بروتوكولات طبقة الشبكة

1. بروتوكولات طبقة الشبكة بروتوكول الإنترنت IP& Internet Protocol

2. بروتوكول الإنترنت IP& Internet Protocol • البروتوكولات العامة في طبقة وصلة البيانات تهتم فقط بإرسال الرزم إلى أنظمة أخرى على الشبكة المنطقية المحلية LAN . • بروتوكولات طبقة الشبكة الشائعة الاستعمال: • IP من طقم TCP/IP (بروتوكول التحكم بالإرسال / بروتوكول الانترنت) • IPX بروتوكول الذي طورته شركة نوفيل لنظام تشغيلها. • NetBEUI بروتوكول الذي تستعمله إصدارات ويندوز الأولى. • بروتوكول تسليم وحدة البيانات DDP من شركة Apple وهو جزء من بروتوكولاتها Apple Talk

3. وظائف IP • IP هو البروتوكول المسئول عن إرسال البيانات من مصدرها إلى وجهتها النهائية , كمعظم بروتوكولات الشبكة IP هو بروتوكول عديم الاتصال (connectionless ) أي أن يرسل إلى الوجهة من دون أن ينشئ أولا اتصالا مع النظام المتلقي , IP عديم الاتصالات لأنه يحمل البيانات التي تولدها بروتوكولات أخرى فقط بعضها يتطلب خدمة اتصالية المنحى (connection – oriented)

4. وظائف IP • ينفذ IP عدة وظائف أساسية لعملية التشبيك البيني وهي: • تغليف البيانات : تحزيم بيانات طبقة الإرسال في وحدة بيانات datagram • عنونة IP : هوية للأنظمة في الشبكة من أجل تمييزها باستعمال عناوين فريدة. • توجيه IP : انتقاء أنسب مسار عبر الشبكة البينية للوصول إلى نظام الوجهة. • التجزئة: تقسيم البيانات إلى أجزاء ذات حجم ملائم لإرسالها عبر الشبكة. • التعرف على البروتوكول : مواصفة بروتوكول طبقة الإرسال الذي ولد البيانات في وحدة البيانات.

5. تغليف البيانات • في طبقة الشبكة , يغلف IP البيانات بإضافة رأس إليها, مما ينشئ وحدة بيانات(packet) . • تتم عنونة وحدة البيانات إلى الكمبيوتر الذي سيستعمل البيانات في نهاية المطاف , سواء كان ذلك كمبيوتر موجود في الشبكة المحلية أو في شبكة أخرى بعيدة جدا. • هناك بضع تعديلات طفيفة,تبقى وحدة البيانات كما هي طوال رحلة الرزمة إلى وجهتها. • بعدما ينشئ IP وحدة البيانات , يمررها نزولا إلى بروتوكول طبقة وصلة البيانات لإرسالها عبر الشبكة.

6. تغليف البيانات الطول الإجمالي نوع الخدمة طول رأس الانترنت الإصدار رأس IP بيانات طبقة الإرسال إزاحة الجزء أعلام الهوية المجموع التدقيقي للرأس البروتوكول العمر العنوان IP المصدر وحدة بيانات IP العنوان IP الموجهة خيارات إنشاء وحدة البيانات البيانات تنسيق وحدة البيانات IP

7. عنونة IP • IP فريد بين البروتوكولات طبقة الشبكة لأنه يملك نظام عنونة مستقل خاص به يستعمله ليعرف الكمبيوترات بشكل فريد في شبكة بينية بأي حجم . • تستعمل بقية البروتوكولات طبقة الشبكة (IPX) العناوين الجهازية المخزنة في بطاقات الشبكة لتعريف الكمبيوترات , مع عنوان منفصل للشبكة , بينما يستعمل NetBEUIإسما عينه المسئول لكل كمبيوتر على شبكة LAN وليست له عناوين شبكة.

8. توجيه IP • هو أهم وظيفة للبروتوكول IP وأكثرها تعقيدا. • عندما يريد نظام TCP/IP إرسال البيانات إلى كمبيوتر في شبكة أخرى , يجب أن تسافر عبر الموجهات (gateways ) التي توصل الشبكات ببعضها.

9. التجزئة • تستطيع الموجهات IP أن توصل الشبكات تستعمل أنواع وسائط مختلفة وبروتوكولات طبقة وصلة البيانات مختلفة , لكن لتمرير الرزم من شبكة إلى أخرى , يجب على الموجهات في أغلب الأحيان إعادة تحزيم (تجزئة ) وحدات البيانات في ألواح مختلفة لطبقة وصلة البيانات.

10. التعرف على البروتوكول • لكي يعالج النظام الوجهة وحدة البيانات الواردة بشكل صحيح , يجب أن يعرف ماهو البروتوكول الذي يولد المعلومات الموجودة في حقل البيانات . • حقل البروتوكول في رأس IP يزود هذه المعلومات باستعمال رموز تعرفها المؤسسة IANA وتنشرها في موقعها الويب.

