الحلقة الدراسية 21
مبادئ عمل OSI
في هذا الدرس إن شاء الله البنود التالية:
1 -سنتناول شرح المبادئ الأساسية التي تقف خلف المرجع OSI.
2- وصف للطبقات السبعة التي يتكون منها المرجع OSI.
3-وصف للخدمات المتوفرة بين الطبقات المختلفة وشرح لمفهوم SAP.
يمكن تصنيف تصميم أنظمة الكمبيوتر إلى:
1-أنظمة مفتوحة.
2-أنظمة مغلقة.
في الأنظمة المغلقة يكون المستخدمون مجبرين على استخدام أجهزة من منتج أو شركة واحدة فقط ولا تستطيع أنظمتهم التعامل مع أجهزة من مصنعين آخرين كما كان ذلك شائعا في السبعينات و الثمانينات.
مع تطور صناعة الكمبيوتر وانتشارها كان لابد من إيجاد
مقاييس تسمح للأجهزة باختلاف مصنعيها بالتفاهم والتوافق فيما بينهم وتنقسم هذه المقاييس إلي مجموعتين:
1-OSI Model.
2- مشروع 802 Project وهو تعديل على OSI Model.
تم تطوير OSI Model وهو باختصار ل Open Interconnection Systems من قبل منظمة المقاييس الدولية (ISO) Organization Standards International وقد طور هذا المقياس العالمي ليكون منصة بالرجوع إليها يستطيع منتجي ومصنعي الشبكات تطوير مقاييس تسمح للأنظمة المفتوحة بالاتصال والتوافق فيما بينها وبالتالي أصبحت منتجات الشبكة قائمة على مواصفات OSI.
تقسم مقاييس OSI اتصالات الشبكة إلي سبع طبقات:
1-application .
2- presentation.
3- session.
4- transport.
5- network.
6- data-link.
7- physical.
كل طبقة تقدم خدمة للطبقات الأعلى منها بينما تستفيد من خدمات الطبقات الأسفل منها فمثلا طبقة Network وتتصل مع طبقة Transport وتستخدم خدمات الطبقتين Data-Link Physical.
الطبقات الثلاث السفلى مخصصة لنقل البتات من البيانات و تبادلها بين الشبكات.أنظر الصورة.
أما الطبقات الثلاث العليا فهي مخصصة لتطبيقات وبرامج المستخدم.
أما الطبقة الوسطى فتعمل كواجهة بين الطبقات السفلى والعليا.
وبشكل عام كلما ارتفعت الطبقة كلما زاد تعقيد مهامها.
كما أن كل طبقة في الجهاز المرسل تقوم بالاتصال بالطبقة المماثلة لها في الجهاز المستقبل. أنظر الصورة.
وهدا الاتصال لا يكون فعليا بل ظاهريا أو منطقيا .
وتتم عملية الاتصال بين جهازين كما يلي :
يتم إدخال البيانات المطلوب إرسالها بواسطة التطبيقات وتنتقل هذه البيانات ويتم ترجمتها بالمرور على الطبقات في الجهاز المرسل ابتداء بطبقة التطبيقات وانتهاء بطبقة Physical حيث تكون البيانات قد تحولت إلي بتات جاهزة لنقل عبر أسلاك بعد أن تضيف كل طبقة معلومات خاصة إلي البيانات التي يرغب في إرسالها وتسمى هده العملية Encapsulation وعند وصولها إلى الجهاز المستقبل تمر البيانات طبقات OSI بشكل معكوس ابتداء بطبقة Physical وانتهاء بطبقة التطبيقات في عملية تسمى De-Encapsulation وتكون البيانات الناتجة هي ما يراه المستخدم المستقبل على جهازه.
ويفصل بين كل طبقة وأخرى في OSI فاصل يسمى Interface وهو الذي يمرر البيانات بين الطبقات .
لنلق نظرة مفصلة على كل طبقة من طبقات OSI :
-1 الطبقة الأولى Application وهي الطبقة التي يتحكم فيها المستخدم مباشرة وهي تدعم برامج مثل :
1- برامج نقل الملفات .
2- برامج قواعد البيانات.
3- برامج البريد الالكتروني.
وهذه الطبقة هي المسئولة عن توفير اتصال بين عمليات التطبيقات وبيئة OSI كما أنها تتحكم بالوصول العام للشبكة وتدفق البيانات وعلاج الخطأ .
وتوفر هذه الطبقة خدمات تسمى Application Service (ASEs) Elements وتشمل هذه الخدمات ما يلي :
1-Association Control Service Element (ACSE) .
2- File Transfer, Access and Management (FTAM).
3- Message Handling System (FHS).
2- الطبقة الثانية Presentation وهي المسئولة عن تشكيل البيانات بالهيئة المناسبة للطبقة المجاورة العليا أو السفلى
حسب الحالة هل هي عملية إرسال أو استقبال ، كما أن هذه الطبقة مسئولة عن الترجمة بين البروتوكولات المختلفة كما تقوم بتحويل الصيغ المختلفة من الصور مثل PCX و PNG و JPG وغيرها إلى صيغة قابلة للقراءة والمشاهدة من قبل برنامج المستخدم ، وتقوم هذه الطبقة أيضا بضغط البيانات لتقليل عدد البتات التي يجب نقلها .
