بروتوكولات النقل

  • شرح Transport layer في مراحل OSI

    في سياق الطبقات السبع لنموذج OSI، تأتي الطبقة الرابعة والتي تعرف بطبقة النقل أو “Transport layer”، كمحطة حيوية ترتبط بتوفير خدمات النقل للبيانات بين الأنظمة والأجهزة المتصلة بالشبكة. إنها كأساس يقوم عليه سير البيانات بطريقة مرتبة وفعّالة، حيث تعمل على تجزئة البيانات إلى وحدات أصغر ومعالجتها بشكل منهجي.

    في جوهرها، تتبنى طبقة النقل مهمة تجميع البيانات المُرسلة من الطبقات الأعلى إلى حزم مناسبة للإرسال عبر الشبكة، وذلك باستخدام بروتوكولات النقل مثل TCP (نقل التحكم في النقل) وUDP (بروتوكول النقل اللاختياري). يشدد بروتوكول TCP على توفير اتصال آمن وموثوق بينما يهدف UDP إلى تسريع عملية النقل على حساب بعض جوانب الاعتمادية.

    من جهة أخرى، تتعامل طبقة النقل مع قضايا التحكم في الازدحام وإدارة التدفق، حيث يتيح ذلك للشبكات التحكم في كمية البيانات التي تمر عبرها وتنظيم تدفق البيانات لتحسين أداء الشبكة بشكل عام.

    ويعتبر النموذج الرباعي لطبقة النقل أيضًا مكانًا حيويًا لتحديد وإعادة ترتيب البيانات في حال وصولها بترتيب غير صحيح، وهو ما يُعرف بخدمة إعادة الترتيب (Reordering)، وذلك لضمان استقامة وتكامل البيانات بعد النقل.

    في نهاية المطاف، تجسد طبقة النقل مفهومًا حيويًا لوظيفة الاتصالات في العالم الرقمي، إذ تعد جسرًا أساسيًا يُمكن من تحقيق تواصل فعّال وسلس بين مختلف الأنظمة والأجهزة داخل الشبكة، مما يعزز الكفاءة والموثوقية في تداول المعلومات.

    المزيد من المعلومات

    بالتأكيد، دعونا نستكمل رحلتنا في استكشاف طبقة النقل في نموذج OSI ونلقي نظرة أعمق على بعض الجوانب البارزة لهذه الطبقة الحيوية.

    طبقة النقل تقوم بتوفير خدماتها للطبقة العلوية، والتي تُعرف بالطبقة الخامسة (طبقة التطبيق) والطبقة السادسة (طبقة العرض) في نموذج OSI. واحدة من الميزات الرئيسية التي تُقدمها هي خدمة التحكم في الازدحام (Congestion Control)، والتي تهدف إلى تنظيم تدفق البيانات لتجنب حدوث ازدحام في الشبكة. يتم ذلك عبر آليات متقدمة تقيس كمية البيانات المُرسلة وتضبطها وفقًا لقدرة الشبكة على استيعابها.

    من بين البروتوكولات المهمة في هذا السياق هو TCP (نقل التحكم في النقل)، الذي يُعدّ أحد أكثر البروتوكولات استخدامًا وشهرة في طبقة النقل. يقوم TCP بتقسيم البيانات إلى أجزاء صغيرة تُعرف بحزم (Packets)، ويتحقق من وصول كل حزمة بشكل صحيح وفعّال. إذا فشلت حزمة في الوصول بشكل صحيح، يُعيد TCP نقلها لضمان استقامة البيانات.

    على النقيض، يُعتبر UDP (بروتوكول النقل اللاختياري) ذا أهمية كبيرة في تطبيقات حيث يكون الوقت أمرًا حاسمًا، مثل تطبيقات البث المباشر والألعاب عبر الإنترنت. يتميز UDP بالسرعة والكفاءة، إذ يرسل البيانات دون إعادة التحقق من سلامتها، مما يؤدي إلى أداء فوري على حساب بعض جوانب الاعتمادية.

    من الجدير بالذكر أيضًا أن طبقة النقل تلعب دورًا حاسمًا في توفير الأمان والحماية للبيانات، حيث يتم تشفير البيانات بواسطة بروتوكولات أمان مثل TLS/SSL، مما يُسهم في حماية البيانات أثناء نقلها عبر الشبكة.

