ما شبكات Linux؟

من خلال مجموعة من البروتوكولات والأدوات، مثل واجهات الشبكة، وأجهزة التوجيه، وأنظمة أسماء النطاقات (DNS) وجدران الحماية، توفِّر شبكات Linux بنية تحتية مرنة وآمنة للشبكات تعتمد عليها العديد من المؤسسات في تطبيقات الأعمال الأساسية الخاصة بها.

تُعَد الشبكات أمرًا أساسيًا لجميع أنواع الاتصالات الرقمية، حيث تُتيح تبادل البيانات والموارد عبر الشبكات التي تدعم التقنيات التحويلية مثل الحوسبة السحابية والمحاكاة الافتراضية والشبكات الاجتماعية والمزيد.

باعتباره نظام التشغيل مفتوح المصدر الأكثر شيوعًا في العالم، يؤدي Linux دورًا رئيسيًا في طريقة تكوين هذه الشبكات واتصالات الشبكة وأجهزة الشبكة وإدارتها وتأمينها.

Linux هو نظام تشغيل مفتوح المصدر يعتمد على Unix، أحد أنظمة التشغيل الأصلية لأجهزة الكمبيوتر، والذي تم تطويره في ستينيات القرن العشرين. منذ اختراعه في عام 1991، نما نظام Linux ليصبح أحد أكثر أنظمة التشغيل استخدامًا، حيث يقدم بديلًا مجانيًا للمنصات المملوكة مثل Microsoft Windows وmacOS من Apple. اليوم، يعمل Linux على العديد من أجهزة الكمبيوتر والخوادم والهواتف المحمولة ومجموعة واسعة من الأجهزة الأخرى.

تعتمد شبكات Linux بشكل كبير على Linux kernel، وهو برنامج كمبيوتر يمنح المستخدم التحكم في أجهزة وبرامج النظام للعمل بشكل فعَّال. تستخدم جميع أنظمة Linux النواة للتواصل وتلقّي أوامر Linux من المستخدمين. 

الشبكات هي طريقة ربط أجهزة الحوسبة، مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو الأجهزة المحمولة أو أجهزة التوجيه أو التطبيقات، حتى تتمكن من تبادل البيانات ومشاركة الموارد. تعتمد الأجهزة المتصلة عبر الشبكة، والمعروفة أيضًا باسم الأجهزة المتصلة بالشبكة، على مجموعة من القواعد المعروفة باسم البروتوكولات. تحدِّد هذه البروتوكولات كيفية إرسال البيانات واستقبالها من خلال الاتصالات المادية واللاسلكية.

قبل اختراع شبكات الكمبيوتر، كان من المفترض نقل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الحوسبة فعليًا حتى تتمكن من مشاركة المعلومات والموارد - وهي عملية غير عملية؛ لأنها كانت أجهزة كبيرة وثقيلة. أنشأت وزارة الدفاع الأمريكية شبكة ARPANET، وهي أول شبكة كمبيوتر، في أواخر الستينيات لتسهيل مشاركة المعلومات والموارد.

واليوم، تدعم شبكات الكمبيوتر بعضًا من أكثر التقنيات التحويلية في العالم، بما في ذلك الإنترنت والبحث ووسائل التواصل الاجتماعي وغيرها.

تعتمد شبكات Linux على أربعة مفاهيم أساسية للعمل:

• التكوين

• الغطاء النباتي

• الأمان

• المحاكاة الافتراضية

وتحدِّد هذه المفاهيم معًا كيفية إعداد الشبكات، ومكان وجود الأجهزة، وكيفية مشاركة المعلومات. وفيما يلي نظرة تفصيلية على كل واحد منها.

يُعَد تكوين الشبكة في Linux إدارة للجوانب المتعلقة بالشبكة، مثل واجهات الشبكة والتوجيه وDNS، والتي تُعَد ضرورية لعمل الشبكة بشكل صحيح. في تكوين شبكة Linux، تَصِف واجهة الشبكة كيفية اتصال الجهاز بشبكة Linux (فعلية أو افتراضية). يُشير التوجيه وجداول التوجيه إلى المسار الذي يمكن أن تسلكه المعلومات، المعروفة أيضًا بحركة مرور الشبكة، عبر الشبكة.

لتمكين تكوين الشبكة، يدعم نظام Linux بروتوكولات متعددة -وهي قواعد تتحكم بكيفية تبادل حركة المرور بين الأجهزة- مثل TCP/IP وDHCP وICMP وIPv4 وIPv6 وUDP. يتضمن أيضًا أدوات لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها. تُعَد أدوات سطر الأوامر مثل netstat وifconfig وtraceroute وtcpdump واجهات نصية تُتيح للمستخدمين التفاعل مباشرةً مع الشبكة عبر نظام التشغيل.

