الشبكات

موضوع: الشبكات الثلاثاء أكتوبر 02, 2007 5:33 am

الشبكات:

مصطلح أصبح على لسان الصغير منا قبل الكبير ومحور النقاش في جميع المجالس العلمية. والكل يعرف ماهية الشبكة أو مالفائدة منها على اقل تقدير
فمصطلح الشبكة ( NETWORK ) كما تعلمون جميعا يدل على مجموعة مترابطة ماديا ( الهاردويير ) ومعنويا ( السوفتويير ) من اجهزة الكمبيوتر لغرض مشاركة الموارد من طابعات او مجلدات او غيرها مما ينعكس ايجيابا على التكلفة الكلية اذا ما كان مثالنا هذا ينطبق على شبكة محلية في مؤسسة او شركة او حتى دائرة حكومية .
الكل يعرف السطور السابقة .. لكن ليس الكثير منا من يعرف كيف تعمل هذه الشبكة حتى تؤدي مهامها
فالمستخدم يهمه فقط الحصول على النتيجة النهائية بشكل صحيح . فهو يرغب في الحصول على مجلد معين في احد الاجهزة على الشبكة ولا يهمه ماهية الحصول على هذا المجلد بقدر مايهمه الحصول عليه ..
لكن هذا النوع من التفكير لابد له ان يأتي الى نهاية . ونهايته هنا ... لن نرضى لك ان تكون مستخدما عاديا للشبكة بل سنحولك هنا الى مستخدم محترف للشبكة تلم بأبعادها جميعا وآلية عملها بمشيئة الله وحوله وقوته ..
اليوم سنتطرق الى أساس آلية عمل الشبكات بشكل عام وكيف تستطيع الكمبيوترات الاتصال ببعضها البعض بالرغم من الفوارق الجغرافية بينها ...
فالنبدأ ببسم الله الرحمن الرحيم ..
كما يكتمل جسم الانسان بتكامل أعضائه وتفاهمهم المطلق فيما بينهم ابتدائا من القدرة الاستيعابية للمخ مرورا الى الوسيط الناقل العمود الفقري وانتهائا بخلايا الاحساس المتواجدة في كل مكان في جسم الانسان فان الشبكات ما كانت لتسمى كذلك لولا قدرتها المتناهية على استيعاب العناصر الاساسية المكونة لها وهي بطبيعة الحال الاجهزة ومعدات الاتصال انتهاءا بالمستخدم ...
فلو أخذنا على سبيل المثال مراحل الاحساس بالالم في جسم الانسان والتي تبدأ من الطبقة الجلدية حيث يبدأ الاحتكاك بين الجسم البشري والعناصر الخارجية , فاذا اخذنا على سبيل المثال الحروق الناتجة عن الحرارة المتولدة من النار , النار تلامس الجلد المزروع بخلايا عصبية والتي تنقل اشارات معينة الى أكثر الشبكات تعقيدا على الاطلاق وهي الشبكة العصبية والتي بدورها تستعين بالوسيط الناقل العمود الفقري حتى تصل الى المخ والذي يعتبر المركز الرئيسي لعمليات تحليل وتدقيق ومن ثم تبادل النتائج في الجسم البشري والذي بدوره يقوم بتحليل هذه الاشارات ومن ثم تشخيصها على انها اشارات مؤلمة ومؤذية , لكن هل هذا كاف للشعور بالالم ؟ بالطبع لا . هذا النوع من الاتصال هو اتصال من طرف واحد لا يستفيد منه الا الطرف المستقبل , وعليه فان الدماغ يقوم بارسال اشارات مرة أخرى عن طريق الشبكة العصبية حتى تصل الى المصدر مرة أخرى محذرة اياه من مخاطر هذا الاتصال المباشر مع النار وهناك يقوم الواحد منا مباشرة بتجنب الاتصال المباشر بالنار وبالتالي تقنين الآلام المترتبة على الاتصال المباشر بين الجلد والنار ... مثال علمي الكل يعرفه , قد يتسائل البعض منكم لماذا أوردته في موضوع علمي ذو اتجاه آخر تماما !! لهؤلاء أقول ان الشبكات تمر بنفس المراحل السابقة تماما حتى يتسنى للمستخدم الحصول على مبتغاه والاستفادة القصوى من هذه الشبكة ...
البشر لهم من وسائط النقل والاحساس والترجمة مايكفي للشعور ومن ثم التعامل مع المواقف حسبما تتطلب , وكما للبشر مالهم فإن للشبكات أيضا وسائط نقل واحساس وترجمة حتى تستطيع التعامل مع المواقف أيضا وارضاء المستخدم ارضاءا تاما .
التفاهم بين الأجهزة في الشبكة يتم عن طريق ما يسمى بالـ ( Open System Interconnection (OSI) ) والمسؤولة مسؤولية تامة عن ربط الاجهزة بعضها ببعض واتمام عملية تبادل المعلومات والموارد بين هذه الاجهزة .
في بلاد الهند يوجد ما يقارب ال 6000 لغة مختلفة يتحدث بها سكان المناطق المختلفة .. لذا لا تستغرب اذا رأيت شخصين احدها من شمال الهند والآخر من جنوبها وعاجزان تماما عن التواصل فيما بينها !! فلا هذا يفهم لغة ذاك ولا العكس ! فمالعلم اذا ؟ الحل هو ايجاد لغة واحدة تفق عليها الجميع ويتحدث بها الجميع ايضا , وبتلك اللغة يستطيع الجميع التخاطب والتواصل فيما بينهم .. وهذا هو الهدف الرئيسي والأكثر أهمية لنظام ال ( OSI ) . فهو يوفر وسطاً تستطيع من خلاله جميع الاجهزة من التخاطب والتفاهم فيما بينها على اختلاف انواعها او حتى لغاتها .
تعريف طبقات الـ ( OSI ) :
هي عبارة عن وسيط يربط اجهزة مختلفة في طبيعتها ببعضها البعض ليسهل عملية الاتصال وتبادل الموارد فيما بينها .
يتكون هذا الوسيط من 7 طبقات تعتمد كل واحدة منها على الأخر ..