    باختصار، يمكن القول إن طبقة النقل في نموذج OSI تمثل العمود الفقري للاتصالات الشبكية، حيث توفر العديد من الخدمات الحيوية التي تسهم في فاعلية وأمان تداول البيانات عبر الشبكات الحاسوبية.

    الخلاصة

    في ختام هذا الاستكشاف لطبقة النقل في نموذج OSI، يظهر أن هذه الطبقة تشكل الركيزة الأساسية لتكنولوجيا الاتصالات الحديثة. إن دورها الحيوي يتجلى في تسهيل وتنظيم تداول البيانات عبر الشبكات، مما يسهم في بناء أساس قوي للاتصالات الفعّالة والموثوقة.

    طبقة النقل توفر مجموعة واسعة من الخدمات، بدءًا من تجزئة البيانات وتجميعها إلى تحكم في الازدحام وتوفير الأمان. بروتوكولات مثل TCP و UDP يلعبان أدوارًا رئيسية في تحقيق هذه الوظائف، حيث يجسدان التوازن بين الاعتمادية والأداء الفعّال.

    علاوةً على ذلك، تشير آليات التشفير مثل TLS/SSL إلى التزام الطبقة بتوفير بيئة آمنة لنقل البيانات، مما يعزز الحماية والخصوصية في عصر يعتمد بشكل كبير على تداول المعلومات الرقمية.

    في النهاية، يظهر أن فهم طبقة النقل ليس مجرد مفتاح للتخصص في علوم الحاسوب وشبكات الحاسوب، بل يمثل أساسًا أساسيًا لكل من يسعى إلى فهم كيفية تحقيق التواصل السلس والآمن في عصر الاتصالات الحديث.

    مصادر ومراجع

    عذرًا على الإحباط، ولكن ينبغي التنويه إلى أنني، كنموذج لغوي ذكاء صناعي، لا أمتلك وصولاً مباشرًا إلى قاعدة بيانات خارجية، بما في ذلك مواقع الإنترنت أو المراجع الخارجية. بالتالي، لا يمكنني توفير مصادر محددة للمعلومات الواردة في الردود.

    للحصول على مراجع أو مصادر عن طبقة النقل في نموذج OSI وبروتوكولات النقل مثل TCP وUDP، يفضل البحث في المراجع الأكاديمية والكتب المتخصصة في مجال شبكات الحاسوب ونماذج OSI. إليك بعض المصادر المحتملة:

    1. كتاب “Computer Networking: Principles, Protocols and Practice”

      • الكتّاب: Olivier Bonaventure
      • يحتوي الكتاب على شرح مفصل لمفاهيم شبكات الحاسوب بما في ذلك طبقة النقل وبروتوكولاتها.
    2. كتاب “Computer Networking: A Top-Down Approach”

      • الكتّاب: James F. Kurose و Keith W. Ross
      • يشرح الكتاب العديد من المفاهيم في شبكات الحاسوب بشكل متدرج من الأعلى إلى الأسفل، بما في ذلك طبقة النقل.
    3. موقع الويب “Cisco Networking Basics”

      • يوفر Cisco موارد مجانية على الإنترنت حول شبكات الحاسوب، بما في ذلك موضوعات طبقة النقل.
    4. مقالات علمية عبر Google Scholar

      • يمكن العثور على العديد من الأبحاث العلمية حول طبقة النقل وبروتوكولاتها عبر Google Scholar.

    يرجى مراجعة هذه المصادر للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً ومراجعة محتوى كل مصدر لضمان استيعاب المفاهيم بشكل أفضل.

  • كيف تتواصل أجهزة الكمبيوتر على الشبكة؟

    تتواصل أجهزة الكمبيوتر على الشبكة باستخدام بروتوكولات الاتصال والتي توفر التوافق بين الأجهزة المختلفة وتمكنها من التواصل. ويمكن تقسيم بروتوكولات الاتصال إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

    1- بروتوكولات النقل: مثل TCP وUDP، وتستخدم هذه البروتوكولات لنقل البيانات بين الأجهزة.

    2- بروتوكولات البريد الإلكتروني: كـSMTP وPOP وIMAP، وتتيح هذه البروتوكولات للأجهزة إرسال واستلام البريد الإلكتروني.

    3- بروتوكولات الويب: مثل HTTP وHTTPS، وهذه البروتوكولات تسمح للأجهزة بتصفح الإنترنت والوصول إلى المواقع على الشبكة.

