دراسـة تفصيلية باللغـة العربية لبروتوكـول (tcp/ip)

دراسـة تفصيلية باللغـة العربية لبروتوكـول (TCP/IP)،،وهي عـبارة عـن سـتة حـلقات





الجــــزء الأول (TCP/IP).. 4 Idiots
مـقـــدمـة...
يمثـل(TCP/IP) من الناحـية العـلمية مجـموعة من الوسـائل التي تمكن الحـواسـيبالمشـبوكة من الاتصـال فيما بينـها، بصـرف النظـر عما إذا كانت تنتـمي إلى الشـبكة ذاتهاأو إلى شـبكات منفصلة، وما إذا كـانت من نـوع واحـد أومن أنـواع مخـتلفـة،
ويمثـل(TCP/IP) مجـموعة من المعايير القياسـية، المسـتقلة عن منصات العتـاد التي تؤمن الاتصـال فيمابينها،
وهو يجـسـر الفجـوة بيـن الحـواسـيب ونظم التشـغيل والشـبكات المخـتلفـة، و(TCP/IP) كذلك البروتوكـول الذي يحـرك شـبكة الانتـرنت العـالمة التي يعـود إليها الفضـل الأسـاسيفي شـهرتها الواسـعة,,
تقـوم بروتوكـولات(TCP/IP) علي تقـنية(Packet Switching)تبـديلالرزم,, وتبـديل الرزم تعني,, , تقسـيم البيـانات إلي رزم(Packet)منفصلة وحـيدة الهـويةالتي تشـكل بعد جـمعها البيـانات كـليـا.
*** نظـرة عن (TCP/IP)
فيالسـبعينيات قامت وكالة مشـروع الأبحـاث المتطـورة(ARPA) بتطـوير تقـنية تبـديل الرزم وتمربطها بـ
بروتوكـول التحـكم في الشــبكة [Network Control Protocol](NCP)
ولـم يكـن(TCP) بروتوكـول التحـكم في النقـل,, نشـرت في وثـائق(RFC)أقـراء الشـرح حـول(RFC)
وهي وثـائقتشـرح وتحـدد قياسـات الانتـرنت,, ألا سـ1981ـنة راجـع الوثيـقة رقم 793 و791
وطـور بروتوكـول (TCP/IP) نتيجـة لأبحـاث ولتـها وكالة مشـروع الأبحـاث المتطـورة(ARPA)
التـابعة للحـكـومة الأمريـكـية في مطـلع السـبعـينيات،
وبفضـل بروتوكـول(TCP/IP) أصبـح بإمكـانشــبكات البحـوث العـلمية حـول العـالم أن تتصـل لتشـكل فيما بينها شــبكة افتراضية يشـار إليها باسـم(Internet Work)،
وتعـتبر هـذه الشـبكة الافتراضية ,,النمـوذج الأول لشـبكةالانتـرنت بعد أن تحـول الخـليط الذي كان قـائما من الشـبكات والذي عـرف باسـم (ARPA net) إلىالعمل وفقـا لبروتوكـول(TCP/IP) ،,
وأصبحـت الشــبكة الناتجـة العمـود الفـقري لشـبكة الإنتـرنتالتي نعـرفها اليـوم.
************************************************** ***********************



أســاسـيات(TCP/IP)
(TCP/IP) [Transmission Control Protocol / Internet Protocol]

بمعنى,, بروتوكـول التحـكم بالنقـل / بروتوكـول انتـرنت,, ويعرف البروتوكـول في مصطلحـات الشـبكات,,,,,
بـأنـه طـريقـة قيـاسـية متفـقعليـها، تتيـح للحـواسـيب تبــادل البيـــانـات،
ويتـألف(TCP/IP) من بروتوكـولات عديـدة تربـو علىالمـــائـة،,
ولذلك كـثيرا ما يشـار إليـها بعـبارة مجـموعة(TCP/IP) ، حـيث يشـكل(TCP) و(IP) البروتوكـوليـن الأســـاسـيين في المجـموعة .


