCP/IP) الاتصال من طرف إلى آخر من خلال تحديد طريقة جمع البيانات في حزم ومعالجتها وإرسالها وتوجيهها واستلامها. الإصدار IPv6 هو أحدث نسخة من أكثر الطرق استخدامًا.
ما هي شبكات الاتصال المحلية؟
شبكات الاتصال المحلية (LAN) هي المكوّنات الأساسية لشبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN). تتكون شبكة الاتصال المحلية من أجهزة كمبيوتر متصلة ببعضها البعض وأجهزة أخرى تقتصر على مكان صغير، مثل مبنى أو مدرسة أو مكتب.
أوجه الاختلاف بين شبكة الاتصال المحلية (LAN) وشبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN)
شبكات الاتصال المحلية هي شبكات أصغر لديها سعة محدودة ولكن سرعة أكبر. يُعتبر تصميم هذا النوع من الشبكات وإعدادها وإدارتها أسهل وأكثر فعالية من حيث التكلفة. وهي شبكات خاصة عادةً ما تستخدم تقنية اتصال واحدة.
من جهة أخرى، تعمل شبكات الاتصال الواسعة النطاق (WAN) على الربط بين شبكات الاتصال المحلية (LAN). يمكن أن تحتوي شبكة الاتصال الواسعة النطاق الفردية على أنواع عديدة من تقنيات الشبكات المختلفة، ما يسمح لها بالتواصل عبر شبكات الاتصال المحلية (LAN). هذه الشبكات لديها سرعة اتصال بطيئة، ولكن سعة عالية. نظرًا لأن شبكة الاتصال الواسعة النطاق عبارة عن شبكة كبيرة، فقد يكون إعدادها وإدارتها أكثر تعقيدًا.
ما آلية عمل شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN)؟
تمتلك الشركات موارد تُستخدم في مُختلف مراكز البيانات المحلية، والمكاتب الفرعية، والسحابات الخاصة الافتراضية (VPC). لتوصيل هذه الموارد، تستخدم المؤسسات العديد من اتصالات الشبكة وخدمات الإنترنت. ونظرًا لأن الشركات لا يمكنها إنشاء البنية الأساسية لشبكتها عبر حدود جغرافية متعددة، فعادةً ما تلجأ إلى استئجارها من مقدّم خدمة تابع لجهة خارجية.
في ما يلي بعض الأنواع الشائعة من الاتصالات:
الخطوط المستأجرة
الخط المستأجر هو اتصال شبكة مباشر يمكنك استئجاره من مزود شبكة كبير، مثل مقدّم خدمة الإنترنت. ويمكنه الربط بين نقطتَي نهاية في شبكة المنطقة المحلية (LAN). ولا تكون الخطوط المستأجرة بالضرورة خطوط مادية فعلية. بل يمكنها أن تكون في شكل اتصالات افتراضية ينفذها مقدمو الخدمة على البنية الأساسية للشبكة الأخرى.
بروتوكول الاتصال النفقي
بروتوكول الاتصال النفقي هو طريقة لتشفير حزم البيانات أثناء انتقالها عبر الإنترنت العام. عند اعتماد هذه الطريقة، يمكنك استخدام اتصال بالإنترنت للوصول إلى خوادم المؤسسة في بلد آخر. ولكنك ترسلها كحزم مغلفة، وتشكّل بالتالي شبكتك الافتراضية الخاصة (VPN).
التبديل المتعدد البروتوكولات باستخدام المؤشرات التعريفية
التبديل المتعدد البروتوكولات باستخدام المؤشرات التعريفية (MPLS) هو أسلوب يوجّه حركة البيانات بناءً على مؤشرات تعريفية محددة مسبقًا. وهو يحاول توجيه حركة البيانات الهامة عبر مسارات شبكة أقصر أو أسرع، ما يؤدي إلى تحسين أداء الشبكة. ويعمل بين الطبقتين 2 و3 من نموذج الربط البيني للأنظمة المفتوحة (OSI). يمكنك استخدامه لإنشاء شبكة موحدة عبر البنية الأساسية الحالية، مثل IPv6 أو تقنية تبديل الأطر أو وضع النقل غير المتزامن (ATM) أو تقنية الإيثرنت. يمكنك استخدام خطوط MPLS المستأجرة أو MPLS مع الشبكات الافتراضية الخاصة لإنشاء شبكات فعّالة وآمنة.
شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN) المحدّدة البرمجيات
شبكة الاتصال الواسعة النطاق المحدّدة البرمجيات (SD-WAN) هي النسخة الأكثر تطوّرًا من تقنية MPLS. وهي تعمل على تجمع وظائف تقنية MPLS في طبقة برمجيات. ونظرًا لأن شبكة SD-WAN تعمل عبر اتصالات الإنترنت غير المخصّص ذات النطاق الترددي الواسع، فغالبًا ما تقلل تكاليف الشبكات وتوفر مرونة أكبر من الاتصال الثابت.
