طبقات الشبكة

موضوع: طبقات الشبكة الإثنين مارس 12, 2012 3:13 am

سنتناول في هذا
الدرس إن شاء الله البنود التالية:
1- شرح المبادئ الأساسية
التي تقف خلف المرجع OSI.
2- وصف للطبقات السبعة التي يتكون
منها المرجع OSI.
3- وصف للخدمات المتوفرة بين الطبقات
المختلفة و شرح لمفهوم SAP.

يمكن تصنيف تصميم أنظمة
الكمبيوتر الى :

1- أنظمة مفتوحة.

2- أنظمة مغلقة.

في الأنظمة المغلقة يكون المستخدمون مجبرين على استخدام أجهزة
من منتج أو شركة واحدة فقط و لا تستطيع أنظمتهم التعامل مع أجهزة
من مصنعين آخرين كما كان ذلك شائعا في السبعينات و الثمانينات.

مع تطور صناعة الكمبيوتر و انتشارها كان لابد من إيجاد مقاييس
تسمح للأجهزة باختلاف مصنعيها بالتفاهم و التوافق فيما بينها و
تنقسم هذه المقاييس الى مجموعتين:

1- OSI Model.

2- مشروع Project 802 و هو تعديل على OSI Model.

تم تطوير OSI Model و هو اختصار ل Open Systems
Interconnection من قبل منظمة المقاييس الدولية International
Standards Organization (ISO) و قد طور هذا المقياس العالمي
ليكون منصة بالرجوع إليها يستطيع متنجي و مصنعي الشبكات تطوير
مقاييس تسمح للأنظمة المفتوحة بالإتصال و التوافق فيما بينها و
بالتالي أصبحت منتجات الشبكة قائمة على مواصفات OSI.

تقسم مقاييس OSI إتصالات الشبكة الى سبع طبقات:

1- application.

2- presentation.

3- session.

4- transport.

5- network.

6- data-link.

7- physical.

كل طبقة تقدم خدمة للطبقات الأعلى منها بينما تستفيد من خدمات
الطبقات الأسفل منها.أنظر الصورة.

طبقات الشبكة Mcse35-1

فمثلا طبقة Network تتصل مع طبقة Transport و تستخدم خدمات
الطبقتين Data-Link و Physical.

الطبقات الثلاث السفلى مخصصة لنقل البتات من البيانات و
تبادلها بين الشبكات.

أما الطبقات الثلاث العليا فهي مخصصة لتطبيقات و برامج
المستخدم.

أما الطبقة الوسطى فتعمل كواجهة بين الطبقات السفلى و العليا.

و بشكل عام كلما ارتفعت الطبقة كلما زاد تعقيد مهامها.

كما أن كل طبقة في الجهاز المرسل تقوم بالإتصال بالطبقة
المماثلة لها في الجهاز المستقبل.أنظر الصورة.

طبقات الشبكة Mcse35-2

و هذا الإتصال لا يكون فعليا بل ظاهريا أو منطقيا.

و تتم عملية الإتصال بين الجهازين كما يلي :

يتم إدخال البيانات المطلوب إرسالها بواسطة التطبيقات و تنتقل
هذه البيانات و يتم ترجمتها بالمرور على كل الطبقات في الجهاز
المرسل ابتداءا بطبقة التطبيقات و انتهاءا بطبقة Physical حيث
تكون البيانات قد تحولت الى بتات جاهزة للنقل عبر الأسلاك بعد أن
تضيف كل طبقة معلومات خاصة الى البيانات التي يرغب في إرسالها و
تسمى هذه العملية Encapsulation و عند وصولها الى الجهاز
المستقبل تمر البيانات بطبقات OSI بشكل معكوس ابتداءا بطبقة
Physical و انتهاءا بطبقة التطبيقات في عملية تسمى
De-Encapsulation و تكون البيانات الناتجة هي ما يراه المستخدم
المستقبل على جهازه.

يفصل بين كل طبقة و أخرى في OSI فاصل يسمى Interface و هو
الذي يمرر البيانات بين الطبقات.أنظر الصورة.

طبقات الشبكة Mcse35-3

لنلق نظرة مفصلة على كل طبقة من طبقات OSI :

1- الطبقة الأولى Application و هي الطبقة التي يتحكم فيها
المستخدم مباشرة و هي تدعم برامج مثل:

1- برامج نقل الملفات.

2- برامج قواعد البيانات.

3- برامج البريد الإلكتروني.

و هذه الطبقة هي المسئولة عن توفير إتصال بين عمليات
التطبيقات و بيئة OSI كما أنها تتحكم بالوصول العام للشبكة و
تدفق البيانات و علاج الأخطاء.

و توفر هذه الطبقة خدمات تسمى Application Service Elements
(ASEs) و تشمل هذه الخدمات ما يلي:

1- Association Control Service Element (ACSE).

2- File Transfer, Acess and Management (FTAM).

3- Message Handling System (MHS).

