طبقات نموذج OSI وبروتوكولات الشبكة

نموذج شبكة OSI هو نموذج مرجعي لربط الأنظمة المفتوحة ؛ في اللغة الإنجليزية يبدو مثل النموذج المرجعي الأساسي لربط الأنظمة المفتوحة. الغرض منه في نظرة عامة لأدوات التواصل.

أي أن نموذج OSI هو معيار معمم لمطوري البرامج ، وبفضله يمكن لأي كمبيوتر فك تشفير البيانات المنقولة من كمبيوتر آخر. لتوضيح الأمر ، سأقدم مثالًا للحياة. من المعروف أن النحل يرى كل شيء من حوله في ضوء الصباح البنفسجي. أي أن أعيننا ونحلنا يرون نفس الصورة بطرق مختلفة تمامًا ، وما تراه الحشرات قد يكون غير محسوس للرؤية البشرية.

الأمر نفسه ينطبق على أجهزة الكمبيوتر - إذا كتب أحد المطورين تطبيقًا بأي لغة برمجة يفهمها جهاز الكمبيوتر الخاص به ، ولكنه غير متاح لأي لغة أخرى ، فلن تتمكن من قراءة المستند الذي تم إنشاؤه بواسطة هذا التطبيق على أي جهاز آخر. لذلك ، توصلنا إلى فكرة اتباع مجموعة واحدة من القواعد ، مفهومة للجميع ، عند كتابة الطلبات.

طبقات OSI

من أجل الوضوح ، يتم عادةً تقسيم عملية تشغيل الشبكة إلى 7 مستويات ، لكل منها مجموعته الخاصة من البروتوكولات.

بروتوكول الشبكة هو القواعد والإجراءات الفنية التي تمكن أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة من الاتصال وتبادل البيانات.

تسمى مجموعة البروتوكولات الموحدة بهدف نهائي واحد بمكدس البروتوكولات.

توجد عدة بروتوكولات لأداء مهام مختلفة تتعامل مع صيانة النظام ، مثل مكدس TCP / IP. دعنا نلقي نظرة فاحصة على كيفية إرسال المعلومات من أحد أجهزة الكمبيوتر عبر الشبكة المحلية إلى كمبيوتر آخر.

مهام كمبيوتر SENDER:

• خذ البيانات من التطبيق
• قسّمها إلى عبوات صغيرة إذا كانت كبيرة الحجم
• استعد للإرسال ، أي حدد المسار الذي يجب اتباعه وتشفير وإعادة تشفير تنسيق الشبكة.

مهام كمبيوتر RECIPIENT:

• قبول حزم البيانات
• إزالة معلومات الخدمة منه
• نسخ البيانات إلى الحافظة
• بعد الاستلام الكامل لجميع الحزم ، قم بتشكيل كتلة البيانات الأصلية منها
• أعطه للتطبيق

من أجل إجراء كل هذه العمليات بشكل صحيح ، هناك حاجة إلى مجموعة واحدة من القواعد ، أي النموذج المرجعي OSI.

دعنا نعود إلى طبقات OSI. من المعتاد عدها بترتيب عكسي وفي الجزء العلوي من الجدول توجد تطبيقات للشبكة ، وفي الجزء السفلي - الوسيط المادي لنقل المعلومات. بينما تنتقل البيانات من الكمبيوتر مباشرة إلى كبل الشبكة ، تقوم البروتوكولات الموجودة في طبقات مختلفة بتحويلها تدريجياً استعدادًا للإرسال المادي.

دعونا نحللها بمزيد من التفصيل.

7. طبقة التطبيق

وتتمثل مهمتها في أخذ البيانات من تطبيق الشبكة وإرسالها إلى المستوى السادس.

6. طبقة العرض

يترجم هذه البيانات إلى لغة عالمية واحدة. الحقيقة هي أن كل معالج كمبيوتر له تنسيق معالجة البيانات الخاص به ، ولكن يجب أن يدخلوا إلى الشبكة بتنسيق عالمي واحد - وهذا ما تفعله طبقة العرض.

5. طبقة الدورة

لديه العديد من المهام.

1. إنشاء جلسة اتصال مع المتلقي. يقوم البرنامج بتنبيه الكمبيوتر المستلم بأنه سيتم إرسال البيانات إليه.
2. يتم التعرف على الاسم وحمايته هنا:
   • التعريف - التعرف على الاسم
   • المصادقة - التحقق من كلمة المرور
   • التسجيل - التنازل عن الصلاحيات
3. تنفيذ أي جانب ينفذ نقل المعلومات والمدة التي سيستغرقها.
4. ترتيب نقاط التفتيش في تدفق البيانات العامة بحيث يكون من السهل في حالة فقدان جزء ما تحديد الجزء المفقود ويجب إرساله مرة أخرى.
5. تجزئة هو تقسيم كتلة كبيرة إلى حزم صغيرة.

