اساسيات الشبكات من سيسكو CCENT

CCENT الدرس الثالث


الدرس الثالث

بعد ان تطرقنا الى أسباب تصميم النماذج الطبقية وشرحنا أنواعها باختصار في الدرس السابق نأتي اليوم الى شرح تلك النماذج بشكل أكثر تفصيلاً ونبدأ بأولها:

4

  • نموذج ربط الأنظمة المفتوحة (Open System Interconnection OSI model): وقد قامت المنظمة العالمية للمقاييس (ISO) بأنشائه ليكون نظام اتصال بين كافة منتجات الشركات من برمجيات ومعدات مفتوحة المصدر (open systems) وهي التي تسعى الى الاتصال والتواصل مع بقية منتجات الشركات الأخرى وتتكون من سبع طبقات تغطي كل تفاصيل الاتصال حيث يتم تزويد كل شركات التصنيع لمنتجات وبرمجيات الشبكات بمجموعة من القواعد والاسس التي تبنى عليها المعدات والبرمجيات المراد لها الاتصال مع منتجات بقية الشركات لضمان التطابق والتوافق بين تلك المنتجات المختلفة ويعرف هذا النموذج ايضاً تصاميم الشبكات ومواصفات العمل ومعالجة الأخطاء وكما يلي:
  • الطبقة الأولى: الطبقة الفيزيائية (physical layer) وتختص بكل الأمور الكهربائية والميكانيكية والاجرائية ومواصفات العمل والصيانة والتفعيل والتعطيل للروابط الفيزيائية على مستوى نقل البتات بين الأجهزة الطرفية. تعرف هذه الطبقة مستويات الفولتية المستخدمة والتوقيت الزمني لتغير الفولتية ومعدل البيانات الفيزيائية واقصى مسافة للأرسال لكل نوع من أنواع الوسائط والروابط الفيزيائية للأجهزة.
  • الطبقة الثانية: طبقة رابط البيانات (data link layer) وتعرف كيف تتشكل البيانات لغرض النقل وكيف تصل الى الوسائط الفيزيائية وكيف يتم التحكم بنقلها وتتضمن وظائف هذه الطبقة كشف الأخطاء وتصحيحها وضمان الايصال الموثوق للبيانات.
  • الطبقة الثالثة: طبقة الشبكة (network layer) وتوفر وظائف التوصيلية واختيار المسار الأفضل بين جهازين في الشبكة والتي قد تكون متباعدة جغرافياً ولما زاد حجم الانترنت في العالم وكثرت الأجهزة المتصلة به فقد وفرت هذه الطبقة وظيفة إدارة الاتصال بين الأجهزة باستخدام العنونة المنطقية (logical addresses).
  • الطبقة الرابعة: طبقة النقل (Transport Layer) وتعرف وظائف التقطيع للبيانات والنقل وإعادة التجميع للبيانات المنفردة بين الأجهزة الطرفية حيث يتم تقطيع البيانات وارسالها ثم إعادة تجميعها في الطرف الأخر مع ضمان الايصال الموثوق الى الطرف الاخر وإعادة ارسال الأجزاء التالفة من البيانات.
  • الطبقة الخامسة: طبقة الجلسة (session layer) تقوم هذه الطبقة بتأسيس وإدارة وانهاء الجلسة بين الجهازين المتصلين وتقوم هذه الطبقة بمزامنة الحوار بين طبقات العرض (presentation layers) للجهازين وإدارة تبادل البيانات بينهما.
  • الطبقة السادسة: طبقة العرض (presentation layer) وتضمن هذه الطبقة ان تكون البيانات المرسلة من قبل جهاز معين قابلة للقراءة من قبل الجهاز في الطرف الاخر وتقوم هذه الطبقة بالتحويل بين أنواع التشفير المختلفة بين طرفي الاتصال.
  • الطبقة السابعة: طبقة التطبيقات (application layer) وهي الطبقة الأقرب الى المستخدمين وتوفر الخدمات الحقيقية للشبكة مثل البريد الالكتروني ونقل الملفات والنهايات الطرفية للمستخدمين وتختلف هذه الطبقة عن بقية طبقات النموذج بكونها لا تقدم أي خدمة لأي طبقة أخرى وانما تقوم بتقديم الخدمات الى طبقة التطبيقات الأخرى في الطرف الاخر للاتصال. تقوم طبقة التطبيقات بتأسيس الاتصال بالاستعلام عن توفرية طرفي الاتصال ومزامنة وتأسيس الاتفاق لتلافي الخطأ والتحكم في تكامل البيانات.
  • نموذج بروتوكول التحكم بالأرسال/بروتوكول الانترنت (Transmission Control Protocol/Internet Protocol TCP/IP): وهو النموذج الذي ظهر في نفس وقت ظهور النموذج الأول تقريباً ولكنه أصبح الأكثر شهرة واستخداماً ويتكون من أربع طبقات فقط تغطي نفس وظيفية الطبقات السبعة في النموذج الاخر وهو النموذج الذي يحكم الانترنت اليوم وكما يلي:
  • طبقة الرابط (Link layer): وتغطي نفس وظيفة الطبقتين الأولى والثانية من نموذج ال OSI وتصف الخصائص الفيزيائية للرابط وكيفية التحكم بالوصول وكيفية تشكيل البيانات للنقل.
  • طبقة الانترنت (internet layer): وتوفر وظيفة توجيه البيانات من المصدر الى الهدف بتعريف البكتات وطرق العنونة وتحريك البيانات من طبقة الرابط الى طبقة النقل والقيام بعملية التجزية وإعادة التجميع لبكتات البيانات.
  • طبقة النقل (Transport Layer): وهي قلب هذا النموذج وتوفر خدمات الاتصال المباشر الى طبقة التطبيقات.
  • طبقة التطبيقات (application layer): وتوفر التطبيقات لمستخدمي الشبكة من بريد الكتروني ونقل ملفات وواجهة برمجة التطبيقات (Application Programming Interface API) والتي تمكن البرامج المكتوبة بنظام تشغيل معين من العمل في نظام تشغيل اخر.