تقوم أنظمة أسماء النطاقات (DNS) بتحويل أسماء النطاقات المحددة (مثل عناوين الويب) إلى عناوين بروتوكول الإنترنت (IP)، ما يُتيح للأجهزة على الشبكة الوصول إليها. يؤدي عنوان IP دورًا حيويًا في إعداد الشبكة، إذ غالبًا ما تكون عناوين IP سلسلة معقدة من الأرقام يصعب على المستخدمين تذكرها مقارنةً بأسماء النطاقات.

أخيرًا، تُعَد جدران الحماية أنظمة يتم إعدادها أثناء تكوين الشبكة لمراقبة حركة المرور الداخلة والخارجة بأكملها على الشبكة، للحفاظ على أمنها.

تُعَد إدارة الشبكة في Linux مجموعة من الأدوات والممارسات لمراقبة حركة مرور الشبكة والخدمات والاتصال.يمكن أن تشمل هذه الأدوات والممارسات إنشاء واجهة شبكة بسيطة. وتمتد أيضًا إلى تثبيت البنى التحتية المعقدة للشبكة وتكوينها من أجل بيئة سحابية حديثة.

تُعَد مراقبة الشبكة أحد الجوانب الأساسية لإدارة شبكة Linux. وتتضمن أدوات لتتبُّع نشاط الشبكة وتحديد المشكلات التي قد تؤثِّر في أداء الشبكة وحلها. من الأمثلة على ذلك netstat، وهي أداة سطر أوامر Linux توفِّر معلومات حول وظائف اتصالات شبكة Linux والتوجيه والأداء.

مع تحسُّن القدرات والتقنيات، أصبحت إدارة الشبكة في Linux تعتمد بشكل متزايد على الأتمتة. اليوم، تتولى الأنظمة تلقائيًا العديد من المهام -مثل تكوين واجهات الشبكة، ومراقبة حركة المرور، وفحص حالة النظام- ما يساعد على تسهيل وتبسيط العمليات الحيوية.

تستخدم شبكات Linux -وهي أنظمة متصلة تعمل بنظام التشغيل Linux- عدة أدوات وتقنيات لحماية المستخدمين والأنظمة من الاختراقات غير المصرح بها. فيما يلي نظرة على بعض أكثرها فاعلية.

• جدران الحماية: جدران الحماية هي أنظمة تتحكم في حركة المرور على الشبكة استنادًا إلى مجموعة من القواعد المحددة مسبقًا. في شبكة Linux، تعمل جدران الحماية كحواجز بين الشبكات الداخلية الموثوق بها والشبكات الخارجية غير الموثوق بها (مثل الإنترنت). إحدى أدوات الشبكات الأكثر شيوعًا في Linux لإدارة جدار الحماية هي iptables، وهي أمر يتحكم في قواعد جدار الحماية وحركة المرور على الشبكة.

• الكود مفتوح المصدر: يُعَد الكود مفتوح المصدر لنظام Linux أحد أقوى دفاعاته ضد التهديدات الأمنية واختراقات أمن البيانات. يقوم مجتمع عالمي من الخبراء بمراجعة وتحسين الكود الذي يشغِّل أنظمة Linux باستمرار، مع التعامل بسرعة مع أي ثغرات أمنية.

• التحكم في الوصول: في شبكات Linux، يُشير التحكم في الوصول إلى ممارسة تقييد أذونات المستخدم (أي القدرة على تعديل الملفات والعمليات على نظام ما) من خلال مجموعة من القواعد والآليات.

• التشفير:على شبكات Linux، تقوم بروتوكولات مثل SSL/TLS وIPsec بتشفير البيانات أثناء نقلها، ما يمنع المستخدمين غير المصرح لهم من قراءتها أو فهمها أثناء انتقالها بين الشبكات.

• التسجيل: يساعد التسجيل، وهو ممارسة تسجيل جميع الأنشطة ذات الصلة بعمليات الشبكة، على ضمان مراقبة عمليات النظام عن كثب. يمكن تقييم هذه السجلات عند حدوث عمليات اقتحام غير مرغوب فيها أو أنشطة مشبوهة على شبكة Linux.

