تعريـــف عـام بال TCP/IP

تعريـــف عـام بال TCP/IP


محتويات الدرس:

1/ ما هو الtcp ip
2/ مميزات الtcp ip
3/اصل الانترنت
3/ ميلاد الtcp ip
4/ اهداف تصميم الtcp ip
5/ حركة البيانات عبر الشبكة
6/ لماذا نستخدم الtcp ip



الدرس الاول
تعريف عام بال TCP/IP


يمكن لاثنان من البشر ان يتصلوا ببعضهم عمليا عندما يوافقوا علي استخدام لغة محددة. يمكن ان يتحدثوا العربية, الانجليزية ,الاسبانية ,الفرنسية او اي لغة اخري ولكن يجب ان يستخدموا نفس اللغة .
اجهزة الكمبيوتر تعمل بنفس الطريقة . Transmission Control Protocol /Internet Protocol (TCP/IP) هو اختصار المصطلح . يمثل لغة تتحدث بها اجهزة الكمبيوتر .
TCP/ IP هو مجموعة من القواعد التي تًعرف كيف يتراسل اي كمبيوتران مع بعضهما ويتراسلان البيانات مع بعضهما .
مجموعة القواعد هذه تسمي ال بروتوكول .
مجموعة البروتوكولات التي جمعت مع بعضها البعض تشكل Protocol suite او Protocol stack ويعملون سويا فيما يسمي Protocol stack او حزمة البروتوكول .

TCP/ IP يعتبر من البروتوكولات القوية , السريعة ,القابلة للتطور , ويعتبر مجموعة كفء من البروتوكولات .
حزمة البروتوكولProtocol stack هذه هي بروتوكول الانترنت الشائع المستعمل الان .
نسبة لان تبادل المعلومات اصبح اكثر اتساعا , كثير من الافراد والشركات سيحتاجون الي فهم ال TCP IP .


ماهو ال TCP/ IP :


TCP/IP هو مجموعة من البروتوكولات التي تمكن الكمبيوترات من الاتصال .
في الحالة العادية وعندما لا تحتاج الكمبيوترات الي ان تتصل ببعضها لا توجد حوجة نهائيا الي بروتوكولات متفق عليها بين الاجهزة .
ولكن عندما تتصل الكمبيوترات ببعضها في شبكة تظهر الحوجة الي برتوكولات يتفق عليها .
يستطيع اليوم مدير اي شبكة كمبيوترات ان يختار من اكثر من بروتوكول ولكن بروتوكول الTCP/ IP هو الاكثر استخداما . جزء من السبب هو ببساطة ان الTCP IP هو الذي تستعمله اكبر شبكة في العالم الINTERNET . اذا اردت ان يتصل جهازك مع الانترنت يجب ان تستخدم ال TCP/ IP .

عندما تعمل مجموعة من البروتوكولات مع بعضها فان المجموعة بشكل جماعي تعرف ب Potocol Suite OR Protocol Stack .
ال TCP/ IP مثال ل حزمة البروتوكول او Protocol Suite ( وصف ل مجموعة من البروتوكولات التي تعمل مع بعضها ) .
يطلق علي TCP/ IP مصطلح Protocol suite او Protocol Stack وكلا المصطلحين يستخدمان بصورة متبادلة اي يعطيان نفس المعني رغم انهما يختلفان بعض الشئ .
سبب اخر ل شهرة ال TCP IP هو انه يتوافق تقريبا مع اي كمبيوتر في العالم . TCP/ IP stack مدعوم من كل اصدارات انظمة التشغيل الكبري وانظمة تشغيل الشبكات وتشمل : Windows 95\98 , Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows 2003 , Linux , Unix ,Netware .
TCP/ IP تسمي ايضا لغة الانترنت .
وهي ايضا لغة لكثير من الشبكات الصغيرة .
كل الكمبيوترات التي يلحق بها الانترنت لكي تتصل بفاعلية يجب ان يتفقوا علي لغة . مثلها مثل اي لغة بشر لها قواعد حتي يستطيع الناس الذين يشتركون في المحادثة ان يفهوا ماذا يقول الاخرون .
لغة الكمبيوتر تحتاج الي مجموعة من القواعد حتي تستطيع الكمبيوترات ان تتصل بفاعلية . وبعض قواعد اللغة التي تستخدمها الكمبيوترات للاتصال تشتمل علي متي يتم ارسال البيانات ومتي يتم استقبالها .

