في العقدين الماضيين استخدمت العديد من الشبكات التي تم إنشاؤها تطبيقات مختلفة للأجهزة والبرامج نتيجة عدم توافقها، وبالتالي أصبح من الصعب على الشبكات التي تستخدم مواصفات مختلفة التواصل مع بعضها البعض، ومن أجل معالجة هذه المشكلة وعدم توافق الشبكات وعدم قدرتها على التواصل مع بعضها البعض، بحثت المنظمة الدولية للتوحيد القياسي “ISO” في مخططات الشبكات المختلفة.
ما هو النموذج في شبكات الحاسوب
النموذج: هو وسيلة لتنظيم وظائف النظام وميزاته لتحديد تصميمه الهيكلي، ويمكن أن يساعد التصميم في فهم كيفية قيام نظام الاتصال بإنجاز المهام لتشكيل مجموعة بروتوكولات.
- “ISO” هي اختصار لـ “Open System Interconnection”.
1- أساسيات النموذج في شبكات الحاسوب
لا يختلف نظام الاتصال كثيراً، حيث تتم معالجة الرسائل التي يتم إنشاؤها على الكمبيوتر وتسليمها حيث تتضمن كل قطعة من المعدات أداء بعض الوظائف والامتثال لقواعد معينة للإرسال، فمثلاً يتواصل شخصان باستخدام تطبيق مثل المراسلة الفورية أو برنامج البريد الإلكتروني وفي مرحلة ما يجب أن يقرر المستخدم بالضبط كيفية التعامل مع هذا الاتصال.
وبعد كل شيء عندما ترسل هذا الحرف بالبريد لا يمكن توجيه الظرف بلغة عشوائية أو تجاهل الرموز البريدية، تماماً كما لا يستطيع سائق شاحنة البريد القيادة على الجانب الخطأ من الطريق، كما يجب ألّا يكون التطبيق على مستوى المستخدم مسؤولاً عن اختيار تسلسل التشفير أو نوع الإشارة المستخدمة بين العميل والخادم.
ولم تقرر الرسالة النقل جواً أو بلأي طريقة وبالمثل فإنّ بطاقة واجهة الشبكة “NIC” ليست في مجال إنشاء رؤوس الرسائل، تماماً كما لا يهتم نظام فرز البريد إذا كنت تستخدم قلماً، كما يتم تنظيم النماذج بشكل روتيني في هيكل هرمي أو متعدد الطبقات، وكل طبقة لديها مجموعة من الوظائف لأداء ةيتم إنشاء البروتوكولات للتعامل مع هذه الوظائف، وبالتالي ترتبط البروتوكولات أيضًا بكل طبقة.
يشار إلى البروتوكولات بشكل جماعي باسم مجموعة البروتوكول وغالباً ما ترتبط الطبقات السفلية بالأجهزة والطبقات العليا مرتبطة بالبرنامج، وعلى سبيل المثال يعمل “Ethernet” في الطبقات 1 و2 بينما يعمل بروتوكول نقل الملفات “FTP” في أعلى النموذج وهذا صحيح لكل من نماذج “TCP / IP” و”OSI”.
ويمكن أيضاً عرض حركة مرور الشبكة من حيث هذه الطبقات والتي يمكن رؤية الكثير منها بالفعل باستخدام أداة التقاط الحزمة، كما يتم عرض الطبقات الرئيسية لنموذج “TCP / IP” في رسالة تنتقل إلى خادم الويب.
- “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.
- “FTP” هي اختصار لـ “File Transfer Protocol”.
- “NIC” هي اختصار لـ “network interface card”.
2- لماذا يتم استخدام النموذج
يصف النموذج الهيكل بأكمله، حيث أنّ العديد من نماذج الشبكات وقد تكون هناك أفكار جيدة في كل منها ولكن انتهى الأمر بالجميع باستخدام نموذج واحد على وجه الخصوص “TCP / IP“، وعلى سبيل المثال طورت كل من “Apple” و”IBM” في البداية مجموعات البروتوكولات الخاصة بها ولكن تم تحويلها إلى “TCP / IP” نظراً لشعبيتها.
حتى نظام الاتصال البسيط وهو بيئة معقدة تحدث فيها آلاف أو حتى ملايين المعاملات يومياً تعتبر الأنظمة المترابطة أكثر تعقيداً إلى حد كبير، كما يمكن أن يؤدي حدوث اضطراب كهربائي واحد أو خطأ في تكوين البرنامج إلى منع إكمال هذه المعاملات.
وتوفر النماذج نقطة انطلاق لتحديد ما يجب القيام به لتمكين الاتصال أو لمعرفة كيفية اتصال الأنظمة التي تستخدم بروتوكولات مختلفة ببعضها البعض، كما أنّها تساعد في استكشاف المشكلات وإصلاحها وعلى سبيل المثال كيف يمكن لعميل “Novell NetWare”، والذي يقوم بتشغيل “IPX / SPX” الاتصال بـ “IBM AS / 400” عبر شبكة تستند إلى “TCP / IP”.