تمثـل برمجـيات(TCP/IP) التي تركـبها علىحـاسـوبك ،, تجـسـيدا محـددا لهذا البروتوكـول ملائـما خـصيصـا لمنصـة العتـاد التي تسـتخـدمهـا،,
وتتضـمن هذه البرمجـيات عادة برامـج تطـبيقـية عـاليـة المسـتوى مثـل(FTP) بروتوكـول نقـلالملفـات والذي يسـمح للمسـتخـدمين بإنجـاز نقـل الملفـات عبـر الشـبكة،, من خـلال سـطر الأوامر المسـتخـدمة لنظـام التشـغيل المسـتخــدم في أجــهـزتـهـم,,


البـروتوكـــول( Protocol )

هـو اللغـة التي تتخـاطـب بهـا أجـهزة الكـمبيوترالمتصـلة عبـر الشـبكة،, بهـدف تبـادل المعـلومات,, وإذا أردنــا,,, تعـريـف البـروتوكـول بلغـةتـقـنيـة،
نقـول أنـه وصـف رسـمي لهـيئـات الرســائـل والقـواعـد التي يجـب على كـمبيوترين إتبـاعهالتبــادل تلك الرســائـل,,
يســتطيع البروتوكـول وصـف تفاصـيل البنـية التحـتيـة للواجـهة البيـنيـةبين كـمبيوترين إتباعـها لتبـادل تلك الرسـائل,, تسـتطيع البروتوكـولات وصـف تفاصـيل البـنيـةالتحـتية للواجـهة البـينية بين كـمبيوترين,,
مثـل ترتـيب البـتـات والبـايتـات المرســلة عبرالأسـلاك,,
وتـسـتطيع أيضـاً،, وصـف عمليـات التبـادل التي تجـري بين البرامـج على مسـتوىالبنـية الفـوقيـة
مثـل الطـريقة التي يتبـادل بها برنـامجــان،, الملفــات عبر الإنتـرنت.



السـبب الذي يجعل من(TCP/IP) مهما للغـاية هذه الأيـام لأنه يسـمحللشـبكات المسـتقلة بالاتصـال مع الإنتــرنت,، أو الاتصـال مع بعضـها لتشـكل شـبكات إنتـرانتخـاصة,، تتصـل الشــبكات المكـونة للإنتـرانت فيـزيـائيـا بواسـطة أجـهزة تسـمى الموجـهات(Router) أوموجـهات(IP) والموجـه هـو حـاسـوب يقـوم بنقـل رزم من البيــانـات من حـاسـوب لآخـــر.

تنتقـلالمعـلومات ضمن شــبكة إنتـرانت العـاملة وفـق بروتوكـول(TCP/IP) في وحـدات منفصـلة,,
تسـمى رزم
IP (IP PACKET)أو جـزئيـات بيــانـات IP (IP Data grams)
وتؤمن برمجـيات(TCP/IP) الاتصـال بين أي حـاسـوبيـن متصـلين إلى شـبكة تعمل وفقـا لهذا البروتوكـول,,
ويخـفيبروتوكـول(TCP/IP) عمليـا الموجـهات ومعمـارية لشـبكة ويجـعل كل شيء يبـدو كشـبكة كـبيرةواحـــدة ....

وكـما أن الصـلة إلى شـبكة(Ethernet) تعرف بواسـطة هـويـة(Ethernet ID)بطـول48 بت,،
وكـذلك فـإن الوصـل إلى الانتـرانت يعـرف بواسـطة عنـوان(IP) بطـول32 بت،,
ويعـبر عن هـذاالعنــوان بواسـطة أعـداد عـشـرية منقطـة مثـل 128.2.3.44

وعند إسـناد عنـوان(IP) لحـاسـوببعيد يمكن لحـاسـوب مرتبط إلى إنتـرانت أو إنتـرنت أن يرسـل البيـانات إلى ذلك الكـمبيوترتماما كما لو أن الحـاسـوبين بين جـزء من الشـبكة الفيزيـائية نفسـها ..
يقـدم(TCP/IP) حـلا لمسـألة إمكـانيـة تبــادل البيـانات بين حـاسـوبين متصـلين إلى الانتـرانت ذاتـه,،
ولكنهما ينتميان إلى شـبكات فيزيـائية مخـتلفة،, ويـأتي حـل هذه المسـألة في أجـزاء متعـددةبحـيث يؤدي كل عضـو من عـائـلة(TCP/IP) نصـيبه في حـل جـزء من المسـألة.