أوجه الاختلاف بين تقنية التبديل المتعدد البروتوكولات باستخدام المؤشرات التعريفية (MPLS) وشبكة الاتصال الواسعة النطاق المحدّدة البرمجيات (SD-WAN)
يمكن أن تبطئ تقنية MPLS التكامل السحابي لأنها توجّه حركة البيانات عبر المقر الرئيسي للشركة، الذي يعمل كنقاط اختناق مركزية. من جهة أخرى، فإن شبكة SD-WAN متوافقة مع السحابة وتتكامل بشكل أفضل مع البنية الأساسية السحابية الحديثة. شبكة SD-WAN هي أيضًا فعّالة من حيث التكلفة. ويمكنها أن تعمل عبر تقنية MPLS، ما يتيح لك إمكانية استخدام عرض نطاق الشبكة بكفاءة أكبر على خطوط MPLS المستأجرة الباهظة الثمن.
ما هي تقنيات تحسين أداء شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN)؟
تقنيات تحسين أداء شبكة الاتصال الواسعة النطاق (WAN) عبارة عن مجموعة من التقنيات التي تعمل على تحسين مقاييس أداء شبكة الاتصال الواسعة النطاق، مثل معدّل النقل وازدحام الشبكة ووقت الاستجابة. يؤثر تصميم شبكة WAN وخيارات التكنولوجيا وترتيبات تدفق البيانات في أداء شبكة WAN. في ما يلي بعض الأساليب الشائعة لتحسين أداء شبكة WAN.
إدارة تدفق بيانات الشبكة
تتضمن إدارة تدفق بيانات الشبكة تقنيات تعمل على تقليل كمية البيانات المُرسلة عبر الشبكة. إليك بعض الأمثلة:
- التخزين المؤقت للمعلومات المخزنة بشكل متكرر على الخوادم المحلية
- تحديد نسخ البيانات المتكررة وإزالتها في تطبيقات النسخ الاحتياطي للبيانات والتعافي من الكوارث
- ضغط ملفات البيانات
تسريع أداء البروتوكولات
تتطلّب بعض بروتوكولات WAN عمليات نقل بيانات كثيرة لمعالجة طلب واحد، فهي تعمل على إرسال البيانات واستقبالها مرات عديدة. على سبيل المثال، قد يردّ كل من العميل والخادم بإرسال بيانات إقرار لتأكيد استلام البيانات. يعمل تسريع أداء البروتوكولات على تجميع البيانات الكثيرة المُرسلة عبر البروتوكول بهدف تقليل عدد حزم البيانات على الشبكة.
حدود السعر والاتصال
يمكن لمسؤولي الشبكة السماح بعدد محدّد من الروابط المفتوحة للوصول إلى الإنترنت ومن المستخدمين، وتحديد مقدار عرض النطاق الذي يمكن لكل مستخدم الوصول إليه في كل مرة. على سبيل المثال، يمكنهم وضع قواعد لمنع الموظفين من بث مقاطع الفيديو على شبكة الاتصال الواسعة النطاق الخاصة بالمؤسسة.
تجزئة الشبكة
يتحكم تشكيل حركة البيانات في تدفق البيانات لتطبيقات محددة، ما يقسّم عرض نطاق الشبكة على النحو الأمثل بين التطبيقات. يمكن لمشغل الشبكة اختيار منح الأولوية لبعض التطبيقات الهامة بهدف تحسين أدائها.
كيف يمكن أن تساعدك AWS على إدارة شبكات الاتصال الواسعة النطاق (WAN)؟
AWS Cloud WAN هي خدمة مُدارة بالكامل تسمح بإنشاء شبكات اتصال واسعة النطاق (WAN) عالمية وإدارتها ومراقبتها. وهي توفر لوحة معلومات مركزية لإقامة الاتصالات بين المكاتب الفرعية ومراكز البيانات والسحابات الخاصة الافتراضية (VPC) ببضع نقرات فقط. كما تنشئ عرضًا كاملاً لشبكاتك المحلية وشبكات AWS، ما يساعدك في مراقبة سلامة الشبكة وأمنها وأدائها. يمكنك أيضًا استخدام سياسات الشبكة لأتمتة إدارة الشبكة ومهام الأمان في مكان واحد.
يمكنك الاستفادة من هذه المزايا:
- التعامل مع مقدّمي الشبكة المحلية من اختيارك لإقامة اتصالات بخدمات AWS، ثم استخدام شبكة AWS العالمية لربط فروعك وسحاباتك الافتراضية الخاصة.
- توفير الوقت عن طريق أتمتة مهام الشبكات الروتينية، مثل إضافة اتصالات جديدة ومواقع الفروع والسحابات الافتراضية الخاصة.
- تتبُع حركة بيانات الشبكة، والتحقّق من سلامة الشبكة، وتحسين الأداء، وتقليل أوقات تعطّل الخدمة.
ابدأ استخدام Cloud WAN عن طريق إنشاء حساب AWS اليوم.