درس في حزم البيانات

سنتناول في هذا الدرس إن شاء الله البنود التالية:

1- تعريف الحزمة Packet.

2- شرح لتركيب الحزمة.

3- شرح لطريقة إنشاء الحزمة و كيفية إرسالها على الشبكة.

في أغلب المؤسسات يقوم مستخدمو الشبكة باستعمالها لتبادل الملفات و البرامج و التي غالبا ما تحتوي على كثير من البيانات ، و إرسال هذه الكميات الكبيرة من البيانات دفعة واحدة كفيل بإرهاق الشبكة و ربما إزهاق روحها و يجعل إكتشاف الأخطاء و إصلاحها أمرا غاية في الصعوبة.

لتفادي هذه المشاكل أو تقليلها فإنه يتم تقسيم البيانات الى أجزاء صغيرة يتم إرسالها على الشبكة دون إرهاقها.

هذه الأجزاء الصغيرة من البيانات يطلق عليها اسم حزم Packets أو أطر Frames .

تعتبر الحزم هي الوحدات الأساسية للإتصالات على الشبكة.

من مميزات تقسيم البيانات الى حزم صغيرة هو أنه حتى في حالة رغبة جهاز ما بإرسال بيانات كثيرة على الشبكة فلن يؤدي ذلك الى إرغام باقي الأجهزة على الإنتظار طويلا حتى ينتهي الجهاز الأول من إرسال بياناته الكثيرة ، بل يتم التناوب على إرسال الحزم.

قبل إرسال البيانات يتم تقسيمها الى حزم من قبل الجهاز المرسل ، و عند الجهاز المستقبل فإن الحزم يتم التقاطها و إعادة تجميعها في ترتيب معين للحصول على البيانات الأساسية.

نظام تشغيل الشبكات في الجهاز المرسل هو المسئول عن تقسيم البيانات الى حزم ، كما أنه يضيف معلومات تحكم خاصة الى كل حزمة يرسلها ، و تسهل معلومات التحكم هذه تحقيق الأمور التالية :

1- إرسال البيانات الأصلية على شكل أجزاء صغيرة.

2- إعادة تجميع البيانات في الترتيب المناسب في الكمبيوتر المستقبل.

3- تفحص البيانات بعد تجميعها و التأكد من خلوها من أي أخطاء.

تحتوي الحزم على أنواع مختلفة من البيانات و التي تشمل:

1- معلومات.

2- بيانات تحكم Control Data.

3- شيفرة التحكم بعملية النقل Session Control Codes.

يشمل مفهوم المعلومات : الرسائل و الملفات.

تتكون بيانات التحكم من معلومات توقيت و توجيه تستخدم لتوجيه البيانات الى وجهتها المناسبة.

أما شيفرة التحكم بعملية النقل فتتضمن شيفرة لتصحيح الأخطاء Error Correction Codes و هذه الشيفرة هي التي تحدد الحاجة الى إعادة إرسال البيانات من عدمه نظرا لوجود أو الخلو من أخطاء .

تعتمد البنية الأساسية للحزمة على البروتوكول المستخدم بين الأجهزة المتصلة فيما بينها.

و لكن بشكل عام فإن هناك أمورا مشتركة بين مختلف الحزم و تتضمن :

1- عنوان الكمبيوتر المرسل Source Address.

2- البيانات المرسلة.

3- عنوان الكمبيوتر المستقبل Destination Address.

كما أن كل حزمة يجب أن تحتوي على معلومات توفر الأمور التالية:

1- إعطاء تعليمات لمكونات الشبكة لتبيان كيفية تمرير البيانات.

2- إخبار الجهاز المستلم بكيفية التقاط الحزم و إعادة تجميعها لتكوين البيانات الأصلية.

3- تفحص البيانات و التأكد من خلوها من الأخطاء.

كل مكونات الحزمة توزع على أقسام ثلاث:

1- الرأس The Header.

2- البيانات The Data.

3- الذيل The Tailer.

يتكون الرأس من :

1- إشارة تنبيه تبين أن الحزمة يتم إرسالها.

2- عنوان المرسل.

3- عنوان المستقبل.

4- ساعة توقيت.

يتكون قسم البيانات من المعلومات التي يتم إرسالها و التي يتراوح مقدارها بين 512 بايت و 4 كيلوبايت.

المحتوى الأساسي لقسم الذيل يعتمد كثيرا على البروتوكول المستخدم في الإرسال و هو عادة يحتوي على مكون للتحقق من وجود أخطاء يسمى Cyclical Redundancy Check (CRC) .

CRC هو عبارة عن رقم يتم توليده باستخدام حسابات رياضية محددة يتم تحميله على الحزمة من قبل الكمبيوتر المرسل، عندما تصل الحزمة الى وجهتها يتم إعادة إجراء هذه الحسابات ، فإذا كانت نتيجة هذه الحسابات عند الكمبيوتر المرسل مطابقة لنتيجة الحسابات عند الكمبيوتر المستقبل فهذا يعني أن البيانات قد تم إرسالها بدون أخطاء ، فإذا اختلفت نتيجة هذه الحسابات فهذا يعني أن البيانات لم تصل سليمة و لابد من إعادة إرسالها.

معظم الحزم على الشبكة تكون موجهة الى كمبيوتر محدد.

ترى بطاقة الشبكة كل الحزم التي تمر على السلك الموصل إليها و لكنها تقاطع الإرسال فقط إذا كانت الحزمة معنونة إليها.

من الممكن أيضا أن تكون الحزمة معنونة إلى أكثر من جهاز في وقت واحد و في هذه الحالة فإن هذا العنوان يسمى عنوان إنتشاري النوع Broadcast Type Address.

عندما تكون الشبكات كبيرة فإن الحزم قد تكون مضطرة للإنتقال عبر مجموعة من الموجهات قبل أن تصل الى وجهتها.

مكونات الإتصال و التبديل تكون هي المسئولة عن اختيار الموجه الأنسب وفقا لمعلومات العنونة في الحزمة المرسلة لإيصالها للوجهة المطلوبة.أنظر الصورة.

 

هناك مهمتان أساسيتان تعملان على تأكيد وصول الحزم الى وجهتها المطلوبة، هاتان المهمتان هما :

1- توجيه الحزمة Packet Forwarding.

2- فلترة الحزمة Packet Filtering.

يقصد بتوجيه الحزمة :نقل الحزم بين المكونات المختلفة للحزمة، فبقراءة المعلومات في رأس الحزمة يتم توجيه الحزمة الى مكون الشبكة الأنسب والذي يقوم بدوره بإيصال الحزمة الى وجهتها مستخدما أقصر الطرق.

أما فلترة الحزمة فهي القرار الذي يتخذه الكمبيوتر بالتقاط الحزمة أو تركها تتابع طريقها و يتم ذلك باختبار عنوان المستقبل في الحزمة فإن كان مطابقا لعنوان الكمبيوتر الذي مرت عليه الحزمة فإنه يقوم بإلتقاطها و نسخ محتواها، و إلا فإنه يقوم ببساطة بإهمالها.

شكرا على الموضوع وعلى المعلومات الجديده

شكرا على المعلومات

مشكورين عالمرور

شكرا على المعلومة

يسلموووووووووووووووووووووووووووووو