اقرأ في هذا المقال
- ما هي بروتوكولات طبقة ارتباط البيانات
- أنواع بروتوكولات ارتباط البيانات
- فئات بروتوكولات ارتباط البيانات
تم تصميم البروتوكولات في طبقة ارتباط البيانات بحيث تتمكن هذه الطبقة من أداء وظائفها الأساسية من التأطير والتحكم في الأخطاء والتحكم في التدفق، والتأطير هو عملية تقسيم تدفقات البتات من الطبقة المادية إلى إطارات البيانات التي يتراوح حجمها من بضع مئات إلى بضعة آلاف من البايتات، كما تتعامل آليات التحكم في الأخطاء مع أخطاء الإرسال وإعادة إرسال الأرتال التالفة والمفقودة، وينظم التحكم في التدفق سرعة التسليم وبالتالي لا يؤثر المرسل السريع جهاز الاستقبال البطيء.
ما هي بروتوكولات طبقة ارتباط البيانات
بروتوكولات طبقة ارتباط البيانات: هي بروتوكولات مسؤولة بشكل عام عن ضمان وتأكيد أنّ البتات والبايتات المتلقاة متطابقة مع البتات والبايتات التي يتم نقلها، وإنّها في الأساس مجموعة من المواصفات التي تُستخدم لتنفيذ طبقة ارتباط البيانات فوق الطبقة المادية مباشرةً من نموذج “OSI”.
- “OSI” هي اختصار لـ “Open System Interconnections”.
أنواع بروتوكولات ارتباط البيانات
هناك العديد من بروتوكولات ارتباط البيانات المطلوبة لشبكة واسعة النطاق “WAN” واتصالات المودم والتحكم في الارتباط المنطقي “LLC”، وهو بروتوكول ارتباط بيانات لشبكة المنطقة المحلية “LAN“، وفيما يلي بعض بروتوكولات ارتباط البيانات:
أولاً: بروتوكول ارتباط البيانات المتزامن “SDLC”
بروتوكول “SDLC”: هو في الأساس بروتوكول اتصال للكمبيوتر، وعادة ما يدعم الروابط متعددة النقاط حتى استعادة الأخطاء أو تصحيح الأخطاء أيضاً، ويتم استخدامه عادةً لنقل حركة مرور هندسة شبكات الأنظمة “SNA” وهو يمثل مقدمة لـ “HDLC”.
ويستخدم “SDLC” لتوصيل جميع الأجهزة البعيدة بأجهزة الكمبيوتر المركزية في مواقع مركزية قد تكون في نقطة إلى نقطة أي واحد إلى واحد أو من نقطة إلى عدة نقاط أي واحد إلى متعدد، كما يتم استخدامه أيضاً للتأكد من أن وحدات البيانات يجب أن تصل بشكل صحيح وبالتدفق الصحيح من نقطة شبكة واحدة إلى نقطة الشبكة التالية.
- “SDLC” هي اختصار لـ “Synchronous-Data-Link-Control”.
- “SNA” هي اختصار لـ “Systems-Network-Architecture”.
- “LLC” هي اختصار لـ “Logical-Link-Control”.
- “WAN” هي اختصار لـ “wide-area-network”.
- “LAN” هي اختصار لـ “local-area-network”.
ثانياً: بروتوكول ارتباط البيانات عالي المستوى “HDLC”
بروتوكول “HDLC”: هو في الأساس بروتوكول يُفترض أنّه مظلة تقع تحتها العديد من بروتوكولات المنطقة الواسعة، ويتم اعتماده أيضاً كجزء من شبكة “X.25″، وتم إنشاؤه وتطويره في الأصل بواسطة “ISO” في عام 1979م، ويعتمد هذا البروتوكول بشكل عام على “SDLC”، كما أنّه يوفر خدمة لا يمكن الاعتماد عليها بأفضل الجهود وخدمة موثوقة، وهو بروتوكول موجه بتات ينطبق على الاتصالات من نقطة إلى نقطة ومتعددة النقاط على حد سواء.