يرســل بروتوكـول(IP) وهو البروتوكـول الأهـم في طـاقم(TCP/IP) رزم بيــانـات(IP) عبر الانتـرانت،,
ويتطلب ذلكالقـيام بعملية هامة للغاية تسمي التوجـيه(Routing)أي أن اخـتيار الممر الذي ستسلكه رزمالبيانات عبر الشـبكة للوصول منAإلى B


ويمثـل(TCP) بروتوكـول المسـتوى الأعلىالذي يسمح لتطـبيقات منفـذة على حواسيب مضيفة مخـتلفة بتبـادل تيارات(Streams) منالبيـانات,،
ويقـسـم بروتوكــول(TCP) تيارات البيـانات إلى كـتل تسمى مقاطع[(TCP/IP) Segments]
ويقـوم بنقـل هـذه المقـاطع مستخـدمـا بروتوكـول(IP)
وفي معظـم الحـالات ترسـل كل قطـعة(TCP/IP) بواسـطة رزمة البيـانات(IP) وحـيدة،,

ولكـن عند الضرورة يقوم بروتوكـول(TCP) بتقسـيم المقطـعإلى عـدة رزم بيـانات(IP) ,،
بحـيث تصبح متوافقة مع إطارات البيانات الفيزيائية التيتحمل البيانات والبايتات بين الحواسيب المضيفة على الشـبكة,, بـما أن بروتوكـول(IP) لايضمن وصول رزم البيانات بالترتيب ذاته الذي أرسـل به,,

يقـوم بروتوكـول(TCP) بتجميعمقاطع(TCP) في الطرف الآخر ليشكل منها تيـار بيـانات متصـلا,،

يعـتبر كل من(FTP)و(Telnet) مثالا مألوفا لتطبيقات(TCP/IP) المعتمدة على(TCP)
ويمثل بروتوكـول(UDP)عضوا آخر مهمافي مجموعة(TCP/IP) وهو بروتوكـول رزم بيـانات المستخـدم,،
وهو مشـابه لبروتوكـول(TCP) ,, لكنهأكثر بدائية،,
ويعـتبر(TCP) بروتوكـول موثوق لأنه يقـوم بالتحـري عن الأخطاء المحتملة(Error Checking) وإجراءات المصافحة(Handshaking)اللازمة للتأكد من أن البيانات تصلسليمة إلى هدفها .

ولا يعـتبر بروتوكـول(UPD)موثوق لأنه لا يضمن وصول رزمالبيانات بالترتيب الذي أرسلت به أو يضمن حتى مجرد وصولها,،
وإذا كـانت الموثوقيةالمطلوبة فإن تحقيقها يقع على عاتق التطبيق المعني,,
ومع ذلك يبقي لبروتوكول(UDP)مكانه في عالم(TCP/IP) وثمة عدد من التطبيقات التي تستخدمه,, ويعد بروتوكول إدارةالشـبكة البسـيطة (SNMP)المتوفر مع معظم أدوات (TCP/IP) أحـد تطبيقاتها بروتوكـول(UDP)

تـلعب بروتوكـولات أخرى أدوارا هي أقل بروزا لكنها لا تقـل أهمية عن غيرهافي تشغيل شـبكات(TCP/IP) فمثلا يترجم حل شفرة العنوان(ARP)عنوان(IP) إلى عنوان شـبكةفيزيـائي,،
مثل عناوين ايثرنت,، وهناك بروتوكـول حل شفرة العنوان العكسي(RARP)
وهـو يؤديالوظيفة المعاكسة أي أنه يحول العنوان الفيزيائي إلى عنوان(IP)
أمـا بروتوكـول رسـائلالتحكم بإنتـرنت(ICMP)
فهو بروتوكـول داعم يستخـدم(IP) لإيصال معلومات التحكم,،
وتلكالمتعلقة بحصول خطأ أثناء نقـل رزم(IP) ،, إذا لم تكن الموجـه قادرة مثلا على إرسال رزمبيانات(IP)
يقوم باسـتعمال(ICMP)لإعـلام المرسـل بوجـود مشـكله