المحاكاة الافتراضية هي تقنية تسمح بمشاركة موارد الحوسبة المتعددة من جهاز مادي واحد. تساعد المحاكاة الافتراضية لشبكة Linux على جعل موارد الشبكة الافتراضية التي تعتمد عادةً على الأجهزة، مثل أجهزة التوجيه والمحولات، بحيث يمكن تخصيصها واستخدامها بكفاءة أكبر.

ولدعم هذه العملية، تُنشئ شبكات Linux طبقة تجريد بين التطبيقات والأجهزة، ما يجعل من السهل إدارة الأجهزة من خلال التطبيق. تُعَد طبقات التجريد حاسمة لجعل التطبيقات أكثر قابلية للنقل وأكثر مرونة في البيئة الافتراضية.

تُعَد شبكات Linux مناسبة جدًا للمحاكاة الافتراضية؛ نظرًا لطبيعتها مفتوحة المصدر. كما تستخدم أيضًا أجهزة افتراضية تعتمد على النواة (KVMs)، وهي وحدة محاكاة افتراضية مدمجة في نواة Linux والتي تمكِّنها من العمل مثل المشرف الافتراضي.

المشرف الافتراضي هو برنامج يسمح بتشغيل العديد من أجهزة VM، كل منها بنظام تشغيل خاص بها، بشكل متزامن على خادم فعلي واحد.في الأنظمة التي لا تعمل بنظام Linux، تقوم برامج التشغيل الافتراضية بتخصيص موارد الحوسبة المختلفة للأجهزة الافتراضية بشكل نشط، بينما في أنظمة Linux، تتولى KVM التعامل مع تخصيص الموارد هذا.

تُستخدم شبكات Linux على نطاق واسع من قِبَل بعض أنجح الشركات في العالم لتوصيل وتمكين تطبيقاتها وعملياتها أعمالها الأساسية. فيما يلي بعض الفوائد الأكثر شيوعًا لشبكات Linux.

بفضل طبيعتها المفتوحة ومرونتها وميزات الأمان الخاصة بها، تعتمد الشركات من جميع الأحجام وفي مجموعة واسعة من الصناعات على شبكات Linux لتلبية احتياجاتها الشبكية الأكثر تعقيدًا. فيما يلي بعض حالات استخدام شبكات Linux الأكثر شيوعًا على مستوى المؤسسة.

يتم استخدام نظام التشغيل Linux وشبكات Linux على نطاق واسع لاستضافة الملايين من المواقع الإلكترونية للأعمال ومراكز البيانات. تدعم هذه الأنظمة وظائف الأعمال الأساسية مثل التجارة الإلكترونية ومبيعات البرمجيات كخدمة (SaaS) والمزيد.

يوفر نظام Linux بيئة مستقرة وآمنة لتشغيل خوادم الويب والتطبيقات التي تدعم العديد من تطبيقات الأعمال كثيفة الاستخدام للموارد. ووفقًا لتقرير صدر العام الماضي عن Enterprise Apps، فإن Linux يشغِّل أكثر من 96% من أكبر مليون خادم ويب في العالم.¹

يدعم نظام التشغيل Linux معظم حالات الحوسبة السحابية، والوصول إلى موارد الحوسبة عند الطلب والتي أصبحت الأساس لمعظم بيئات تكنولوجيا المعلومات على مستوى المؤسسات. تعمل المنصات السحابية الأكثر شهرة في العالم، مثل Amazon Web Services (AWS)، وMicrosoft Azure، وGoogle Cloud، وGoogle Drive، جميعها على Linux وشبكات Linux.

يعتمد العديد من الشركات المتقدمة العاملة اليوم على شبكات Linux ومجموعة ميزات الأمان القوية لحماية شبكاتها من الهجمات الإلكترونية المعقدة.

تحتوي شبكات Linux على بعضٍ من أفضل جدران الحماية المصممة في العالم، مع أدوات متخصصة مثل iptables وnftables الفريدة لبيئات Linux.

تم تحسين شبكات Linux للتطبيقات المعبأة في حاويات، وهي وحدات من البرامج التي تجمع مكتبة أكواد التطبيق والتبعيات حتى يتمكن التطبيق من العمل في بيئات متعددة. اليوم، تهيمن الحاويات على سوق التطبيقات الحديثة، بقيمة سوقية عالمية تبلغ 5.85 مليارات دولار أمريكي. ومن المتوقع أن تنمو هذه القيمة بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) بنسبة 33% على مدى السنوات الخمس المقبلة.²

تدعم شبكات Linux العديد من بيئات عمليات التطوير الحديثة التي تعتمد على الحاويات لضمان اختبار الكود الذي يتم شحنه بالكامل في جميع البيئات المعمول بها.