Networks (Chapter 2) Protocol Architecture, TCP/IP, and Internet-Based Applications كلي بشكل التواصل تدمر أن أردت إذا بأنك فيها يقو...
27 downloads
24 Views
1MB Size
)Networks (Chapter 2 Protocol Architecture, TCP/IP, and Internet-Based Applications يبدأ الفصل بمقولة شهيرة للعالم كولين شيري يقول فيها بأنك إذا أردت أن تدمر التواصل بشكل كلي فيجب أن ال يكون هناك أى قوانين بين الناقل والمستقبل.
الحاجة إلى بناء البروتوكوالت Need for Protocol Architecture تبادل البياانات يشمل العديد من العمليات المعقدة جدا كما هو الحال فى نقل الملفات علشان انقل البيانات دى الزم اول حاجة تكون موجودة مسار اسمه مسار البيانات data pathبين الجهازين اللى هيتنقل بينهم البيانات وبنحتاج برضه ما يلي-: -1 -2 -3 -4
المصدر وهو يعتبر اللى هيبدأ يبني المسار ده من خالل انه هيشكل مسار الشبكة الخاص بالمستقبل المصدر الزم يشوف هل المستقبل فعال جاهز الستقبال الداتا وال ال الزم المصدر يكون فيه تطبيق نقل البيانات واللى من خالله هيعمل فحص هل الملفات دى اللى هتتبعت للمستقبل هيوافق عليها وال مش هيعررفها اصال ويكبر دماغه منها. ممكن األجهزة تحتاج ان يكون هناك حاجة زى فك الشفرات كده او ترجمة بحيث نعرف الحاجة دى عبارة عن ايه وفقا للنظام بتاعنا اللى نقدر نفهمه
قالك انه يفضل انى اقسم التاسك الكبيرة بتاعتى الى عدة تاسكات صغيرة وتكون منفصلة فى اليرات محددة بحيث ان كل الير من االيرات بتاعتى يقدر يمد الالير اللى فوقه بمعلومات ومهام مهمة جدا للتواصل
وكمان جه تعريف بسيط كده للبروتوكول وقالوا انه عبارة عن مجموعة من القوانين واالافتراضات اللى بتكن الاليرات الى شبه بعض والمتناظرة من التواصل A protocol: is a set of rules or conventions that enable peer layers communicate.
اخر حاجة بقى فى الحتة بتاع البروتوكول دى هى حب يعرفك ايه هي عناصر البروتوكول الرئيسية
1. Syntax: Concerns the format of the data blocks السنتاكس هنا بيهتم بشكل البيانات
2. Semantics: Includes control information for coordination and error handling السيمانتك يحتوى على معلومات التحكم والتنسيق ومعالجة األخطاء
3. Timing: Includes speed matching and sequencing التوقيت هنا بيهتم بان يكون هناك سرعات موحدة علشان يكون فيه تزامن وان يكون فيه تسلسل فى الداتا.
ابسط شكل توضيحي لاليرات الشبكات
يعتبر هذا الشكل هو ابسط اشكال الشبكات والمكون من 3الير وهما network access , communications service , file transfer application network accessفي هذا النموذج بمثابة physical layersوتكون فيها األسالك والراوتر وكل الوصالت التي تكون ملموسة في الشبكة والتي تكون حلقة وصل بين الشبكة وكارت الالن communications serviceبيكون الكمبيزتر xوالكمبيوتر yبيكلموا بعض فيها بالفعل
اما في file transfer applicationفي هذا الالير بيقدر الكمبيوتر xوالكمبيوتر yانهم ينقلوا الملفات ويسلموها لبعض وتكتمل عملية الربط ونقل البيانات.
