الجزء الثاني
وبه نكون قد أكملنا الفصل الأول
تعد شهادات سيسكو من أفضل الشهادات التي يمكن للمرء الحصول عليها في مجال تكنولوجيا المعلومات
شركة سيسكو الشركة الرائدة عالميا في مجال تكنولوجيا المعلومات والشبكات
من يحصل علي شهادات أعتماد سيسكو يصبح بمثابة الخبير في منتجات وحلول سيسكو لشبكات المعلومات
عنونة TCP/IP
1-3-1 بيئة TCP/IP
في بيئة TCP/IP، تتصل المحطات النهائية ?الملقمات أو بمحطات نهائية أخرى. وهذا يمكن أن يحدث لأن كل نقطة تستعمل طقم البروتوكولات TCP/IP لها عنوان منطقي من 32 بت. وهذا العنوان يُسمى عنوان IP. كل شركة أو مؤسسة موصولة بشبكة بينية تُعتبر كشبكة مميزة واحدة يجب أن يتم الوصول إليها قبل أن يمكن الاتصال بمضيف فردي ضمن تلك الشركة. وكل شركة لها عنوان شبكة، والمرتبطين بتلك الشبكة يتشاركون في نفس عنوان الشبكة، ولكن يتم التعرّف على كل مضيف بواسطة عنوان المضيف على الشبكة.
1-3-2 الشبكات الفرعية
تحسّن الشبكات الفرعية فعالية عنونة الشبكة. وإضافة شبكات فرعية لا يغيّر كيف سيرى العالم الخارجي الشبكة، لكن ستصبح هناك بنية إضافية ضمن المؤسسة. في الشكل(1)? الشبكة 172.16.0.0 مقسّمة فرعياً إلى أربع شبكات فرعية: 172.16.1.0 و 172.16.2.0 و 172.16.3.0 و 172.16.4.0. تحدّد الموجّهات الشبكة المقصودة باستعمال عنوان الشبكة الفرعية، مما يحدّ من كمية حركة المرور على بقية أجزاء الشبكة.
من وجهة نظر العنونة، الشبكات الفرعية هي ملحق لرقم شبكة. يحدّد مسئولوا الشبكة حجم الشبكات الفرعية بناءً على التوسيع الذي ?حتاج إليه مؤسساتهم. تستعمل أجهزة الشبكة أقنعة الشبكات الفرعية لتحديد أي جزء من العنوان هو للشبكة وأي جزء يمثّل عنوان المضيفين.
مثال عن إنشاء شبكات فرعية من الفئة C.
في الشكل(3)، تم إعطاء الشبكة عنوان الفئة C التالي: 201.222.5.0. بافتراض أن هناك حاجة لـ20 شبكة فرعية، مع 5 مضيفين على الأكثر في كل شبكة فرعية، لذلك ?تحتاج إلى تقسيم الثُمانيَّة (octet) الأخيرة إلى شبكة فرعية ومضيف، ثم تحديد ما سيكون عليه قناع (mask) الشبكة الفرعية. تحتاج إلى انتقاء حجم حقل شبكة فرعية يؤدي إلى نشوء شبكات فرعية كافية. في هذا المثال، انتقاء 5 بتات يعطيك 20 شبكة فرعية.
في المثال، عناوين الشبكات الفرعية هي كلها مُضاعَفات للرقم 8 - 201.222.5.16 و 201.222.5.32 و 201.222.5.48. البتات المتبقية في الثُمانيَّة الأخيرة محجوزة لحقل المضيف. البتات الثلاثة في المثال كافية للمضيفين الخمس المطلوبين في كل شبكة فرعية (في الواقع، تعطيك أرقام للمضيفين من 1 إلى 6). عناوين المضيفين الأخيرة هي تركيبة من عنوان البداية لقسم الشبكة/الشبكة الفرعية زائد قيمة كل مضيف. المضيفين على الشبكة الفرعية 201.222.5.16 سيحصلون على العناوين 201.222.5.17 و 201.222.5.18 و 201.222.5.19، الخ.
