لما لا يتساوي المساحة الحقيقية للقرص الصلب وفلاشات USB مع المساحة المدونة عليه

عند شرائك قرص صلب بسعة 500جيجا بايت لن تجد الا مساحة 440 جيجا بايت حقيقية للتخزين. فما هو السبب وراء هذه الفجوة وما الذي يجعل المساحة الحقيقية لا تتساوي مع المساحة المدونة علي القرص الصلب.

 كم من مرة قمت بشراء قرص صلب خارجي أو فلاش USB من فئة معينة وعندما تشبكه على حاسبك تتفاجأ بكمية مهمة من الذاكرة قد اختفت، فتنتقل من 500 جيغا مثلا إلى 465 فكيف يعقل هذا والأمر يتعلق بنسبة مهمة من الذاكرة ؟

علما أن مصنعي القرص الصلب لم يقوموا بخداعك والمساحة التي حصلت عليها هي في الحقيقة التي قمت بشرائها، فكيف يمكن تفسير كل هذا ؟

إن سبب الاختلاف المذكور يرجع الي كيفية التعامل من قبل مصنعي الأقراص الصلبة أثناء تسويقها مع طريقة استخدام نظم التشغيل المختلفة لهذه الأقراص.
إن مصنعي هذه الأقراص الصلبة يعتبرون بأن الكيلو بايت “KB” يساوي الف بايت “1000Byte” وكذلك الـميجا بايت “MB” تساوي الف كيلو بايت “1000KB” وأن الـجيجا بايت “GB” تساوي الف ميجا بايت “1000MB”. وبالتالي فعندما يتم التسويق للقرص الصلب على انه يملك 500GB فهو في واقع الامر يملك ما يساوي 500×1000×1000×1000 = 500.000.000.000 بايت.
الا ان نظم التشغيل المختلفة لا تعمل بنفس الكيفية حيث تعتبر ان الكيلو بايت “KB” يساوي 1024 بايت “1024Byte” وكذلك الـميجا بايت “MB” تساوي 1024 كيلو بايت “1024KB” وأن الـجيجا بايت “GB” تساوي 1024 ميجا بايت “1024MB”. وبالتالي فإن اجمالي المساحة المذكورة بالاعلي اذا تم احتسابها علي هذا الاساس تصبح كالتالي:
500.000.000.000 / 1024 / 1024 / 1024 = 465.66 جيجا بايت.
وهذا الاختلاف يرجع الي طريقة التعامل مع البيانات والارقام بالنسبة للحاسب والإنسان. فالانسان يستعمل الأرقام مبنية على الأبجدية العشرية “Decimal System” ففي الرياضيات فيوجد 10 أرقام من (0) الي (9) التي تكون الأبجدية الرياضية.

أما العمليات الرياضية في الحاسب فهي مختلفة حيث تبني علي الابجدية الثنائية “Binary System” ويوجد فيها (0) و (1) فقط والسبب يعود أن لأمور تتعلق بالكهرباء في الحاسب الآلي الذي يعمل بالمنطق الثنائي يعمل أو لايعمل (On / Off).
إن الإختلاف السابق تناوله يسبب فقدان مساحة تعادل 35GB من المساحة الكلية للقرص 500GB وكذلك فقدان 69GB من المساحة الكلية للقرص 1TB ولحل هذه المشكلة يتوجب على شركات نظم التشغيل مثل مايكروسوفت إعادة تحديث نظامها لكي يتعرف علي المساحة بشكلها الصحيح ولايتم فقدان كل هذه المساحات. فمثلا قامت شركة ابل بتعديل نظام OS X من منظور مساحات التخزين كي توافق مع منظور مساحة المصنعين الأمر الذي ينهي هذا الاختلاف في المساحة الحقيقية.

الكميوتر المتكامل صغير في حجم كف اليد الراسبيري باي – Raspberry Pi

ما هو الراسبيري باي – Raspberry Pi ؟

هو كميوتر متكامل صغير في حجم كف اليد بسعر لا يتجاوز 25 دولار وبأقل استهلاك للطاقة “أقل من 3 وات”.

