منهج نواة تقنية الجلسة السابعة عشرة

من ويكي أضِف
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

الهدف من الجلسة

  • التعرف على المفاهيم الأساسية للشبكات
  • معرفة تاريخ شبكات الكمبيوتر والتعرف على المشكلات والصعاب وكيف تم التغلب عليها
  • التعرف على نماذج مختلفه من الشبكات ومقارنتها مع النموذج الشائع
  • التعرف بشكل عملي على كيفية ارسال واستقبال البيانات

محتوى الجلسة

  • لماذا لدينا شبكات (تاريخ الشبكات)
  • مفهوم الطبقات ولماذا نحتاج إليها (النموذج المرجعي لربط المنظومات المفتوحة ISO OSI)
  • مزايا نظام الطبقات
  • كيف يعمل نظام الطبقات (الرؤوس والمقطورات) CRC ، تصحيح الخطأ)
  • فهم التجميع/دمج multiplexing والتفكيك de-multiplexing (IPv4 و IPv6 على نفس طبقة الارتباط و tcp و udp على نفس طبقة الشبكة والمنافذ)
  • أنواع المقابس (مقابس الاستماع مقابل مآخذ التوصيل) المنافذ المعروفة وترقيم ايانا IANA
  • عرض اتصالات الشبكة باستخدام برنامج وايرشارك wireshark

طريقة التقديم

ماهي الحاجة لظهور شبكات الكمبيوتر؟

- مع كثرة أعداد الحواسيب ظهرت الحاجة لنقل وتبادل البيانات بينها، خاصة أن الحواسيب وقتها كانت ضخمة وتحتل غرف أو مباني.

المرحلة الأولى:

- توصيل جهازيين ببعضهما، واحد يرسل والآخر يستقبل

- التوصيل عن طريق   serial ports 300bps (السبعينات)

- الحاجة لتبادل الاتصال (ارسال واستقبال من كلا الطرفين)

  * كيف نقسم الوسيط بين الجهازين؟

- بعض منافذ serial كانت مزدوجه duplix (أي ترسل في الاتجاهين)

- ظهور مشكلة أقصى طول/مسافه لنقل البيانات خلال الوسيط

  * الحل في المودم

  * سرعته في البدايات ٣٠٠ ميجابت/ث من خلال منافذ serial

- ظهور مشكلة مشاركة الوسيط بين الجهازين؟ (كيف نقسم الوسيط بين الجهازين؟)

     أمثلة:

    ١- تقسيم الوقت

    ٢- تقسيم الترددات freq

  * في البداية كان تقسيم الوقت time divsion multiplixing

  - ظهور مشكلة عند نقل ملفات كبيرة، بعد نقل الملف نكتشف أن الملف معطوب (مثال حدوث تشويش على السلك من جهاز تكيف/مكيف هواء)

  * ظهرت مجموعة مفاهيم جديده:

     ١- تقسيم البيانات لأجزاء (ماهي ميزته؟) منع جهاز واحد أن يستحوذ على الوسيط/الشبكة لمده طويله

     ٢- كيف نحل مشكلة عطب البيانات؟ نستخدم أكود اكتشاف الأخطاء error detection codes وأكود تصحيح أخطاء error correction codes، باضافتها على حزم البيانات

  - الحاجة لتوصيل عدد كبير من الأجهزة في نفس الشبكة (لماذا نحن بحاجه لذلك؟)

   * لأنه -على سبيل المثال_ لتوصيل ١٠ أجهزه كل جهازين على حدى نحتاج إلى (١٠ * ٩) ٩٠ خط. لو زادت الأجهزة إلى ٢٠ جهاز (٢٠ * ١٩ = ٣٨٠ خط) (تسمى full mesh network أو full inter-connected network)

    * ما هي المشاكل التي يمكن حدوثها عند توصيل أكثر من جهازين على نفس الشبكة؟

       - مشكلة تداخل الاتصال (أكثر من جهاز يرسل في نفس الوقت)

