ما هو مقبس الشبكة في شبكات الحاسوب Network Socket

تتواصل عمليتان تعملان على نفس الجهاز أو أجهزة مختلفة من خلال المقابس، ويُنظر إلى المقابس على أنّها نهاية الاتصال ثنائي الاتجاه بين عمليتين، كما إنّها تسمح للعمليات بالتواصل مع بعضها البعض باستخدام واصف ملف وتستخدم بشكل شائع في تطبيقات خادم العميل التي تسمح بالاتصال بين تطبيقات متعددة.

ما هو مقبس الشبكة

مقبس الشبكة: هو أحد مكونات البرامج داخل عقدة شبكة الكمبيوتر التي تعمل كنقطة نهاية لتسليم البيانات واستلامها، وتحدد واجهة برمجة التطبيقات “API” لبنية الشبكات بنية وخصائص المقبس ويتم إنتاج المآخذ فقط على مدى عمر العملية في تطبيق قائم على العقدة.

• “API” هي اختصار لـ “Application Programming Interface”.

أساسيات مقبس الشبكة

نظراً لأنّه تم توحيد بروتوكولات “TCP / IP” أثناء إنشاء الإنترنت فإنّ كلمة “مقبس الشبكة” تُستخدم غالباً في سياق مجموعة بروتوكول الإنترنت ومن ثم يُدل عليها باسم “مقبس الإنترنت”، وفي هذا السياق يتم استخدام عنوان المقبس وهو ثلاثي بروتوكول النقل وعنوان “IP” ورقم المنفذ لتعريفه خارجياً إلى مضيفين آخرين.

غالباً ما يشار إلى نقطة نهاية البرنامج للاتصال الداخلي بين العمليات “IPC” والتي تستخدم بشكل متكرر نفس واجهة برمجة التطبيقات كمقبس الشبكة على أنّها مأخذ توصيل، كما يتم تشكيل الأنابيب باستخدام استدعاء نظام “الأنابيب” ويتم إنشاء مآخذ من خلال استدعاء نظام “المقبس”.

وعبر الشبكة يسمح المقبس بالاتصال ثنائي الاتجاه “FIFO” وفي أي من طرفي الاتصال يتم تشكيل مأخذ توصيل بالشبكة، وكل مقبس له عنوانه الفريد ويتكون هذا العنوان من عنوان “IP” بالإضافة إلى رقم المنفذ، وفي معظم تطبيقات خادم العميل يتم استخدام المقابس ويقوم الخادم ببناء مأخذ توصيل وتوصيله بمنفذ شبكة وينتظر العميل للاتصال به، وبعد إنشاء مقبس يحاول العميل الاتصال بمقبس الخادم ويتم نقل البيانات بعد إنشاء الارتباط.

• “FIFO” هي اختصار لـ ” First In First Out”.

• “IPC” هي اختصار لـ “Inter process Communication”.

• “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.

أنواع المقابس في الشبكة

1- مقبس مخطط البيانات

مقبس مخطط البيانات: هو نوع من مقبس الشبكة يتم فيه إرسال الحزم واستلامها دون استخدام ارتباط، ويشبه صندوق البريد ويتم جمع الرسائل أي البيانات وتسليمها أي نقلها إلى صندوق بريد أي مقبس استقبال وإنّه مقبس بدون اتصال.

2- مقبس الدفق

مقبس الدفق: هو نوع من مقابس الشبكة في نظام تشغيل الكمبيوتر الذي يوفر تدفقاً فريداً ومتسلسلاً وموجهاً للاتصال بدون حدود سجل، بالإضافة إلى آليات محددة جيداً لإنشاء اتصالات وتدميرها واكتشاف الأخطاء، كما إنّه مشابه للهاتف وبين الهواتف أي طرفان ويتم إنشاء رابط.

كيفية إنشاء مقبس الشبكة

يتم إنشاء المقبس عن طريق توصيل رقم “IP” للنظام ورقم منفذ البرنامج وليس رقم منفذ الجهاز، كما يسمح هذا للعملية بمعرفة عنوان النظام أي عنوان “IP”، والعنوان الذي يجب إرسال المعلومات إليه أي رقم المنفذ ويتم فصل رقم “IP” ورقم المنفذ بواسطة:

1- المقبس

المقبس: هو ببساطة مزيج من عنوان “IP” والمنفذ، وبشكل أكثر واقعية يعتبر المقبس نقطة نهاية واحدة لوصلة اتصال ثنائية الاتجاه بين برنامجين يعملان على الشبكة، كما يرتبط المقبس برقم منفذ حتى تتمكن طبقة “TCP” من تحديد التطبيق المراد إرسال البيانات إليه.

