|
مبادئ عمل البروتوكولات
سنتناول في درس إن شاء الله الوظائف الأساسية للبروتوكولات . البروتوكولات هي عن مجموعة من القوانين و الإجـراءات التـي عبارة هذا التستخدم للإتصال ، و حيث نعلم أن الدبلوماسية كمثال تحتاج بروتوكولات معينة تحدد كيفية قيام الدبلوماسيين من دول مختلفـة لتفاعـ و با ل أننا التفاهم و الإتصال بينه م، فإن البروتوكولات في شبكات الكمبيوتر نفس المهمة ، فهي تحدد القوانين و الإجراءات التي تتحكم بالإتصال و لها فيما التفاعل بين الكمبيوترات المختلفة على الشبكة.
هناك بعض الأمور يجب معرفتها فيما يخص البروتوكولات هي:
-١ هناك الكثير من البروتوكولات المختلفة في عملها ووظيفتها.
-٢ عدة بروتوكولات من الممكن أن تعمل معا لتنفيذ عمل ما.
-٣ لكل بروتوكول مزاياه و عيوبه.
يطلق على مجموعة البروتوكولات التي تعمل سويا اسم Suite. Protocol أو Protocol Stack و يمكن تخيل المجموعة من البروتوكولات كبناء مكون من طوابق و في كل طبقة يوجد بروتوكول معين يقوم بوظيفة محددة ويتكامـل عدة هذه
مع غيره من البروتوكولات في الطوابق الأخرى.
العملية الكاملة لنقل البيانات على الشبكة تمر بمجموعة من الخطوات ، و في كل معينة ذ م لا يمكن في أخرى، تنف مها محددة تنفي ذها خظوة خطوة و لكل بروتوكول مح دد أو مجموعة بروتوكولات تحدد كيفية تنفيذ م المتعلقة به الخطوة، أن الخطوات تكون متشابهة لكل المها ذه كما هذه خطوة جهاز على الشبكة، يجب ملاحظة أن الجهاز المرسل يقو م باتباع الخطوات من الأعلى الى الأسفل يقوم الجهاز المستقبل اتباع هذه بينما ب كما هذه الخطوات بشكل معكوس من الأسفل الى الأعلى.
في الجهاز المرسل تكون البروتوكولات مسئولة عن القيام بالمهام التالية:
-١ تقسيم البيانات الى حزم.
-٢ إضافة معلومات العنونة الى الحزم.
-٣ تحضير البيانات للإرسال.
بينما تقوم البروتوكولات في الجهاز المستقبل بالعمل التالي:
١ - التقاط حزم البيانات من وسط الإتصال.
٢ - إدخال حزم البيانات الى داخل الكمبيوتر عبر بطاقة الشبكة.
٣ - تجميع كل حزم البيانات المرسلة و قراءة معلومات التحكم المضافة الى هذه الحزم.
٤ - نسخ البيانات من الحزم الى ذاكرة مؤقتة لإعادة تجميعها.
٥ - تمرير البيانات المعاد تجميعها الى البرامج في صورة مفهومة قابلة للإستخدام.
حتى منتصف الثمانينات من القرن السابق كانت الشبكات المحلية معزولة و غير على الإتصال معا، الى أن تقدمت التقنيات المستخ دمة في قادرة الشبكات و أصبحت الشبكات على الإتصال لتكوين شبكات أكبر.
هذه قا درة فيما بينها يطلق على حركة البيانات من الشبكة المصدر الى الشبكة الوجهة عبر عدة مسارات اسم التوجيه أوRouting.
أما البروتوكولات التي تدعم الإتصالات متعددة المسارات بين الشبكات المحلية فتسمى البروتوكولات القابلة للتوجيه Routable Protocols ، و نظرا لأن هذه البروتوكولات تستخدم في ربط عدة شبكات محلية لتكوين شبكة واسعة فإن أهميتها في ازدياد مستمر.
تنقسم البروتوكولات بشكل عام الى قسمين:
Connection- Oriented. 1
Connectionless. 2
يقوم البروتوكول من النوع الأول Connection- Oriented بإعداد اتصال مباشر يسمى دائرة ظاهرية أو افتراضية Virtual Circuit بـين المتصلة في الشبكة. الأجهزة
و يحقق هذا الإتصال المباشر موثوقية عالية لتسليم البيانات و لكنه قد يؤدي الى بط ئ في عمل و أداء الشبكة.
يعتبر بروتوكول محددةTransmission Control Protocol TCP
مثالا واضحا على البروتوكولات وجهـة الإتصـال Connection- Oriented.
البروتوكولات من النوع الثاني Connectionless لا توفر اتصالا مع الكمبيوتر المستقبل قبل إرسال البيانات ، يعني أن مما بينما فإنها مباشرا البيانات تنتقل بسرعة أكبر يحسن من داء الشبكة ، و لكن الطريقة ليست تامة الموثوقية لأنه لا سبيل لمعرفة حدثت أخطاء مما أ هذه نظرا فيما إذا أثناء الإرسال أم لم تحدث.
يعتبر بروتوكول(Internet Protocol (IP مثالا واضحا على البروتوكولات عديمة الإتصال
Connectionless.
يجب أن ينظم عمل البروتوكولات المختلفة حتى لا يحدث أي تعارض أو نقص في عملها.