إن رقم المضيف (0) محجوز لعنوان السلك (أو الشبكة الفرعية)، ورقم ?لمضيف المؤلف كله من آحاد محجوز لأنه ينتقي كل المضيفين الذين ينيئون - بمعنى آخر، إنه بث. تبيّن الصفحة التالية جدولاً مستعملاً لمثال التخطيط للشبكة الفرعية. أيضاً، هناك مثال توجيه يبيّن دمج عنوان IP قادم مع قناع شبكة فرعية لاستنتاج عنوان الشبكة الفرعية (يسمى أيضاً رقم الشبكة الفرعية). عنوان الشبكة الفرعية المستخرَج يجب أن يكون نموذجياً للشبكات الفرعية المولَّدة خلال تمرين التخطيط هذا.
مثال عن التخطيط لإنشاء شبكات فرعية المثال من الفئة B
في الشكل، يتم تقسيم شبكة من الفئة B إلى شبكات فرعية لتزويد ما يصل إلى 254 شبكة فرعية و254 عنوان مضيف قابلة للاستعمال.
مثال عن التخطيط لإنشاء شبكات فرعية المثال من الفئة C
في الشكل، يتم تقسيم شبكة من الفئة C إلى شبكات فرعية لتزويد 6 عناوين مضيفين و30 شبكة فرعية قابلة للاستعمال.
1-4 طبقات المضيفين (الطبقات الأربع العليا في الطراز OSI)
1-4-1 طبقات التطبيقات والعرض
طبقة التطبيقات: تدعم طبقة التطبيقات (الطبقة 7) في سياق الطراز OSI المرجعي، مكوّن الاتصال في أي تطبيق. إنها لا تقدم خدمات لأي طبقة OSI أخرى. لكنها تقدم خدمات لعمليات التطبيق الموجود خارج نطاق الطراز OSI (مثلاً، برامج الصفحات الإلكترونية، التلنت، WWW، الخ). بإمكان أن يعمل كلياً باستعمال فقط المعلومات التي تتواجد في حاسبه. لكن قد يملك تطبيق آخر حيث يمكن ?مكوّن الاتصال أن يتصل بواحد أو أكثر من التطبيقات الشبكية. وهناك عدة أنواع مذكورة في العمود الأيمن للشكل (1).
إن مثالاً عن هكذا تطبيقي قد يتضمن معالج نصوص يمكنه أن يتضمن مكوّن إرسال ملفات يتيح إرسال مستند إلكترونياً عبر شبكة. ومكوّن إرسال الملفات يؤهّل معالج النصوص كتطبيق في السياق OSI، وبالتالي ينتمي إلى الطبقة 7 للطراز OSI المرجعي. مثال آخر عن تطبيق حاسوبي فيه مكوّنات إرسال بيانات هو مستعرض وب كنتسكايب نافيغيتر وإنترنت اكسبلورر. حيث تُرسَل الصفحات إلى حاسوبك كلما زرت موقع وب.
طبقة العرض: (الطبقة 6) في الطراز OSI المرجعي مسؤولة عن تقديم البيانات بشكل يمكن أن يفهمه جهاز التلقي. إنها تلعب دور المترجِم - أحياناً بين تنسيقات مختلفة - للأجهزة التي تحتاج إلى الاتصال ببعضها عبر شبكة، بتقديم تنسيق وتحويل للشفرة. تنسق طبقة العرض (الطبقة 6) وتحوّل بيانات برامج الشبكة إلى نصوص أو رسوم أو فيديو أو ?صوات أو أي تنسيق ضروري لكي يفهمها جهاز التلقي.
لا تهتم طبقة العرض بتنسيق وتمثيل البيانات فقط، بل ?أيضاً ببنية البيانات التي ?ستعملها البرامج. تنظم الطبقة 6 البيانات للطبقة 7.
لفهم كيف يجري هذا، تخيّل أن لديك نظامين. أحدهما يستعمل EBCDIC والآخر ASCIT لتمثيل البيانات. عندما يحتاج النظامان إلى الاتصال، تقوم الطبقة (6) بتحويل وترجمة التنسيقين المختلفين.
وهناك وظيفة أخرى للطبقة 6 هي تشفير البيانات. ويُستعمل التشفير عندما تكون هناك حاجة لحماية المعلومات المرسَلة من المتلقيين غير المرخّص لهم. ولتحقيق هذه المهمة، يجب على العمليات والشفرات الموجودة في الطبقة 6 أن تحوّل البيانات. تضغط النصوص الموجودة في طبقة العرض وتحوّل الصور الرسومية إلى تدفّقات من البتات لكي يمكن إرسالها عبر الشبكة.