         * أولى الحلول careers sense multiple access with collision detection

              # كيف يمكن اكتشاف التداخل collision detection؟

                 token ring

       - مشكلة تحديد مستقبل الرسالة (العنونه Addressing)

  - ظهور مشكلة تعدد الشبكات

IBM SNA & Digital DECnet & IEEE ethernet & ATM network

    * مشكلة أنه لا يمكن ربط جهاز على شبكة غير متوافق معها

  - ظهور مشكلة التعامل مع كل الوظائف في الشبكة كشيئ واحد. على سبيل المثال طريقة نقل البيانات على الوسيط مثلا إذا كانت اشارات كهربائية يوجد آلاف الأنواع للا شارات الكهربائية

- مشكلة اختلاف طرق تقسيم البيانات بين الشبكات المختلفه

  - تقسيم بنية/معمارية الشبكة إلى طبفات

  - كيف يمكن ربط الشبكات ببعضها وما هي المشكلات التي يمكن حدوثها؟

===========================

الجلسه الثانية:

- مراجعة للجلسة السابقة

- كيف يمكن تجميع كل الأجهزة على مودم واحد؟

  * وجود جهاز في المنتصف يتحكم في توجه الاتصالات (مثال شبكة IBM SNA)

  * شبكة خطية Bus Topology (ما هي ميزته وما هو عيبه؟)

     - سهل مشكلة الscaleablity

     - صعب مشكلة عدم تداخل الارسال (مشاركة/تقسيم الوسيط)

  * ما حل مشكلة التداخل؟

     - تقسيم الوقت

     - استخدام طريقة careers sense

       * هل هذا كافي؟ يمكن أن يحدث تداخل

       * ما سعة الوقت الذي يمكن أن يحصل بها تداخل؟ طول السلك وقتها كان أقصاه ١٠٠٠ قدم/٣٠٥ متر بافتراض أن سرعة الاشارة تساوي سرعة الضوء (٣٠٠ ألف متر/ث) ٣٠٥ ÷ ٣٠٠٠٠٠ = ١ ميكروثانية (اقصى تأخر)، إذا في بداية الارسال توجد فرصه ١ ميكروثانية أن يحدث تداخل

     - لحل التداخل نستخدم طريقة لاكتشاف التداخل collision detection. مطابقة الاشارة قبل دخولها الشبكة وبعد دخولها الشبكة، إذا كانت مختلفه يتوقف الجهازان سبب التداخل كل واحد منهما لمدة عشوائية، ويعيد ارسالها مره أخرى.

      بالتالي عندما يكون عدد الأجهزة قليل، فاحتمال حدوث تداخل قليل، بالتالي الوقت المهدر في انتظار باقي الاجهزة قليل. لكن كلما زاد عدد الأجهزة يزيد احتمال التداخل ويزيد وقت الانتظار، بالتالي يزيد ال backoffs (البيانات المعطوبة بسبب التداخل) بالتالي تقل فعالية الشبكة تقل.

      - لتحسين الشبكة وتفادي المشكلات السابقة، حل استخدام طريقة token passing (طريقة مستوحاه من ثقافة بعض قبائل الهنود الأمريكان ) كل جهاز يأخذ التوكن (بحاجة لترجمة) إذا كان بحاجه لإرسال بيانات يرسلها، ثم يرسل التوكن لجهاز آخر. وإذا لم يكن بحاجة لإرسال بيانات يرسل التوكن مباشرة.

       * token ring

       * token bus

      - هل توجد طرق أخرى لمشاركة الوسط؟

        * التردد. مستخدمه في الراديو ومستخدمه في DSL

        * طريقة code division multiplixing مثال شبكات الجوال من أول الجيل الثالث CDMA، ومستخدم في وايماكس wimax ومستخدم في شبكات وايفاي الجديدة

   - كيف يمكن حل مشكلة عطب البيانات؟

     * كشف وحل الأعطاب Error detection and correction (ECC)

        - مثال CRC codes

   - ما العمل بعد اكتشاف عطب في البيانات؟

     * ارسال رسالة للمرسل لاخباره بالبيانات المعطوبه؟

               بحاجة لتحديد مكان العطب، وبالتالي يجب أن يوجد ترقيم/تعريف لاجزاء الرساله كخطوة أولى.

