بروتوكولات شبكات الحاسب الالي
Computer networks protocols
المقدمة: introduction
· يعرف البرتوكول بشكل عام بأنه مجموعة قواعد و القوانين التي تؤدي الى تنفيذ العمل المتفق عليه بشكل سليم و خالي من الأخطاء .
· إن عملية تبادل المعلومات الرقمية الصادرة من الحاسوب الى آخر الابد ان تخضع الى مجموعة من القواعد و القوانين بحيث تصل بشكل سليم , وبالتالي يمكن تعريف البروتوكول المستخدم في الشبكات الحاسب الآلي بأنه مجموعة من القواعد و القوانين التي تنظم عملية الاتصال بين الحواسيب بحيث يضمن تبادل المعلومات بشكل سليم و خالي من الاخطاء.
· بسبب عدم قدرة شبكات الحاسب الالي الاتصال ببعضها البعض ، لتتمكن من تبادل المعلومات. قامت عدة هيئات و لجان دولية بوضع معايير قياسية مناسبة لشبكات الحاسب الآلي لجعل هذه الشبكات تتصل فيما بينها .
المنظمات الدولية للمقاييس و المعايير: standard organizations
هناك عدد من الهيئات و اللجان الدولية التي تهتم بوضع المعايير القياسية لمختلف أنواع المنتجات بدءا من المنتجات الصغيرة الى المنتجات الكبيرة .
وفيما يلي سوف نستعرض اهم الهيئات و اللجان الدولية التي تهتم بوضع المعايير القياسية الخاصة بشبكات الحاسب الالي :
1.المنظمة الدولية لمواصفات و المقاييس :IOS(International Standard Organization)
تهتم هذه المنظمة الدولية بتوحيد المعايير القياسية الدولية في مختلف المجالات ، وقد أصدرت آلاف المعايير في مجالات مختلفة .
قسمت هذه المنظمة الى لجان فنية كل منها يهتم بوضع معايير قياسية في مجال معين، وكل لجنة فنية تتكون من لجان فرعية ،وكل لجان فرعية تتكون من عدة مجموعات عمل تهتم بإصدار المعايير المختلفة في مجالات مختلفة ، من بين هذه اللجان الفنية ، هناك لجان مختصة بوضع معايير في مجال شبكات الحاسب الالي .
2. الاتحاد العالمي للاتصالات ITU:
يهتم (IT U) بوضع المعايير الخاصة بنظم الاتصالات العالمية المختلفة، وبسبب التطور السريع في تقنيات الاتصالات و الترابط الكبير بين الشبكات الحاسوب و نظم الاتصالات ، اهتمت المنظمة (IT U) في نظم اتصالات المعلومات بطرق نقل المعلومات عبر شبكات الحاسب الالي .
3. المعهد الوطني الأمريكي للمعايير القياسية : ANSI
يهتم هذا المعهد بوضع المعايير للمنتجات المختلفة في مختلف المجالات ، وهو يشابه منظمة الدولية للمعايير القياسية ( IO S)
4. هيئة الصناعات الكهربائية : EIA
تهتم هذه الهيئة بوضع المعايير الخاصة بمكونات الربط مع الشبكات ومعظم مواصفات الطبقة الفيزيائية في مختلفة حسب السرعة نقل المعلومات .
5. معهد الهندسي الكهرباء و الالكترون: IEEE
يهتم هذا المعهد بوضع المعايير الخاصة بالطبقة الفيزيائية و طبقة ربط البيانات في نظام السبع طبقات (ISO) وتأمين النقل السليم للمعلومات ، فهو الذي قام بتقسيم طبقة ربط البيانات نظرا لأهميتها الى طبقتين فرعيتين هما طبقة التحكم بالنفاذ إلى الوسط (MAC) وطبقة التحكم في الاتصال (LL C) ، أيضا هو المسؤول عن ان يكون لكل بطاقة شبكة عنوان وحيد و مميز يسمى العنوان الفيزيائي (MAC Address) . يتبع اسم المعهد رقم يدل على رقم مجموعة العمل التي أصدرت المعيار
.
وهناك العديد من المعايير من أهمها :
المعيار IEEE 802 الذي صدر عنه عدد من المعايير أهمها:
· المعيار IEEE 802.3 الخاص بشبكات Ethernet .
· المعيار IEEE 802.4 الخاص بالشبكات التي تستخدم التوصيل الخطي وطريقة مرور الشارة.
· المعيار IEEE 802.5 الخاص بشبكات Token Ring .
المهام الأساسية لبروتوكول شبكات الحاسب الالي :
قبل ان نقوم بدراسة اهم البروتوكولات المستخدمة في شبكات الحاسب الآلي المختلفة ، لابد من معرفة أهم المهام الأساسية التي يجب توفرها في البروتوكول شبكات الحاسب الالي ، هذه المهام تختلف حسب ما يكون هذا الجهاز هو الذي يقوم بإرسال المعلومات او ان يقوم باستقبال المعلومات .