1/مميزات ال TCP IP :

TCP/IP مستخدم لاكثر من 20 عاما .
TCP/IP له كثير من المميزات والفوائد . وسندرس في هذا القسم اكثرها اهمية .

1/ قابلية التشغيل المتبادل :

واحد من اكبر الاسباب التي جعلت ال TCP/IP suite يكتسب شعبية وقبول عالمي هو انه يمكن تركيبه واستعماله بصورة عملية علي اي نظام تشغيل .
باستخدام TCP/IP يستطيع خادم Unix ان يتصل ويرسل البيانات الي خادم DOS او خادمWindows .
الخادم هو اسم اخر للكمبيوتر او الجهاز علي الشبكة .
ويمكن ان نقول ان TCP/IP الغي التضارب في التطبيقات المختلفة .

2/ المرونة :

TCP/IP كتلة بروتوكول مرن جدا , في الدروس القادمة سنعرف بعض المميزات التي ادت الي هذه المرونة .

مثال لمرونة TCP/IP يتضمن ازالة المشقة التي يواجهها المدير Administrator في تخصيص واعادة تخصيص العناوين Addresses .

3/ سهولة الحركة :

واحدة من قيود اكثر البروتوكولات هي صعوبة نقل البيانات من احد قطاعات الشبكة الي قطاع اخر .
TCP/IP stack مصمم بصورة استثنائية لينقل البيانات من اي قطاع في الشبكة الي القطاع الاخر او من اي خادم في شبكة في جزء من العالم الي اي خادم اخر في شبكة في مكان اخر من العالم .

الدرس الثاني:

بسم الله نبدأ

هذا الدرس يهدف بصفة خاصة الي التركيز علي نقطة هامة وهي ان يستوعب الدارس ما الذي يدرسه وما حقيقته وهو اساس

مهم لتكون الدروس علي اساس افكار مسبقة قام عليها موضوع الدراسة حتي ما يجي واحد يقول في النهاية ماهي قصة ال

TCP/IP ولماذا جاءت وهيك اسئلة وهي مرحب بها ايضا ولكن لعامل الزمن نحب نتجاوزها مسبقا .. وهذا تمهيد للدخول الي الدرس الدسم ..

والشغل الثقيل قااادم .. ارجو لكم التوفيق ..


3/ اصل الانترنت :


فهم جذور واساسيات الانترنت سيفتح بصيرتك امام تطور TCP/IP وكثير من قواعده ومعاييره .
اذا عرفنا لماذا انشئ ال TCP/IP , وكيف تطور , يمكننا بسهولة ان نفهم ال TCP/IP protocol suite .
اصل انترنت اليوم هو ARPAnet , وهي شبكة قوية انشئت بواسطة وكالة ابحاث المشاريع المتطورة – Advanced Research Projects Agency - - اختصارا ( ARPA ) واطلقت في العام 1969 . وهي تابعة لوزارة الدفاع الاميركية وتم انشاءها في نهاية 1950.
انشئت هذه الشبكة لتكون مسئولة بصفة خاصة عن التهديد المحتمل من الهجوم النووي من قبل الاتحاد السوفييتي.
واحدة من اهداف ARPA الاساسية هي انشاء شبكة اساسية تسمح لقادة القوات الاميركية بان يبقوا علي اتصال دائم في حالة وقوع الحرب النووية .
ARPA بدات مهمتها بانشاء شبكة بما يبدو وكانها متطلبات مستحيلة .
اللغة او البروتوكول الذي يستخدم في ARPAnet كان يسمي Network Control Protocol ( NCP ) .
مع نمو ARPAnet ظهرت الحوجة الي بروتوكول جديد لان NCP ببساطة لا يغطي كل احتياجات الشبكة الكبيرة .
يمكننا ان نشبه ال NCP بلغة انسانية لا تحتوي الا علي كلمات قليلة . اللغة يمكن ان تمكن قليل من الناس للاتصال ببعضهم , ولكن اذا دخل المزيد من البشر الذين يريدون ان يتحدثوا في كثير من المواضيع يجب ان تطور لغة التخاطب .
اذا NCP لها الكثير من العيوب وليست بالقوة الكافية لشبكة قوية بدات في النمو خارج عن السيطرة .
عيوب ال NCP ونمو ARPAnet قادا الي البحث عن تطوير لغة شبكة جديدة .


