من الفيديو السابق علمنا عن أساسيات الشبكة ، واليوم سوف نتحدث عن نموذج OSI ونموذج TCP / IP. عندما أقول نماذج ، لا أقصد سوى مجموعة من القواعد ، أو مجموعة من المعايير. قد تسأل ، لماذا نحتاج إلى مجموعة من القواعد أو المعايير في صناعة الكمبيوتر؟ لفهم هذا ، نحن بحاجة إلى معرفة القليل عن تاريخ صناعة الكمبيوتر.
منذ وقت ليس ببعيد ، وقعت معركة شرسة بين IBM وشركة Digital Equipment Corporation (DEC) حول أي منهما شركة رائدة في تصنيع الكمبيوتر. ولكن كانت هناك مشكلة. أنتجت كل من هذه الشركات المصنعة معدات الكمبيوتر التي كانت غير متوافقة مع بعضها البعض. أي إذا اشتريت كمبيوتر IBM ، فعليك شراء جهاز عرض وطابعة وكل شيء آخر من IBM له. وبالمثل ، إذا اشتريت جهازًا من DEC ، فيجب عليك شراء جميع الملحقات والأجهزة الأخرى من نفس الشركة المصنعة حتى تتمكن من استخدامها.
كانت هناك العديد من الشركات التي اشترت المعدات من كلا المصنعين ، بحيث ، على سبيل المثال ، كانت هناك أجهزة كمبيوتر IBM في قسم المحاسبة ، وتم تجهيز قسم التسويق بأجهزة كمبيوتر DEC. ونتيجة لذلك ، لم تتمكن هذه الأجهزة من الاتصال أو مشاركة المعلومات مع بعضها البعض. وبالتالي ، فإن عدم وجود معيار واحد لا يسمح لتقنيات الكمبيوتر بالمضي قدمًا. حدث هذا في وقت قريب عندما توصلت منظمة المعايير الدولية ، والمعروفة باسم ISO ، إلى نتيجة مفادها أن هناك حاجة لإنشاء معيار كمبيوتر مشترك. قامت ISO بتطوير OSI - النموذج المرجعي للتوصيل المفتوح للنظام ، أو OSI. في نفس الوقت تقريبًا ، تم إنشاء معيار منافس - نموذج TCP / IP ، الذي روجت له وزارة الدفاع. يشبه نموذج TCP / IP إصدارًا تم تجريده من نموذج OSI ، وبسبب أهميته ، فقد أصبح معيارًا للصناعة. للحصول على مفهوم النماذج ، تحتاج إلى النظر في مفهوم "مستوى المكدس". النظر فيه في المثال الموضح في صورة المكتب. كل مكتب لديه مستويات مختلفة من الموظفين: المدير العام ، كبار موظفي المكتب ، مدير الرواتب ، مدير الحساب ، مدير الخدمة ، موظفي الصيانة ، موظفي المكاتب المبتدئين - مجموعة متنوعة من الموظفين. يرجع السبب في أن كل شركة لديها موظفين مختلفين يحملون ألقاب عمل مختلفة إلى حقيقة أنهم يقومون بواجبات مختلفة ولديهم مستويات مختلفة من المسؤولية.
لذلك ، عندما لا يتم القيام بشيء ما أو لم تكتمل مهمة محددة ، فأنت تعلم من المسؤول عن ذلك. على سبيل المثال ، إذا لم يتم تحويل الراتب في الوقت المحدد ، فإن مدير الرواتب مسؤول عن ذلك. لا يهم أن يكون البنك هو المسؤول ، أول جهة اتصال تستخدمها لتوضيح المشكلة هي مدير الرواتب. إذا لم يتم تنظيف مكتبك ، فهذا هو قسم الأعمال المسؤول. وهذا يعني أن التسلسل الهرمي للوظائف يتيح لك توزيع المسؤولية.