ملاحظة: رغم ان هذا النموذج يسمى بمكدس ال (TCP/IP) الا انه عادة يسمى اختصاراً بمكدس ال (IP) او (IP stack).


 

التغليف وإزالة التغليف عن البيانات (encapsulation and de-capsulation)

طبعاً الترجمة بالمعنى وليست حرفية وخير معبر عن المعنى هو الصورة كما في ادناه:

111

نحن نعلم ان البيانات تبدأ رحلتها من تطبيقات المستخدم (في طبقة التطبيقات للمرسل) وتنتهي الى تطبيقات المستخدم الاخر في الجهة الأخرى من الشبكة (طبقة تطبيقات المستلم) وفي اثناء ذلك تتعرض البيانات الى عدة أنواع من التعديل والاضافة والحذف للتأكد من وصولها الى هدفها المقصود كاملة سليمة غير حاوية على أخطاء او نقص.

يتم الإشارة الى المعلومات المرسلة عبر الشبكة باسم البيانات (Data) او بكتات البيانات (data packets) وتمر بيانات طبقة التطبيقات عبر مكدس الطبقات الى الأسفل في جهة المرسل وفي كل مرحلة يتم إضافة بيانات الى معلومات الطبقة السابقة وتسمى هذه العملية اصطلاحاً الكبسلة او التغليف (encapsulation) حيث توضع بيانات الطبقة المعنية في داخل كبسولة من البيانات في الطبقة المقبلة وهكذا حيث يتم إضافة معلومات رأسية (header) ومعلومات ذيلية (Trailer) في بعض الأحيان ومن الشكل أعلاه نستطيع تقسيم عملية الكبسلة الى الخطوات التالية:

  • بيانات المرسل تنطلق من طبقة التطبيقات الى طبقة التطبيقات للمستقبل.
  • تقوم طبقة النقل (Transport layer) بإضافة بيانات رأسية (layer 4 header) الى البيانات القادمة من طبقة التطبيقات وتصبح هذه البيانات الجديدة (والتي تسمى القطع segments) هي الحزمة الخاصة بطبقة النقل التي ترسل الى طبقة الانترنت.
  • تقوم طبقة الانترنت بإضافة بيانات رأسية (layer 3 header) الى البيانات القادمة من طبقة النقل لتصبح هذه البيانات كلها والمسماة بالبكتات (packets) هي الحزمة الجديدة التي ترسل الى طبقة رابط البيانات.
  • اخيراً تقوم طبقة رابط البيانات (data link layer) بإضافة بيانات رأسية وذيلية الى البيانات القادمة من طبقة الانترنت لفحص واكتشاف الأخطاء الحاصلة اثناء النقل وتصبح الحزمة الجديدة من البيانات تحت اسم الإطارات (Frames).