4/ميلاد ال TCP/IP :


في 1974 اطلق اثنان من رواد الانترنت A Protocol for Packet Network Interconnection . وهي ورقة تصف ال Transmission Control Protocol ( TCP ) وهو بروتوكول في ال Protocol suite وسيحل في النهاية محل NCP .
وكما سندرس في الحلقات الدراسية القادمة TCP مسؤول من التاكد ان البيانات وصلت الي الكمبيوتر الاخر .
في 1978 الاختبار والتطوير المتزايد لهذه اللغة قاد الي حزمة جديدة من البروتوكولات سميت Transmission Control Protocol/Internet Protocol ( TCP/IP ) .
في 1982 قرر بان يستبدل NCP بال TCP/IP ك لغة اساسية ل ARPAnet .
في 1990 ARPAnet ازيلت من الوجود . الانترنت من ذلك الحين نمت من جذور ال ARPAnet , وطور ال TCP/IP ليقابل متطلبات التغير للانترنت .



5/اهداف تصميم ال TCP/IP :


TCP/IP تطور الي وضعيته الحالية , والبروتوكولات الداخلة في TCP/IP suite تم اختبارها و تعديلها وتطويرها مع الوقت . TCP/IP protocol suite له عدة اهداف تصميم ليكون بروتوكول فعال ل شبكة كبيرة ومتطورة .
بعض من هذه الاهداف يشمل :
1/ الاستقلالية عن نوع الاجهزة :
حزمة بروتوكول يمكن استخدامها علي الMac ,PC, main*****, او اي جهاز كمبيوتر .
2/ الاستقلالية عن نوع البرمجة :
حزمة بروتوكول يمكن ان يستخدمها مختلف مصنعي البرمجيات والتطبيقات . وهذا يسمح لجهاز في موقع بالاتصال بجهاز في موقع اخر بدون ان يكون فيهما نفس البرنامج .
3/ اصلاح الخطا والقدرة علي حمل نسب خطا عالية :
حزمة البروتوكول متميزة ب اصلاح اوتوماتيكي لاي بيانات ساقطة او مفقودة . هذا البروتوكول يستطيع اصلاح اي انقطاع من اي جهاز في اي جزء من الشبكة وفي اي نقطة في البيانات المرسلة .
4/ نظام كفؤ بتحميل اقل :
حزمة البروتوكول تحمل كمية قليلة من البيانات الاضافية المتحركة مع البيانات المرسلة . هذه البيانات القليلة تسمي التحميل الزائد . التحميل الزائد Overhead يشبه ظرف استخدم ل ارسال رسالة , او صندوق استخدم لارسال اشياء كبيرة وملات باكثر من حمولتها العادية .
5/ القدرة علي اضافة شبكات علي الشبكة الداخلية بدون عرقلة الخدمة او اسقاط الشبكة الداخلية .
6/ حزمة البروتوكول التي فيها البيانات يمكن ان تشق طريقها خلال شبكة الكمبيوترات الداخلية الي اي اتجاه محتمل . ليكون هذا ممكنا مخطط عنونة وحيد وذو مغزي يجب ان يستعمل لذلك اي كمبيوتر يحرك البيانات يمكنه ان يحسب افضل طريق ل كل قطعة بيانات كما تتحرك داخل الشبكة .

TCP/IP تم تطويره ليقابل هذه الاهداف , وخلال دراستنا سنعرف هل غطي بالفعل اهداف تصميمه ام لا .





مصطلحات هامــــــــــــــــة :


Protocols
مجموعة من القواعد والمعايير التي تحكم الاتصالات .

Network administrator
الشخص الذي يركب ويراقب ويحل مشاكل الشبكة .

Host
اي جهاز ( مثل workstation , server, main*****, printer ) في شبكة او شبكة داخلية فيها عنوان TCP/IP .


ARPAnet
شبكة وكالة ابحاث المشاريع المتطورة , سلف الانترنت .

Network Control Protocol(NCP
البروتوكول المستخدم قبل TCP/IP .

Transmission Control Protocol (TCP
البروتوكول الذي يصف الاتصال بين الاجهزة .

Transmission Control Protocol/ Internet Protocol( TCP/IP

حزمة من البروتوكولات اشتركت لتكون لغة الانترنت .
__________________



الدرس الثالث :


اهمية الدرس هي انك ستعرف تماما طريقة حركة البيانات



البروتوكولات
Protocols


ما هي البروتوكولات :

البروتوكول هو قاعدة او مجموعة من القواعد والمعايير للاتصال تستخدمها الكمبيوترات عندما ترسل البيانات ذهابا وايابا .
كلا الراسل والمستقبل المشتركان في البيانات المرسلة يجب ان يعترفوا بنفس البروتوكولات .