3- الطبقة الثالثة Session وهي التي تسمح لبرنامجين على كمبيوترين مختلفين بإجراء اتصال واستخدام هذه الاتصال وإنهائه بين الجهازين ، كما أن هذه الطبقة مسئولة عن التعرف على الأجهزة وأسمائها وإصدار تقارير عن الاتصالات التي تجريها وتقوم هذه الطبقة أيضا ببعض مهام الإدارة مثل ترتيب الرسائل المرسلة حسب وقت إرسالها ومدة إرسالها.
ومن البروتوكولات التي تعمل ضمن هذه الطبقة ما يلي :
أ- Network File System(NFS).
ب- Structured Query Language(SQL).
ج- X Windows.
كما تقوم هذه الطبقة بأخذ عينة من آخر جزء من البيانات تم إرساله عند توقف الشبكة عن العمل وذلك لكي يتم إرسال البيانات عندما تعود الشبكة إلى العمل من النقطة التي توقف عندها الإرسال .
4- الطبقة الرابعة Transport وهي الطبقة التي تفصل بين الطبقات الموجهة للمستخدم User-Oriented والطبقات الموجهة للشبكة Network-Oriented.
تقوم هذه الطبقة بتجزئة البيانات إلي أجزاء تسمى Segments، كما تقوم بالتأكد من وصول هذه الأجزاء بدون أخطاء أو نقص أو تكرار وبالترتيب المناسب باستخدام الواجهة المناسبة وتقوم هذه الطبقة في الجهاز المستقبل بإرسال رسالة تعلم باستلامها للبيانات .
5- الطبقة الخامسة Network وهي مسئولة عن عنونة الرسائل وترجمة العناوين المنطقية والأسماء إلي عناوين مادية تفهمها الشبكة.
العنوان المنطقي قد يكون بريد الكتروني أو عنوان إنترنت بهذه الشكل 123.123.123.123 أما العنوان المادي فيكون بهذه الشكل 02.12.3A.DI.23.AS.
وتقوم هذه الطبقة باختيار أنسب مسار بين الجهاز المرسل والمستقبل ، لهذه فإن أجهزة الموجهات Routers تعمل من ضمن هذه الطبقة .
6-الطبقة السادسة Data-Link وهي المسئولة عن المحافظة على التزامن في إرسال واستقبال البيانات وتقوم بتقسيم البيانات إلى أجزاء أصغر تسمى Frames وتضيف إليها أجزاء الرأس Header والذيل Trailer والتي تحتوي على معلومات تحكم للتأكد من خلو الإطارات من أي أخطاء .
7- الطبقة السابعة Physical وهي الطبقة الموجهة لوسط الإرسال والمسئولة عن إرسال البيانات التي تم تجهيز من قبل الطبقات العليا عبر وسط الإرسال.
كما تعرف هذه الطبقات الكيفية التي تتصل بها بطاقة الشبكة بالأسلاك .
لنر ألان الكيفية التي تتصل وتتفاعل بواسطتها هذه الطبقات معا .
يطلق على الهيئة القياسية التي يقوم البروتوكول بتشكيل البيانات المارة بين عليها اسم Unit Data Protocol (PDU).
وتقوم الواجهة الفاصلة بين كل طبقتين بتعريف العمليات والخدمات التي توفرها الطبقة السفلى لجارتها العليا وتسمى هذه العمليات Primitives.
ولكي تقوم أي طبقة عليا بالوصول إلى الطبقة المجاورة السفلى فإنها لابد أن تستخدم عنوانا يسمى SAP) Service Access Point) ويمكن تصور هذا العنوان كمنفذ منطقي تمر البيانات من خلاله ويضاف الحرف الأول من اسم كل طبقة لهذا المصطلح ليصف اسم المنفذ الخاص بكل طبقة ، بمنفذ طبقة Network يسمى NSAP.
عند مرور البيانات من طبقة لأخرى فإنه من الممكن استخدام نوعين من الخدمات هما :
1- Confirmed.
2- Unconfirmed.
في الخدمات Confirmed تستخدم العمليات Primitives التالية :
1- الطلب Request.
2- الإشارة Indication.
3- الرد Response.
أما في الخدمة Unconfirmed وتستخدم :
1- الطلب Request.
2- الإشارة Indication.
ملخص الدرس :
تقسم أنظمة الحاسوب إلى أنظمة مفتوحة وأنظمة مغلقة .
يتكون OSI من سبع طبقات :
1- application، 2- presentation، 3- session، 4- transport، 5- network، 6- data-link، 7- physical.
وكل طبقة عليا تستفيد من خدمات الطبقات السفلى ، ويفصل بين كل طبقة والتي فاصل يسمى Interface.