- “HDLC” هي اختصار لـ “High-Level Data-Link-Control”.
ثالثاً: بروتوكول واجهة الخط التسلسلي “SLIP”
بروتوكول “SLIP”: هو بروتوكول قديم يستخدم فقط لإضافة بايت إطار في نهاية حزمة “IP“، وإنّها في الأساس وسيلة تحكم في ارتباط البيانات مطلوبة لنقل حزم “IP” عادة بين مزودي خدمة الإنترنت “ISP” والمستخدم المنزلي عبر ارتباط الطلب الهاتفي، وإنّه تغليف لـ “TCP / IP” مصمم خصيصاً للعمل عبر المنافذ التسلسلية والعديد من اتصالات جهاز التوجيه ببساطة للاتصال، ولها بعض القيود مثل أنّها لا توفر آليات مثل تصحيح الخطأ أو اكتشاف الخطأ.
- “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission-Control-Protocol/Internet-Protocol”.
- “ISP” هي اختصار لـ “Internet-Service-Provider”.
- “SLIP” هي اختصار لـ “Serial-Line-Internet-Protocol”.
رابعاً: بروتوكول نقطة إلى نقطة “PPP”
بروتوكول “PPP”: هو بروتوكول يستخدم أساساً لتوفير نفس وظائف “SLIP”، وإنّه أقوى بروتوكول يستخدم لنقل أنواع أخرى من الحزم أيضاً مع حزم “IP”، كما يمكن أن يكون مطلوباً أيضاً لخطوط الاتصال الهاتفي وخطوط جهاز التوجيه المؤجرة، ويوفر أساساً طريقة تأطير لوصف الإطارات، وهو بروتوكول موجه نحو الحرف يُستخدم أيضاً لاكتشاف الأخطاء.
كما أنّها تستخدم لتقديم بروتوكولين أي “NCP” و”LCP”، ويتم استخدام “LCP” لإحضار الخطوط والتفاوض على الخيارات وإخراجها، بينما يتم استعمال “NCP” للتفاوض على بروتوكولات طبقة الشبكة وهو معتمد لنفس الواجهات التسلسلية مثل تلك الخاصة بـ “HDLC”.
- “PPP” هي اختصار لـ “Point-to-Point-Protocol”.
خامساً: بروتوكول التحكم في الارتباط “LCP”
بروتوكول “LCP”: هو بروتوكول تم تطويره وإنشاءه في الأصل بواسطة “IEEE 802.2″، ويتم استخدامه أيضاً لتوفير خدمات نمط “HDLC” على “LAN”، وهو في الأساس بروتوكول “PPP” يستخدم لإنشاء وتكوين واختبار وصيانة وإنهاء أو إنهاء الروابط لنقل إطارات البيانات.
- “LCP” هي اختصار لـ “Link-Control-Protocol”.
سادساً: بروتوكول الوصول إلى الرابط “LAP”
بروتوكولات “LAP”: هي في الأساس بروتوكولات طبقة ارتباط البيانات المطلوبة لتأطير ونقل البيانات عبر روابط من نقطة إلى نقطة، ويتضمن أيضاً بعض ميزات خدمة الموثوقية.
أنواع “LAP”
- إجراء الوصول إلى الارتباط المتوازن “LAPB”.
- إجراء الوصول إلى القناة “D-Channel LAPD”.
ملاحظة:“LAPB” هي اختصار لـ “Link-Access-Procedure-Balanced”.
سابعاً: بروتوكول التحكم في الشبكة “NCP”
بروتوكول “NCP”: هو بروتوكول أقدم تم تنفيذه بواسطة “ARPANET”، يسمح بشكل أساسي للمستخدمين بالوصول إلى استخدام أجهزة الكمبيوتر وبعض الأجهزة الموجودة في المواقع البعيدة وأيضاً لنقل الملفات بين جهازي كمبيوتر أو أكثر، وهي مجموعة من البروتوكولات التي تشكل جزءاً من “PPP” ومتاح دائماً لكل بروتوكول طبقة أعلى يدعمه “PPP”، وتم استبداله بـ “TCP / IP” في الثمانينيات.