بالطريقة نفسها ، نحتاج إلى معرفة طراز OSI ونموذج TCP / IP ، لأنه عند دراسة شبكات الكمبيوتر أو عندما تنشأ مشاكل فيها ، نحتاج إلى معرفة المستوى الذي يعمل. لأنه في حالة حدوث خلل ، لا نحتاج إلى التحقق من جميع المعدات ، نظرًا لاستخدام نهج متعدد المستويات ، سنعرف تمامًا ما يمكن أن تكون عليه المشكلة.
ننتقل مباشرة إلى النماذج لفهم كيفية عملها ومستويات المشاركة في ذلك. دعنا نقارن كلا النموذجين.
على اليسار ترى طبقات طراز OSI ، على اليمين - TCP / IP. اسمحوا لي أن أغتنم علامة لجعلها أكثر وضوحا. قمت بتمييز المستويات بألوان مختلفة ، لذا لن تشعر بالارتباك. لنبدأ المناقشة على اليسار باستخدام نموذج OSI. قبل أن نذهب إلى أبعد من ذلك ، أؤكد أنه بصفتك طلاب شبكة ، يجب أن تعرف كل هذه المستويات ومواقعها عن ظهر قلب!
تحتاج إلى معرفة أن المستوى 7 هو مستوى التطبيق ، والمستوى 6 هو مستوى العرض ، والمستوى 5 هو مستوى الجلسة. تحتاج إلى معرفة أين هذه المستويات! طريقة واحدة لتذكر سلسلة من المستويات هي استخدام فن الإستذكار. واحدة من أكثر العبارات الشائعة لتذكر مستويات OSI الفعلية ، رابط البيانات ، الشبكة ، النقل ، الجلسة ، العرض التقديمي ، التطبيق من الأسفل إلى الأعلى هو: من فضلك ، لا ترمي السجق بيتزا بالخارج (من فضلك لا تتخلص من البيتزا بالنقانق)!
إذا كنت تريد أن تتذكر تخطيط المستويات من الأعلى إلى الأسفل ، فاستخدم عبارة "يبدو أن جميع الأشخاص بحاجة إلى معالجة بيانات." (يبدو أن جميع الأشخاص بحاجة إلى معالجة البيانات).
في طريقة التذكر - من الأعلى إلى الأسفل أو من الأسفل إلى الأعلى - الخيار لك ، عليك فقط أن تتذكر أن المستوى الأول جسدي ، وأن 7 يتم تطبيقه. بعض الناس يشعرون بالارتباك ، معتقدين أن المستويات ترتفع وتنخفض ، ويتم تطبيق مستوى واحد. هذا ليس كذلك ، المستوى الأول مادي ، والمستوى المطبق هو المستوى 7.
إذا كنت تريد أن تتذكر موقع طبقات نموذج TCP / IP ، فإن استخدام TCP / IP يأتي في أشكال قصيرة من A TIN. هذا لا يعني شيئًا ، فأنت بحاجة فقط إلى تذكر رمز TIN - التطبيق ، النقل ، الإنترنت ، الشبكة. إذا كان لديك طريقة أفضل للتذكر ، فاستخدمها حتى تتعلم هذه التسلسلات بحزم.
لذلك ، لنبدأ من مستوى التطبيق. طبقة التطبيق هي نقطة اتصال لجميع تطبيقات الشبكة ، وهي نقطة اتصال مشتركة. يقول العديد من المؤلفين ويكتبون أن جميع التطبيقات على جهاز الكمبيوتر الخاص بك في هذا المستوى من التطبيقات ، وهذا غير صحيح. أولاً ، لا ينطبق مستوى التطبيق إلا على تطبيقات الشبكة ، وثانياً ، لا ترتبط أي تطبيقات على جهاز الكمبيوتر بمستوى التطبيق إذا كانت لا تتصل عبر الشبكة.
