نظام نقل البيانات عبر الشبكات OSI Model وكيف يعمل ؟

• OSI MODEL : أو إس آي (OSI) اختصار لـ (Open Systems Interconnection Model) وهو في مجال شبكات الحاسوب "المرجع الأساسي لترابط الأنظمة المفتوحة". المرجع وضعته المنظمة الدولية للمعايير (ISO) سنة 1983.
• OSI او Open System Interconnection هو نظام تبادل الملفات عبر شبكات الحاسوب .
• ISO او International Organization for Standardization هي المنظمة الدولية للمعايير (أيزو) هي منظمة تعمل على وضع المعايير، وتضم هذه المنظمة ممثلين من عدة منظمات قومية للمعايير. تأسست هذه المنظمة في 1947 وهي تصرح عن معايير تجارية وصناعية عالمية. يكمن مقر هذه المنظمة في جنيف، سويسرا .

وقامت منظمة ال ISO بعمل نظام عام للشبكات بحيث بعمل كنظام موحد لكى يستخدم على مختلف انظمة التشغيل المختلفة ( ويندوز – لينكس – يونكس.....وغيرها ) وذلك لكى يسهل على انظمة التشغيل ان تتخاطب معا بلغة موحدة , وهذا النظام هو Osi Layers فهو يمثل مراحل سبعة يجب ان تمر من خلالها البيانات من جهاز المرسل مرورا بالشبكة حتى تصل إلى الجهاز المستقبل والعكس. ولو مرت الداتا او البيانات او المنتج خلال السبع مراحل فهذا يعنى انها صالحة للعرض والاستخدام العالمى وتنطبق عليها معايير الجودة الدولية ISO ( شهادة الايزو ).



الخلاصة أن الـ OSI هو نظام عام فى انتقال الداتا او البيانات من بدايتها عندما كانت (0,1 ) اى صفر وواحد حتى وصولها الى المستخدم سواء كانت صورة او فيديو او اى بيانات اخرى ويجب ان تمر من خلال سبعة مراحل من بداية انتقالها حتى وصولها الى المستخدم، وهذا الامر يتم سواء فى ارسال الداتا او استقبالها دائما.

نظام الـ OSI هو عبارة عن سبعة مراحل وسوف نقوم بتوضيحها من خلال المثال التالى :

مثلا سوف اقوم بإرسال فيديو او صورة لصديق لى عبر الانترنت ، فكيف يتم ارسال الداتا ، هذا ما سوف نوضحه الان مع شرح مراحل انتقال الداتا او البيانات ( 7 مراحل ).

ملحوظة هامة : لكى تتواصل الاجهزة مع بعضها يجب ان تتوافر على ثلاثة عناصر اساسية لا غنى عنها هى:

• IP Address
• Port
• Protocol

حتى ان فكرة الهاكنج ( الهاكرز ) او الاختراق تعتمد على الثلاثة عناصر وهي :


وتنتقل الداتا خلال المراحل السبع من الطبقة الاولى حتى الطبقة السابعة والاخيرة كل ذلك من خلال كارت NIC او ( Network Interface Card ) اذكى قطعة تتعامل مع الداتا هكذا :

الطبقة الاولى - Physical او الطبقة الفيزيائية وهى التى تتسلم الداتا المرسلة ( فيديو – صور – افلام ...وغيرها ) عبارة عن bits ( 0,1 ) ولذلك نسميها الداتا المستلمة او المستقبلة التى تستقبلها هذه الطبقة وتقوم بعد ذلك برفعها الى الطبقة التالية data – link

الطبقة الثانية - Data – Link وظيفتها ترتيب الداتا المرسلة اليها من طبقة physical وتكون فى صورة bits ( 0,1 ) فتقوم بترتيب الداتا ووضع حواجز بينها وايضا تحول الداتا الى بايت Bytes اى داتا قابلة للتخزين ( تحويل الداتا من Bits الى Bytes وايضا تفصلها عن بعضها بواسطة حواجز frams ) بعد ذلك تقوم برفع الداتا الى الطبقة التالية وهى network .

الطبقة الثالثة - Network وظيفتها معرفة الداتا من المصدر الى الهدف كايبهات وعناوين ، اى هذه الطبقة هى المسئولة عن كل ما يتعلق بالشبكة فتضع الداتا او البيانات فى صورة رسم بيانى Diagram ( مثال الداتا قادمة من الجهاز اى بى ادرس رقم 5 ومرسلة الى الجهاز اى بى ادرس رقم 8 وهكذا ) بعد ذلك تقوم برفعها الى الطبقة التالية وهى transport .

الطبقة الرابعة - Transport وظيفتها تحديد نوع البيانات الواصلة اليها وهى اما connection oriented ) ) اى داتا تحتاج الى وثوقية او داتا تحتاج الى تاكد من استلامها مثل ( اقوم بتحميل ملف حجمه 200 ميجا بايت ولا يمكن لبرنامج التحميل ان يعطينى رسالة بنجاح عملية التحميل الا عند وصول الملف الى نسبة 100% من حجمه اما اذا وصل الى نسبة مثلا 80% من حجمه او 120 ميجا فقط ( الملف 150 ميجا ) وتوقف فيجب على برنامج التحميل ان يعطينى رسالة بتوقف التحميل او رسالة خطأ ويجب استكمال التحميل او اعادة عملية التحميل وهكذا ) وتشمل هذه الطبقة نوعين من البروتوكولات :

Connection oriented : برتوكولات تحتاج الى التحقق من نوع الداتا وايضا الى التأكد من استلامها ، ولا تهتم بالسرعة ( الدونلود شغال كلما قلت السرعة يقل وكلما زادت السرعة يزيد ولكنه مستمر ولا يتوقف ) وهذا مسئول عنه برتوكول اساسى خاص به هو :