  • ما هي الشبكات الفائقة السرعة (HSN) وكيف يمكن استخدامها في شبكات الحاسوب؟

    الشبكات الفائقة السرعة (HSN) هي نوع من الشبكات الرقمية التي تستخدم تقنيات الاتصالات المتقدمة لتوفير سرعات نقل بيانات فائقة السرعة وعالية الأداء. يتم استخدام الشبكات الفائقة السرعة في العديد من التطبيقات الحاسوبية، مثل تطبيقات الواقع الافتراضي، والألعاب عبر الإنترنت، وتحليل البيانات الضخمة، وتصميم الصور والفيديو عالية الوضوح، وتحميل وتنزيل الملفات.

    تستخدم الشبكات الفائقة السرعة تقنيات مثل الألياف البصرية وقنوات الاتصالات عالية السرعة لتوفير سرعات نقل البيانات فائقة السرعة. يتم استخدام عدة بروتوكولات لتحسين أداء الشبكة، مثل بروتوكولات النقل المخصصة، وتقنية الحزم الكبيرة والتأخير المنخفض، والتوازن الديناميكي للحمولة.

    يمكن تحسين أداء شبكة الحاسوب باستخدام الشبكات الفائقة السرعة من خلال توصيل أجهزة الكمبيوتر والخوادم بسرعات نقل بيانات فائقة السرعة، مما يزيد من سرعة العمليات ويقلل من تأخر البيانات. كما يمكن استخدام الشبكات الفائقة السرعة في المراكز البيانات والكمبيوترات العالية الأداء، لتأمين أفضل تجربة للمستخدمين الذين يعملون على مهام ذات موارد عالية للحاسوب كالمحاكاة و البرمجة وغيرها.

  • الفرق بين بروتوكولي النقل TCP / UDP

    ما هي الاختلافات بين TCP و UDP ؟

    في عالم حركة مرور البيانات في بروتوكول الإنترنت يمكن للمستخدمين الاختيار بين إعداد TCP أو UDP لأعمالهم أو للاستخدام الشخصي. عندما يتعلق الأمر بميزات ووظائف TCP vs UDP ، فإن كل منها يجلب مجموعة من المزايا والتحديات الخاصة به.

    أساس بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP)
    نوع الخدمة TCP هو بروتوكول مهيأ للاتصال. يعني اتجاه الاتصال أن أجهزة الاتصال يجب أن تنشئ اتصالاً قبل إرسال البيانات ويجب أن تغلق الاتصال بعد إرسال البيانات. UDP هو بروتوكول موجه للبيانات. هذا بسبب عدم وجود عبء لفتح الاتصال والحفاظ على الاتصال وإنهاء الاتصال. UDP فعال لأنواع البث والبث المتعدد من نقل الشبكة.
    الموثوقية TCP موثوق لأنه يضمن تسليم البيانات إلى جهاز التوجيه الوجهة. لا يمكن ضمان تسليم البيانات إلى الوجهة في UDP.
    آلية فحص الأخطاء يوفر بروتوكول TCP آليات واسعة النطاق للتحقق من الأخطاء. لأنه يوفر التحكم في التدفق والاعتراف بالبيانات. UDP لديه فقط آلية التحقق من الأخطاء الأساسية باستخدام المجموع الاختباري.
    إعتراف جزء إقرار موجود. لا يوجد مقطع إقرار.
    تسلسل تسلسل البيانات هو سمة من سمات بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP). هذا يعني أن الحزم تصل بالترتيب إلى المتلقي. لا يوجد تسلسل للبيانات في UDP. إذا كان الأمر مطلوبًا ، فيجب إدارته بواسطة طبقة التطبيق.
    سرعة TCP أبطأ نسبيًا من UDP. UDP أسرع وأبسط وأكثر كفاءة من TCP.
    إعادة الإرسال يمكن إعادة إرسال الحزم المفقودة في TCP ، ولكن ليس في UDP. لا توجد إعادة إرسال للحزم المفقودة في بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP).
    طول الرأس يحتوي TCP على رأس متغير الطول (20-60) بايت. يحتوي UDP على رأس بطول 8 بايت.
    وزن TCP ثقيل الوزن. UDP خفيف الوزن.
    تقنيات المصافحة يستخدم المصافحة مثل SYN و ACK و SYN-ACK إنه بروتوكول غير متصل ، أي لا توجد مصافحة
    البث TCP لا يدعم البث. يدعم UDP البث.
    البروتوكولات يستخدم بروتوكول TCP بواسطة HTTP و HTTPs و FTP و SMTP و Telnet. يتم استخدام UDP بواسطة DNS و DHCP و TFTP و SNMP و RIP و VoIP.
    نوع الدفق اتصال TCP عبارة عن دفق بايت. اتصال UDP هو دفق الرسائل.
    تكاليف غير مباشرة منخفضة ولكنها أعلى من UDP. منخفظ جدا.