تحدد المواصفات القياسية للطبقة 6 كيف يتم تقديم الصور. فيما يلي بعض الأمثلة:
* PICT -- تنسيق صور مستعمل لإرسال رسوم Quick Draw بين برامج الماكنتوش أو PowerPC
* TIFF -- تنسيق مستعمل للصور النقطية المرتفعة الدقة
* JPEG -- من مجموعة الخبراء الفوتوغرافيين، مستعمل للصور ذات النوعية الفوتوغرافية
تحدد المواصفات القياسية الأخرى للطبقة 6 طريقة تقديم الأصوات والأفلام. وتتضمن المواصفات القياسية التالية:
* MIDI -- الواجهة الرقمية للآلات الموسيقية للموسيقى الرقمية.
* MPEG -- المواصفات القياسية من مجموعة خبراء الأفلام السينمائية لضغط وكتابة شفرة أفلام الفيديو للأقراص المضغوطة، وللتخزين الرقمي، وسرعات البتات إلى 1.5 ميغابت بالثانية
* QuickTime -- مواصفات قياسية ?عالج الأصوات والفيديو لبرامج الماكنتوش وPowerPC
طبقة الجلسة: (الطبقة 5)
تنشئ وتدير وتنهي الجلسات بين التطبيقات. إنها تنسّق بين طلبات الخدمات والأجوبة التي تحدث عندما تُنشئ التطبيقات اتصالات بين مضيفين مختلفين.
1-4-2 طبقة الإرسال
طبقة الإرسال (الطبقة 4) مسؤولة عن إرسال وتنظيم انسياب المعلومات من المصدر إلى الوجهة بشكل موثوق به وبدقة. وتتضمن ?ظائفها:
* مزامنة الاتصال
* التحكم بالانسياب
* الاستعادة من الخطأ
* الموثوقة من خلال النوافذ
تمكن طبقة الإرسال (الطبقة 4) جهاز المستخدم من تجزئ عدة تطبيقات تابعة لطبقة أعلى لوضعها على نفس دفق بيانات الطبقة 4، وتمكّن جهاز التلقي من إعادة تجميع أقسام تطبيق الطبقة الأعلى. دفق بيانات الطبقة 4 هو اتصال منطقي بين نقاط النهاية في الشبكة، ويقدم خدمات إرسال من مضيف إلى وجهة معينة تسمى هذه الخدمة أحياناً خدمة طرف لطرف.
عندما ترسل طبقة الإرسال أقسام بياناتها فإنها ?ضمن أيضاً تكاملية البيانات. وهذا الإرسال هو علاقة اتصالية المنحى بين الأنظمة المتصلة. بعض الأسباب لإنجاز إرسال موثوق فيما يلي:
* إنها ?ضمن أن المرسلين يتلقون إشعاراً بالأقسام المسلَّمة.
* إنها تهتم بإعادة إرسال أي أقسام لم يتم تلقي إشعاراً بها.
* إنها تعيد ?ضع الأقسام في تسلسلها الصحيح في الجهاز الوجهة.
* إنها تقدم تجنّباً للازدحام وتحكماً.
إحدى المشاكل التي يمكن أن تحدث خلال إرسال البيانات هي جعل الذاكرة المؤقته (Buffers) تفيض في أجهزة التلقي. ويمكن أن يسبّب الفيضان حدوث مشاكل خطيرة تؤدي إلى خسارة البيانات. تستعمل طبقة الإرسال طريقة تدعى تحكماً بالانسياب لحل هذه المشكلة.
1-4-3 وظائف طبقة الإرسال
تنفّذ كل طبقة من طبقات المستوى الأعلى وظائف خاصة العرض بها. لكن وظائفها تعتمد على خدمات الطبقات الأدنى. كل الطبقات العليا الأربع - البرامج (الطبقة 7) العرض (الطبقة 6) والجلسة (الطبقة 5) والإرسال (الطبقة 4) - يمكنها أن تغلّف البيانات في أقسام.
تفترض طبقة الإرسال أنه يمكنها استعمال الشبكة كغيمة لإرسال رزم البيانات من المصدر إلى الوجهة. إذا فحصت العمليات التي تجري داخل الغيمة، يمكنك رؤية أن ?حدى الوظائف تستلزم انتقاء أفضل المسارات لمسلك معين. ستبدأ برؤية الدور الذي تنفّذه الموجّهات في هذه العملية.