2- مقبس الشبكة

مقبس الشبكة: هو نقطة النهاية للاتصالات بين العمليات على شبكة الكمبيوتر مثل الإنترنت، كما يتم تعريفه بشكل فريد من خلال عنوان “IP” ورقم المنفذ وبروتوكول الاتصالات، وعلى سبيل المثال يمكن إجراء اتصال بروتوكول “TCP” بالمنفذ 1234 على جهاز كمبيوتر موجود على عنوان “IP 192.168.1.2” والذي يُطلق عليه “TCP socket 1234” على هذا الكمبيوتر.

يمكن لمقبس شبكة واحد الاتصال بالعديد من العملاء البعيدين في وقت واحد وفي هذه الحالة يُقال أنّ هذا “المقبس المحلي” المحدد يحتوي على “مآخذ بعيدة” متعددة.

أشكال مقبس الشبكة

أولاً: مآخذ الشبكة

من حيث شبكات الكمبيوتر، يتم تعيين عنوان بروتوكول الإنترنت “IP” لكل جهاز متصل بالإنترنت، كما يمكن الوصول إلى كل تطبيق يعمل على هذا الجهاز بواسطة زوج مماثل من الأرقام، ويُشار إليه باسم “IP” ورقم المنفذ ويُعرف هذا الزوج بمقبس الشبكة، وعلى سبيل المثال إذا أراد التطبيق A التعامل مع التطبيق B فعليهم القيام بذلك عبر مآخذ الشبكة الخاصة بهم.

كما سيكون هذا “IPAddress-A: PortNumber-A” و”IPAddress-B: PortNumber-B” ونظراً لأنّ كل جهاز كمبيوتر يمكن أن يكون له عنوان “IP” واحد ولكن أرقام منافذ متعددة، يمكن للتطبيقات المتعددة مثل التطبيق C والتطبيق D أن تتفاعل مع بعضها البعض باستخدام نفس عنوان “IP” ولكن بأرقام منافذ مختلفة، وفي مثل هذه الحالة ستكون المقابس هي “IPAddress-X: PortNumber-C” و”IPAddress-X: PortNumber-D”.

ثانياً: مآخذ التيار

تعتمد واجهة مقبس الدفق على بروتوكول التحكم في الإرسال “TCP” وُيشار إليها باسم “SOCK_STREAM” في مراجع برمجة الشبكة، كما يقوم مقبس الدفق بإنشاء اتصال جدير بالثقة أو خدمة موجهة للاتصال بين المقابس، ويمكنك أن تطمئن إلى أنّ البيانات التي يتم إرسالها بين المقابس يتم استلامها بنفس ترتيب إرسالها، ولا تحتوي على أخطاء أو تكرارات وهذا مفيد عندما تكون هناك حاجة ذات أولوية عالية للحفاظ على سلامة البيانات.

ثالثاً: مآخذ مخطط البيانات

تعتمد واجهة مأخذ توصيل مخطط البيانات على بروتوكول مخطط بيانات المستخدم “UDP” ويشار إليها على أنّها “SOCK_DGRAM” في مراجع برمجة الشبكة، كما يقوم مقبس مخطط البيانات بإنشاء خدمة اتصال أقل بين المقابس.

وليس مضموناً أنّ المعلومات المرسلة من مأخذ واحد ستصل إلى مقبس الوجهة وإذا وصلت إلى الوجهة فلا يمكنك التأكد من أنّ المعلومات المنقولة ستكون بنفس الترتيب أو بدون أي أخطاء، ومع ذلك فإنّ مآخذ مخطط البيانات أسهل في الاستخدام ولها معدلات أداء أعلى مقارنة بمآخذ التيار.

• “UDP” هي اختصار لـ “User Datagram Protocol”.

أنواع عنوان المقبس

1- عنوان المقبس في مجال Unix

هو سلسلة أحرف والتي هي في الأساس إدخال في نظام الملفات.

2- عنوان المقبس في مجال الإنترنت

يتألف عنوان المقبس في مجال الإنترنت من عنوان الإنترنت الخاص بالجهاز المضيف كل كمبيوتر على الإنترنت له عنوان “32 بت فريد” ويُدل عليه غالباً باسم عنوان “IP” الخاص به، وبالإضافة إلى ذلك يحتاج كل مقبس إلى رقم منفذ على هذا المضيف وأرقام المنافذ هي أعداد صحيحة “16 بت” بدون إشارة.

والأرقام الأقل محجوزة في يونكس للخدمات القياسية وعلى سبيل المثال رقم المنفذ لخادم “FTP” هو “21”، ومن المهم أن تكون الخدمات القياسية في نفس المنفذ على جميع أجهزة الكمبيوتر حتى يعرف العملاء عناوينهم ومع ذلك فإنّ أرقام المنافذ فوق 2000 متوفرة بشكل عام.

• “FTP” هي اختصار لـ “File Transfer Protocol”.