القائمة الرئيسية

الصفحات

ما هو البروتوكول ؟ وما هي أشهر البروتوكولات في الشبكات ؟

ما هو البروتوكول وما هي أشهر البروتوكولات في الشبكات

البروتوكولات هي عبارة عن مجموعة من القوانين والإجراءات التي تستخدم للإتصال، وحيث أننا نعلم أن الدبلوماسية كمثال تحتاج بروتوكولات معينة تحدد كيفية قيام الدبلوماسيين من دول مختلفة بالتفاعل والتفاهم والإتصال فيما بينهم، فإن البروتوكولات في شبكات الكمبيوتر لها نفس المهمة، فهي تحدد القوانين والإجراءات التي تتحكم بالإتصال والتفاعل بين الكمبيوترات المختلفة على الشبكة.

هناك بعض الأمور يجب معرفتها فيما يخص البروتوكولات هي :
  • هناك الكثير من البروتوكولات المختلفة في عملها ووظيفتها.
  • عدة بروتوكولات من الممكن أن تعمل معا لتنفيذ عمل ما.
  • لكل بروتوكول مزاياه و عيوبه.
  • يطلق على مجموعة البروتوكولات التي تعمل سويا اسم Protocol Stack أو Protocol Suite
يمكن تخيل مجموعة من البروتوكولات على انها بناء مكون من عدة طوابق وفي كل طبقة يوجد بروتوكول معين يقوم بوظيفة محددة ويتكامل مع غيره من البروتوكولات في الطوابق الأخرى.

العملية الكاملة لنقل البيانات على الشبكة تمر بمجموعة من الخطوات، وفي كل خطوة معينة تنفذ مهام محددة لا يمكن تنفيذها في خطوة أخرى، ولكل خطوة بروتوكول محدد أو مجموعة بروتوكولات تحدد كيفية تنفيذ المهام المتعلقة بهذه الخطوة، كما أن هذه الخطوات تكون متشابهة لكل جهاز على الشبكة، كما يجب ملاحظة أن الجهاز المرسل يقوم باتباع هذه الخطوات من الأعلى الى الأسفل بينما يقوم الجهاز المستقبل باتباع هذه الخطوات بشكل معكوس من الأسفل الى الأعلى.

في الجهاز المرسل تكون البروتوكولات مسئوله عن القيام بالمهام التالية:
  • تقسيم البيانات الى حزم.
  • إضافة معلومات العنونة الى الحزم.
  • تحضير البيانات للإرسال.

بينما تقوم البروتوكولات في الجهاز المستقبل بالعمل التالي:
  • التقاط حزم البيانات من وسط الإتصال.
  • إدخال حزم البيانات الى داخل الكمبيوتر عبر بطاقة الشبكة.
  • تجميع كل حزم البيانات المرسلة وقراءة معلومات التحكم المضافة الى هذه الحزم.
  • نسخ البيانات من الحزم الى ذاكرة مؤقتة لإعادة تجميعها.
  • تمرير البيانات المعاد تجميعها الى البرامج في صورة مفهومة قابلة للإستخدام.

حتى منتصف الثمانينات من القرن السابق كانت الشبكات المحلية معزولة وغير قادرة على الإتصال معا، الى أن تقدمت التقنيات المستخدمة في الشبكات وأصبحت هذه الشبكات قادرة على الإتصال فيما بينها لتكوين شبكات أكبر.

يطلق على حركة البيانات من الشبكة المصدر(Source) الى الشبكة الوجهة(Destination) عبر عدة مسارات اسم التوجيه Routing ... أما البروتوكولات التي تدعم الإتصالات متعددة المسارات بين الشبكات المحلية فتسمى البروتوكولات القابلة للتوجيه Routable Protocols، ونظرا لأن هذه البروتوكولات تستخدم في ربط عدة شبكات محلية لتكوين شبكة واسعة فإن أهميتها في ازدياد مستمر.

تنقسم البروتوكولات بشكل عام الى قسمين

  • Connection-Oriented Network 
  • Connectionless Network
يقوم البروتوكول من النوع الأول Connection-Oriented بإعداد اتصال مباشر يسمى دائرة ظاهرية أو افتراضية Virtual Circuit بين الأجهزة المتصلة في الشبكة، ويحقق هذا الإتصال المباشر موثوقية عالية لتسليم البيانات ولكنه قد يؤدي الى بطئ في عمل وأداء الشبكة … يعتبر بروتوكول Transmission Control Protocol واختصار TCP مثالا واضحا على البروتوكولات محددة وجهة الإتصال Connection- Oriented .