TCP او (Transmission Control Protocol ) و تعني بروتوكول نقل الاتصال أي أن مهمة هذا البروتوكول هي النقل , نقل ماذا نقل البيانات عبر الشبكة.عندما يتم إرسال الداتا من حاسوب إلى أخر فان هذا البروتوكول يتأكد من وصول الداتا إلى الحاسوب , و إذا لم تصل فانه يقوم بإرسال الداتا مرة أخرى , حتى يتأكد من أنها وصلت و بعد ذلك يرسل الداتا الثانية و يتأكد من وصولها و بعد ذلك يرسل الثالثة و هكذا .
Connection less : بروتوكولات تهتم بالسرعة ولا تهتم باستلام البيانات ( مثل موقع اليوتيوب YouTube اثناء المشاهدة فانه يهتم بالسرعة لتشغيل الفيديو ولكن يتم حفظ الفيديو وموقع اليوتيوب لا يتأكد من استلام صورة التشغيل ، المهم هو السرعة حتى يستمر فى تشغيل اجزاء الفيديو بصورة متتالية . اما البروتوكول المسئول هنا فهو:

UDP او ( User Datagram Protocol ) هذا البروتوكول لا يقدم لنا أي ضمانه لوصول الرسالة صحيحة 100% لان هدف هذا البروتوكول هو إيصال الرسالة بأسرع ( يعتمد على السرعة ) وقت ممكن و ليس هدفه إيصال الرسالة و التأكد من وصولها بسلام.

ولذلك تسمى هذه الطبقة حسب وظيفتها Segmentation او قطاعات لانها تقسم البيانات حسب نوعها الى النوعين السابق ذكرهما . ثم تقوم بعد ذلك برفع الداتا الى الطبقة التالية وهى Session .

الطبقة الخامسة - Session تعنى جلسة او اتصال حيث دورها ان تجعل كل اتصال ثابت ومنفصل عن الاتصالات الاخرى ، مثال يمكن فتح صفحة الويب وتصفح اكثر من موقع فى نفس الوقت ( الفيس بوك ، تويتر، عالم الكمبيوتر ...وغيرها من المواقع ) وفى نفس الوقت يمكنى عمل دونلود ومشاهدة فيلم على اليوتيوب وذلك حسب السرعة المتاحة لى وذلك لان كل اتصال فيهم مستقل عن الاخر وهذها هو دور هذه الطبقة وايضا دورها ان تجعل هناك حد ادنى للسرعة بحيث لا يطغى اى اتصال على الاخر ( مثلا الدونلود لا يمكنه ان ياخذ كل السرعة من التصفح وهكذا ) ومن وظائف هذه الطبقة بدء الاتصال وقطع الاتصال ( مثلا انتهى الدونلود فتقوم بقطع الاتصال عنه بعد الانتهاء من التحميل من اجل زيادة سرعة التصفح ) وتقوم هذه الطبقة برفع الداتا الى الطبقة التالية وهى Presentation.

الطبقة السادسة - Presentation تركز هذه الطبقة على الامتداد او امتدادات البيانات حيث تقوم هذه الطبقة باستدعاء البرنامج المناسب من الحاسوب للتعامل مع البيانات المرسلة ودورها ايضا التشفير والضغط حيث تقوم بالمحافظة على الداتا المرسلة على نفس هيئتها ( داتا مشفرة تظل مشفرة – داتا مضغوطة تظل مضغوطة ) مثال :

• برنامج Adobe Reader يستدعى من اجل ملفات امتدادها PDF
• برنامج word يستدعى من اجل ملفات امتدادها doc او docx

وهكذا وبعد ذلك تقوم هذه الطبقة برفع الملفات الى الطبقة التالية والاخيرة Application.

الطبقة السابعة - Application وظيفتها اظهار الداتا الواصلة اليها فى صورة واضحة ومفهومة للمستخدم العادى وذلك من خلال المتصفح او البرامج المختصة واحيانا تسمى هذه الطبقة بإسم user interface.

ملحوظة هامة : كل العمليات السابقة فى الطبقات السبع تتم فى جزء من الثانية.

- استخدامات كل طبقة من حيث البروتوكولات :

• طبقة physical : RJ45 – Cables
• طبقة Data – link : 802.3 ( شبكات تستخدم كابلات ).. 802.11 ( شبكات هوائية )
• طبقة Network : IP او ( internet protocol )
  
IPX ( يستخدم فى انظمة اخرى غير ميكروسوفت ) ICMP ( يستخدم فى عمل البنج Ping للتأكد من التواصل بين الاجهزة فى الشبكة)
• طبقة Transport : تستدعى كل من برتوكول TCP وبرتوكول UDP
• طبقة Session : تستخدم كل من برتوكول SQL ( لغة استعلام شهيرة )
• NFS او ( network file system ) برتوكول نقل ملفات خاص بانظمة ليونكس Linux
• طبقة Presentation : برتوكولات الامتدادات مثل avg - JPEG – doc – PDF ...الخ
• طبقة Application : برتوكولات مثل HTTP -HTTPS – ftp

اما الـ Devices او الاجهزة المستخدمة فى كل طبقة يمكن ان نلاحظ ذلك من خلال الجدول او الصورة التالية.



وفى نهاية درسنا نكون قد تعرفنا على الطبقات السع التى تمر من خلالها الداتا او البيانات فى الشبكات ، وعرفنا ما هو نظام OSI والفرق بينه وبين ISO ، فارجو ان اكون قد وفقت فى شرحى لكم ، والى اللقاء فى دروس قادمة وعالم شبكات الانترنت.