انترنت الاشياء IoT

انترنت الاشياء-10


بعد ان تكلمنا في الدرس السابق عن البيانات كأحد المكونات الرئيسية لأنترنت الاشياء وطرق خزنها الثلاثة (local, centralized, and distributed) نأتي اليوم الى شرح تفاصيل اكثر عن ادارة خزن البيانات وانواعها المختلفة:

مزودي خدمة الانترنت (Internet Service Providers ISP):

في بيئات البيانات الموزعة والمركزية فأن البيانات يجب ان يتم استيرادها الى المستخدم من الشبكة او الانترنت. ولكي يستطيع اي جهاز توجيه البيانات في الانترنت فلابد ان يكون متصل بمزود خدمة انترنت (ISP) والذي بدوره يوفر توصيلات الى الانترنت لكل من المستخدمين المنفردين والشركات والمؤسسات ويرتبط ببقية مزودي الخدمة الاخرين. تتصل الشبكات مع مزودي الخدمة في نقطة تسمى نقطة الوجود (Point of Presence POP). بداخل مزود الخدمة ترتبط مجموعة من الراوترات والسويتشات بشبكة عالية السرعة لنقل البيانات بين نقاط الوجود (POP). ومن الافضل دوماً وجود عدة مسارات بين نقاط التواجد لتوفير مسارات بديلة في حالة حصول خلل في رابط ما بسبب تراكم الحمل اكثر من قابلية النقل المتاحة (overloaded link).  ولغرض نقل المعلومات بعد حدود مزود الخدمة في الشبكة فأن حزم البيانات يجب ان يتم توجيهها الى مزودات الخدمات الاخرى. وكما مبين في الشكل التالي:

1.png

كما هو واضح فأن الانترنت يتكون من روابط عالية السرعة تربط مزودات الخدمة المختلفة وهذه الروابط هي جزء من شبكة كبيرة جداً وعالية السرعة والاداء تسمى العمود الفقري للأنترنت (Internet Backbone).

عنونة الاجهزة في الانترنت (IP addressing):

حزم البيانات التي تنتقل عبر الانترنت يجب ان تكون من نوع (Internet Protocol IP packets) اي انها يجب ان تحتوي على عنوان مصدر وعنوان هدف صحيح. حيث انه بدون معلومات عنونة صحيحة فأن البيانات لا يمكنها ان تصل الى هدفها المقصود وكذلك فأن الردود على الرسائل في الشبكة لا يمكن ان تعود الى مصدرها الاصلي الصحيح بدون عنوان مصدر صحيح. يقوم بروتوكول الانترنت (IP) بتعريف هيكل عناوين المصدر والهدف ويحدد كيف يمكن استخدام هذه العناوين لتوجيه البيانات من جهاز لأخر او من شبكة لأخرى. حتى الان فأن الجيل الرابع من عناوين الانترنت (IPV4) هو السائد الا ان الجيل الجديد (IPV6) في حالة حلول (evolution) وسيوفر حال اكتمال الانتقال اليه قابلية وصول اكبر مع قابلية توسع اعلى والكثير من الخصائص الاخرى.

يعتبر عنوان الانترنت (IP address) مثل العنوان البريدي لشخص ما ويسمى العنوان المنطقي (logical address) لأنه يسند منطقياً استناداً الى موقع الجهاز وهذه العملية تشبه الى حد كببير اسناد عناوين الشوارع والبنايات الذي تقوم به الحكومات المحلية. حيث هناك وصف منطقي للمدينة والقرية والحي. ولأنه من المستحيل تذكر كل عناوين الانترنت لكل الاجهزة المرتبطة بالانترنت فبدللاً من ذلك هناك طريقة اسهل لتحديد السيرفرات وذلك بتخصيص اسماء لكل عنوان انترنت ويقوم سيرفر ال (Domain Name System DNS) بالتحويل بين الاسماء المقروءة بشرياً والاسماء المقروءة حاسوبياً وكما في الصورة التالية:

2.png

حزم بيانات الانترنت (IP packets):

حينما نلعب العاب الفيديو عبر الانترنت او ندردش مع صديق او نرسل ايميل او نبحث في الويب عن شيء ما فأن البيانات المرسلة والمستلمة تكون محمولة داخل حزم بيانات (IP packets) وقبل الارسال عبر الانترنت فأن البيانات تقسم الى بكتات انترنت (IP packets) والتي يتراوح حجمها بين (64 الى 1500) بايت لشبكات الايثرنت (Ethernet networks). ولذا كمثال فأن تنزيل مقطع صوتي حجمه 3 ميغابايت يحتاج اكثر من 2000 بكت بطول 1500 بايت لكل منها. في الانترنت يتم ارسال كل بايت من البيانات على شكل بت واحد في الوقت الواحد ولذا يقاس عرض نطاق الشبكة (Network Bandwidth) او معدل ارسال البيانات (data transfer rate) بعدد البتات في الثانية الواحدة (Bits per second bps) فمثلاً اللنك الذي سرعته واحد ميغابت في الثانية معناه انه قادر على ارسال مليون بت في الثانية الواحدة (نظرياً = في الظروف المثالية) ونعبر عنه ب (1 Mb/s).  الصورة التالية تشرح طريقة انتقال البيانات بين مزودات الخدمة المكونة للعمود الفقري للأنترنت:

3.png

ادارة عناوين الانترنت (IP address management):

كما في الواقع حيث كل بيت او بناية يجب ان يكون له عنوان فريد غير مكرر في اي مكان في العالم، فالانترنت لا يختلف عن ذلك ويجب ان يكون لكل جهاز متصل بالانترنت عنوان فريد غير مكرر (unique IP address) والمسؤول عن التحكم في توزيع هذه العناوين ومنع التكرار هو مؤسسة اسمها ادارة اسناد الارقام للأنترنت (Internet Assigned Numbers Authority IANA). تقوم هذه المؤسسة بتخصيص بلوكات (مجموعات) من العناوين لواحد من خمس مناطق المحلية لتسجيل العناوين (Regional Internet registries RIR) ويحصل مزودي الخدمة على بلوكات من العناوين من ال (RIR) في منطقتهم الجغرافية. ثم تتحول مسؤولية اسناد وادارة العناوين للأجهزة في الشبكات المحلية والصغيرة الى مزودي الخدمة لتلك الشبكات.

يقوم مزودي الخدمة بحساب الى اين يجب توجيه البيانات لكي تصل الى هدفها. يتم تمرير البيانات بين الموجهات (routers) واحياناً من مزود خدمة لأخر الى ان تصل البيانات الى هدفها النهائي. تستخدم الموجهات في كل مزود خدمة عنوان الهدف لأختيار افضل مسار للقفز من راوتر لأخر (وهذا هو اساس عمل بروتوكولات التوجيه المتنوعة التي يتم تطبيقها من قبل الموجهات). كل هذه العمليات تكون مخفية عن المستخدمين النهائيين الذين لا يعرفون اي شيء عن مسار البيانات من المصدر الى الهدف فهم يرون فقط النتيجة النهائية. الصورة ادناه تبين المناطق الجغرافية الخمسة لتوزيع العناوين عبر العالم:

4.png

الى هنا ينتهي الدرس العاشر من دورة اساسيات انترنت الاشياء التي نتمنى ان تستمر بدعمكم وتشجيعكم ونتمنى تأييد متابعة الدورة في تعليق هنا او في الفيس بوك ليكون في ذلك حافزاً لنا للأستمرار.

تحياتي للجميع ولا تنسونا بالدعاء والمشاركة لتعميم الفائدة

 

Advertisements

One thought on “انترنت الاشياء-10

اترك رد

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