بينما البروتوكولات من النوع الثاني Connectionless فإنها لا توفر اتصالا مباشرا مع الكمبيوتر المستقبل قبل إرسال البيانات، مما يعني أن البيانات تنتقل بسرعة أكبر مما يحسن من أداء الشبكة، ولكن هذه الطريقة ليست تامة الموثوقية نظرا لأنه لا سبيل لمعرفة فيما إذا حدثت أخطاء أثناء الإرسال أم لم تحدث، ويعتبر بروتوكولInternet Protocol واختصار IP مثالا واضحا على البروتوكولات عديمة الإتصال Connectionless.

ملاحظــة

يجب أن ينظم عمل البروتوكولات المختلفة حتى لا يحدث أي تعارض أو نقص في عملها، ويطلق على تنظيم المهام بين البروتوكولات المختلفة اسم layering ... كما بينا سابقا فإن Protocol Stack هي مجموعة من البروتوكولات المتكاملة في عملها معا، وكل طبقة في هذه المجموعة تحتوي على بروتوكول مختلف يقوم بوظيفة مختلفة.

تحدد الطبقات السفلى من Protocol Stack الكيفية التي تسمح لمصنعي الشبكات إعداد أجهزتهم للإتصال مع أجهزة مصنعين آخرين و يطلق على بروتوكولات الطبقات السفلى من المجموعة اسم البروتوكولات منخفضة المستوى … Low-Level Protocols بينما تحدد الطبقات العليا من Protocol Stack الطريقة التي تتفاهم فيها برامج الإتصال، ويطلق على بروتوكولات الطبقات العليا اسم البروتوكولات مرتفعة المستوىHigh-Level Protocols. ... كلما ارتفعنا في طبقات Protocol Stack كلما زاد تعقيد البروتوكولات في هذه الطبقات.


مفهوم الـ Binding

يطلق مصطلح Binding على الطريقة التي يتم بها ربط البروتوكولات وترتيبها معا لتكوين Protocol Stack ... ربط البروتوكولات معا يحدد الترتيب الذي يسلكه نظام التشغيل في تنفيذه لبروتوكولات الشبكة ، فإذا كانت هناك مجموعة من البروتوكولات مرتبطة معا لتعمل مع بطاقة الشبكة ، فإن هذا الإرتباط يحدد الترتيب في تشغيل هذه البروتوكولات لتحقيق اتصال ناجح.

فلو افترضنا أن بروتوكول TCP/IP مرتبط مع مجموعة من البروتوكولات الأخرى بحيث يكون هو البروتوكول الأول الذي يتم تشغيله، فإذا فشل تشغيله يتم الإنتقال تلقائيا الى البروتوكول الذي يليه في المجموعة المرتبطة معا ... عملية ربط البروتوكولات معا تسمح بمقدار كبير من المرونة في إعداد الشبكة ، كما من الممكن إعداد عملية الربط لتتناسب مع احتياجات المستخدم ، ومن الممكن إعادة تنظيم عملية الربط لتتناسب مع مكونات أو بروتوكولات جديدة.

سوف نتعرف على اهم البروتوكولات المستخدمة في الشبكات ويكفى ان تعرف ان البروتوكولات هي اساليب التخاطب او تقنيات التخاطب ما بين الأجهزة على الشبكة او بين الشبكات المختلفة وسوف نتعرف على التالي :

  • TCP/IP
  • IPX/SPX
  • NetBIOS
  • AppleTalk

TCP/IP Protocol

بروتوكول التحكم بالإرسال بروتوكول الإنترنت أو Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) هو عبارة عن باقة من البروتوكولات التي تسمح للشبكات والأنواع المختلفة من الأجهزة بالاتصال فيما بينها ...يوفر بروتوكول TCP/IP خصائص تشبيك وتوجيه ووصول لشبكة الإنترنت والاستفادة من مواردها.

و قد تطور بروتوكول TCP/IP أساسا في عام 1969 من قبل وكالة مشاريع البحوث المتطورة للدفاع الأمريكي US Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) ... و قد استخدم هذا البروتوكول في البداية لبناء شبكة مشاريع البحوث المتطورة للدفاع الأمريكي Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) و هي عبارة عن شبكة كانت تربط بين أربع جامعات أمريكية تجري بحوث في مجال الدفاع.

ومنذ ذلك الحين أصبح بروتوكول TCP/IP هو البروتوكول القياسي المستخدم لضمان التوافق بين الأنواع المختلفة من الأجهزة، وحاليا فإن أغلب الشبكات المحلية والواسعة تدعم هذا البروتوكول ...تتكون باقة بروتوكولات TCP/IP من مجموعة من البروتوكولات، ولكن تعتبر بروتوكولات TCP و IP هي البروتوكولات المحورية في هذه الباقة … يعتبر بروتوكول TCP مخصصا للنقل Transport Protocol وهو يوفر اتصالا موجها Connection- Oriented و يدعم الإتصال مزدوج الإتجاه Full Duplex و يوفر تحكما بتدفق البيانات.