لتسهيل فهمك ، سأقدم مثالًا بسيطًا. افترض أنك قمت بإزالة برامج تشغيل Wi-Fi و Bluetooth اللاسلكية ، أو برامج تشغيل بطاقة شبكة Ethernet ، أو حتى قمت بحذف هذه الأجهزة فعليًا من جهاز الكمبيوتر الخاص بك. لذلك ، إذا قمت بتشغيل الآن ، على سبيل المثال ، Microsoft Word ، فلن تتمكن من الاتصال بمستوى التطبيق وبسبب هذا لن تتمكن من الاتصال بأي مستوى آخر. هذا لأنه لا يمكن لـ Microsoft الوصول إلى الشبكة ، لأن نظام التشغيل الخاص بك لا يحتوي حتى على بطاقة شبكة!
وبالمثل ، في نظام منتظم ، إذا قمت بتشغيل متصفح ويب ، مثل Chrome و IE و Safari واكتب شيئًا مثل
www.cnn.com في شريط العناوين ، فسيقوم متصفح الويب بإنشاء طلب http يتفاعل مع طبقة التطبيق. تنقل طبقة التطبيق هذه البيانات إلى طبقة العرض التقديمي (غالبًا ما تسمى عن طريق الطبقة التمثيلية) ، وتنقلها طبقة التقديم إلى طبقة الجلسة ، والأخيرة إلى طبقة النقل ، وهكذا ، حتى تصل البيانات إلى الطبقة المادية. إليك كيف تعمل.
وبالتالي ، إذا كان التطبيق يتفاعل مع الشبكات ، فإن هذا يحدث فقط من خلال طبقة التطبيق. توفر هذه الطبقة الوصول إلى خدمات الشبكة. تعمل بروتوكولات FTP و TFTP و SNMP و DNS و HTTP على هذا المستوى ، وهناك عدد غير قليل منها. يمكنك فقط "google" القائمة الكاملة لجميع البروتوكولات العاملة على هذا المستوى!
بعد ذلك ننظر إلى مستوى العرض. توفر هذه الطبقة عرض البيانات والتشفير. مستوى العرض هو المكان الذي تتم فيه جميع عمليات تحويل البيانات ، ويكون مسؤولاً عن تشفير البيانات ، أي بعد أن تصبح البيانات الخاصة بالمستويات الأخرى هي نفسها ، بصرف النظر عما إذا كانت صورة أم وثيقة. ثم يتلقى البيانات التي تصل في طريق العودة من مستوى الجلسة ، وتحولها إلى نموذج أنيق وتحولها إلى مستوى التطبيق. لذلك ، إذا كانت لديك بيانات أولية قادمة من مستوى الجلسة ، يتم تحويلها على مستوى العرض التقديمي. إذا كانت صورة ، فإن الطبقة تنشئ صورة ؛ وإذا كانت وثيقة Word ، فإنها تنشئ وثيقة Word. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل جميع خدمات التشفير ، مثل TLS و SSL ، على هذا المستوى.
بعد ذلك ، لدينا طبقة جلسة تنشئ وتدعم جلسات نقل البيانات. لنفترض أن جهاز الكمبيوتر الخاص بك يقوم بتشغيل تطبيقين - برنامج Telnet ومتصفح IE. كل من هذه التطبيقات الوصول إلى الشبكة. لذلك ، ينشئ هذا المستوى جلستين مختلفتين ويدعمهما. وبالتالي ، عند إنهاء جلسة مستعرض الويب ، لن تنتهي جلسة Telnet لأنها جلسات منفصلة. وهذا هو ، وهذا المستوى يدعم جلسات مختلفة.
سترى أن الطبقات الثلاث العليا 5،6،7 من نموذج OSI والطبقة 4 من نموذج TCP / IP تم تمييزها باللون الأزرق نفسه. كمهندس شبكة ، وخصوصًا مهندس شبكات سيسكو ، فعلت هذا لسبب أننا نادرًا ما نصل إلى المستويات 5،6،7. وذلك لأن معظم أجهزة Cisco لا تنظر إلى ما بعد المستوى 4. تعد المستويات 1 و 2 و 3 و 4 مهمة جدًا لمهندس Cisco ، والمستويات 5،6،7 ليست بالغة الأهمية. تحتاج فقط إلى معرفة كيفية عمل ذلك ، وتعلمت بشكل أساسي ما تفعله المستويات الثلاثة الأولى. الحقيقة هي أن نظام التشغيل يعتني بهم بشكل أساسي ، ولكن فيما يتعلق بتشغيل المستويات 1 و 2 و 3 و 4 ، يجب أن تعرف كمهندس شبكة كل شيء تمامًا.