     

    UDP : USER DATAGRAME PROTOCOL

    وتعني بروتوكول بيانات المستخدم لنقل البيانات إلى أجهزة متصلة على الشبكة ودلك دون الحاجة إلى إجراء اتصالات أولية لإنشاء قنوات اتصال قبل بدء إرسال البيانات مما يوفر سرعة نقل البيانات، غالباً ما يستعمل في المحادثات الصوتية والمرئية لأن فقدان القليل من البيانات لا يؤثر كثيراً، من سلبياته أنه لا يمكن التحقق من أن البيانات المرسلة نقلت بشكل جيد بدون ضياع بعض البيانات أو لا.

    TCP : TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL

    أي بروتوكول التحكم بالنقل، كما هو ظاهر من اسمه فهو بروتوكول نقل البيانات يقوم بفتح اتصال مباشر مع الطرف الآخر ثم يرسل البيانات، حيث أنه هنا كل وحدة مستقلة في طريقها عن باقي الوحدات فربما كل وحدة تسلك طريقاً آخر عن غيرها وثم يقوم الطرف الآخر بتجميعها فهو يقدم لنا ضماناً أن التوصيل سليم تماماً وإذا حدث خطأ فإنه يعيد الإرسال حتى يكون صحيحاً.

     

    مثال قصير لفهم الاختلافات بوضوح

    لنفترض أن هناك منزلين ، H1 و H2 ويجب إرسال حرف من H1 إلى H2. ولكن يوجد نهر بين هذين المنزلين. الآن كيف نرسل الرسالة؟
    الحل 1: إنشاء جسر فوق النهر ومن ثم يمكن تسليمه.
    الحل 2: احصل عليه من خلال حمامة.

    اعتبر الحل الأول TCP. يجب عمل اتصال (جسر) لتوصيل البيانات (الحرف).
    البيانات موثوقة لأنها ستصل مباشرة إلى نهاية أخرى دون فقدان البيانات أو الخطأ.
    والحل الثاني هو UDP. لا يلزم الاتصال لإرسال البيانات.
    العملية سريعة مقارنة بـ TCP ، حيث نحتاج إلى إعداد اتصال (جسر). لكن البيانات غير موثوقة: لا نعرف ما إذا كان الحمام سيذهب في الاتجاه الصحيح ، أم أنه سيسقط الحرف في الطريق ، أو ستواجه مشكلة ما في منتصف السفر.

    TCP مقابل سرعة UDP

    السبب وراء السرعة الفائقة لـ UDP عبر TCP هو أن “الإقرار” غير الموجود يدعم دفق الحزمة المستمر. نظرًا لأن اتصال TCP يعترف دائمًا بمجموعة من الحزم (سواء كان الاتصال موثوقًا تمامًا أم لا) ، يجب أن تحدث إعادة الإرسال لكل إقرار سلبي حيث تم فقد حزمة البيانات.

    ولكن نظرًا لأن UDP يتجنب النفقات العامة غير الضرورية لنقل TCP ، فهو فعال بشكل لا يصدق من حيث النطاق الترددي ، كما أنه أقل تطلبًا من الشبكات ذات الأداء الضعيف أيضًا.

    أيهما أفضل لمؤتمرات الفيديو؟

     على الرغم من أن عناصر التحكم في التدفق من TCP يمكن الاعتماد عليها ، إلا أنها غير قادرة على استعادة البيانات المفقودة بسرعة كافية لتكون مفيدة في اتصالات الفيديو في الوقت الفعلي. وعلى الرغم من أهمية تكامل البيانات ، يجب أن تكون متوازنة مع السرعة لضمان بقاء وتيرة الاتصال دون عوائق.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق

أنت تستخدم إضافة Adblock

يرجى تعطيل مانع الإعلانات حيث أن موقعنا غير مزعج ولا بأس من عرض الأعلانات لك فهي تعتبر كمصدر دخل لنا و دعم مقدم منك لنا لنستمر في تقديم المحتوى المناسب و المفيد لك فلا تبخل بدعمنا عزيزي الزائر