تم تصميمه في جامعة كامبريدج للمساعدة في تدريس علوم الحاسب للطلاب بها بحيث يدمج بتقنيته ما بين أنظمة لينكس وعلم البرمجة والإلكترونيات وأنظمة التحكم الذكية في ذات الوقت، مما جعل هذا الكمبيوتر الصغير يحقق نجاح مذهل في كلا المجالين التعليمي والتطبيقي.

ماذا أستطيع أن أفعل الراسبيري باي – Raspberry Pi ؟

يمكنك استخدام الراسبيري كأي حاسب آلي تقليدي لتصفح الانترنت وارسال البريد الالكتروني وحتى تحرير الملفات والوثائق عبر حزمة “Libreoffice” المكتبية، أيضاً تستطيع تحويل أي تلفاز عندك إلى نظام ترفيه منزلي متصل بالإنترنت وكذلك يمكنك عمل مشاريع تحكم إلكترونية مذهله واستخدام الراسبيري كبديل متطور جداً عن المتحكمات الدقيقة “Micro controllers” فمثلا يمكنك عمل التطبيقات التالية:

1. تصميم نظم التحكم الخاصة بالمنازل الذكية Smart Home Automation
2. صناعة الروبوتات والغواصات وكذلك الطائرات بدون طيار Robots، ROV and UAV
3. تطبيقات المراقبة مثل عمل كاميرات لبث الفيديو والصور عن بعد Camera Streamers
4. المراقبة البيئية مثل عمل نظام لمراقبة درجات الحرارة والرطوبة عن بعد Remote Monitor
5. التلفاز الذكي Smart TV
6. خوادم لينكس المختلفة مثل Linux Servers: HTTP, FTP, SSH, VPN, MySql,…etc
7. الحواسيب الفائقة Supercomputers

البداية مع الجيل الجديد من عناوين الانترنت (IPV6)

 لا يخفى على مختص في الشبكات ان الجيل القديم من العناوين (IPV4) قد افل نجمه وهو يحتضر شئنا ام ابينا واصبح من الضروري الاستعداد والتحضير بل والتخطيط لأستقبال الجيل الجديد والتحول التدريجي اليه بدون التسبب بتوقف شبكة المؤسسة او الشركة التي نعمل على ادارة شبكتها ومن بديهيات الموضوع التي تم التطرق لها في اكثر من موضوع سابق ان الجيل الجديد سيحل مشكلة قلة عدد العناوين المتاحة حيث ان الجيل القديم من العناوين والمتكون من 32 بت فقط قد انتهى تخصيص كل عناوينه واما الجيل الجديد المتكونة عناوينه من 128 بت فيمكنه توفير عدد كبير جداً جداً من العناوين الى درجة ان البعض يشبه عدد العناوين الجديدة بعدد ذرات الرمال في الارض! وعددها 340 مليار مليار مليار مليار عنوان!

ومن البديهي ان هذا العدد الكبير من العناوين يفرض على مهندس الشبكة ومديرها والمسؤول عن معماريتها والتخطيط لها التعامل مع الجيل الجديد بشكل حكيم ومدروس مسبقاً بتقسيم حيز العناوين الى مجاميع منطقية للحصول على ايجابيات كبيرة منها:

• تطبيق اسهل للبروتوكولات الامنية مثل تهيأة وتخصيص قوائم الوصول والجدران النارية.
• تتبع اسهل للعناوين لأن كل عنوان سيحتوي معلومات عن نوع الاستخدام والموقع الذي يستخدم فيه العنوان (بعد التجزئة المنطقية للعناوين).
• ان خطة العنونة الصحيحة تكون قابلة للتوسيع في المستقبل لتتضمن مواقع جديدة تغطيها شبكتنا الحالية وانواع خدمات جديدة.
• كذلك فأن التخطيط الجيد للجيل الجديد يجعل ادارة الشبكة اسهل واكثر كفاءة.