لتبادل البيانات , الكمبيوترات المرسلة والمستقبلة , وتسمي ايضا Hosts , يجب ان يوافقا علي شكل البيانات. عندما يرسل Host الي Host اخر كل باقة ال 1s وال 0s كلاهما يجب ان يوافقا علي معني وطريقةالتنسيب لاي 1 و 0 . جزء من المعلومات التي ترسل تمثل العناوين وجزء يمثل البيانات .

كل HOST له عنوان خاص , مثلما لبيتكم عنوان خاص في شارعكم . وتشبه ايضا خطابات البريد التي ترسل الي عنوانك . البيانات التي تسلم الي ال Host المناسب تعتمد علي عنوانه . ال Host التي ترسل المعلومات يجب ان تفهم كيف تجد العنوان الصحيح بين البيانات Data لكي تستطيع البيانات ان تجد طريقها الي وجهتها .

كما ذكرنا سابقا عندما تبدا الكبيوترات في الاتصال , يجب اولا ان يتفقوا علي بروتوكول ليستخدموه .


مجموعة البروتوكولات تسمي protocol suite او protocol stack . عناوين البروتوكول الواحد لها اصدار خاص يساعدها في الاتصال . عندما ندمج البروتوكول مع بروتوكولات اخري , مجموع البروتوكولات الناتجة تسمي protocol suite . TCP/IP كمثال هو protocol suite . في كمبيوتر متصل مع الشبكة , البرنامج الذي يجمع البيانات للارسال يسمي protocol stack . عندما الكمبيوتر البيانات , فانها تتحرك من خلال ال protocol stack .

هناك الكثير من البروتوكولات المستخدمة اليوم . بعضا منها بروتوكولات مملوكة ذات استخدام خاص . طورت لاهداف محددة لتقابل حاجات خاصة لبعض ال software او hardware .
واحدة من اشهر ال protocol suites اليوم في اتصالات الشبكات تشمل :

1/ IPX/SPX :
هو protocol suite قامت بتصميمه شركة Novell واستخدمته في انظمة تشغيلها .
IPX/SPX اختصار ل Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange

2/ Apple Talk :
هو protocol suite قامت بتصميمه شركة Apple واستخدمته في انظمة تشغيلها .

3/ TCP/IP :
هو protocol suite واصبح معيار الانترنت . يعني اي واحد يريد ان يستخدم الانترنت لازم يستخدم بروتوكول ال TCP/IP suite .


طيب ندخل في العمق شوية ..



البروتوكولات تحرك حزم البيانات :

عندما ترسل البيانات من Host الي اخر يقوم بروتوكول TCP/IP بتقسيمها الي قطع تسهل ادارتها وهذه القطع تسمي packets الرزم او الحزم .
البروتوكول يحدد كيف سيكون شكل وعنوان ال packets . ال packets مثل الصناديق تستخدم لشحن ال Data او البيانات .
كل packet مرفق معها headers وهي معلومات الحزمة التي ترفق معها للدلالة عليها . والتي تجعل من الممكن اعادة تجميع ال Packets واخذ البيانات الاصلية في وجهة البيانات .
ال Headers او معلومات الحزمة يرفق مع حزمة البيانات لنفس السبب الذي يلصق لاجله الديباجة علي الطرد المرسل عبر البريد الي شخص اخر .
الكمبيوتر الذي يرسل البيانات الي كمبيوتر اخر هو مثلي عندما ارسل طرد الي انسان اخر .

سنضرب مثا ل عملي يوضح المسالة :
اذا انا عاوز ارسل دراجة لابن اختي في مدينة اخري . الدراجة تمثل عندنا البيانات التي نريد ان نرسلها الي كمبيوتر اخر . لارسل الدراجة يجب ان اتبع قواعد وبروتوكولات معينة حتي تصل الدراجة .

1/ اضع الدراجة في طرد او عدة طرود اذا كانت لا يمكن ان توضع علي طرد واحد , في هذا المثال الطرد يمثل ال packets .