يطلق على تنظيم المهام بين البروتوكولات المختلفة اسمlayering .
كما ذكرت سابقا فإن Protocol Stack هي مجموعة من البروتوكولات المتكاملة في معا، و كل طبقة في المجموعة تحتوي علـى عملها هذه بروتوكول مختلف يقوم بوظيفة مختلفة.
تحدد الطبقات السفلى من Protocol Sack t الكيفية التي تسمح لمصنعي الشبكات إعداد أجهزتهم للإتصال مع أجهزة مصنعين آخرين و يطلق على بروتوكولات الطبقات السفلى من المجموعة اسم البروتوكولات منخفضة المستوى Low- Level Protocols.
بينما تحدد الطبقات العليا من Protocol Stack الطريقة التي تتفاهم فيها برامج الإتصال، و يطلق على بروتوكولات الطبقـات العليـاHigh- Level Protocols. البروتوكولات مرتفعة المستوى كلما ارتفعنا في طبقات Protocol Stack كلما زاد تعقيد البروتوكولات في هذه الطبقات.
يطلق مصطلح Binding على الطريقة التي يتم بها ربط البروتوكولات و ترتيبها معا لتكوين Protocol Stack.
ترتيب ربط البروتوكولات معا يحدد الترتيب الذي يسلكه نظام التشغيل في تنفيذه لبروتوكولات الشبكة.
كانت هناك مجموعة من البروتوكولات مرتبطة لتعمل مع بطاقة الشبكة ، فإن الإرتباط يحد د الترتيب في تشغيل البروتوكولات فإذا هذه معا هذا لتحقيق اتصال ناجح.
فلو أن بروتوكول TCP/ IP مرتبط مع مجموعة من البروتوكولات الأخرى بحيث يكون هو البروتوكول الأول ذي يتم تشغيله ال افترضنا فشل تشغيله يتم الإنتقال الى البروتوكول الذي يليه في المجموعة المرتبطة معا.
عملية ربط البروتوكولات تسمح بمقدار كبير من المرونة في إعداد الشبكة ، من الممكن إعداد عملية الربط لتتناسـب مـع احتياجـات كما معا المستخدم ، و من الممكن تنظيم عملية الربط لتتناسب مع إعادة جديدة مكونات أو بروتوكولات .
لنلق نظرة على شبكة محلية تستخدم أجهزتها بروتوكولي نقل هما TCP/ IP و NetBEUI أو NetBIOS Extended User Interface ، قوة بينما هذه NetBEUI فعال في نقل المعلومات عبر شبكة الإنترنت بروتوكـول TCP/ IP كل من البروتوكولات له خصائص ، فبروتوكول فعال أكثر في نقل البيانات عبر الشبكة المحلية ، ففي مثل الشبكة أراد المستخ دمون الإتصال الشبكة المحلية فبإمكانهم جعلـ هذه إذا فتأثيره هو البروتوكول الإفتراضي ، و إذا أرادوا الإتصال بشبكة الإنترنت فإنهم يستخدمون بروتوكول NetBEUI البروتوكول TCP/ IP.
يطلق على البروتوكولات التي تستخدم من قبل مصنعين و منتجين مختلفين اسمStandars Protocol
الجهات المخولة بالإتفاق على مثل هذه البروتوكولات تتضمن:
1- (The International Standards Organization (ISO).
2- (The Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).
3- (International Telecommunications Union (ITU).
تنقسم البروتوكولات حسب وظيفتها الى ثلاث أقسام:
1- بروتوكولات تطبيقات Application Protocols.
2- بروتوكولات نقل Transport Protocols.
3- بروتوكولات شبكة Network Protocols.
تعمل بروتوكولات التطبيقات في الطبقات العليا من Protocol Stack و تتلخص في تبادل البيانات و تحقيق التفاعل بين التطبيقـات و مهمتها من أمثلتها:
1- (Server Message Block (SMB ).
2- (Novell’ s NetWare Core Protocols (NCPs).
3- (File Transfer Access and Management Protocol (FTAMP).
و من بروتوكولات التطبيقات الخاصة بالإنترنت :
1- (File Transfer Protocol (FTP).
2- Telnet.
بروتوكولات النقل فتستخ دم لتوفير جلسات الإتصال بين الكمبيوترات على الشبكة و هي مسئولة أما بين ، الأجهزة و من أمثلتها:
1- الجزء الناقل من بروتوكول ميكروسوفت NWLink.
2- الجزء الناقل من بروتوكول NetBEUI.
3- (Sequenced Packet Exchange (SPX).
4- (Transmission Control Protocol( TCP .
بينما تقدم بروتوكولات الشبكة خدمات ربط Link Services و تتلخص مهامها بما يلي:
1- عنونة و توجيه المعلومات.
2- البحث عن إخطاء في عملية الإرسال.
3- التعامل مع طلبات إعادة الإرسال.
Token Ring. تحديد قوانين الإتصال في بيئات محددة من الشبكات مثل إثرنت و من الأمثلة على هذه البروتوكولاتما يلي:
1- (Internet Protocol (IP.
2- (Internetwork Packet Exchange (IPX.
ملخص الدرس الأول :
تنقسم البروتوكولات الى موجهة و عديمة الإتصال و تقسم وفقا لوظيفتها الى :
بروتوكولات تطبيقات و بروتوكولات نقل و بروتوكولات شبكة.
|