مهام البرتوكول في الحاسب الالي :
يقوم البروتوكول في الحاسوب المرسل بالمهام التالية :
1- تقسيم المعلومات إلى رزم صغيرة
2- إضافة معلومات خاصة بالعنونة الى الرزم
3- إضافة معلومات خاصة باختبار حدوث الخطأ في البيانات
4- إضافة معلومات خاصة بنوع البروتوكول
وبعد يتم إرسال الرزم عبر بطاقة الشبكة ومن ثم عبر الكابل الى الحاسوب المستقل
مهام البروتوكول في الحاسب المستقبل :
يقوم البروتوكول في الحاسب المستقبل بالمهام التالية :
1- استلام الرزم من الكابل
2- نقل الرزم عبر بطاقة الشبكة على الحاسوب
3- بعد التأكد من السلامة المعلومات يتم حذف معلومات التحكم
4- تجمع الرزم وإعادة تشكيل المعلومات الاصلية و أعطاها إلى البرنامج.
فيما بعد سوف نقوم بشرح أهم مهام البروتوكول :
1. تقسيم المعلومات إلى الرزم الصغيرة
لا يمكن للمعلومات كبيرة الحجم أن تنتقل دفعة واحدة عبر الكابل ، لذلك لابد من تقسيمها الى الرزم الصغيرة للأسباب التالية :
§ عندما تنقسم المعلومات إلى الرزم الصغيرة ، هذا يؤدي إلى أن الحاسوب لا يستأثر بالكابل لوقت كبير ، مما يسمح الحواسيب الأخرى الإرسال عبر الكابل.
§ عند حدوث خطأ في الإرسال فإن من السهل إعادة إرسال الرزم التي حدث فيها الخطأ .
§ ان عملية تقسيم المعلومات إلى الرزم الصغيرة يسمح للحواسيب المستقبلة استخدام ذواكر صغيرة لاستقبال الرزم .
§ بعض شبكات الاتصال قد لا تكون قادرة على التعامل مع المعلومات الكبيرة
مساوئ تقسيم المعلومات إلى الرزم الصغيرة :
كما وجدنا بأن هناك إيجابيات لعملية تقسيم المعلومات إلى الرزم الصغيرة ، فإن هناك بعض السلبيات لهذه العملية منها:
1 إن عملية إضافة معلومات التحكم بالرزم يؤدي الى زيادة المعلومات المرسلة
2 زيادة طلبات المقاطعة في الحاسوب المستقبل ، مما يؤدي الى توقف الأعمال التي يقوم بها الحاسوب والاتجاه الى خدمة المقاطعة
3 زيادة زمن المعالجة كلما ازدادت عدد الرزم
2. إضافة معلومات خاصة بالعنونة الى الرزم :
المعلومات تحتوي كل من عنوان الحاسب المرسل وعنوان الحاسب المرسل اليه .
3. معلومات خاصة باكتشاف حدوث خطأ :
المعلومات تسمى CR C الاختبار الدائري الزائد ، وتنتج عندما يقوم الحاسب المرسل بإرسال اللازمة ، ويقوم إجراء عملية حسابية على البيانات الموجودة في الرزمة قبل إرسالها ، ويضع ناتج العملية الحسابية في حقل اكتشاف الأخطاء CR C ، وعند وصول الرزمة الى الحاسوب المستقبل فإنه يقوم بإجراء نفس العملية الحسابية على البيانات في الرزمة و يقارن النتيجة العملية الحسابية مع ما هو موجود في الحقل CR C يدل على أن البيانات بها حطا ولم تصل بشكل سليم .
تصنيف البروتوكولات حسب التوجيه :
يمكن تصنيف البروتوكولات حسب التوجيه الى صنفين :
1- البروتوكولات الموجهة Rout able Protocols:
وهي البروتوكولات التي تسمح بمرور البيانات بين الشبكات وفق مسارات متعددة ، حيث أن البيانات تنقل من شبكة محلية إلى شبكة محلية أخرى عبر المسارات المختلفة باستخدام موجهات Rout able
2- البروتوكولات غير الموجهة Non Rout able Protocols :
وهي البروتوكولات لا تسمح لها بالمرور عبر الموجهات .
تصنيف البروتوكولات حسب طريقة التوصيل :
حيث يوجد طريقتين لتوصيل البيانات :
1- طريقة توصيل البيانات المضمونة Oriented Connection:
تعتمد الطريقة بأن ينتظر المرسل من المستقبل وصول رسالة تأكيد Acknowledgement بوصول البيانات بشكل سليم و خالية من الأخطاء ، وهده الطريقة مضمونة في إرسال البيانات ، ولكن عيبها هو البطء وزيادة الضغط على الشبكة بسبب ضرورة انتظار استقبال رسالة تأكيد الوصول من المستقبل
ومن أهم البروتوكولات التي تستخدم الطريقة هي بروتوكول T C P و FTP .
2- طريق توصيل البيانات غير المضمون Oriented Connection less .
وهي الطريقة التي يتم فيها ارسال البيانات ولا ينتظر المرسل وصول رسالة تأكيد من المستقبل ، فهي تعتبر سريعة ولا يوجد ضغط على الشبكة ، ومبدأ عمل الطريقة هو (ارسال وانسى) Sand and Forget . ومن اهم البروتوكولات التي تستخدم الطريقة هي بروتوكول U D P و T F T P .
