اقرأ في هذا المقال
- ما هي بروتوكولات الشبكة
- كيفية عمل بروتوكولات الشبكة
- وظائف بروتوكولات الشبكة
- ما هي وظائف بروتوكولات إدارة الشبكة
بروتوكولات الشبكة هي السبب الذي تجعل المستخدمين يتواصلون بسهولة مع الأشخاص في جميع أنحاء العالم وبالتالي تلعب دوراً مهماً في الاتصالات الرقمية الحديثة، بينما تعمل نماذج بروتوكول الشبكة عموماً بوسائل متماثلة ويكون كل بروتوكول متميز ويعمل بالطريقة المحددة المفصلة من قبل المنظمة التي أنشأته.
ما هي بروتوكولات الشبكة
بروتوكول الشبكة: هو مجموعة ثابتة من القواعد التي تحدد كيفية نقل البيانات بين الأجهزة المختلفة في نفس الشبكة، وبشكل أساسي يسمح للأجهزة المتصلة بالتواصل مع بعضها البعض وبغض النظر عن أي اختلافات في عملياتها الداخلية أو هيكلها أو تصميمها.
وعلى التماثل من الطريقة التي يبسط بها التحدث باللغة نفسها الاتصال بين شخصين، توفر بروتوكولات الشبكة للأجهزة إمكانية التفاعل مع بعضها البعض بسبب القواعد المخصصة له، والمضمنة في برامج الأجهزة ولا تستطيع شبكات المنطقة المحلية “LAN” ولا شبكات المنطقة الواسعة “WAN” العمل بالطريقة التي تقوم بها اليوم دون اعتماد بروتوكولات الشبكة.
- “LAN” هي اختصار لـ “Local-area-network”.
- “WAN” هي اختصار لـ “Wide-Area-Network”.
كيفية عمل بروتوكولات الشبكة
تأخذ بروتوكولات الشبكة عمليات واسعة النطاق وتقسمها إلى مهام أو وظائف صغيرة ومحددة، حيث يحدث هذا في كل مستوى من مستويات الشبكة، ويجب أن تتعاون كل وظيفة على كل مستوى لإكمال المهمة الأكبر في متناول اليد، كما يشير مصطلح مجموعة البروتوكولات إلى مجموعة من بروتوكولات الشبكة الأصغر التي تعمل جنباً إلى جنب مع بعضها البعض.
يتم تصميم بروتوكولات الشبكة عادةً بالاعتماد على معايير الصناعة من خلال العديد من منظمات الشبكات أو تكنولوجيا المعلومات، وقامت المجموعات التالية بتعريف ونشر بروتوكولات شبكة مختلفة:
- معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات “IEEE”.
- فريق عمل هندسة الإنترنت “IETF“.
- المنظمة الدولية للتوحيد القياسي “ISO”.
- الاتحاد الدولي للاتصالات “ITU”.
- اتحاد شبكة الويب العالمية “W3C”.
ملاحظة:“W3C” هي اختصار لـ “World-Wide-Web-Consortium”.
ملاحظة:“ITU” هي اختصار لـ “International-Telecommunication-Union”.
ملاحظة:“ISO” هي اختصار لـ “International-Organization-for-Standardization”.
ملاحظة:“IETF” هي اختصار لـ “Internet-Engineering-Task-Force”.
ملاحظة:“IEEE” هي اختصار لـ “Institute-of-Electrical-and-Electronics-Engineers”.
وظائف بروتوكولات الشبكة
تقوم مجموعات البروتوكول بتجميع البروتوكولات التي تعمل في طبقات مختلفة من نموذج الشبكة لضمان الاتصال الناجح، وهناك وظيفة مختلفة للبروتوكول وهي كالتالي:
1- تأسيس أو تحرير الاتصال
- يمكن أن يكون نقل البيانات عملية نقل موجهة نحو الاتصال أو نقل بدون اتصال.
- الخدمات غير المتصلة هي أكثر الخدمات التي لا يمكن الاعتماد عليها.
- توفر معظم البروتوكولات خدمات موجهة للاتصال.
- إذا كانت هناك حاجة إلى قدر كبير من نقل البيانات، فإنّ الخدمات الموجهة نحو الاتصال تكون دائماً أفضل.
2- التغليف Encapsulation
- يحدد البروتوكول كيفية تغليف البيانات في الإطار أو الحزمة.
- تحتوي كل حزمة في جميع وحدات “PDU” على ثلاثة حقول لمعلومات التحكم جنباً إلى جنب مع حقل البيانات.
- هناك ثلاثة حقول لمعلومات التحكم مثل العنوان والتحكم في الخطأ والتحكم في البروتوكول.
ملاحظة:“PDU” هي اختصار لـ “Protocol-data-unit”.
3- التجزئة وإعادة التجميع
- في بنية الطبقات عندما يرسل كيان التطبيق البيانات إلى كيان تطبيق مضيف آخر، فإنّه ينتقل من طبقة التطبيق إلى الطبقة المادية لنفس المضيف.
- ثم تنتقل حزمة البيانات على وسائط الإرسال ثم تنتقل مرة أخرى من الطبقة المادية إلى طبقة التطبيق في الوجهة.
- في هذه العملية يقوم بروتوكول المستوى الأدنى بتقسيم البيانات إلى كتل أصغر ويضيف معلومات تحكم إضافية للاستخدام على مستوى النظراء.
- هذه العملية تسمى التجزئة.