- “ARPANET” هي اختصار لـ “Advanced-Research-Projects-Agency-Network”.
- “NCP” هي اختصار لـ “Network-Control-Program”.
فئات بروتوكولات ارتباط البيانات
يمكن تقسيم بروتوكولات ارتباط البيانات على نطاق واسع إلى فئتين، اعتماداً على ما إذا كانت قناة الإرسال بلا ضوضاء أو صاخبة.
أولاً: قناة الإرسال بدون ضوضاء
1- بروتوكول “Simplex”
بروتوكول “Simplex”: هو بروتوكول افتراضي مصمم لنقل البيانات أحادي الاتجاه عبر قناة مثالية أي قناة لا يمكن أن يحدث من خلالها خطأ في الإرسال، ولديها إجراءات مميزة للمرسل والمتلقي، ويرسل المرسل ببساطة جميع بياناته المتاحة على القناة بمجرد توفرها في المخزن المؤقت الخاص بها، ومن المفترض أن يقوم جهاز الاستقبال بمعالجة جميع البيانات الواردة على الفور، وإنّه افتراضي لأنّه لا يتعامل مع التحكم في التدفق أو التحكم في الخطأ.
2- بروتوكول توقف وانتظر “Stop – and – Wait”
بروتوكول “Stop – and – Wait” خاص بالقناة الصامتة أيضاً، ويوفر نقل البيانات أحادي الاتجاه دون أي تسهيلات للتحكم في الأخطاء، ومع ذلك فإنّه يوفر التحكم في التدفق بحيث لا يغرق المرسل السريع جهاز الاستقبال البطيء، وجهاز الاستقبال لديه حجم مخزن مؤقت محدود مع سرعة معالجة محدودة كما يمكن للمرسل إرسال إطار فقط عندما يتلقى إشارة من جهاز الاستقبال بأنّه متاح لمزيد من معالجة البيانات.
ثانياً: قناة الإرسال بوجود الضوضاء
1- بروتوكول توقف وانتظر “ARQ”
طلب التكرار التلقائي للإيقاف والانتظار (Stop – and – Wait ARQ): هو نوع مختلف من البروتوكول مع آليات إضافية للتحكم في الأخطاء ومناسبة للقنوات الصاخبة، ويحتفظ المرسل بنسخة من الإطار المرسل ثم ينتظر وقتاً محدوداً لتلقي إقرار إيجابي من المتلقي، وإذا انتهت صلاحية المؤقت أو تم استلام إقرار سلبي يتم إعادة إرسال الإطار، وإذا تم استلام إقرار إيجابي فسيتم إرسال الإطار التالي.
- “ARQ” هي اختصار لـ “Automatic-Repeat-Request”.
2- بروتوكول “Go – Back – N ARQ”
بروتوكول “Go – Back – N ARQ”: هو بروتوكول يوفر إرسال أرتال متعددة قبل استلام الإشعار بالاستلام للرتل الأول، كما يستخدم مفهوم النافذة المنزلقة ويسمى أيضاً بروتوكول النافذة المنزلقة، ويتم ترقيم الإطارات بالتسلسل وإرسال عدد محدود من الإطارات وإذا لم يتم استلام إقرار الإطار خلال الفترة الزمنية، فسيتم إعادة إرسال جميع الإطارات التي تبدأ من هذا الإطار.
3- بروتوكول التكرار الانتقائي “ARQ”
يوفر هذا البروتوكول أيضاً إرسال إطارات متعددة قبل استلام الإقرار بالإطار الأول، ومع ذلك يتم إعادة إرسال الإطارات الخاطئة أو المفقودة فقط، بينما يتم استلام الإطارات الجيدة وتخزينها مؤقتاً.
