لحلقة الدراسية 6...... مبادئ عمل البروتوكولات:

لحلقة الدراسية 6

مبادئ عمل البروتوكولات

البروتوكولات هي عبارة عن مجموعة من القوانين و الإجراءات التي تستخدم للاتصال ، و حيث أننا نعلم أن الدبلوماسية كمثال تحتاج بروتوكولات معينة تحدد كيفية قيام الدبلوماسيين من دول مختلفة بالتفاعل و التفاهم و الاتصال فيما بينهم، فإن البروتوكولات في شبكات الكمبيوتر لها نفس المهمة ، فهي تحدد القوانين و 

الإجراءات التي تتحكم بالاتصال و التفاعل بين الكمبيوترات المختلفة على الشبكة. 

هناك بعض الأمور يجب معرفتها فيما يخص البروتوكولات

هي:

.1._ هناك الكثير من البروتوكولات المختلفة في عملها ووظيفتها

      .2_عدة بروتوكولات من الممكن أن تعمل معا لتنفيذ عمل ما

                                     . لكل بروتوكول مزاياه وعيوبه _3

يطلق على مجموعة البروتوكولات التي تعمل سويا اسم

Protocol Stack أو Protocol Suite.

ويمكن تخيل هذه المجموعة من البروتوكولات كبناء مكون من عدة طوابق وفي كل طبقة يوجد بروتوكول معين يقوم بوظيفة محددة ويتكامل مع غيره من البروتوكولات في الطوابق الأخرى.

العملية الكاملة لنقل البيانات على الشبكة تمر بمجموعة من الخطوات، و في كل خطوة معينة تنفذ مهام محددة لا يمكن تنفيذها في خطوة أخرى

ولكل خطوة بروتوكول محدد أو مجموعة بروتوكولات تحدد كيفية تنفيذ المهام المتعلقة بهذه الخطوة، كما أن هذه الخطوات تكون متشابهة لكل جهاز على الشبكة، كما يجب ملاحظة أن الجهاز المرسل يقوم باتباع هذه الخطوات من الأعلى الى الأسفل بينما يقوم الجهاز المستقبل باتباع هذه الخطوات بشكل معكوس من الأسفل الى الأعلى.

في الجهاز المرسل تكون البروتوكولات مسئولة عن القيام بالمهام التالية:

تقسيم البيانات الى حزم. -1

إضافة معلومات العنونة الى الحزم.   -2

. تحضير البيانات للإرسال _3

بينما تقوم البروتوكولات في الجهاز المستقبل بالعمل التالي: 

  التقاط حزم البيانات من وسط الاتصال._

 . إدخال حزم البيانات الى داخل الكمبيوتر عبر بطاقة الشبكة

 تجميع كل حزم البيانات المرسلة وقراءة معلومات التحكم المضافة الى هذه الحزم.

  نسخ البيانات من الحزم الى ذاكرة مؤقتة لإعادة تجميعه. _

تمرير البيانات المعاد تجميعها الى البرامج في صورة مفهومة قابلة للاستخدام.

حتى منتصف الثمانينات من القرن السابق كانت الشبكات المحلية معزولة وغير قادرة على الاتصال معا، الى أن تقدمت التقنيات المستخدمة في الشبكات وأصبحت هذه الشبكات قادرة على الاتصال فيما بينها لتكوين شبكات أكبر.

 يطلق على حركة البيانات من الشبكة المصدر الى الشبكة الوجهة عبر

.Routing    عدة مسارات اسم التوجيه أو  

أما البروتوكولات التي تدعم الاتصالات متعددة المسارات بين الشبكات

المحلية فتسمى البروتوكولات القابلة لتوجيهه

Routable Protocols

ونظرا 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_

  Connection less_

    بإعداد دائرة ظاهرية بين الأجهزة المتصلة بالشبكة. Connection-Oriented يقوم           

ويحقق هذا الاتصال المباشر موثوقية عالية لتسليم البيانات ولكنه قد يؤدي إلى بطء في عمل وأداء الشبكة.  

 يعتبر مثالا على النوع الأول من البروتوكولات   Transmission Control Protocol (TCP)

Connection-Oriented."   ".

بينما البروتوكولات من النوع الثاني

Connection less

فإنها لا توفر اتصالا مباشرا مع الكمبيوتر المستقبل قبل إرسال البيانات، مما يعني أن البيانات تنتقل بسرعة أكبر مما يحسن من أداء الشبكة، ولكن هذه الطريقة ليست تامة الموثوقية نظرا لأنه لا سبيل لمعرفة فيما إذا حدثت أخطاء أثناء الإرسال أم لم تحدث.

يعتبر بروتوكول Internet Protocol (IP)

مثالا واضحا على البروتوكولات عديمة الاتصال

Connection less.