- وبالمثل عندما تصل الحزمة إلى الوجهة وتتحرك من المستوى الأدنى إلى المستوى الأعلى تعيد بروتوكولات المستوى الأعلى تجميع الكتل، للحصول على البيانات الفعلية بعد إزالة معلومات التحكم المضافة بواسطة بروتوكولات المستوى الأدنى للمرسل، وهذا ما يسمى إعادة التجميع.
4- إدارة نقل البيانات
إذا كان بإمكان المرسل إنشاء البيانات بمعدل “10 ميجابت في الثانية” ويمكن لجهاز الاستقبال قبولها بسرعة “1 ميجابايت في الثانية”، فإنّ البروتوكول هو الذي قام بمزامنتها بشكل صحيح لتوفير المطابقة والتسلسل.
5- مضاعفة أو إزالة تعدد الإرسال
- وظيفة تعدد الإرسال للبروتوكول أكثر ارتباطًا بالعنونة.
- يتم استخدام أحد نوعي تعدد الإرسال في بروتوكولات مثل مضاعفة الإرسال التصاعدي أو تعدد الإرسال التنازلي.
- في مضاعفة الإرسال التصاعدي يتم مضاعفة عدة اتصالات ذات مستوى أعلى أو اتصال مستوى منخفض واحد.
- في المقابل في مضاعفة الإرسال إلى أسفل يتم إنشاء اتصال واحد عالي المستوى أعلى اتصالات متعددة ذات مستوى منخفض.
6- المعالجة والعنونة
- العنونة هي عملية تحديد عنوان الكيانات أثناء الاتصال.
- مفهوم العنونة معقد ويتضمن مستوى العنونة ونطاق العنونة ومعرفات الاتصال وأنماط العنونة.
7- أمر التسليم
- إذا لم تكن آلة الاتصال متصلة بشكل مباشر، فإنّها متصلة بشكل غير مباشر في شبكة.
- هناك احتمال ألّا تصل حزم البيانات إلى وجهتها في نفس التسلسل الذي تم إرسالها فيه.
- السبب الأساسي لكسر التسلسل هو أنّ وحدات البيانات “PDUs” تعبر مسارات شبكة مختلفة.
8- التحكم في الخطأ
- يجب مراقبة تلف البيانات وفقدان البيانات بشكل مناسب عند نقل البيانات.
- يتم الكشف عن التلف أو الخطأ في ضوابط البيانات من خلال طرق التحكم في الخطأ المحددة في البروتوكول.
- يتم تنفيذ التحكم في الخطأ عن اكتشاف الخطأ وإعادة إرسال البيانات.
- لاكتشاف الأخطاء يتم إرسال بعض رموز اكتشاف الأخطاء بواسطة المرسل مع كل “PDU”.
- يعرف المتلقي هذا الرمز ويتحقق ممّا إذا كان الرمز الموجود في البيانات المستلمة صحيحًا أم لا.
- عند اكتشاف أي خطأ يطلب المستلم من المرسل إعادة إرسال البيانات.
- من ناحية أخرى إذا لم يتم اكتشاف أي خطأ يرسل جهاز الاستقبال إقراراً ببيانات الاستقبال الصحيحة إلى المرسل.
8- التحكم في التدفق
- يعد التحكم في التدفق أيضاً عملية ضرورية للتحكم في المشكلات مثل الازدحام والحمل الزائد وفقدان البيانات وما إلى ذلك.
- التحكم في التدفق هو وظيفة تؤديها آلة الاستقبال للحد من معدل البيانات التي يتم إرسالها بواسطة آلة الإرسال.
- بروتوكولات التوقف والانتظار هي أبسط الطرق للتحكم في تدفق البيانات.
- يُعد التحكم في التدفق أمراً ضرورياً، خاصةً إذا كانت آلات الاتصال لها معدلات بيانات إرسال واستقبال مختلفة.
9- إدارة الشبكة
- تحدد بروتوكولات إدارة الشبكة وتصف الإجراءات المختلفة اللازمة لتشغيل شبكة الكمبيوتر بشكل فعال.
- تؤثر هذه البروتوكولات على أجهزة مختلفة على شبكة واحدة، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التوجيهوالخوادم لضمان أداء كل واحد والشبكة ككل على النحو الأمثل.
ما هي وظائف بروتوكولات إدارة الشبكة
1- الاتصال
تقوم هذه البروتوكولات بإنشاء وصيانة اتصالات مستقرة بين أجهزة مختلفة على نفس الشبكة.
2- تجميع الروابط
- تسمح لك بروتوكولات تجميع الروابط بدمج اتصالات شبكة متعددة في ارتباط واحد بين جهازين.
- يعمل هذا على زيادة قوة الاتصال ويساعد في الحفاظ على الاتصال في حالة فشل أحد الارتباطات.
3- استكشاف الأخطاء وإصلاحها
تسمح بروتوكولات استكشاف الأخطاء وإصلاحها لمسؤولي الشبكة بتحديد الأخطاء التي تؤثر على الشبكة وتقييم جودة اتصال الشبكة، وتحديد كيف يمكن للمسؤولين إصلاح أي مشاكل.
4- ضوابط نقل أخرى
يعد التوقيت والتزامن أحد عناصر التحكم الأساسية في الإرسال، حيث يوفر البروتوكول أيضاً خدمات إضافية مختلفة للكيانات المتصلة والتي تشمل ما يلي:
- الأولوية.
- جودة الخدمة.
- الحماية.