2/ وضعنا الدراجة داخل الطرود , الخطوة التالية هي وضع عنوان علي الطرود . ولكن هناك بروتوكولات وقوانين لوضع العناوين علي الطرود : يجب ان استخدم اسم اختي الصحيح وكذلك عنوانها الصحيح . عنوان الديباجة يجب ان يحتوي علي اجزاء المعلومات الضرورية حتي تصل الطرود الي وجهتها الصحيحة مثلا , عنوان الشارع , المدينة , المحافظة او الاقليم , مفتاح المدينة . وهذا يشبه تماما TCP/IP عندما يضع معلومات الحزمة Headers علي حزمة البيانات packets التي سترسل .

3/ كذلك نضع عنوان المرسل علي الديباجة وهذا يشبه ايضا حزمة البيانات التي تحتوي علي معلومات المصدر المرسلة منه .

4/ هناك مكان محدد لكل معلومات العنونة هذه ويجب ان املا البيانات لكل طرد والا لن تصل الي وجهتها .

5/ اخيرا اشير الي اي واحد من الطرود مطلوب ان يفتح بالكتابة عليها ( 1من 5) (2من 5) الخ .. .وهذا يساعد اختي لتعرف اي طرد تفتح الاول , ثم الثاني , الخ .. فتستطيع بسهولة اعادة تجميع الدراجة .
6/ عندما تكون الطرود جاهزة , محتاج ان اقرر اي نوع خدمة استلام اريد ان استعمل وصيغ ديباجات الطرود تعتمد علي خدمة الرسائل او نوع الشركة التي اخترتها مثلا : اذا اخترت ال DHL ح اضع الطرود في صناديق ال DHL , اذا اخترت ال ARAMEX EXPRESS بالتاكيد ح اضع صناديقي في الارامكس وهكذا . نفس الشي يحدث في عالم الكمبيوتر يتم تغليف ال packets ب format او صيغ تكون مناسبة للشبكة الفيزيائية الموجود داخلها الكمبيوتر المرسل . اذا كان الكمبيوتر علي Ethernet network او شبكة Ethernet الحزم يجب ان تكون علي الصيغة المناسبة للانتقال عبر ال Ethernet work . اذا كانت الحزم علي Token Ring network او شبكة Token Ring الحزم مفروض تكون علي صيغ Token Ring .

7 / الان وصلنا الي مرحلة التسليم , اتصلت برجل البريد لياتي وياخذ الطرود ولكن لا انا ولا هو سيكون من سلم الطرد !!! لماذا اذن .. سنعرف الان .. البيانات المكتوبة بالصيغة المناسبة في نظام نقل متحرك من ماكن الي اخر, الطرود يحتمل ان تاخذ طرق مختلفة لكنها في النهاية ستصل الي نفس الوجهة . سيتم تسليمهم الي عنوانهم اعتمادا علي العنوان الذي وضعته علي الديباجات . بنفس الفهم اذا كانت هناك مشكلة الشركة ستخبرني لاني وضعت عنوان المرسل علي الطرود .

8/ بعد ان تصل الطرود الي اختي ستفتحهم , وتستطيع ان تعيد تجميع الدراجة بناء علي المعلومات التي علي الديباجات . بالمثل الكمبيوتر المستقبل لحزم البيانات يمكن ان يجمع البيانات بناء علي المعلومات المرفقة مع الحزم وهي ال Headers .

9 / اخيرا سترمي صناديق الطرود بعد ان تاخذ المعلومات التي تريدها من الديباجات , والذي تريده حقيقة هو الدراجة والصناديق كل مهمتها ان توصل الدراجة الي وجهتها الصحيحة اذن لاحوجة للصناديق بعد نهاية مهمتها . نفس الفكرة تستخدم عندما نستخدم ال TCP/IP لكي نرسل البيانات , الحزم تكون مبنية علي معلومات مرفقة معها , وتنبذ بعد ان تستخدم المعلومات الهامة المرفقة وتم تسليم البيانات المطلوبة الي البرنامج الذي طلبها .


الصورة ادناه تصف كمبيوتر احمد وهو يرسل بيانات الي كمبيوتر سارة . لاحظ ان البيانات تم تجزيئها الي عدة حزم يحتوي كل منها علي رقم متسلسل . في الكمبيوتر المستقبل سارة تعيد تجميع البيانات مرة اخري الي صيغة غير مجزاة . يعني تتجمع في صورتها الاصلية التي ارسلت بها .

مصطلحات هامــــــــــــــــــة :

protocol suite
مجموعة من البروتوكولات

protocol stack
مجموعة بروتوكولات ترسل وتستقبل البيانات

Headers
معلومات صغيرة تكون مرفقة مع الحزم وتحتوي دائما علي العنوان ومعلومات مسار البيانات