الشكل اللى فوق ده يعتبر شكل مبسط الغرض منه فقط انك تفهم بسرعة يعنى ايه مراحل تكوين الشبكات لكن نقدر تقول ان فيه نموذجين تانيين هما موضع اهتمامنا أحدهم شغال فعليا والعالم كله شغال بيه وأول طوره هي DARPAوزارة الدفاع األمريكية وهو TCP/IP Protocolومشهورر باسم أبو خمسة الير والتانى هو نموذج ب 7الير وهو اللى المفروض مبني على أساس علمي بحت لكن مش مستخدم زى التانى ودى بقى اسمه OSIوطورته المنطمة العالمية للمعايير وهى ISO
تعالوا بقى ناخد كل نموذج من دول مع بعض ونشوف كل واحد منهم فيه ايه وبيعمل ايه ياتري
TCP/IP Protocol-1 طبع ا زى ما قزلنا وزارة الدفاع األمريكية هي اللى طورت النظام ده وبقى يستخدم في كل دول العالم واألشهر على اإلطالق ألنها أول ما طورته كان بغرض عملى بحت وهو أغراض عسكرية يعنى تقدر تقول اتعمل وبعد ما اتعمل بدأوا يدرسوه ويطوروا فيه لحد ما وصلنا للمرحلة اللى احنا فيها دلوقتى نيجي بقى للكام الجد علشان كل اللى فوق ده كان حاجات توضيحية للتقيل اللى هتشوفه تحت دلوقتى النموذج ده يتكون من 5الير مهمة جدا وكل الير منها لها مجموعة من الخصائص والمهمات اللى بتميزها عن غيرها من باقى الاليرات حيث تم تكوينها بالترتيب من اشفل إلى أعلى ألن كل الير تمد الالير اللى أعلى منها بمعلومات وبتسهل عليها عملية التواصل بينهم وبين بعض . الاليرات بالترتيب كما يلي -:من فوق لتحت 1. Application layer 2. Host-to-host, or transport layer 3. Internet layer 4. Network access layer 5. Physical layer
الرسمة دى بتوضحلك ازاى الداتا بتتنقل من المصدر للمستقبل ...ايدك الشمال عليها المصدر اللى بينقل الداتا ومترقم االيرات اللى بتنقل الداتا من فوق لتحت بالترتيب ..يعنى الداتا علشان تتنقل الزم تعدى على المراحل من 1:5بالترتيب وبعدين تمشي لحد ما الشبكة اللى المصدر فيها تتصل مع الشبكة األخرى بتاعت المستقبل وتبدأ الداتا تطلع من تحت لفوق عكس العملية األخرى يعنى نقدر نقول حاجة كده زى ان الداتا بيتعمل codingقبل ما تروح للمستقبل وتبدا يتفك التشفير ده ..طبعا ده حاجة تقريبية مش حقيقة علشان الفكرة توصل بس
نمسك بقى الير الير نتكلم عنه علشان نعرف كل الير بيعمل ايه
Physical Layer تهتم بربط الجهاز مع الشبكة ..فيها كل األسالك والروترات والحاجات الملموسة اللى بنقدر نشوفها ونلمسها ونتعامل معاها علشان تتم عملية التواصل , Concerned with the physical interface between computer and network نقدر نقوم انها تهتم ب خصائص بيئة التواصل واالشارات ومعدالت نقل البياانت زى مثال في سرعة 2ميجا نالقى 2202 كيلو بايت على الثانية Characteristics of transmission medum Data rate other related matters
Network access Layer وتسمى عملية الدخول إلى الشبكة ..يعنى بدأنا نعمل شغل فيها مش مجرد توصيالت وخالص هذه المرحلة تراقب عملية تبادل البيانات بين الكمبيوتر والشبكة وتهتم بما يلي من تفاصيل packets -: -1 -2 -3 -4
بتشوف العنوان الخاص بالمستقبل هل فيه تسلسل وال حدمات لها أولوية وال أل بتقوم بنقل الداتا وتوجيهها عبر الوصالت بين األنظمة خلى بالك ان المرحلة دى بتكون أخر مرحلة فيها أسالك برضه وميزتها أنها بتسمح للمراحل اللى فوقها انها تكون مراحل بال اسالك يعنى مش هنشوف اسالك ووصالت تانى بعد كده في المراحل اللى فوقها
)IP( Internet Layer هنا بقى بيتم توجيه الداتا اللى في ال Packetsبين الشبكات ..يعنى نقدر نقول ان فيه المرحلة دى بنقدر نحدد الداتا اللى عندى هتروح فين بالزبط ,مثال انا محمد قاعد في مصر وعاوز ابعت حاجة أوديها لحد في أمريكا مثال فالمرحلة دى بتحدد الداتا هتتوجه على فين بالزبط من خالل ما يعرف ب IP المرحلة دى بتفرض علينا بق ى حجاة اسمها اى بى وطبعا كل الناس تعرف يعنى ايه ايبى اللى من خالله بيقدر جهازين موجودين في شبكتين مختلفتين يكلموا بعض وقالك إن فيه حاجة كده اسمها روتر بيقولها عنها انها زى البرسسور مهمته األساسية هي ربط شبكتين ببعض وتوصيل البينات من شبكة إلى أخري من المصدر إلى المستقبل.