بينما IP هو عبارة عن بروتوكول شبكة Network Protocol وهو يوفر تسليم للبيانات دون اتصال مسبق Connectionless ... تسلك حزم البيانات مسارات مختلفة بين الكمبيوتر المرسل و المستقبل في شبكة الإنترنت و عند و صول الحزم الى وجهتها فإن بروتوكول IP هو المسئول عن إعادة ترتيب و تجميع الحزم للحصول على البيانات الأصلية.

على نفس الطبقة مع بروتوكول IP في باقة بروتوكولات TCP/IP نجد أن هناك بروتوكولا مكملا لعمل البروتوكول IP و هو البروتوكول Internet Control Message Protocol (ICMP) و حيث يوفر بروتوكول IP خدمة عديمة الإتصال Connectionless فإذا حصلت أي مشاكل في الإرسال فإنه لا يوجد أي طريقة لبروتوكول IPللتعرف على هذه المشاكل أو حلها ، و هنا يأتي دور بروتوكول ICMP ليكون مكملا في عمله لبروتوكول IP، و هو عبارة عن بروتوكول قياسي يؤمن خدمة التراسل لبروتوكول… IP فإذا افترضنا أن حزمة بروتوكول IP قد تم عنونتها بشكل خاطئ و أرسلت لوجهة خاطئة ، فإن دور بروتوكول ICMP يتمثل بإصدار تقرير عن المشكلة و توجيهها للبرنامج الشبكي لحل هذه المشكلة ، لهذا نجد أن عمل بروتوكول ICMP يزيد من موثوقية عمل بروتوكول IPفي إرسال البيانات.

يعتبر بروتوكول TCP بطيئا في عمله لهذا كان لابد من توفير بروتوكول آخر أسرع يكون عمله مكملا لهذا في نفس طبقة بروتوكول TCP في حزمة TCP/IP نجد بروتوكولا آخر هو بروتوكول User Datagram Protocol (UDP) و هو يوفر خدمة سريعة عديمة الإتصال Connectionless لتنفيذ نفس وظائف بروتوكول TCP.

تتضمن الطبقات العليا من باقة بروتوكولات TCP/IP ، البروتوكولات التالية:
  • SMTP
  • FTP
  • SNMP
  • Telnet

يعتبر بروتوكول Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) هو البروتوكول المسئول عن إرسال البريد الإلكتروني و هو يستخدم بروتوكولي TCP و IP لتبادل الرسائل. بينما بروتوكول File Transfer Protocol (FTP) هو المسئول عن نسخ الملفات بين جهاز و آخر على الشبكة و هو يسمح بالأمور التالية:
  • الدخول الى جهاز آخر عن بعد.
  • التنقل بين المجلدات.
  • تنفيذ و تشغيل الأوامر.
  • معالجة الملفات.

أما بروتوكول Simple Network Management Protocol (SNMP) و الذي تطور من قبل
Internet Engineering Task Force (IETF) فهو مخصص لإدارة البيانات على الشبكة و يقوم بجمع معلومات الإدارة من كل جهاز متصل بالشبكة و هو أيضا الذي يستقبل التقارير عن حدوث مشاكل أو أخطاء على الشبكة ، وهذا البروتوكول يستطيع التعامل مع عدة بروتوكولات منها :
  • IP
  • IPX
  • AppleTalk
  • حزمة بروتوكولات OSI.
  • DECnet

تعتبر وظائف بروتوكول Telnet مشابهة لوظائف FTP فهو يسمح بالدخول الى جهاز آخر عن بعد و تشغيل التطبيقات عليه

أهم مميزات حزمة بروتوكولات TCP/IP هي الموثوقية و الإنتشار و هو أيضا يوفر :
  • الوصول الى شبكة الإنترنت.
  • الوصول الى شبكة الإنترانت Intranet.
  • دعم توجيه حزم البيانات Routing.
  • توفير القابلية للإتصال لأنظمة التشغيل و الأجهزة المختلفة.
  • الدعم و التفاهم مع غيره من البروتوكولات.

أما العيوب الأساسية لحزمة TCP/IP فتتمثل بالأمرين التاليين:
  • حجم الحزمة الكبير و تعقيدها.
  • سرعته المتواضعة.
بالنسبة لهاتين المشكلتين فقد أصبحتا أقل تأثيرا مع التطور الذي حصل في أنظمة التشغيل.


