ما هي وحدة بيانات البروتوكولات في الشبكات Protocol Data Unit

تُعد وحدة بيانات بروتوكول الشبكة عبارة عن حزمة من البيانات الموجودة في طبقة الشبكة لنموذج الطبقات السبع (OSI)، كما قد تحتوي (PDU) إمّا على إشارات أو معلومات المستخدم.

ما  هي وحدة بيانات البروتوكولات PDU

وحدة بيانات البروتوكولات (PDU): هي مصطلح ربط بيني لنظام مفتوح (OSI) يستخدم في الاتصالات السلكيةواللاسلكية يشير إلى مجموعة من المعلومات التي تمت إضافتها أو إزالتها بواسطة طبقة من نموذج (OSI)، وتستخدم كل طبقة في النموذج (PDU) للتواصل وتبادل المعلومات والتي لا يمكن قراءتها إلّا بواسطة طبقة النظير على جهاز الاستقبال ثم يتم تسليمها إلى الطبقة العليا التالية بعد التجريد.

• “OSI” هي اختصار لـ “Open Systems Interconnection”.

• “PDU” هي اختصار لـ “Protocol-Data-Unit”.

أساسيات وحدة بيانات البروتوكولات PDU

تتغير وحدة بيانات البروتوكول بين الطبقات السبع المختلفة ولا يتم تغيير المعلومات الناتجة التي يتم نقلها من طبقة التطبيق إلى الطبقة المادية والعكس صحيح، ولكن البيانات تخضع لعملية تحويل في العملية بحيث تحدد (PDU) حالة البيانات أثناء انتقالها من طبقة إلى أخرى.

تعني (PDU) أيضاً وحدة توزيع الطاقة، وتبدو وحدة توزيع الطاقة النموذجية مثل شريط طاقة به منافذ متعددة ولكنّها تتضمن مكونات كهربائية تضمن توزيع جهد متساوٍ على كل منفذ، كما يتم استخدامها بشكل شائع في مراكز البيانات لتوفير طاقة متسقة للخوادم المتصلة، وغالباً ما تكون هذه الأنواع من وحدات (PDU) قابلة للتركيب ممّا يعني أنّه يمكن وضعها في مساحة رف (1U) مثل الخادم.

وحدة بيانات البروتوكول (PDU) هي وحدة بيانات يتم إرسالها بواسطة بروتوكول في طبقة (OSI) معينة وعلى سبيل المثال سيعمل المحول على (Ethernet PDU)، ووحدةً بيانات البروتوكول هذه هي أهم شيء حتى يعرف المحول مكان إعادة توجيه هذا الإطار ولكن داخل هذا الإطار المحدد توجد بيانات لا يهتم بها المحول حقاً.

ينطبق الشيء نفسه إذا كان جهاز التوجيه يعيد توجيه حركة مرور (IP) وإنّه قلق بشأن عناوين (IP) لكنّها لا تهتم بالبيانات الأخرى التي قد تكون متضمنة مع بروتوكولات أخرى داخل تلك الحزمة، وإذا كنت تعمل باستخدام (TCP) أو (UDP)، فستكون وحدات بيانات البروتوكول الخاصة بها عبارة عن مقطع (TCP) أو مخطط بيانات (UDP).

تُعد وحدة بيانات البروتوكول (PDU) هي كتلة محددة من المعلومات المنقولة عبر الشبكة، وغالباً ما يتم استخدامه للإشارة إلى نموذج (OSI)، لأنّه يصف الأنواع المختلفة من البيانات التي يتم نقلها من كل طبقة.

1- الطبقة المادية

يتم نقل البتات الخام (1 ثانية) أو (0 ثانية) عبر الأجهزة.

2- طبقة ارتباط البيانات

إطار أو سلسلة من البتات.

3- طبقة الشبكة

حزمة تحتوي على عنوان المصدر والوجهة.

4- طبقة النقل

مقطع يتضمن رأس (TCP) و(Datra).

5- طبقة الجلسة

البيانات التي تم تمريرها إلى اتصال الشبكة.

6- طبقة العرض التقديمي

البيانات المنسقة للعرض التقديمي.

7- طبقة التطبيق

البيانات المستلمة أو المنقولة عن طريق تطبيق برمجي.

• “TCP” هي اختصار لـ “Transmission-Control-Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

• “UDP” هي اختصار لـ “User-datagram-protocol”.

كييفية عمل وحدات PDU

يسعى الجهاز المصدر في إرسال معلومات التطبيق إلى تلك الوجهة، لذلك تبدأ البيانات المرتبطة بهذا التطبيق ولتتمكن من إرسال معلومات التطبيق هذه، كما ستقوم بإضافة رأس (TCP) لذلك هناك وحدة بيانات بروتوكول داخل حزمة (TCP) التي تحتوي على معلومات التطبيق.

ثم تحتاج إلى إضافة رأس (IP)، والذي سيكون يحتوي على (PDU) بداخله يحتوي على رأس (TCP) هذا وكل شيء آخر وكما ستحتاج أيضاً إلى وضع عناوين (MAC)، لذلك يتم وضع إطار ارتباط بيانات من الطبقة الثانية حول كل ذلك، ثم يرسلها إلى الطبقة الأولى ونرسلها عبر الشبكة وعندما يصل هذا الإطار إلى الطرف الآخر من الشبكة يكون هناك إطار ارتباط بيانات الطبقة الثانية.