على كل حال وقبل الدخول في تفاصيل التخطيط للعنونة لابد من الحديث قليلاً عن معمارية وهيكلية العناوين في الجيل الجديد.

معمارية العناوين الجديدة:

يتكون العنوان في الجيل الجديد من 128 بت تتكون من سلسلة اصفار وواحدات ولأن التعبير عنها بالنظام الثنائي (0,1) صعب ومرهق ومعرض للخطأ بسهولة فقد تم الاستعاضة عنه بأستخدام النظام السداسي عشر حيث يعبر كل رمز سداسي عشر عن اربع بتات ثنائية الامر الذي يقلل حجم العنوان الى الربع (128/4=32) لتكون العناوين ضمن الحيز التالي:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000

ولغاية: ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

ولأن هذا العنوان يعتبر ايضاً كبير نسبياً فقد قامت المؤسسات المسؤولة عن تنظيم العنوان الجديد بوضع عدة معايير لأختصار التعبير عن العنوان الجديد ويمكن الاطلاع على كل هذه الاختصارات في ال (RFC 5952) على الرابط التالي:

http://tools.ietf.org/html/rfc5952

وادناه بعض منها والتي سيتم تطبيقها على العنوان التالي كمثال:

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001

- يمكن اختصار الاصفار المتعددة في صفر واحد بشرط ان يكون الرقم بين علامتي الفصل (::) كله اصفار وكذلك يمكن اهمال ذكر الاصفار لليسار في اي جزء من العنوان ليكون العنوان السابق بالصيغة التالية:

2001:db8:0:0:0:0:0:1

- يمكن اختصار سلسلة متتالية واحدة (وواحدة فقط) من الاصفار المتتالية واستبدالها ب (::) ليصبح العنوان كما يلي:

2001:db8::1

لاحظ ان العنوان (1000:0:0:0:0:ff:0:0) يمكن فقط ان يتحول الى (1000::ff:0:0) او (1000:0:0:0:0:ff::) ولا يمكن اختصار السلسلتين الصفريتين معاً.

-  من الامور المهمة التي تميز الجيل الجديد عن القديم انه لا يوجد هنا التقسيم التقليدي للعناوين الى (Class A,B,C) وانما يتم جمع العناوين على اساس تشابهها في مجموعة من الارقام الى اليسار ويتم ذكر ذلك كلاحق (prefix) بعد العنوان وتشبه الى حد بعيد المفتاح الدولي السابق لأي رقم هاتف ويكون الرقم بعد العنوان هو عدد البتات المتشابهة في كل عناوين الشبكة الفرعية فمثلاً: 2001:db8::/ 32   يعني انه يحتوي العناوين من (2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000) ولغاية (2001:0db8:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff)وهو يعني ان الشبكة تضم عناوين تتشارك التشابه في اول 32 بت منها.

اما العنوان التالي: 2001:db8:1234::/ 64 فيعني ان العناوين تتشابه في اول 64 بت وتشمل هذه الشبكة: 2001:0db8:1234:0000:0000:0000:0000:0000

ولغاية: 2001:0db8:1234:0000:ffff:ffff:ffff:ffff

وهل لاحظت هنا انه قد اخفى بعض الاصفار المشتركة؟

يجب الانتباه الى ذلك وعدم اغفاله.

- يفضل عادة ان تكون اللواحق او عدد البتات المشتركة من مضاعفات العدد (4) كأن تكون (/32,/64,/48,/52,/56,/60) ولكن تكون اللواحق في بعض الاحيان لعدد بتات ليس من مضاعفات العدد 4 وهنا نظطر الى تحويل الجزء بين (::) الى الصيغة الثنائية (binary) لمعرفة الاصفار والواحدات فمثلاً: 2001:db8::/ 61 يضم العناوين: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000 ولغاية 2001:0db8:0000:0007:ffff:ffff:ffff:ffff لأن البلوكات الاربعة تعني 64 بت ولمان كانت فقط 61 بت مشتركة تبقى ثلاث بتات من البلوك الاخير وتعطي الحالات من (000-111) اي الى حد ال 7 كما هو واضح وكمثال اخر للعنوان:

2001:db8:0:8::/ 61 فأنه يضم العناوين (2001:0db8:0000:0008:0000:0000:0000:0000 ولغاية:

2001:0db8:0000:000f:ffff:ffff:ffff:ffff

لأن الرقم السداسي عشر 8 يبدأ بالبت 1 في المكافئ الثنائي.