تنقـســمالبروتوكـــولات بشكـل عـام إلى قسـمين:



1. النــوع الأول (Connection-Oriented)
2. النــوع الثـاني (Connectionless)



النــــوع الأول :

يقـوم البروتوكـول من النـوع الأول(Connection - Oriented)
بإعــداد اتصال مباشـر تسمى دائرة ظاهرية أو افتراضية(Virtual Circuit)بين الأجهزةالمتصلة في الشـبكة
ويحـقق هذا الاتصال المباشر موثـقيه عالية لتسليم البياناتولكنه قد يؤدي إلى بطئ في عمل وأداء الشـبكة.

يعتبر بروتوكـول (TCP) (Transmission Control Protocol)
مثــالا واضح على البروتوكــولات محـددة وجــهة الاتصال(Connection – Oriented)


النــــوع الثـاني :

أمـا البروتوكـولات من النـوع الثـاني(Connectionless)
فـإنهالا توفر اتصال مباشرا مع الكـمبيوتر المستقبل قبل إرسـال البيـانات،, مما يعني أنالبيـانات تنتقل بسرعة أكـبر مما يحـسن من أداء الشـبكة,،

ولكـن هذه الطريقة ليست تامةالموثوقية نظرا لأنـه لا سـبيل لمعرفة فيما إذا حـدثت أخـطاء أثناء الإرسـال أم لا.
يعتبر بروتوكـول(UDP) مثالا واضح على البروتوكـولات عـديمة الاتصال(Connectionless)








معـمـاريـــة الطـــبقـات

(TCP/IP) و(ISO/OSI)

عـند مناقشةمعماريات الشـبكة،, غالبا ما يستخـدم مصممو الشـبكات نمـوذج (ISO/OSI)
منظمة المقاييسالعالمية / وصل الأنظمة المفتوحـة (OSI) (Open System Interconnection)
هذه الطـبقات السبع ،,حيث تمثل كل طبقة في النموذج مستوي من فعاليات الشـبكة,،
ونجـد في أخر الطـبقةالفيزيـائية( Physical Layer )

والتي تمثل الوسـط الفيزيائي الذي تنتقل المعلومات منخلاله أي كابلات التشـبيك ,، وتوضع فوق تلك الطـبقة طـبقـة توصيل البيـانات( Data - Link Layer )والتي توفر خـدماتها بواسـطة بطاقات الشـبكة,،

الطـبقة الأعلى هي طـبقة التطـبيقات( Application Layer )
وهي التي تنفذ فيها برامج التطـبيقات العاملة في بيئـةالشـبكة.
العـملية الكـاملة لنقـل البيـانات على الشـبكة تمر بمجـموعة من الخـطوات,،وفي كل خـطوة معينة تنفذ مهام محـددة لا يمكن تنفيذها في خـطوة أخـرى ,،
ولكل خـطوةبروتوكـول محـدد أو مجـموعة بروتوكـولات في طـبقة محـددة تحـدد كيفية تنفيذ المهامالمتعلقة بهذه الخطوة.
كـما أن هذه الخـطوات تكون متشابهة لكل جـهاز على الشـبكة,، كمايجـب ملاحـظة أن الجـهاز المرسـل يقوم بإتباع هذه الخـطوات من الأعلى إلى الأسـفل بينمايقوم الجـهاز المسـتقبل بإتباع هذه الخـطوات بشكل عكسي من الأسـفل إلى الأعلى,, يوضح الشكل الرسمي مخـطط(TCP/IP) مع نمـوذج(ISO/OSI)

