اساسيات فهم الشبكات وكيفية عملها

بسم الله الرحمن الرحيم

اطرح بين أيدي اخواني واخواتي موضوع مهم من مواضيع الشبكات ويعتبر من اساسيات فهم الشبكات وكيفية عملها ونسأل من الله ان يوصلنا الى الغاية وبسم الله نبدأ :
OSI Models
ماهى ال OSI Models :
- هى مراحل تكون الداتا أو البيانات وتحركها من ال source device (الجهاز المرسل) إلى destination source ال ( الجهاز المستقبل )
مع بدء التوسع فى مجال الشبكات تم الاجماع على أهمية التوحيد ووضع أساسات يعمل عليها كل من يريد التطوير فى مجال الشبكات حتى يكون هناك ما يسمى بال Standardization فتم تقسيم مراحل تخاطب أى جهازين الى سبع مراحل نظريه وهى ما تم تسميتها بال OSI MODELS .
ماهى مميزات ال OSI :
1- provides a standard for hardware development
بمعنى انها توفر توحيد قياس ثابت يستخدمه مطورون أجهزة الهاردوير للشبكات .
2- allows for modular software development
توفر لمطورى برامج السوفت وير التركيز على طبقة واحدة والتى سيعمل عليها البرنامج أو اذا كان سيعمل على عدة طبقات مختلفة حسب الوظيفة التى سيقوم بها .
3- speed development of new technology
تجعل عملية تطوير كل ما هو متعلق بالشبكات سريعة .

تتكون ال OSI Layers من :
1. application layer
2. presentation layer
3. session layer
4. transport layer
5. network layer
6. data link layer
7. physical layer







ما هى وظائف ال OSI Layers :
1. تستخدم فى حل المشاكل Troubleshooting
فمثلا مهندس الشبكات الناجح هو من يقوم باتباع هذه الطبقات فى حل المشاكل التى قد يوجهها فى شبكته بأن يبدأ ال troubleshooting من ال physical layer ثم الصعود الى أعلى وذلك يوفر عليه مجهود كبير قد يستغرقه مهندس أخر يعمل بعشوائيه للوصول لسبب المشكله
.2. معرفة كيفية تكون الداتا وما هو شكلها فى كل مرحلة Encapsulations

تم وضع الجدول التالى رجاء إلقاء نظره سريعة عليه ثم نبدأ شرح كل طبقة على حده


يتكون الجدول من خمسة خانات
الأولى هى أسم الطبقة
الثانية هى وصف وتعريف الطبقة
الثالثه وهى البروتوكولات التى تعمل فى هذة الطبقة
الرابعة وهى الهاردوير الذى يعمل فى هذة الطبقة
الخامسة وهى شكل الداتا فى هذه الطبقة أو مرحلة Encapsulation .







1- PhysicaLayer
- هى المرحلة المادية أو المحسوسة وهى تمثل كل من كروت الشبكة والمودم والكونكتورز والكابلات المستخدمة فى الشبكة وهى التى يتم فيها تحويل الداتا إلى إشارات كهربائية ووضعها على الكابلات ويقوم بذلك كل من كارت الشبكة أو المودم
والمكونات التى تعمل فى هذة الطبقة الكابلات وال HUB وال Repeaters فما هى إلا وسيط لنقل البيانات ولاتقوم بأى تعديل على البيانات أو عمل إضافات عليها
وتكون البيانات فى هذه المرحلة على شكل Bits أو نبضات كهربائيه

2- Data Link Layer
وتم تقسيمها إلى Logical Link Control (LLC)
ويتم فيها تحويل ال Bits إلى Bytes ثم تحويلها الى Frames ويتحدد نوع وحجم ال Frame حسب ال Logical Network Topology والمقصود بها طريقة تخاطب الأجهزه هل تستخدم ال Token ring مثلا أم ال star مثلا وهى الطريقة الشائعه فحجم ال Frame يختلف هنا وأيضا حسب نوع البروتوكول المستخدم يختلف حجم ال Frame
Media Access Control (MAC)
ويتم فى هذة المرحلة وضع ال Mac Address الخاص بكرت الشبكة وهو متفرد ولا يتكرر فى أى جهاز إلى ال Frame وأيضا بحث طريقة وضع الداتا على الكابل فهناك طريقتان وهما CSMA/CD أو CSMA/CA وبإختصار دون الدخول فى تفاصيل هى الطريقه التى تستخدم لوضع الداتا على الكابل بطريقه لاتتعارض مع وضع جهاز اخر للداتا على الكابل فى نفس الوقت (يمكن شرحها فى موضوع منفصل)
وبعض البروتوكولات التى تعمل فى هذة المرحلة
• LAN protocols: 802.2 (LLC), 802.3 (Ethernet), 802.5 (Token Ring), 802.11 (Wireless)
• WAN protocols: HDLC, PPP, Frame Relay, ISDN, ATM

3. Network Layer
وهى المرحلة التى يتم فيها توفير ال Logical Address وهو ال IP ووضعه فى ال Packets أو حزمة البيانات وهنا يتم إضافة ال IP الخاص بالجهاز المرسل والجهاز الاخر المرسل اليه وايضا يتم تحديد المسار المستخدم لنقل البيانات وهى ما تسمى بال Routing طبقا للبروتوكول المستخدم بين الرواتر فى الشبكه
وهذه بعض البروتوكولات المستخدمه فى هذه المرحله
• IP
• IPX
• AppleTalk
• DECNE