تجزئة تطبيقات الطبقة العليا:
أحد الأسباب لاستعمال طراز متعدد الطبقات كالطراز OSI المرجعي هو أن عدة تطبيقات يمكنها التشارك بنفس اتصال الإرسال. تتحقق وظائفية الإرسال قسماً تلو القسم. وهذا يعني أن أقسام البيانات المختلفة من تطبيقات مختلفة، سواء تم إرسالها إلى نفس الوجهة أو إلى عدة وجهات، سيتم إرسالها على أساس "القادم أولاً هو المُلبى أولاً".
ولفهم كيف يعمل هذا، تخيّل أنك ترسل رسالة بريد إلكتروني وتنقل ملفاً (FTP) إلى جهاز آخر في شبكة. عندما ترسل رسالة بريدك الإلكتروني، فقبل أن يبدأ الإرسال الفعلي، يقوم برنامج في حاسبك ?ضبط رقم المنفذ SMTP (البريد الإلكتروني) ورقم منفذ البرنامج البادئ. وعند قيام كل تطبيق بإرسال قسم دفق بيانات فإنه يستعمل رقم المنفذ المعرَّف سابقاً. وعندما يتلقى الجهاز الوجهة دفق البيانات، سيفصل الأقسام ويفرزها لكي تتمكن طبقة الإرسال من ?مرير البيانات صعوداً إلى التطبيق الوجهة المطابق ?الصحيح.
ينشئ TCP اتصالاً:
لكي يبدأ إرسال البيانات، يجب على مستخدم واحد لطبقة الإرسال أن ينشئ جلسة اتصالية المنحى مع النظام النظير له(4). ثم، يجب على التطبيق المُرسل ?المتلقي إبلاغ نظامي تشغيلهما بأن اتصالاً سيبدأ. في المفهوم، حين يتصل جهاز واحد بجهاز آخر يجب أن يقبله ذلك الجهاز الآخر. وتتصل ?حدات البروتوكولات المبرمجة في نظامي التشغيل ببعضهما عن طريق إرسال رسائل عبر الشبكة للتحقق من أن الإرسال مرخّص له وأن الجهتين جاهزين. بعد حدوث كل المزامنة، ينشأ اتصال ويبدأ إرسال البيانات. وخلال الإرسال، يتابع الجهازان الاتصال ببروتوكوليهما ليتحققا من أنهما يتلقيان البيانات بشكل صحيح.
يبيّن الرسم اتصالاً نموذجياً بين أنظمة إرسال وتلقي. المصافحة الأولى (hard shake)?طلب المزامنة. والمصافحة الثانية والثالثة تقرّ طلب المزامنة الأساسي، وتزامن مقاييس الاتصال في الاتجاه المعاكس. ترسل المصافحة الأخيرة إشعاراً إلى الوجهة بأن الجهتين توافقان على أن اتصالاً قد نشأ. ثم يبدأ إرسال البيانات حالما ينشأ الاتصال.
يرسل TCP البيانات مع تحكم بالانسياب:
أثناء إرسال البيانات، يمكن أن يحدث ازدحام لسببين مختلفين. أولاً حاسب مرتفع السرعة قد يولّد حركة المرور بشكل أسرع مما تستطيع الشبكة إرسالها. ثانياً، إذا قامت عدة حاسبات بإرسال وحدات بيانات في الوقت نفسه إلى وجهة واحدة، ويمكن أن تعاني تلك الوجهة من ازدحام. عندما تصل وحدات البيانات بسرعة أكبر مما يستطيع المضيف أو العبّارة معالجتها، سيتم تخزينها في الذاكرة مؤقتاً. وإذا استمرت حركة المرور هذه، فستخور قوى ذاكرة المضيف أو العبّارة في نهاية المطاف وستتخلص أي وحدات بيانات إضافية تصل.
وبدلاً من السماح للبيانات بأن تضيع، تستطيع وظيفة الإرسال إصدار أمر "لست جاهزا ?" إلى المرسل. يتصرف ذلك الأمر كعلامة توقف ويشير إلى المرسل بإيقاف إرسال البيانات. عندما يصبح المتلقي قادراً من جديد على قبول مزيد من البيانات، سيرسل أمر "جاهز"، الذي هو كإشارة للبدء. عندما يتلقى الجهاز المُرسل هذا المؤشر، سيستأنف إرسال الأقسام.