ويوضح الشكل كذلك البنية لطـبقة البروتوكـول(TCP/IP)
ويظهرالعلاقة بين نواة البروتوكـولين,, عند نزول مقطع بيـانات من شـبكة التطـبيقات إلى بطاقةالتشـبيك,، فإنها تنتقل عبر وحـدات(TCP/IP) المتتالية ويتم رزمها بالمعلومات التيتتطلبها وحـدة(TCP/IP) المناظرة في الطرف الآخـر,، في كل خـطوة من المسـار,,
وتكـون عند وصولالبيـانات إلى بطـاقة التشـبيك وتكون على شكل إطار(Frame)ايثرنت قياسي ,,
وتقوم برمجـيات(TCP/IP) في الجهة المسـتقبلة بإعادة تشكيل البيانات الأصلية للتطـبيق المسـتقبل ,,
وذلكبالتقـاط أطار ايثرنت وتمريرها عبر مكدس(TCP/IP) ,،

وتتمثـل أفضل الطرق لفهم(TCP/IP) منالداخل باستخـدام برامج من نوع(Sniffer)
مقتفي الأثر للنظر داخـل الإطـارات التيتجول حول الشـبكة.
وملاحـظة المعلومات المضافة من قبل وحدات(TCP/IP) المتعـددة.


لتصوير الدور الذي يلعبه(TCP/IP) في العالم الحـقيقي للشـبكات,,
لننـظر إلى مايحـدث عند قيام برنامج التصفح الشـبكي(Web)الذي يستخـدم بروتوكـول نقل النص المتشعب(HTTP) باسـترجـاع صفحـة البيـانات بهيئـة(HTML)من مزود شـبكة(Web) في الانترنت.
يسـتخـدم مصفحالشـبكة تجريدا برمجـيا عالي المسـتوى ،,

يسمى المقبس(Socket) لتشـكل وصلة افتراضية إلىالمزود ولاسـترجاع صفحـة(Web) يرسل المتصفح الشـبكة أمر(GET) بلغة(HTTP) إحـضار إلى المزود ,، وذلك بكـتابة الأمر إلى المقبـس,,

فتقوم برمجـيات المقبس بدورها باستخـدام بروتوكـول(TCP) لإرسال البتات والبـايتات المشـكلة لأمر(GET)
إلى مزود(Web)ويقـسم(TCP) البيـانات ويمررالمقاطع المنفردة إلى وحـدة(IP) التي ترسلها بدورها على شكل رزم بيـانات إلى مزود (Web)
إذا كان متصفح الشـبكة والمزود متصلين بشـبكات فيزيـائية مخـتلفة كما هو الحال عادةفعندها تذهـب رزم البيـانات من شـبكة إلى أخـرى,،
إلى حـين وصولها إلى الشـبكة التي يتصلبها المزود فيزيائيا وتسلم رزم البيانات بالنتيجة إلى المستقبل ويعاد تشكيلها بحيثتدور بالنسبة لمزود(Web)الذي يقرأ كتل البيـانات بتنفيذ عملية القراءة من المقبسكتيار مستمر من البيانات ويبدو ظهور البيانات المكتوبة آلي المقبس في أحدىالنـهايات,، عند النهاية الأخرى بالنسبة للمزود ولمتصفح الشـبكة,،

وكأنه يتم بفعل سحـري ،,لكن في الأعماق تحدث كل أصناف التفاعلات المعقدة ،، لخلق الانطباع بحصول تدفق متصلللبيـانات عبر الشـبكة .
ومجـمل ما يقوم به(TCP) هو تحـويل عدد كبير من الشـبكاتالصغيرة إلى شـبكة كبيرة وتقديم كافة الخـدمات والتطـبيقات اللازمة للاتصال بين هذهالشـبكات ,، عبر شركة إنترنت الناتجة عن هذا الوصل.




وســوف أكمل في المرة القادمة ولا تحــــرمونا من دعواتكـم أخــواني في الله
__________________

If You Didn't Hake
Your System Who Will Do It.
CNST