4- Transport Layer
فى هذه المرحلة يتم تحديد إذا كان نوع التواصل Reliable (connection-oriented) أو unreliable (connectionless) communications ولتوضيح الفرق بينهم
Reliable (connection-oriented) وهو التواصل الذى يتطلب الرد من كلا الطرفين اذا كان البيانات تم نقلها بشكل صحيح وكامله أم لا وهو ما يتطلب ال acknowledgment أى الجهاز المستقبل يبلغ المرسل لقد تسلمت البيانات كذا وكذا هل هى كامله أم لا فيرد المرسل يوجد داتا ناقصه ترتيبها كذا وموضعها كذا فيرد المستقبل اذا ارسلها مره اخرى وهكذا حتى يتأكد الطرفان أن البيانات وصلت كامله وسليمه ومثال على ذلك هو بروتوكول TCP/IP
unreliable (connectionless) communications وهو التواصل الذى لا يتطلب الرد من كلا الطرفين وهو مايستخدم فى حالة الارسال الجماعى فبعض المواقع يمكن أن تستمع منها إلى محطه إذاعيه أو مشاهدة فيلم فهنا يقوم السيرفر بالارسال الجماعى Broadcast ولايطلب الرد من المستقبلين فتخيل الاف المستقبلين فى وقت واحد إذا قام كل واحد منهم بالتواصل مع السيرفر وطلب الرد والداتا الناقصه وما سيسببه من عبىء على السيرفر وهذا يفسر لك سبب تقطع الصوت عندما تستمع الى الاذاعه من خلال الانترنت والسبب هو سقوط بعض الداتا فى الطريق دون طلب جهازك لاستردادها مره اخرى

5- Session Layer
هذه الطبقة هى المسئولة عن الحفاظ على sessions أو الطرق المفتوحه من التواصل فى وقت واحد بمعنى أكثر للتوضيح أنت مثلا تعمل على الماسنجر وتتحدث مع صديق وفى نفس الوقت تقوم بعمل داونلود وايضا تتصفح باللاكسبلورر كل ذلك فى نفس الوقت هذة الطبقة هى المسئولة عن الحفاظ على ال session المفتوحه لكل تطبيق على حدة فى نفس الوقت

6. Presentation Layer
وهى المرحلة التى يتم فيها تحديد نوع وطبيعة البيانات المرسله هل هى **** او صور أو ملفات مضغوطه أم ملفات صوت و صوره وهل هى مشفره أم لا مثال على ذلك
• JPEG, BMP, TIFF, PICT
• MPEG, WMV, AVI
• ASCII, EBCDIC
• MIDI, WAV

7- Application Layer
وهى مرحلة التطبيقات المستخدمه وطريقة تواصل المستخدم مع الجهاز أو ال user interface مثل المتصفح أو الماسنجر أو برنامج يقوم بعمل داونلود أو اى برنامج تستخدمه ويقوم بعمل تفاعل مع الشبكه ويتم هنا تحديد نوع البروتوكول حسب البرنامج والبروتوكول الذى يعمل عليه مثل
• HTTP
• Telnet
• FTP
• TFTP
• SNMP

ولربط كل مافات مع بعضه حتى تتضح الصورهنضرب مثال لما يحدث يوميا من كل فرد منكم ويقوم فيه باستخدام ال OSI بدون أن يشعر

تخيل الأن انك جالس أمام جهازك وتستخدم المتصفح وهو يستعملالبروتوكول HTTP أو برنامج لرفع الملفات إلى موقع مستخدم ال FTP أو تقوم بإرسالأيميل مستخدم ال SNMP أو الماسنجر انت الان فى مرحلة ال Application Layer
وستقوم بارسال بيانات لصديقك على الماسنجر وقمت بوضع صورة مضغوطه مثلا الأن انتفى ال Presentation Layer حيث تم تحديد نوع الداتا المرسله
الأن ال Session Layer تعمل على إبقاء التواصل بينك وبين زميلك فى نفس الوقت الذى يعمل فيه المتصفحعندك أو أى برنامج أخر
ندخل الان فى مرحلة ال Transport Layer حيث يتم تحديد نوعالبروتوكول المستخدم وفى هذه الحاله هو ال TCP/IP
يتم الأن الدخول فى مرحلة Network Layer حيث يتم إضافة ال IP الخاص بجهازك وأيضا ال IP الخاص بجهاز صديقك الىالداتا وتحديد المسار الذى ستسلكه الداتا للوصول لجهاز صديقك
ثم يتم الدخول فىمرحلة Data Link Layer حيث يتم إضافة ال Mac Address الخاص بجهازك وال Mac Address الخاص بأول Device أنت واصل به وليكن السويتش ثم يتم تقطيع الداتا إلى Frames بحجم صغير

الأن الداتا عباره عن مجموعه من ال Frames وكل Frame يحتوى على IP الخاص بك وال IP الخاص بصديقك وايضا ال Mac Address الخاص بك وال Mac Address الخاصبالسويتش الذى تصل به

ندخل الأن فى مرحلة ال Physical Layer حيث تم تحويلهذه ال Frames الى اشارات كهربائيه ووضعها على كابلات الشبكه
تصل الداتا إلىجهاز صديقك ويقوم بعمل الOSI Layers بطريقه عكسية حتى يحصل على الداتا

العفو والله مقصرين معكم
ان شاءالله راح احضر الكم شي حلو بس الواحد يفضى شوي لانو عارفين هلا الواحد مشغول بالامتحانات