               ايجاد طريقة لارسال رسالة للمرسل بالخطأ، وطريقة لإعادة ارسال البيانات

   - والسابق يسمى إدارة الأعطاب

  - العنونة Addressing

  - تلخيص لمشاكل الشبكة

   * مشاركة الوسيط mediam sharing

   * scalability

   * التعامل مع الأخطاء/الأعطاب

   *  العنونه Addressing

المرحلة الثانية:

  مشكلة اختلاف الشبكات

  - كيف يمكن أن نربط/نشبك شبكتين مختلفتين ببعضهما؟

  - ما هي أول وأهم شيئ بحاجه له لحل هذه المشكلة؟

   * ايجاد طريقة لعنونة بعناوين فريده لايتكرر لأي جهاز universal addressing

  - ظهور مفهوم inter network (شبكة بين الشبكات)

   * شبكة مركزية تربط عليها الأجهزه المختلفة، وكل جهاز يأخذ عنوان منطقي logical address ليس له علاقة بالعنوان الجهاز العتادي أو عنوان الجهاز على الشبكة الخاصه به

  - من بين حلول كثيره انتهى الأمر بالاستقرار على بروتوكول الانترنت ip

  - ظهرت الحاجة لتقسيم الشبكة لطبقات (على الميسر المقارنة بين النماذج الأولى وهذا النموذج)

   * الطبقة المادية (العتاد) Physical Layer

   * طبقة ربط البيانات Data Link Layer

      - حجم وحدة البيانات المرسله (حد أقصى) (الوحده الواحدة تسمى frame)

      - تحديد العناوين

      - تحديد bus arbitration

      - تحديد طرق كشف وحل الأعطاب Error detection and correction (ECC)

   * طبقة الشبكة

      - العنونة المنطقية logical addressing

      - التوجيه routing

        * بحاجة لوجود عنوان المرسل والمستقبل في كل رساله

        * تحديد طرق كشف وحل الأعطاب Error detection and correction (ECC)

      - ظهور مشكلة جديدة (ما هي؟) وجود شبكتين على نفس الوسط.لحلها يجب دمج وفك حسب البروتوكول multiplixing and demultiplixing

        * بحاجة لوجود معيار stanerd لبروتوكولات الشبكات المختلفه حتى يمكن مشاركتها على نفس الشبكة

     - طبقة النقل Transport Layer

        * التأكد من وصول البيانات بين الطرفين دون مشاكل

        * تقسيم البيانات لارسالها (الوحده الواحده تسمى حزمه packet)

        * برتوكول tcp وبروتوكول udp

  - الفارق نموذج ISO OSI و نموذج بروتكول الانترنت

  - ما هي مميزات وعيوب هذا النموذج؟

   * من مميزاته أنه مرن جدًا بحيث يمكن تطويعه لربط الشبكات المختلفه

   * بالنسبه لبعض التطبيقات المرور بكل هذه الطبقات يسبب تأخر في نقل البيانات، وبالنسبه لها لا فائده من وجودها. مثال الحوسبة العنقودية cluster computing. لذلك ظهرت اساليب مختلفه للربط/التشبيك تسمى عادة inter netwarking، مثال InfiniBand

  - نماذج أخرى من الشبكات

    * CAN

    * Bluetooth

    * InfiniBand

    * Zigbee

التدريب

المصادر

مجلوبة من "https://adef.xyz/wiki/w/mw/index.php?title=منهج_نواة_تقنية_الجلسة_السابعة_عشرة&oldid=42459"