4. طبقة النقل

يوفر للتطبيقات درجة الحماية المطلوبة عند تسليم الرسائل. هناك مجموعتان من البروتوكولات:

• البروتوكولات الموجهة للاتصال - تتعقب تسليم البيانات ، وإذا لزم الأمر ، تطلب إعادة الإرسال عند الفشل. هذا هو TCP - بروتوكول التحكم في الإرسال.
• بدون اتصال (UDP) - يرسلون ببساطة كتلًا ولم يعدوا يتتبعون تسليمها.

3. طبقة الشبكة

يوفر الإرسال من طرف إلى طرف للحزمة عن طريق حساب مسارها. في هذا المستوى ، في الحزم ، تتم إضافة عناوين IP الخاصة بالمرسل والمستقبل إلى جميع المعلومات السابقة التي تم إنشاؤها بواسطة مستويات أخرى. من تلك اللحظة فصاعدًا ، تُسمى حزمة البيانات PACKAGE نفسها ، والتي لها عناوين IP (بروتوكول IP هو بروتوكول إنترنت).

2. طبقة ارتباط البيانات

هنا ، يتم إرسال الحزمة داخل كابل واحد ، أي شبكة محلية واحدة. إنه يعمل فقط حتى جهاز التوجيه الحدودي لشبكة LAN واحدة. إلى الحزمة المستلمة ، تضيف طبقة الارتباط رأسها الخاص - عناوين MAC الخاصة بالمرسل والمستقبل ، وفي هذا النموذج تسمى كتلة البيانات بالفعل FRAME.

عند إرسالها خارج شبكة محلية واحدة ، يتم تخصيص MAC للحزمة ليس للمضيف (الكمبيوتر) ، ولكن لموجه الشبكة الأخرى. ومن ثم ، تبرز مسألة عناوين IP الرمادية والبيضاء ، والتي تمت مناقشتها في المقالة التي تم تقديم الرابط إليها أعلاه. اللون الرمادي هو عنوان داخل شبكة محلية واحدة لا يتم استخدامه خارجها. الأبيض هو عنوان فريد عبر الإنترنت العالمي.

عندما تصل الحزمة إلى جهاز توجيه الحدود ، يتم استبدال حزمة IP بعنوان IP الخاص بهذا الموجه وتنتقل الشبكة المحلية بأكملها إلى العالمية ، أي الإنترنت ، تحت عنوان IP واحد. إذا كان العنوان أبيض اللون ، فلن يتغير جزء البيانات الذي يحتوي على عنوان IP.

1. الطبقة المادية (طبقة النقل)

مسؤول عن تحويل المعلومات الثنائية إلى إشارة مادية ، والتي يتم إرسالها إلى قناة نقل البيانات المادية. إذا كان كبلًا ، فإن الإشارة تكون كهربائية ، إذا كانت شبكة ألياف بصرية ، فهي إشارة بصرية. يتم إجراء هذا التحويل باستخدام محول الشبكة.

أكوام البروتوكول

TCP / IP عبارة عن مجموعة بروتوكولات تتحكم في نقل البيانات على كل من الشبكة المحلية وعلى الإنترنت العالمي. تحتوي هذه المجموعة على 4 طبقات ، أي وفقًا للنموذج المرجعي OSI ، كل منها تجمع بين عدة طبقات.

1. التطبيقية (وفقًا لـ OSI - التطبيقية والعرض التقديمي والجلسة)

   البروتوكولات التالية مسؤولة عن هذا المستوى:

   • TELNET - جلسة اتصال عن بعد كسطر أوامر
   • FTP - بروتوكول نقل الملفات
   • SMTP - بروتوكول نقل البريد
   • POP3 و IMAP - استقبال البريد
   • HTTP - العمل مع مستندات النص التشعبي
2. النقل (وفقًا لـ OSI نفسه) هو TCP و UDP الموصوفان بالفعل أعلاه.
3. الإنترنت (وفقًا لـ OSI - network) هو بروتوكول IP
4. طبقة واجهة الشبكة (OSI - القناة والمادية) تكون برامج تشغيل مهايئ الشبكة مسؤولة عن تشغيل هذه الطبقة.

مصطلحات كتلة البيانات

• دفق - البيانات التي يتم تشغيلها على مستوى التطبيق
• مخطط البيانات هو كتلة من البيانات عند الإخراج من UPD ، أي ليس لها تسليم مضمون.
• قطعة - كتلة مضمونة للتسليم عند إخراج بروتوكول TCP
• الحزمة هي كتلة من إخراج البيانات من بروتوكول IP. نظرًا لأنه ليس مضمونًا للتسليم في هذا المستوى ، يمكن أيضًا تسميته مخطط بيانات.
• الإطار عبارة عن كتلة ذات عناوين MAC مخصصة.