NetBIOS Protocol

يعتبر هذا البروتوكول high-level Application Program Interface (API) و قد صمم ليسمح للمبرمجين بإنشاء تطبيقات و برامج شبكية مثل ويندوز 95 و ما أتى بعدها ...و هو حقيقة ليس بروتوكولا بالمعنى المفهوم و لكنه أقرب ليكون واجهة للشبكة المحلية LAN Interface و هو يستخدم لتزويد تطبيقات الشبكة بمجموعة من الأوامر:
  • لإنشاء جلسات إتصال.
  • لإرسال و إستقبال البيانات.
  • لتسمية مكونات الشبكة.

و قد أصبح NetBIOS مقياسا تستخدمه كثير من الشركات تنتج تطبيقات متوافقة مع NetBIOS مثل ميكروسوفت و Novell و IBM ، و العيب الأساسي لهذا المقياس هو عدم دعمه لتوجيه الحزم بين الشبكات Routing.

يطلق على معيار ميكروسوفت المتوافق مع NetBIOS اسم NetBIOS Extended User Interface
(NetBEUI) و هو عبارة عن بروتوكول نقل صغير و لذلك فهو سريع و فعال و يوفر تحكم بتدفق البيانات و تفحص بحثا عن الأخطاء، و هو متوافق مع كل بروتوكولات و تطبيقات التشبيك من ميكروسوفت.

أما العيب الأساسي لهذا البروتوكول فهو عدم دعمه لتوجيه حزم البيانات Routing و يقصد بالتوجيه:
  • تحديد المسار الأفضل لعبور حزم البيانات عبر الشبكة.
  • توجيه الحزم عبر هذا المسار الى وجهتها.

و نظرا لعدم دعم التوجيه فإن بروتوكول NetBEUI يقوم ببث الرسائل و نشرها عبر الشبكة الى كل الأجهزة بدلا من توجيهها الى جهاز محدد، و لهذا نجد أن هذا البروتوكول مناسب أكثر للشبكات الصغيرة( 20 الى 200 جهاز.( و من العيوب الأخرى لهذا البروتوكول أنه متوافق مع شبكات ميكروسوفت فقط.


IPS/SPX Protocol

لنتناول الآن بروتوكول Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange
و هو عبارة عن حزمة من البروتوكولات المستخدمة في شبكات Novell و قد تطورت أساسا من قبل شركة Xerox Corporation .. هذه الحزمة تتكون من مجموعة من البروتوكولات و لكن البروتوكولين المحوريين فيها هما IPX و . SPX

ما هو البروتوكول وما هي أشهر البروتوكولات في الشبكات

بروتوكول IPX هو عبارة عن بروتوكول شبكة و معظم خدمات NetWare قائمة عليه ، و هو يقدم خدمة سريعة و عديمة الإتصال Connectionless و يدعم خاصية التوجيه ...بينما بروتوكول SPX عبارة عن بروتوكول نقل محدد وجهة الإتصال Connection-Oriented و يوفر تحكم بتدفق البيانات و مقدرة على اكتشاف الأخطاء و تصحيحها.

تتلخص مميزات حزمة IPX / SPX في التالي:
  • حزمة بروتوكولات سريعة.
  • دعم للتوجيه و التحكم بالأخطاء.
  • سهولة الإدارة.

أما عن عيوبه فتتمثل بالتالي:
  • إنتشاره عبر شبكات NetWare فقط.
  • لا يوفر اتصال بشبكة الإنترنت.

أما بروتوكول NWLink فهو البروتوكول الذي صممته ميكروسوفت ليكون متوافقا مع IPX/SPX و هو عبارة عن بروتوكول نقل صغير و سريع و يدعم خاصية التوجيه و ميزته الرئيسية هي أنه من الممكن استخدامه في البيئات التي تحتوي على شبكات كل من ميكروسوفت و Novell و لكن يجب ملاحظة أن NWLink بمفرده لا يستطيع أن يسمح لجهاز يعمل بنظام ويندوز بالوصول الى الملفات أو الطابعات من خلال مزود NetWare أو العكس ، لهذا فأنت بحاجةالى Redirector بالإضافة الى NWLink .

يمكن تعريف Redirector بأنه جزء من برنامج شبكة مهمته استقبال طلبات Input/Output من الملفات ثم إعادة توجيهها الى خدمة شبكية على كمبيوتر آخر بنظام آخر، و من الأمثلة عليه :
  • Microsoft Client Service for NetWare (CSNW).
  • Novell NetWare Client for NT.