)Transport Layer (TCP وهى طبقة وسيطة بين كل بين كل التطبيقات والعمليات األخرى وفيها يتم نقل البيانات في ترتيب معين كما تم ارسالها ومن أشهر Transport Control Protocol نقدر نقول انها حلقة الوصل بين الطبقات األخرى وال IPخصوصا في عملية routing كمان هي اللى بتوصل الداتا للبورتات اللى هتطلع عليها.
Application Layer ده بقى يهتم أساس باألبليكشن واليوزر وأول ما تسمع سيرة األبليكشن أعرف انك في المرحلة دى النه بيدعم تطبيقات المستخدم ومن اهم امثلته email & File transferوغيرها من الحاجات النهائية اللى بيستخدمها اليوزر
دى بقى صورة بتوضحلك ايه بيتم لما جهاز عاوز يرسل داتا لجهاز تانى في شبكة مختلفة ..خلى بالك من الكالم اللى على الرسم النه ده ملخص للى بيحصل بالظبط
نيجي بقى لمفهوم Addressingونعرف يعنى ايه بص ياكبير وصحصح معايا كل كل كمبيوتر مثال بيبقى محتاج لنفسه عنوان يقدر يتواصل بيه مع العالم كله ..حاجة كده تعرفه دون عن غيره زى مثال رقم التليفون بيبقى له مفتاح ورقم بتقدرمن خالله تعرف التليفون ده في انهى دولة وفي انهى محافظة وانهى منطقة بالزبط ...الكمبيوترات برضه نفس الكالم فيه حاجة اسمها IP بتقدر من خاللها تعرف العنوان بتاع كل جهاز علشان لما تيجى تكلم جهاز تانى يبقى هو كمان عارف بيكلم مين.
فيه بقى حاجة على مستوى التطبيقات اسمها ال portوبيبقى ودى بتبقى عددها كتير مش زى االيب واحد بس ..من خالل البورتات دى تقدر تحدد ايه البورتات اللى هتشتغل عليها التطبيقات بتاعتك وخلى بالك في البورتات دى الزم لو حد هيبعتلك حاجة من نفس البرنامج على بورت معين الزم يروح لنفس البورت في الجهاز التانى الن العملية هنا تناظرية فاللى بيحصل هنا الزم يروح لما يقابله في الناحية التانية هناك.
خلى بالك بقى من الرسمة دى علشان بتوضحلك بقى تفصيليا ازاى الداتا بتتبعت من جهاز الخر عن طريق الاليرات دى ..الرسمة دى الدكتورة ركزت عليها
Operation of TCP/IP
تعالوا بقى نشرح الكالم ده زى ما جه فى الساليد بيقول لو هنتكلم عن ابسط حاجة ممكن تحصل وهى ان جهاز Aعاوز يبعت رسالة لجهاز B طبعا مادم عاوز يبعت حاجة عنده من البداية فاحنا فى مرحلة user applicationفيقوم بقى االير ده منزل الرسالة دى لالير اللى بعده اللى هو TCPويقوله انا عاوز ابعت الرسالة دى للجهاز B يقوم TCPينزل بيها لل IPويقوله والنبي ياعم االيبى ابعتلنا الرسالة دى للجهاز B فاأليبي ياخد الرسالة دى وينزل بيها ل Network access layerويقوله احنا عاوزين نبعت الرسالة دى للجهاز بقى تعرف تتصرف وتبعتها علشان خاطر اليوزر ميزعلش وهو غالى اوى علينا فيروح واخد الحاجة منه وميزعلوش ويروح بقى للروتر ويقولى ياعم الروتر انت مقامك كبير اوى عندنا واحنا من غيرك وال لينا اى الزمة وعاوزين فى خدمة " معانا رسالة بتاعت حد عزيز عليا وعاوز ابعتها لحد تانى وانت بحكم منصبك ومعارفك الوحيد اللى تقدر تخرجها من شبكتنا للشبكة التانية علشان تقدر توصل للراجل Bاللى مستنى الرسالة على نار وأول ما الروتر ياخد الحاجة دى بتبدأ بقى من الناحية التانية العملية تمشي بالعكس علشان توصل الرسالة للراجل B