كما يحتاج إلى إزالة رأس الإطار ورأس (IP) ورأس (TCP) للعودة أخيراً إلى التطبيق (PDU) للجهاز الوجهة وسيتم تحديد حجم (PDU) الذي سترسله بواسطة (MTU) أو وحدة الإرسال القصوى، كما سيحدد هذا الحجم الأقصى لجزء (IP) لإرساله عبر الشبكة دون الحاجة إلى تجزئة تلك البيانات على طول الطريق.

يُنظر إلى التجزئة عموماً على أنّها لها تأثير سلبي على كفاءة الاتصال الإجمالية وهذا لأنّ الأمر يستغرق وقتاً لتجزئة الحزمة إلى أجزاء أصغر وإرسالها عبر الشبكة، وإذا فقدت أياً من هذه الأجزاء على طول الطريق فيجب إعادة إرسال جميع الأجزاء التي تتكون منها هذه الحزمة.

هناك مشكلة أخرى تتعلق بالتجزؤ وهي في بعض الأحيان أنك لا تعرف أنّه يحدث بالفعل ومن الصعب معرفة الحجم الأقصى الفعلي لوحدة الإرسال من أحد طرفي الشبكة إلى الطرف الآخر، وعادةً ما تتم عملية تحديد وحدة الإرسال الكبرى بين جهاز وآخر تلقائياً عند إنشاء الجلسة، ولكن إذا كان هناك نوع من التصفية بين الأجهزة خاصة مع (ICMP)، فقد لا تتمكن من تكوين وحدة الإرسال الكبرى تلقائياً بين الأجهزة وقد يكون الأمر متروكاً لتكوين قيم (MTU) هذه يدوياً.

كما يبدأ بإرسال بعض بيانات (TCP) عبر الشبكة والحد الأقصى لمقدار بيانات (TCP) التي يمكننا إرسالها في إطار (Ethernet) عادي هو (1460 بايت)، وسيضع رأس (TCP) بحجم (20 بايت) في مقدمة ذلك ويحتاج بعد ذلك إلى عنوان (IP) وهو (20 بايت) أخرى، وبعد ذلك سيتطلب (Ethernet) حوالي (14 بايتاً) إضافياً على الرأس وأربعة بايت أخرى لتسلسل فحص الإطار.

في شبكات الحاسوب تُعتبر وحدة بيانات البروتوكول (PDU) وحدة منفردة من البيانات المجمعة المنقولة بين أنظمة نهاية الشبكة، وفي مكدس بروتوكول الشبكة ذي الطبقات تختلف (PDU) بناءً على قيود الطبقة الخاصة والاتفاقية.

ويُشار إلى حزم البيانات على أنها مقاطع أثناء إرسال (TCP) على طبقة النقل ومخططات البيانات أثناء إرسال (UDP)، والإطارات على طبقة الارتباط ومرة ​​أخرى في بعض الأحيان مخططات البيانات على طبقة الشبكة بغض النظر عن بروتوكول الطبقة العليا.

• “ICMP” هي اختصار لـ “Internet-Control-Message-Protocol”.

• “MTU” هي اختصار لـ “Maximum-transmission-unit”.

• “MAC” هي اختصار لـ “Media-Access-Control”.

ما هو عداد PDU

عداد (PDU): هي عبارة عن حامل يوفر مراقبة عن بُعد في الوقت الفعلي للأحمال المتصلة وبيانات استخدام الطاقة لمساعدة مديري مراكز البيانات على اتخاذ قرارات مستنيرة لموازنة الحمل.

يتم تمرير الخدمات بين المستويات ولكن بين العميل والجزء العلوي باستخدام الواجهة، ونظراً لأنّ من الصعب للغاية تحديد الحمولة، فإنّ الشبكة الأساسية السفلية لا تفهم بنية وحدة (SDU) والمستوى الأرضي مسؤول عن توصيل وحدة (SDU) بنفس الاتصال عند نقطة النهاية الخاصة بها، ونتيجة لذلك ستقوم الطبقات السفلية بتغليف وحدة (SDU) ببيانات محددة لتنفيذ وظيفتها.

يمكن إضافة خادم وكيل لتمييز الخدمة وعقدة استشعار لاسلكية للمساعدة في التنقل ودرجة مطابقة للإشارة إلى جزء المحتوى في حزمة وبيانات وصفية خاطئة، كما تتكون وحدة ارتباط البيانات من بيانات محدثة ووحدة تخزين بيانات أخرى من الطبقة العليا أثناء تلك الطبقة، ويرجع ذلك إلى أنّ النهج القائم على (SDU) والنهج المستندة إلى الأدلة حسب المستوى السفلي، وقد يكون أكثر أهمية من كل وحدات (PDU) الخاصة بهذا العنصر والمعروفة باسم وحدة الحذف القصوى الوحيدة مثل (MTU).

لذلك يلزم إجراء تجزئة (IP) عندما يجب دائماً تقسيم (PDU) إلى عدة حزم بحجم مناسب للنقل أو معالجتها بواسطة الطبقة السفلية، وأحد الجوانب الأساسية لذلك هو المعلومات المنسقة المقدمة إلى مستوى الشبكة لاحقاً في مسار المعلومات، ممّا يسمح لها بأداء هدفها الأساسي أو تقديم مبادراتها ذات الصلة.

• “SDU” هي اختصار لـ “Service-Data-Unit”.