ننتقل الآن إلى النظر في مستوى النقل. هذا المستوى مهم أيضًا لمهندس الشبكة. عندما تصل المعلومات الواردة من أعلى إلى مستوى النقل ، فإنها تقسم البيانات إلى مقاطع يمكن التحكم بها ، وفي طريقها إلى الوراء ، تجمعها مرة أخرى من القطاعات. لإنشاء تغليف ، تضيف طبقة النقل التسمية التوضيحية الخاصة بها إلى كل مقطع.
تتخذ طبقة النقل قرارين مهمين: استخدام اتصال موثوق به (TCP) أو غير موثوق به (UDP) ، وإنشاء أرقام منافذ. عندما تحتاج التطبيقات إلى استخدام اتصال موثوق به ، فإن TCP هو بروتوكول التحكم في الإرسال. إذا تم السماح بإنشاء اتصال غير موثوق به ، فإن طبقة النقل تستخدم UDP ، بروتوكول مخططات بيانات المستخدم. عندما أقول "موثوق" ، فإن هذا لا يعني أنه أفضل من "غير موثوق به" ، والفرق الوحيد بينهما هو أنه عندما تنشئ اتصالاً موثوقاً ، فإنك تحتاج إلى تلقي تأكيد لكل حزمة مرسلة. في اتصال غير موثوق به ، ليس من الضروري تأكيد استلام كل قطعة نقل ، وبالتالي فهو يعمل بشكل أسرع بسبب انخفاض الحمل. لذلك ، إذا كان لدينا تطبيقات في الوقت الفعلي ، فسيستخدمون UDP لأنه أسرع ويحدث هذا في الوقت الفعلي. إذا شاهدت مقطع فيديو مباشرًا أو بثًا مباشرًا عبر الإنترنت ، تظهر في بعض الأحيان وحدات بكسل خضراء على الشاشة. هذا يعني أنه لم يتم استلام المعلومات الخاصة بقطعة الصور هذه ، أو هذا البيكسل ، وليس لجهاز الاستقبال وسيلة لإخطار جهاز الإرسال بها.
الوظيفة الثانية التي تأخذها طبقة النقل هي إنشاء أرقام المنافذ. رقم المنفذ هو رقم مرفق بعنوان IP لتحديد معلومات العملية التي تأتي منها. تقوم طبقة النقل بإنشاء رقم منفذ عشوائي للمصدر (عملية الإرسال) وإلحاق رقم منفذ الوجهة (الوجهة). لذلك إذا كانت حركة المرور الخاصة بك تذهب إلى الخادم ، فسيكون للخادم رقم منفذ قياسي هو 80. إذا كنت تريد إرسال البيانات إلى عنوان IP 10.10.10.10 ، فستضيف طبقة النقل رقم المنفذ 80 إلى هذا العنوان ، مما يؤدي إلى إنشاء مأخذ توصيل 10.10.10.10. 80 ، والذي ليس أكثر من عنوان IP ورقم المنفذ.
تقوم طبقة النقل بإنشاء مقبس وترسله أسفل طبقة الشبكة. كما يضيف رقم المنفذ المصدر. لماذا هذا الرقم مطلوب؟ السبب هو أنه إذا كان هناك تطبيقان يعملان على الكمبيوتر ووصلت البيانات إلى نفس عنوان IP ، فيجب أن تعرف طبقة النقل البيانات التي يتم نقلها إلى أي تطبيق. سوف يحدد ذلك برقم المنفذ المصدر.
بعد ذلك ، سننظر في طبقة الشبكة. عندما تستقبل طبقة الشبكة قطعة من طبقة النقل ، فإنها تضيف رأس طبقة الشبكة إليها. تؤدي إضافة رأس إلى تحويل مقطع إلى حزمة.