فيه بقى شوية حاجات تانية موجودة فى الساليد تكملة للشرح ده زى كده ال TCPبيقسم بلوك الداتا إلى قطع صغيرة علشان يسهل عملية إدارتها ومع كل حتة غيرة قسمها بيحط معاها حاجة اسمها TCP heardحاجة يعنى كده بتعرفنى هى تبع ايه ومعلومات عنها علشان يبقى سهل عليه انه يديرها ( كل العملية دى بقى اسمها .) TCP Segment
طبعا ممنساش ان TCPبيسلم IPالحاجة اللى عملها علشان يحط التاتش بتاعه هو كمان ويكمل المسيرة ..فيروح IPيعمل هو كمان هيدر ويسميه IP haderوبيكون فيه معلومات عن الحاجاة اللى جاتله من فوق من TCPوالعملية دى بيبقى اسمها IP Datagram كل IP datagramحصل بيروح نازل على الالير اللى تحت اللى هى network accessوهى كمان تحط التاتش بتاعها وبتحط حاجة اسمها ntwork heardزى اللى سبقوها بالظبط بس بتروح مقسمة الداتا ال مجموعة من packetsوتبعتهم بقى للروتر اللى بدوره هينقلهم من شبكة للتانية وتبدأ رحلة نقل البيانات
هنا بقى هنمسك حاجة حاجة نتكلم عليها
)Transmission Control Protocol (TCP قالك ان ده هو دائما الالير المستخدم فى نقل الداتا بيوفر انتقال مضمون للبيانات بين التطبيقات وبعضها الوحدة األساسية فيه هى segment TCP بيراقب الوحدات دى اللى مابين entitiesدي لكل فترة اتصال
TCP Header
يعتبر هو ده ال اكتر حاجة نستخدمها وبنستخدمه مع الداتا الكبيرة وبيشيل 20أوكتيت اى 160بت وطبعا أهم حاجة الزم نعرفها انه يحتوى على & source port & destination port Sequence number
User Datagram protocol يعرف أيضا ب UDP Header
هو بديل لل TCPفى حالة ان الداتا بتاعتنا حجمها صغير بدل ما استخدم مساحة كبيرة وبقدر احط عليه البيانات اللى انا مش خايف عليها لو ضاعت الن من عيوبه ان -1ال يضمن الوصول للبيانات -2ال يحافظ على التسلسل -3ال يحمى تكرار البيانات
IP Header فيه منه نوعين وهما V4 & V6 اللى احنا نعتبر شغاليين عليه هو االصدار الرابع بيهتم اوى بالعنوان الخاص بالجهاز المرسل والجهاز المستقبل ودى صور منهم
TCP/IP Applications فيه مجموعة من األبليكشن المعروفة فى هذا الجزء زى )Simple Mail Transfer Protocol (SMTP مسئول عن نقل اإليميالت والرسائل وارسالها بين األجهزة المختلفة )File Transfer Protocol (FTP ده بقى مش بينقل رسايل الموضوع كبر وبقى ينقل ملفات من جهاز للتانى وفقا لما يطلبه اليوزر TELNET دى عامل زى الريموت ديسكتوب كده وهو انى بقدر ادخل على جهاز من جهاز تانى من خالل انى بعمل loginعليه طبعا انا ببقى هنا عارف االيبي بتاعه
النموذج التانى اللى كنا قولنا هنتكلم عنه جه وقته دلوقتى وهو نموذج OSI Layers ده بقى مكون من 7الير ومعمول على اساس علمي وخلى بالك انت وهو ان ده يعتبر theoretical systemحاجة كده نظرية عامالها المنظمة الولية للمعايير علشان تعرف الجودة بتاع الحاجاة دى عاملة ازاى مع انها مش شغالة واللى شغال هو النموذج األول بتاع TCP/IPواللى ثبت كفاءة كبيرة اوى