AppleTalk Protocol

بدأت شركة أبل بتطوير مجموعة من بروتوكولات الإتصال في أوائل 1980 و كان الهدف منها تحقيق اتصال بين أجهزة ماكنتوش الشخصية و أجهزة من مصنعين آخرين عبر شبكة ، و يطلق على حزمة بروتوكولات أبل اسم AppleTalk و هي تتضمن البروتوكولات التالية:
  • AppleTalk Filing Protocol (AFP)و هو المسئول عن الوصول الى الملفات عن بعد.
  • AppleTalk Transaction Protocol (ATP)و هو المسئول عن إعطاء تأكيد لوصول البيانات الى جهتها المقصودة.
  • Name Binding Protocol (NBP)و هو بروتوكول نقل و اتصال.
  • AppleTalk Session Protocol (ASP)و هو يعمل كزبون لبروتوكول ATP.
  • Datagram Delivery Protocol (DDP) و هو المسئول عن نقل البيانات.

أما حزمة بروتوكولات Digital Equipment Corporation Net (DECnet) فقد طورت في السبعينيات من القرن الماضي لتكون متوافقة مع شبكات شركة ديجيتال و هي تدعم الشبكات التالية:
  • شبكات إيثرنت.
  • شبكات Fiber Distributed Data Interface Metropolitan Area Networks (FDDI MANs)
  • شبكات WAN العامة و الخاصة.

و تدعم DECnet بالإضافة الى بروتوكولاتها كلا من بروتوكولات TCP/IP و OSI، و تدعم أيضا خاصية التوجيه.

الفرق ما بين البروتوكولات المختلفة

لنلق نظرة على شبكة محلية تستخدم أجهزتها بروتوكولي نقل هما TCP/IP و NetBEUI ، كل من هذه البروتوكولات له خصائص قوة ، فبروتوكول TCP/IP فعال في نقل المعلومات عبر شبكة الإنترنت بينما بروتوكول NetBEUIفتأثيره فعال أكثر في نقل البيانات عبر الشبكة المحلية، ففي مثل هذه الشبكة إذا أراد المستخدمون الإتصال عبر الشبكة المحلية فبإمكانهم جعل البروتوكولNetBEUI هو البروتوكول الافتراضي، وإذا أرادوا الإتصال بشبكة الإنترنت فإنهم يستخدمون بروتوكول TCP/IP.

يطلق على البروتوكولات التي تستخدم من قبل مصنعين و منتجين مختلفين اسم Protocol Standards .

الجهات المخولة بالاتفاق على مثل هذه البروتوكولات تتضمن مايلي:
  • The International Standards Organization واختصارا ISO
  • Institute of Electrical and Electronic Engineers واختصارا IEEE.
  • International Telecommunications Union واختصارا ITU.

تنقسم البروتوكولات حسب وظيفتها الى ثلاث أقسام هي:
  • بروتوكولات التطبيقات Application Protocols.
  • بروتوكولات النقل Transport Protocols.
  • بروتوكولات شبكة Network Protocols.

تعمل بروتوكولات التطبيقات في الطبقات العليا من Protocol Stack وتتلخص مهمتها في تبادل البيانات وتحقيق التفاعل بين التطبيقات ومن أمثلتها:
  • Server Message Block واختصارا SMB
  • Novell’s NetWare Core Protocols واختصارا NNCPs
  • File Transfer Access and Management Protocol واختصارا FTAMP

بروتوكولات التطبيقات الخاصة بالإنترنت:
  • File Transfer Protocolواختصارا FTP.
  • Telnet

أما بروتوكولات النقل فتستخدم لتوفير جلسات الإتصال بين الكمبيوترات على الشبكة وهي مسئوله عن صيانة جودة ودقة المعلومات المنقولة بين الأجهزة، ومن أمثلتها مايلي:-
  • الجزء الناقل من بروتوكول مايكروسوفت NWLink.
  • الجزء الناقل من بروتوكول NetBEUI.

من الأمثلة على هذه البروتوكولات مايلي:
Sequenced Packet Exchange -واختصارا SPE.
Transmission Control Protocol -واختصارا TCP.

بينما تقدم بروتوكولات الشبكة خدمات ربط Link Services وتتلخص مهامها في مايلي:-
  • عنونة و توجيه المعلومات.
  • البحث عن أخطاء في عملية الإرسال.
  • التعامل مع طلبات إعادة الإرسال.
  • تحديد قوانين الإتصال في بيئات محددة من الشبكات مثل إثرنت وToken Ring.
من الأمثلة على هذه البروتوكولات مايلي:
Internet Protocol واختصارا IP.
Internetwork Packet Exchange واختصارا IPX.





تعليقات