-        لأن الجيل الجديد من العناوين لا يحتوي تقسيم (class A,B,C) فيجب ان تكون اللاحقة التلقائية هي (/64) والتي توفر عدد كبير جداً من العناوين يمكن ان يغطي كل الاحتياجات الخاصة او المؤسساتية وطبعاً يمكن استخدام لواحق اخرى ولكن لها اعدادات خاصة سيتم التطرق لها في وقتها.

- اسناد بلوكات العناوين: كبديل عن تقسيم العناوين الى كلاسات قام مصممو الجيل الجديد من العناوين بوضع مقترحات ونصائح لتوزيع حزم العناوين على المستخدمين النهائيين بالشكل التالي:

1-عنوان من الجيل الجديد بلاحق (/48) ويحتوي على 65536 شبكة فرعية ويمكنه تغطية حاجات المؤسسات المتوسطة والكبيرة حتى.

2-عنوان بلاحق (/64) ويحتوي شبكة فرعية واحدة ونستخدم هذا اللاحق اذا علمنا بشكل دقيق ان المستخدم لديه شبكة محلية واحدة يريد ان يوزع العناوين على مكوناتها.

3-عنوان بلاحق (/128) ويعني عنوان واحد فقط ويخصص للمستخدم الذي يريد ايصال خدمة الانترنت او الاتصال بالشبكة لحاسوب واحد فقط.

- رغم وجود التقسيمات اعلاه الا ان ال (RFC 6117) والتي تعنى بأفضل الممارسات لا تنصح بتخصيص شبكة فرعية واحدة او عنوان لحاسوب واحد تحسباً للتطور والتوسع المستقبلي وحرصاً على توفير مرونة كافية للمستخدم ولذا يفضل استخدام اللواحق (/56 and /60) بدلاً من (/64 and /128).

-        في حال شككنا ان مزود خدمة الانترنت (ISP) او المؤسسة المعنية يمكن ان تكبر الى حجم كبير في مقياس الشبكات فعندها يفضل تخصيص العنوان باللاحق (/48) لتسهيل التطوير المستقبلي.

- بالنسبة لمزودي خدمة الانترنت المحليين والوطنيين ومسجلي الانترنت المحليين (local internet registries) فيجب ان يحصلوا على عناوين بلاحق (/32) لأنهم يتعاملون مع اعداد هائلة من الحواسيب والاجهزة الشبكية الاخرى.

- كمثال على العناوين المخصصة لمؤسسة معينة بلاحق (/48) هو الحيز المحصور بين (2001:db8:1234:0000::/ 64) و (2001:db8:1234:ffff::/ 64) ونلاحظ هنا ان التغير حصل في 16 بت فقط وهي التي سنمتلك صلاحية تقسيمها الى عناوين لشبكات فرعية وكما سنرى.

- الان لتقسيم العنوان الواحد الى عناوين متعددة لشبكات فرعية متعدة يجب تقسيم ال 16 بت الى عدة اجزاء ولتكن كما في الرسم التالي:

 

حيث ان البتات الموسومة بالحرف (B) تعني البتات القابلة للتخصيص والبتات الموسومة بالحرف (L) تعني البتات الخاصة بالموقع والبتات ذات الحرف (T) هي بتات النوع (use type) مع امكانية التقديم والتأخير بين النوع والموقع وكما في المثال الخاص بنا نفسه:

2001:db8:1234:LTBB::/ 64

2001:db8:1234:TLBB::/ 64