ولكم ان تلاحظوا الترتيب العكسي لهذه الطبقات ... حيث تقوم كل طبقة من هذه الطبقات بمعالجة البيانات ومن ثم تحويلها الى الطبقة التي تليها وهكذا حتى تصل الى الطبقة الاولى .
هذه الطبقات معرفة بخواص معينة بحيث ان التغيير في اي طبقة من هذه الطبقات لا يستوجب التغيير في الطبقة التي تليها .
دعونا نلقي نظرة قريبة على هذه الطبقات :

Physical Layer

وهي الطبقة المسؤولة عن تحديد العناصر الكهربائية والقطع الخاصة وآليات العمل الازمة لاتمام أو انهاء عملية الاتصال بالشبكة . وهي المسؤولة عن عملية نقل البيانات خلال القطع التشبيكية ( physical ) للشبكة . يتحكم في هذه الطبقة مقاييس معينة مثل التغير في اشارات الفولت ( Signal Voltage Swing ) وايضا مدة البت ( bit duration ) . مثال على ذلك كرت الشبكة المرفق في جهازك او الفتحات ( Interfaces ) في أجهزة الراوتر والتي تقوم بطبيعة الحال بارسال البيانات على شكل صفر و واحد ..

Data Link Layer

هذه الطبقة هي المسؤولة عن بناء الطرق اللازمة لتاكيد سلامة وصول البيانات خلال القطع الشبكية ( Physical Link ) , حيث تقوم بارسال مجموعات من البيانات ( Frames ) مدمجة مع المعلومات الضرورية لاتمام عمليات التوافق وتقارير الأخطاء وايضا التحكم في مسار البيانات .
تعمل على هذه الطبقة بعض البروتوكولات مثل : ( PPP , SLIP , HDLC ) ..