يجب أن ينظم عمل البروتوكولات المختلفة حتى لا يحدث أي تعارض أو نقص في عملها.

.  layering  يطلق على تنظيم المهام بين البروتوكولات المختلفة اسم   

 protocol stack كما ذكرت سابقا فإن

هي مجموعة من البروتوكولات المتكاملة في عملها معا، وكل طبقة في هذه المجموعة تحتوي على بروتوكول مختلف يقوم بوظيفة مختلفة.

   protocol stack تحدد الطبقات السفلى من

protocol stack بينما تحدد الطبقات العليا من

الطريقة التي تتفاهم فيها برامج الاتصال، ويطلق على بروتوكولات الطبقات العليا اسم البروتوكولات مرتفعة المستوى   high_level Protocols. 

كلما ارتفعنا في طبقات Protocol Stack كلما زاد تعقيد البروتوكولات في هذه الطبقات.

 يطلق مصطلح Binding على الطريقة التي يتم بها ربط

البروتوكولات وترتيبها معا لتكون protocol stack.

ترتيب ربط البروتوكولات معا يحدد الترتيب الذي يسلكه نظام التشغيل في تنفيذه لبروتوكولات الشبكة.

فإذا كانت هناك مجموعة من البروتوكولات مرتبطة معا لتعمل مع بطاقة الشبكة، فإن هذا الارتباط يحدد الترتيب في تشغيل هذه البروتوكولات لتحقيق اتصال ناجح.

فلو افترضنا أن بروتوكول TCP/IP مرتبط مع مجموعة من البروتوكولات الأخرى بحيث يكون هو البروتوكول الأول الذي يتم تشغيله، فإذا فشل تشغيله يتم الانتقال تلقائيا الى البروتوكول الذي يليه في المجموعة المرتبطة معا.

عملية ربط البروتوكولات معا تسمح بمقدار كبير من المرونة في إعداد الشبكة، كما من الممكن إعداد عملية الربط لتتناسب مع احتياجات المستخدم، ومن الممكن إعادة تنظيم عملية الربط لتتناسب مع مكونات أو بروتوكولات جديدة.

لنلق نظرة على شبكة محلية تستخدم أجهزتها بروتوكولي نقل هما TCP/IP وNetBEUI أو NetBIOS Extended User Interface كل من هذه البروتوكولات له خصائص قوة، بروتوكول TCP/IP فعال في نقل المعلومات عبر شبكة الإنترنت

بينما بروتوكول NetBEUI و تأثيره فعال أكثر في نقل البيانات عبر الشبكة المحلية، ففي مثل هذه الشبكة إذا أراد المستخدمون الاتصال عبر الشبكة المحلية بإمكانهم جعل البروتوكول NetBEUI هو البروتوكول الافتراضي، وإذا أرادوا الاتصال بشبكة الإنترنت فإنهم يستخدمون بروتوكول TCP/IP.

يطلق على البروتوكولات التي تستخدم من قبل مصنعين ومنتجين مختلفين اسم Protocol Standard. 

 الجهات المخولة بالاتفاق على مثل هذه البروتوكولات تتضمن:

The   International Standards Organization(ISO).

The Institute of Electrical and Electronic Engineers) IEEE).

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 وتتلخص مهمتها في تبادل البيانات وتحقيق التفاعل بين التطبيقات ومن 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.

أما بروتوكولات النقل فتستخدم لتوفير جلسات الاتصال بين الكمبيوترات على الشبكة و هي مسئولة عن صيانة جودة و دقة المعلومات المنقولة بين الأجهزة، و من أمثلتها

_ 1 الجزء الناقل من بروتوكول ميكروسوفت NWline 

2_الجزء الناقل من بروتوكول       NetBEUI

Sequenced Packet Exchange (SPX)_3

Transmission Control Protocol) TCP)_4

بينما تقدم بروتوكولات الشبكة خدمات ربط Link Services 

وتتلخص مهامها بما يلي:

_ عنونة و توجيه المعلومات

 البحث عن أخطاء في عملية الإرسال 

 _ التعامل مع طلبات إعادة الإرسال 

 Token Ring.  _ تحديد قوانين الاتصال في بيئات محددة من الشبكات مثل إيثرنت

من الأمثلة على هذه البروتوكولات ما يلي

:

1- Internet Protocol) IP).

2- Internetwork Packet Exchange) IPX). 

وفى النهاية

تنقسم البروتوكولات الى موجهة و عديمة الاتصال و تقسم وفقا لوظيفتها الى: 

بروتوكولات تطبيقات و بروتوكولات نقل و بروتوكولات شبكه .

الكاتب : الدكتور احمد

شارك الموضوع

مواضيع ذات صلة