الطوبولوجيا الفيزيائية مقابل المنطقية

تغطي كلمة التخطيط في الواقع فكرتين مختلفتين، ويؤدي الخلط بينهما إلى الالتباس. يصف التخطيط الفيزيائي كيفية ترتيب الكابلات والأجهزة فعليًا، أي الأسلاك التي يمكنكم لمسها. أما التخطيط المنطقي فيصف كيفية تدفق البيانات فعليًا بين الأجهزة، بصرف النظر عن التوصيلات الفيزيائية. وقد تبدو الشبكة على شكل معين من الناحية الفيزيائية، بينما تعمل منطقيًا على شكل آخر. ويُعد هذا التمييز من النقاط المحببة في أسئلة الامتحان.

إن التخطيط الفيزيائي هو الخريطة الفعلية للكابلات: أي جهاز موصول بأي منفذ، وأماكن وجود المحوّلات، وكيفية تمرير الكابلات عبر الجدران والرفوف. ولو تجولتم في المبنى لتتبع الكابلات، فستوثقون التخطيط الفيزيائي. وتُوصّل معظم الشبكات الحديثة فيزيائيًا على شكل نجمة، بحيث يُوصل كل جهاز بكابل يعود إلى محوّل مركزي.

يصف التخطيط المنطقي المسار الذي تسلكه البيانات وكيفية مشاركة الأجهزة للوسط، أي تدفق حركة المرور بصورة أساسية. ويجيب عن أسئلة مثل: هل تُبث البيانات إلى الجميع أم تنتقل من نقطة إلى نقطة؟ وهل يحدث الوصول من خلال اكتشاف التصادم أم تمرير الرمز؟ ويحدّد التقنية والإعداد التخطيط المنطقي، لا أماكن مرور الكابلات فعليًا.

المثال الكلاسيكي هو Token Ring القديم: فقد كان موصولًا فيزيائيًا على شكل نجمة، بحيث يُوصل كل جهاز بكابل إلى MAU مركزي، أو وحدة الوصول متعددة المحطات، لكن البيانات كانت تتدفق منطقيًا على شكل حلقة، إذ تنتقل من جهاز إلى آخر. وهكذا كانت الشبكة نفسها نجمة فيزيائيًا وحلقة منطقيًا في الوقت ذاته. ولهذا لا يمكنكم الحكم على تدفق البيانات بمجرد النظر إلى الكابلات.

يقدم Ethernet الكلاسيكي المعتمد على المحوّل المركزي مثالًا آخر على عدم التطابق. تتصل الأجهزة بمحوّل مركزي، مما يجعل الشكل الفيزيائي نجميًا. لكن المحوّل المركزي يكرر كل إشارة عبر جميع المنافذ، ولذلك يسمع كل جهاز كل عملية إرسال، فتتدفق البيانات كما لو كانت على ناقل مشترك. أي إن الشكل نجمي فيزيائيًا وناقل منطقيًا. وقد غيّرت المحوّلات الحديثة ذلك بإرسال البيانات إلى المنفذ الصحيح فقط.

يساعدكم الفصل بين التخطيط الفيزيائي والمنطقي على إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها بطريقة صحيحة. فعطل الكابلات مشكلة في الطبقة الفيزيائية، ويمكنكم تتبعه بأيديكم وباستخدام جهاز اختبار الكابلات. أما مشكلة تدفق حركة المرور، مثل عاصفة بث أو خطأ في إعداد VLAN، فهي مشكلة منطقية تُحل بتعديل إعدادات الأجهزة. ومعرفة الطبقة التي تتعاملون معها توجهكم إلى الأداة المناسبة وتوفر الوقت.

يحافظ اختصاصيو الشبكات على نوعين من المخططات. يعرض المخطط الفيزيائي الرفوف والمنافذ ومسارات الكابلات والمواقع، وهو مفيد لفريق تمديد الكابلات. أما المخطط المنطقي فيعرض الشبكات الفرعية لعناوين IP وVLANs ومسارات حركة المرور، وهو مفيد للتخطيط والأمان. ويُتوقع توثيق كلا النوعين جيدًا في الوظائف الفعلية، كما يُختبر ذلك بوصفه من أفضل الممارسات في الامتحان.

• فيزيائي — الكابلات والمنافذ والمواقع.
• منطقي — الشبكات الفرعية وVLANs وتدفق البيانات.

جعلت المحوّلات الحديثة التخطيطين الفيزيائي والمنطقي أكثر توافقًا. إذ يتعلم المحوّل الجهاز الموجود على كل منفذ، ثم يمرر الإطارات إلى ذلك المنفذ فقط، ولذلك تتصرف النجمة الفيزيائية أيضًا منطقيًا كنقاط اتصال مباشرة. ومع ذلك، لا يزال الفصل المنطقي يحدث فوق التوصيلات من خلال VLANs (شبكات LAN الافتراضية)، التي تقسّم محوّلًا فيزيائيًا واحدًا إلى عدة شبكات منطقية، وهو موضوع ستدرسونه لاحقًا.

تُعد VLAN مثالًا حديثًا ممتازًا على الفرق بين التخطيط المنطقي والفيزيائي. إذ يمكن وضع عدة أجهزة موصولة بالمحوّل الفيزيائي نفسه في شبكات منطقية مختلفة لا يمكنها التواصل مباشرةً مع بعضها. تكون التوصيلات نجمة واحدة، لكن توجد منطقيًا عدة مقاطع منفصلة. ويوضح ذلك أن التخطيط المنطقي يُضبط برمجيًا بصورة مستقلة عن الكابلات.

عندما ترون مخطط شبكة في الامتحان، اسألوا أنفسكم أي منظور يعرضه. فالمخطط الذي يوضح مسارات الكابلات ووحدات الرفوف فيزيائي، بينما المخطط الذي يوضح نطاقات IP وأسهم حركة المرور منطقي. وتتعمّد بعض أسئلة السيناريوهات وصف نجمة فيزيائية ذات سلوك منطقي يشبه الناقل أو الحلقة، لاختبار فهمكم للفرق. تمهّلوا وحددوا المنظور قبل الإجابة.

فكّروا في نظام مترو الأنفاق. فـالتخطيط الفيزيائي هو أماكن حفر المسارات والأنفاق فعليًا. أما التخطيط المنطقي فهو خريطة المسارات التي يتبعها الركاب: أي القطارات تتصل بأي قطارات، مع مشاركة المسارات نفسها أحيانًا وفق أنماط مختلفة. ويمكن للأنفاق نفسها أن تدعم عدة مسارات منطقية. وتعمل الشبكات بالطريقة نفسها: فقد يحمل تخطيط فيزيائي واحد تدفقات منطقية متعددة.

اختبروا فهمكم للتخطيط الفيزيائي مقارنةً بالتخطيط المنطقي.

تعلمتم أن للتخطيط معنيين. فـالتخطيط الفيزيائي هو التوصيلات الفعلية ومواقع الأجهزة، بينما التخطيط المنطقي هو كيفية تدفق البيانات فعليًا. وقد يختلفان؛ إذ كان Token Ring القديم نجمة فيزيائيًا لكنه حلقة منطقيًا، وكان Ethernet المعتمد على المحوّل المركزي نجمة فيزيائيًا لكنه ناقل منطقيًا. ويوجه هذا التمييز عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها: فالأعطال الفيزيائية تحتاج إلى جهاز اختبار الكابلات، بينما تتطلب المشكلات المنطقية تغييرات في الإعدادات. وتوضح VLANs أن التخطيط المنطقي يُحدد برمجيًا بصورة مستقلة عن التوصيلات.