Network Layer

هي الطبقة المسؤولة عن فتح واغلاق الاتصال بالشبكة . كما انها تؤمن وضعا من الاستقلال للطبقات العليا من ناحية تحويل ونقل البيانات بعد استخدام التكنلوجيا الضرورية لبناء الاتصال بالشبكة . بروتوكول ال ( IP ) يعيش في هذه الطبقة مع بعض بروتوكولات ( Routing ) . الجدير بالذكر ان جميع الراوترات ( Routers ) تعمل في هذه الطبقة .

Transport Layer

هذه الطبقة تتحمل مسؤولية ضمان وصول البيانات بين الاجهزة والتأكد من انعدام الاخطاء أثناء عملية نقل البيانات وبهذا تكون قد اراحت الطبقة الخامسة ( Session Layer ) من مسالة التأكد من صحة البيانات , وفي حالة حدوث خطأ معين فان هذه الطبقة تتحمل أيضا مسؤولية تصحيح الخطأ , كما انها تساعد في عملية التحكم في انسياب البيانات ( Data Flow ) . هذه الطبقة هي حيث يعمل بروتوكول ( TCP ) , وتعتبر هذه الطبقة من أكثر الطبقات التي يتحمس لها المهندسين عادة لما تحتويه من تكنلوجيا خاصة بتبادل البيانات ( Switching ) . الجدير بالذكر انه وقبل تصنيع الاجهزة هذه كانت فقط البرمجيات تعمل على هذه الطبقة , ومن هنا بامكاننا استيعاب سبب نطق ( TCP/IP ) كجملة واحدة ويبدأ عادة بال ( TCP ) لآن الطبقة الرابعة فوق الطبقة الثالثة . في هذه الطبقة أيضا تتم عملية تحويل البيانات اذا مافشلت البيانات في الوصول الى الجهاز الهدف لعدة اسباب منها اتخاذ مسارات خاطئة او ان جهاز الراوتر قد تجاهل البيانات لانشغاله , يتم التعرف على مثل هذه الحالاى في حالة فشل الجهاز المرسل في استقبال رسالة اخطارية بوصول البيانات . العديد من ( Routing Protocols ) القوية تعمل هنا في هذه الطبقة ومنها : ( OSPF , BGP ) والتي يتم تفعيلها مباشرة فوق بروتوكول الـ ( IP ) .

Session Layer

هذه هي الطبقة المسؤولة عن تكون اتصال ذو مساريين لتبادل البينات بين التطبيقات المختلفة , كما انها ايضا المسؤولة عن المحافظة على الاتصال ومن ثم اغلاقه . هذه الطبقة مهمة جدا في مجالات التجارة الالكترونية ( E.Commerce ) حيث تساعد على حفظ خصوصية المعلومات في حالة القيام بعمليات الشراء الالكترونية والذي يتم عن طريق تفادي ما يسمى بتوزيع الثقل ( Load Balancing ) بحيث يتم الاتصال مباشرة بين المشتري وسيرفر البائع فقط . وهنا يتضح أيضا الذكاء المستخدم في الطبقة السابقة حيث انها تتفهم بدأ عملية استخدام جلسات ( Sessions ) تبادل المعلومات بدل التدخل في عملها .

Presentation Layer

هذه هي الطبقة التي تحدد هل يجب تعبئة ام تفرغة البيانات ( Pack & Un-Pack ) . وهي أيضا الطبقة المسؤولة عن العديد من الوظائف الخاصة بتشفير أو فك تشفير البيانات مرورا بضغط البيانات او حتى اعادة تهيئة الملفات كما تتم هنا ايضا بعض عمليات التحويل بين البروتوكولات .

Application Layer

وهي الطبقة الأخيرة والتي تتعامل مباشرة مع المستخدم او التطبيقات المختلفة مثل ( telnet, ftp, and mail (pop3 and smtp). )

كان هذا عرضا موجزا فصلت فيه ما استطعت لهذه الطبقات السبع الخاصة بـ ( OSI ) ...