كما قد يتطلب فيه العديد من المنصات المختلفة التفاعل مع بعضها البعض وتستند عقد “Windows” إلى مجموعة بروتوكولات “TCP / IP”، ولكن إذا لزم الأمر يمكن تشغيل برنامج عميل “Novell NetWare” لمصادقة الشبكة، وطورت “Novell” بروتوكولات الإنترنت والنقل تسمى “IPX” و”SPX” وفي الطرف الآخر من الشبكة يتواصل جهاز “IBM” الرئيسي عبر البروتوكولات المستخدمة في نموذج “SNA”.
- “SNA” هي اختصار لـ “Systems Network Architecture”.
- “SPX” هي اختصار لـ “Sequenced Packet Exchange”.
- “IPX” هي اختصار لـ “Internetwork Packet EXchange”.
ما هو النموذج المرجعي
النموذج المرجعي: هو تخطيط مفاهيمي يستخدم بشكل أساسي لوصف كيفية حدوث الاتصال بين الأجهزة، وتتمثل إحدى المزايا الرئيسية للنموذج المرجعي في أنّه يحدد معايير بناء مكونات الشبكة وبالتالي السماح بالتطوير متعدد البائعين، كما تحدد النماذج المرجعية الوظائف التي يجب إجراؤها في كل طبقة من طبقات النموذج وبالتالي فهي تعزز التوحيد القياسي.
أنواع النماذج المرجعية
في شبكات الحاسوب تعطي النماذج المرجعية إطاراً مفاهيمياً يوحد الاتصال بين الشبكات غير المتجانسة.
أولاً: نموذج مرجعي OSI
نموذج “OSI”: هو نموذج تم تطويره بواسطة منظمة المعايير الدولية “ISO” وإنّه يعطي إطار عمل شبكي متعدد الطبقات يصور كيف يجب أن يتم الاتصال بين الأنظمة غير المتجانسة ولها سبع طبقات مترابطة.
هناك العديد من المستخدمين الذين يستخدمون شبكات الكمبيوتر ويتواجدون في جميع أنحاء العالم حيث لضمان اتصالات البيانات الوطنية والعالمية، طورت “ISO” هذا النموذج ويسمى هذا نموذجاً للربط البيني للنظام المفتوح “OSI” ويسمى عادةً نموذج “OSI”، كما تتكون بنية نموذج “OSI” من سبع طبقات وتحدد سبع طبقات أو مستويات في نظام اتصال كامل، وهذه الطبقات السبع مترابطة مع بعضها البعض.
1- طبقات نموذج OSI
- الطبقة المادية.
- طبقة ربط البيانات.
- طبقة الشبكة.
- طبقة النقل.
- طبقة الجلسة.
- طبقة العرض.
- طبقة التطبيقات.
2- خصائص نموذج OSI
ينقسم نموذج “OSI” إلى طبقتين الطبقات العليا والطبقات السفلية، حيث ترتبط الطبقة العليا من نموذج “OSI” بشكل رئيسي بالمشكلات المرتبطة بالتطبيق ويتم تنفيذها فقط في البرنامج، وطبقة التطبيق هي الأقرب إلى المستعمل النهائي ويتفاعل كل من المستعمل النهائي وطبقة التطبيق مع تطبيقات البرامج، كما تشير الطبقة العلوية إلى الطبقة الموجودة فوق طبقة أخرى مباشرةً.
تتعامل الطبقة السفلى من نموذج “OSI” مع مشكلات نقل البيانات ويتم تنفيذ طبقة ربط البيانات والطبقة المادية في الأجهزة والبرامج، والطبقة المادية هي أدنى طبقة في نموذج “OSI” وهي الأقرب إلى الوسط المادي، والطبقة المادية مسؤولة بشكل أساسي عن وضع المعلومات على الوسط المادي.
ثانياً: نموذج TCP / IP
نموذج “TCP / IP”: هي مجموعة بروتوكول “TCP / IP”، ويشير “TCP” إلى بروتوكول التحكم في الإرسال بينما يرمز “IP” إلى بروتوكول الإنترنت، وإنّها مجموعة بروتوكولات للاتصال منظم في أربع طبقات ويمكن استخدامه للاتصال عبر الإنترنت وكذلك للشبكات الخاصة.
كما يُعد “TCP / IP” هو بروتوكول التحكم في الإرسال وبروتوكول الإنترنت والبروتوكولات هي مجموعة من القواعد التي تحكم كل اتصال ممكن عبر الإنترنت، كما تصف هذه البروتوكولات حركة البيانات بين أجهزة الكمبيوتر المضيفة أو الإنترنت وتقدم أنظمة تسمية وعنونة بسيطة.
الطبقات في نموذج TCP / IP
- طبقة الوصول إلى الشبكة.
- طبقة الإنترنت.
- طبقة النقل.
- طبقة التطبيقات.