وتشبه هذه العملية الى حد كبير تغليف الطرد البريدي حيث يتم اولاً وضع المحتويات في مغلف ثم وضع المغلف في حاوية ثم كتابة عنوان المرسل والمستقبل ثم ترسل الحاوية كلها الى خارج البناية (خارج الشبكة) ليتم توجيهها الى مقرها المستهدف.

الان نصل الى المرحلة الثانية من العملية وتشمل إزالة التغليف عن البيانات (De-capsulation )  والتي هي بالضبط عكس العملية السابقة وتحصل في جهة المستلم للبيانات وكما في الشكل التالي:

222

حين تستلم الشبكة رسالة معينة فأنها تدخل الى مكدس الطبقات من الأسفل الى الأعلى (بعكس جهة الارسال حيث تبدأ البيانات من الأعلى الى الأسفل) وتتم عملية إزالة التغليف بالعكس مما تم في مرحلة الارسال وعلى طول مسار البيانات الى الأعلى تمر البيانات بالخطوات التالية:

  • تقوم طبقة رابط البيانات (link layer) بفحص البيانات الذيلية للحزمة المستلمة لفحص وجود أخطاء او لا اثناء الارسال ثم يتم حذف البيانات الرأسية والذيلية من الإطارات (Frames) وترسل الى الطبقة المقبلة (طبقة الانترنت) في حالة عدم وجود أي خطأ.
  • في حالة وجود خطا في البيانات فأنها يجب ان يعاد ارسالها.
  • تستمر عملية قراءة البيانات الرأسية والذيلية وحذفها وصولاً الى طبقة التطبيقات بعكس ما حصل تماماً في الجزء الأول من العملية.

وايضاً تشبه هذه العملية عملية استلام الطرد البريدي من قبل شركة البريد حيث يتم قراءة العناوين ثم فتح الحاوية واستخراج ما بداخلها لإيصاله الى المستقبل المطلوب.


 

الاتصال بين جهازين في الشبكة (peer to peer communication):

كل طبقة في مكدس الطبقات تتصل بالطبقة المقابلة لها فقط وبذلك تسافر البيانات عبر مكدس الشبكات في جهة الارسال بعكس اتجاهها في جهة الاستقبال لتتم عملية الاتصال بين جهازين وكما في ادناه:

333

اثناء عملية الاتصال فأن البروتوكولات في كل طبقة من طبقات المكدس تتبادل فيما بينها وحدة بيانات تسمى وحدة بيانات البروتوكول (protocol data unit PDU) وتقوم كل طبقة بأرسال واستقبال ال (PDU) الخاص بها والذي يجب ان تستلمه الطبقة المقابلة لها في جهة الاتصال الأخرى وتسمى هذه ال(PDU) بأسماء خاصة في كل طبقة لتمييزها وكما يلي:

  • بيانات طبقة التطبيقات تسمى بشكل صريح (البيانات data).
  • بيانات طبقة النقل (transport) تسمى قطع (Segments) لأنها عبارة عن أجزاء او قطع صغيرة من بيانات طبقة التطبيقات.
  • بيانات طبقة الانترنت (internet) تسمى البكتات (packets) ايضاً لأنها قطع صغيرة من قطع الطبقة السابقة.
  • اخيراً تسمى بيانات طبقة الرابط (link) بالاطارات (frames) وهي أجزاء صغيرة من بكتات الطبقة السابقة مضافاً لها معلومات رأسية وذيلية مناسبة وهكذا.

 

 

2 thoughts on “CCENT الدرس الثالث

أضف تعليقاً

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s