وبالتالي ، تتمثل إحدى أهم وظائف طبقة الشبكة في ترجمة عناوين IP الفعلية إلى عناوين منطقية ، أي عنونة منطقية. سنتعلم عنها في الفيديو التالي "اليوم 3". الآن ، فقط تذكر أن طبقة الشبكة هي الطبقة التي تتم عندها إضافة عناوين IP وتحديد المسار الأمثل لنقل البيانات. يعني المسار الأمثل أن طبقة الشبكة تقارن عناوين IP وتتحقق لمعرفة ما إذا كان عنوان IP الوجهة موجود على الشبكة الفرعية المحلية. إذا لم تكن موجودة في الشبكة الفرعية المحلية ، فسيجد المستوى المسار الأمثل للوجهة.
التالي لدينا مستوى القناة. عندما تصل الحزمة من الشبكة ، تضيف طبقة الوصلة رأس قناة إليها. نتيجة لذلك ، تتحول الحزمة إلى إطار. طبقة الارتباط مسؤولة عن معالجة MAC. لا يوجد شيء أقل من التحكم في الوصول إلى الوسائط ، و MAC هو عنوان الجهاز.
هذا يعني أن كل بطاقة شبكة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك لها عنوان MAC الخاص بها. يُعرف أيضًا باسم Burn-in-Address ، والذي لا يمكن تغييره. هناك طرق برمجية لتزوير عنوان ما ، لكن من الناحية البدنية يستحيل تغييره.
هذا هو المستوى الذي يحدث عنده التحقق من الخطأ. لذلك ، عندما تأتي المعلومات من الطبقة المادية ، تقوم طبقة الارتباط بفحصها بحثًا عن الأخطاء التي حدثت أثناء النقل وتصحيحها. يمكنه استخدام فحص التكرار الدوري - خوارزمية المجموع الاختباري لـ CRC ، أو التماثل ، أو أي آلية أخرى للتحقق من الأخطاء.
ثم يتبع الطبقة المادية ، حيث يحدث نقل البيانات بالفعل. هنا ، البيانات موجودة في البتات. يتعامل هذا المستوى مع الأسلاك والكابلات ومنافذ الأجهزة أو الموصلات وما شابه ذلك ، والتي توفر عمليات على هذا المستوى. عندما يخبرك شخص ما أن الإنترنت لا يعمل لصالحه ، فإنك كمهندس كمبيوتر أو شبكة تبدأ العمل عن طريق استكشاف الأخطاء وإصلاحها على المستوى الفعلي. أولاً وقبل كل شيء ، سوف تقوم بفحص جميع الموصلات والكابلات ، وإذا كانت في حالة جيدة ، فسننتقل إلى استكشاف الأخطاء وإصلاحها على مستويات 2،3،4. هذا هو السبب في أننا بحاجة إلى معرفة طرازات الشبكات وتذكر أن أي تغيير على أحد المستويات لن يؤثر على النماذج المجاورة ، لأنه منصوص عليه في المعيار.
لذلك ، إذا كنت أفضل استخدام الاتصالات اللاسلكية بدلاً من كابل الشبكة المحلية على الطبقة المادية ، فلن يؤثر ذلك على المستويات الأخرى بأي طريقة ، لأن التغيير حدث فقط على المستوى المادي. وبالتالي ، بينما يتم تلقي المعلومات على المستوى المادي في الوضع العادي ، لا يهم طريقة الحصول على هذه المعلومات.
نفس الشيء يحدث على مستوى الشبكة. نحن الآن في خضم مرحلة انتقالية من IPv4 إلى IPv6 ، لذلك ينطبق هذا التغيير فقط على المستوى الثالث. لن تتأثر الطبقة 4 والطبقة 2 بهذا ، طالما يتم احترام المعيار الحالي ويتلقيان البيانات بالطريقة نفسها كما كان من قبل.