ندخل بقى فى التفاصيل هنا بقى نقدر نقول ان كل الير بيدى اللى فوقه الحاجة مظبوطة على األخر علشان يمشي ويكمل مساره فى نقل الداتا بطريقة مظبوطة على األخر. دى رسمة هتوضحلك الدنيا باختصار فى كل الير
هنا بقى رسمة بتوضحلك الفرق بين اليرات أول نموذج وتانى نموذج وازاى ال 5الير دول بقوا 7فى التانى
خلى بالك ان كل الير فى 7اللى اتكلمنا عنهم بتاخد معلومات اللى تحتها وبتدى معلومات للى فوقها يعنى نقدر نقول انها بتتخدم من اللى تحت وبتخدم اللى فوق
Service Primitives and Parameters ازاى بقى الالير بتشتغل مع بعض علشان تعمل خدمة معينة نقدر نقول ان الخدمات اللى بتتعمل بتكون عن طريق حاجتين وهما Primitive -1وهو بيحدد ايه هيتعمل بالظبط Parameter -2وهى بتمد الاليرات بالمعلومات البيانات
علشان اقدر اقول ان الخدمة دى اتعلملت فعال فى رسمة بتسهلى الموضوع ده وهى عبارة ان عندى 2 service usersعاوزين يتواصلوا مع بعض وعلشان اقدر اخليهم يتواصلوا مع بعض بيبقى فى وسيط بينهم وهو service providrوهو ده بقى اللى بيسهل الدنيا ما بينهم زى ما هنشوف فى الرسمة كده
Primitive Typs Request -1 بيحصل من السرفيس يوزر للبروفيدر حيث انه بيطلب خدمة ما (دالة ) ويباصى برامتر بتاعتها علشان يحدد ما يخصها Indication -2 بتحصل من البروفيدور لليوزر سيرفس التانى حيث أن بيدى اشارة للخدمة او الدالة اللى طلب منها استدعائها علشان تجهز نفسها .
Response -3 بتحص ل من اليوزر سيرفيس التانى للبروفيدر حيث أن من خاللها يتم اعطاء اشارة بانه استجاب للطلب وان الخدمة بيتم تنفيذها فعال 4- confirm بتحصل من البروفيدور لليوزر األول وفيها بيوصل الخدمة لليوزر األول واللى بدوره بيعمل موافقة على الخدمة ويقول كده تمام وزى الفل.
كده تقريبا الفصل خلص ناقص بس نعرف حاجات بسيطة وهى
التطبيقات العادية والتطبيقات اللى هيئة وسائط زى الفيديو والصوت وخالفه. Traditional vs Multimedia Applications Traditionalدى تعتبر التطبيقات المنتشرة أوى فى االنترنت وبتستخدم فى استرجاع البيانات والصور ونقلها وخالفه زى االيميل ونقل الملفات . Multimediaدى بقى ياعم الحج تحتوى على كميات كبيرة من البينات اللى حجمها مهول ومن اشهرها الفيديو والصوت والذى منه.
Elastic and Inelastic Traffic النقل المرن والغير مرن Elasticده يعتبر نقل سهل وتأخيره مش هيسبب مشاكل زى مثال لما اجى ابعت كالم او ايميل احنا مش بنحس بالمشاكل دى خصوصا ان هو كمان بيعمر ريكفري لحل المشاكل بتاعته حتى لو القدر هللا حصل تأخر فى الكالم الدنيا مش هتبوظ الن الدنيا واضحة فيها اما Inelasticفده بقى بنحس بيه جدا وممكن يسبب مشاكل كارثية تخيل كده تكون قاعد بتسمع ماتش كورة وتالقى الصوت سابق الصورة مال والمعلق يقول جون وانت لسة قدامك ماشوفتش اجوان وتقول الراجل ده مجنون وال ايه ودى بتحصل كتير فى مواقع المشاهدة أون الين التأخر فى النوع ده مش بقدر اعدله لألسف وبيسبب مشاكل زى اللى قولنا عليه اخر حاجة بقى علشان انا زهقت من الشابتر ده النه رخم فعال هكتفى بوضع الصورة ألنها موضحة نفسها