يحقّق TCP الموثوقية بواسطة النوافذ:
يعني إرسال البيانات الاتصالي المنحى الموثوق به أن رزم البيانات تصل في نفس الترتيب الذي تم إرسالها به. يفشل البروتوكولات إذا ضاعت أي رزمة بيانات أو ?شوّهت أو تكررت أو تم تلقيها في الترتيب الخطأ. من أجل ضمان وموثوقية الإرسال، يجب أن تشير أجهزة التلقي بأنها تلقت كل جزء من بيانات.
إذا كان يجب على الجهاز المُرسِل أن ينتظر استلامه إشعاراً بعد إرسال كل قسم، فمن السهل تخيّل كم يمكن أن تكون عملية الإرسال بطيئة. لكن لأن هناك فترة من الوقت غير المستعمل متوفرة بعد إرسال كل رزمة بيانات وقبل معالجة أي إشعار متلقي، يمكن استعمال هذا الفاصل الزمني لإرسال مزيد من البيانات. عدد رُزم البيانات التي يُسمح ?لمرسل بإرسالها من دون تلقي إشعار يُسمى نافذة.
النوافذ هي اتفاقية بين المرسل والمتلقي. وهي طريقة للتحكم بكمية المعلومات التي يمكن تبادلها بين الأطراف. تقيس بعض البروتوكولات المعلومات على أساس عدد الرزم؛ يقيس TCP/IP المعلومات على أساس عدد البايتات. تبين الأمثلة في الشكل(4) ?بيّن محطات العمل لمرسل ومتلقي. أحدهما له حجم نافذة تساوي 1، والآخر له حجم نافذة يساوي 3. مع حجم نافذة من 1، يجب أن ينتظر المرسل وصول إشعار لكل رزمة بيانات مرسَلة. ومع حجم نافذة من 3، يستطيع المرسل إرسال ثلاث رزم بيانات قبل أن يتوقع قدوم الإشعار.
أسلوب TCP بتبادل الإشعارات:
يكفل التسليم الموثوق به بأن دفق البيانات المُرسَلة من جهاز سيتم توصيله من خلال وصلة بيانات إلى جهاز آخر من دون حصول تكرار أو خسارة في البيانات. ويكفل الاشعار الإيجابي مع البحث توصيلاً موثوقاً به لتدفق البيانات. إنه ?تطلب أن يرسل المستلم رسالة إشعار إلى المرسل كلما تلقى بيانات. يحتفظ المرسل ?سجل عن كل رزمة بيانات أرسلها ثم ينتظر الإشعار قبل إرساله رزمة البيانات التالية. كما أن المرسل يبدأ بتشغيل عدّاد وقت كلما أرسل جزء، ويعيد إرسال الجزء إذا انتهت صلاحية عدّاد الوقت قبل وصول الإشعار.
يبيّن الشكل (5) مرسلاً يرسل رزم بيانات 1 و2 و3. يقرّ المتلقي باستلام الرزم عن طريق طلبه الرزمة 4? يرسل المرسل، عند تلقيه الإشعار، الرزم 4 و5 و6. إذا لم تصل الرزمة 5 إلى الوجهة، يقرّ المتلقي بذلك عن طريق طلبه إعادة إرسال الرزمة 5. يعيد المرسل إرسال الرزمة 5 وينتظر الإشعار قبل إرساله الرزمة 7.
تلخيص:
الآن وقد أكملت الفصل 1، يجب أن يكون قد أصبح لديك فهم بالأمور التالية:
* وظائف طبقات الطراز OSI.
* المتناظرة (بين نظير ونظير).
* الخطوات الخمس لتغليف البيانات.
* أجهزة وتقنيات شبكة المناطق المحلية.
* المواصفات القياسية للإيثرنت وIEEE 802.3.
* تحسّس الحامل للوصول المتعدد واكتشاف التصادم.
* العنونة (IP) المنطقية.
* عنونة MAC.
* عنونة TCP/IP.
* الشبكات الفرعية.
* طبقات التطبيقات العلرض والجلسات.
* وظائف طبقة الإرسال
موضوع: شرح كامل لمنهج سيسكو الأصلي كاملا الفصل الاول الجزء الثانى 
الثلاثاء 29 أبريل 2008, 3:07 pm