2- الطبقة الثانية Presentation و هي المسئولة عن تشكيل
البيانات بالهيئة المناسبة للطبقة المجاورة العليا أو السفلى حسب
الحالة هل هي عملية إرسال أو إستقبال ، كما أن هذه الطبقة مسئولة
عن الترجمة بين البروتوكولات المختلفة كما تقوم بتحويل الصيغ
المختلفة من الصور مثل PCX و PNG و JPG و غيرها الى صيغة قابلة
للقراءة و المشاهدة من قبل برنامج المستخدم ، و تقوم هذه الطبقة
أيضا بضغط البيانات لتقليل عدد البتات التي يجب نقلها.

3- الطبقة الثالثة Session و هي التي تسمح لبرنامجين على
كمبيوترين مختلفين بإجراء اتصال و استخدام هذا الإتصال و إنهائه
بين الجهازين ، كما أن هذه الطبقة مسئولة عن التعرف على الأجهزة
و أسمائها و إصدار تقارير عن الإتصالات التي تجريها و تقوم هذه
الطبقة أيضا ببعض مهام الإدارة مثل ترتيب الرسائل المرسلة حسب
وقت إرسالها و مدة إرسال كل رسالة و من البروتوكولات التي تعمل
ضمن هذه الطبقة ما يلي :

أ- Network File System (NFS).

ب- Structured Query Language (SQL).

ج- X Windows.

كما تقوم هذه الطبقة بأخذ عينة من آخر جزء من البيانات تم
إرساله عند توقف الشبكة عن العمل و ذلك لكي يتم إرسال البيانات
عندما تعود الشبكة الى العمل من النقطة التي توقف عندها الإرسال.

4- الطبقة الرابعة Transport و هي الطبقة التي تفصل بين
الطبقات الموجهة للمستخدم User-Oriented و الطبقات الموجهة
للشبكة Network-Oriented.

تقوم هذه الطبقة بتجزئة البيانات الى أجزاء تسمى Segments ،
كما تقوم بالتأكد من وصول هذه الأجزاء بدون أخطاء أو نقص أو
تكرار و بالترتيب المناسب و باستخدام الوجهة المناسبة و تقوم هذه
الطبقة في الجهاز المستقبل بإرسال رسالة تعلم بإستلامها
للبيانات.

5- الطبقة الخامسة Network و هي مسئولة عن عنونة الرسائل و
ترجمة العناوين المنطقية و الأسماء الى عناوين مادية تفهمها
الشبكة.

العنوان المنطقي قد يكون بريد إلكتروني أو عنوان إنترنت بهذا
الشكل 123.123.123.123 أما العنوان المادي فيكون بهذا الشكل
02.12.3A.D1.23.AS .

و تقوم هذه الطبقة باختيار أنسب مسار بين الجهاز المرسل و
المستقبل ، لهذا فإن أجهزة الموجهات Routers تعمل من ضمن هذه
الطبقة.

6- الطبقة السادسة Data-Link و هي المسئولة عن المحافظة على
التزامن في إرسال و استقبال البيانات و تقوم بتقسيم البيانات الى
أجزاء أصغر تسمى Frames و تضيف إليها أجزاء الرأس Header و الذيل
Trailer و التي تحتوي على معلومات تحكم للتأكد من خلو الإطارات
من أي أخطاء.

7- الطبقة السابعة Physical و هي الطبقة المواجهة لوسط
الإرسال و المسئولة عن إرسال البيانات التي تم تجهيزها من قبل
الطبقات العليا عبر وسط الإرسال.

كما تعرف هذه الطبقة الكيفية التي ستتصل بها بطاقة الشبكة
بالأسلاك.

لنر الآن الكيفية التي تتصل و تتفاعل بواسطتها هذه الطبقات
معا.

يطلق على الهيئة القياسية التي يقوم البروتوكول بتشكيل
البيانات المارة بين الطبقات عليها اسم Protocol Data Unit
(PDU).

و تقوم الواجهة الفاصلة بين كل طبقتين بتعريف العمليات و
الخدمات التي توفرها الطبقة السفلى لجارتها العليا و تسمى هذه
العمليات Primitives.

و لكي تقوم أي طبقة عليا بالوصول الى الطبقة المجاورة السفلى
فإنها لا بد أن تستخدم عنوانا يسمى Service Access Point (SAP) و
يمكن تصور هذا العنوان كمنفذ منطقي تمر البيانات من خلاله و يضاف
الحرف الأول من اسم كل طبقة لهذا المصطلح ليصف اسم المنفذ الخاص
بكل طبقة ، فمنفذ طبقة Network يسمى NSAP.

عند مرور البيانات من طبقة لأخرى فإنه من الممكن استخدام
نوعين من الخدمات هما:

1- Confirmed.

2- Unconfirmed.

في الخدمة Confirmed تستخدم العمليات Primitives التالية:

1- الطلب Request.

2- الإشارة Indication.

3- الرد Response.

4- التأكيد Confirm.

أما في الخدمة Unconfirmed فتستخدم :

1- الطلب Request.

2- الإشارة Indication.