هذا هو جمال نهج الطبقات في التواصل. إذا قارنا النصف الأيسر والأيمن من الشكل ، فسنرى أن المستوى 5،6،7 من نموذج OSI يمكن مقارنته بالمستوى 4 من نموذج TCP / IP. تؤدي طبقة النقل وظائف مماثلة في كلا النموذجين ، وتحدث المراسلات المماثلة في المستويين 2 و 3 ، وتتوافق الطبقات 1 و 2 من نموذج OSI في وظائفها مع المستوى 1 من نموذج TCP / IP.
علاوة على ذلك ، سوف ننظر في كيفية عمل نموذج OSI. دعنا نقول أن الرجل الصغير على اليسار سوف يرسل معلومات إلى الرجل الصغير الصحيح وينشئ بيانات لذلك. نظرًا لأننا اتفقنا على أن المستويات الثلاثة الأولى وهي 5.6 و 7 لا تهمنا بشكل خاص ، فسننتقل مباشرة إلى مستوى النقل الرابع ، حيث يتم إرسال بياناتنا.
تستقبل طبقة النقل البيانات وتقسيمها وتضيف رأسها الخاص - تراه في الشكل. لنفترض أننا نتعامل مع UDP هنا ، لذلك لا تنتظر الإقرار. يرسل الجزء 1 إلى طبقة الشبكة ، ويضيف رأس شبكة إلى القطاع ، والآن يصبح حزمة.
بعد ذلك ، ترسل طبقة الشبكة هذه الحزمة 1 إلى طبقة ارتباط البيانات. يقبل الحزمة ويزودها برأس وصلة البيانات.
كما ترون ، ينطبق نفس الإجراء على الجزء 2. ثم ينتقل الجزء 1 إلى المستوى المادي للاتصال ، والذي يحوله إلى سلسلة من البتات ويرسلها إلى المستوى المادي لوجهتنا.
لذلك ، تم تحويل الجزء 1 الخاص بنا ، وبنفس الطريقة سيتم تحويل الجزء الثاني إلى سلسلة من البتات. بحلول ذلك الوقت ، ستقبل الطبقة المادية الصحيحة بالفعل الشريحة السابقة في شكل بتات مادية وتحويلها إلى شريحة تحتوي على مجموعة مناسبة من الرؤوس.
تقطع مستويات الاستلام في كل خطوة الرأس المقابل وتمرير الجزء أعلاه. وبالتالي ، عندما ينتقل المقطع 1 من طبقة الارتباط إلى طبقة الشبكة ، فإنه سيفقد رأس طبقة الارتباط.
سوف يحدث نفس الشيء مع الجزء الثاني. عندما يصل الجزء 1 إلى طبقة النقل ، سيتم حذف رأس الشبكة. علاوة على ذلك ، سوف تنتظر طبقة النقل حتى تستقبل جميع القطع المرسلة.
هذا هو ما تفعله طبقة النقل - إنها تنتظر وصول مقطعين إليها.
بعد ذلك ، ستحذف طبقة النقل جميع رؤوسها ، وتدمج الأجزاء في صفيف من البيانات وتنقل البيانات إلى المستويات العليا ، وسيتلقى الشخص المناسب نفس البيانات التي أرسلها الشخص الأيسر.
هذه طريقة عرض عامة لكيفية عمل نقل البيانات عبر الشبكة. هذا كل ما كان علينا تعلمه في البرنامج التعليمي الثاني للفيديو. في الدروس اللاحقة ، سوف ندرس جميع المفاهيم الأخرى المتعلقة بالشبكات ، وإذا كنت لا تفهم شيئًا ، فاتصل بي على imran.rafai@nwking.org. شكرا لاهتمامكم
شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ،
خصم 30٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 مراكز) 10GB DDR4 240GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية حتى الربيع مجانًا عند الدفع لمدة نصف عام ، يمكنك طلبها
هنا .
ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ لدينا فقط
2 x Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 249 دولارًا في هولندا والولايات المتحدة الأمريكية! اقرأ عن
كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