11. فهم عنونة IP • نظام عنونة IP المستقل هو أحد أهم عناصر طقم البروتوكولات TCP/IP. • العناوين IP تمكن الكمبيوترات التي تشغل أي نظام تشغيل في أي منصة بأن تتواصل بتزويد معرفات فريدة للكمبيوتر نفسه وللشبكة الموجودة فيها.

12. فهم خدمات TCP/IP • بالإضافة إلى قدرات الاتصال , يتضمن طقم TCP/IP عدة برامج تتراوح من أدوات مفيدة إلى خدمات رئيسية. • DHCPو DNS هي بروتوكولات وبرامج في آن تشتغل في ملقمات خاصة بها.

13. أصول DHCP • على مر السنوات , أنشأ مطورو طقم البروتوكولات TCP/IP عدة حلول تحل مشكلة ضبط إعدادات TCP/IP لأعداد كبيرة من محطات العمل . • أول تلك الحلو كان بروتوكول استخلاص العناوين المعكوس RARP الذي تم تصميمه لمحطات العمل الخالية من الأقراص التي لا تملك أي وسيلة لتخرين إعدادات TCP/IP بشكل دائم..

14. أصول DHCP • كانت آلية تكوين TCP/IP التلقائي التالية تدعى بروتوكول الاستنهاض BOOTP . • BOOTP ينفذ أعمال أكثر من RARP ولهذا السبب لا يزال يستعمل اليوم أحيانا بينما RARP لا يستعمل. • BOOTP من عيوبه أنه المسئول لا يزال مضطر إلى تحديد الإعدادات لكل محطة عمل في ملقم BOOTP يدويا, كذلك لا توجد آلية لتعين عنوان IP فريد لكل كمبيوتر تلقائيا, ولا توجد أي وسيلة لمنع كمبيوترين من تلقي نفس IP نتيجة خطأ يرتكبه المسئول.

15. أصول DHCP • تم إنشاء بروتوكول التكوين الديناميكي للمضيف DHCP بقصد معالجة العيوب في RARP و BOOTP , يركز DHCP على BOOTP إلى حد كبير , لكنه بدلا من مجرد إعطاء عملاء TCP/IP. • يستطيع DHCP أن يحجز عناويناIP ديناميكيا من حوض ويستردها عندما لا تعود مستخدمه , هذا لا يمنع تعيين عناوين IP مكررة لمحطات العمل .

16. هندسة DHCP • يتألف DHCP من ثلاث مكونات : • عميل • ملقم (server ) • بروتوكول (الذي تستعمله لتتصل ببعضها البعض ) • الوظيفة الأساسية لـ DHCP هي تعيين عناوين IP للعملاء , هذا هو الجزء الأكثر تعقيد في خدمة لأن العنوان IP يجب أن يكون فريد لكل كمبيوتر عميل .

17. هندسة DHCP • يعرف معيار DHCP ثلاثة أنواع لعملية حجز العنوان IP : • الحجز اليدوي: يعين المسئول عنوانا IP محدد لكل كمبيوتر في ملقم DHCP • الحجز التلقائي: ملقم DHCP يعطي العملاء عناوين IP مأخوذة من حوض العناوين مشترك, ويحتفظ العملاء بتلك العنوان بشكل دائم. • الحجز الديناميكي: ملقم DHCP يعطي العملاء عناوين IP من حوض بشكل مؤجر, يجب على العميل تجديد الإيجار دوريا وإلا سيعود العنوان إلى الحوض لإعادة تأجيره.

18. تنسيق رسالة DHCP • الاتصالات بين عملاء وملقمات DHCP تستعمل تنسيق رسالة واحد. • تنقل كل رسائل DHCP ضمن وحدة بيانات UDP , باستعمال أرقام المنافذ المشهورة 67 في الملقم و 68 لدى العميل , مثلما حددتها المؤسسة IANA

19. تنسيق رسالة DHCP الوثبات hlen htype op xid أعلام الثواني ciaddr yiaddr siaddr giaddr chaddr sname ملف تنسيق رسالة DHCP خيارات

20. اتصالات DHCP • يبدأ عملاء DHCP الاتصال بالملقمات عندما يستنهضون لأول مرة

21. تأجير DHCP DHCP Requestبإرسال أحاديث DHCP Request بث DHCP Ack

22. إفلات عنوان IP • يستطيع العميل إنهاء إيجار عنوان IP في أي وقت بإرساله رسالة DHCP Request تحتوي على هوية الإيجار إلى الملقم.

23. ترجمة عنوان الشبكة NAT • ترجمة عنوان الشبكة , هو أسلوب توجيه يمكن الكمبيوترات التي لها عناوين IP غير مسجلة من الوصول إلى الإنترنت. • إذا جعلت شبكة تتصل بالإنترنت من دون حماية جدار ناري. • عناوين IP المسجلة تكون مرئية من الإنترنت, هذا يعني أن أي مستخدم على الإنترنت يمكنه أن يصل إلى كمبيوترات الشبكة .

24. أنواع NAT • هناك ثلاث أنواع رئيسية من NAT : • NAT الساكن: يترجم عدد من العناوين IP غير مسجلة إلى عدد مساوي من عناوين مسجلة. • NAT الديناميكي : يستعمل إذا كان عدد العناوين IP المسجلة لديك أقل من عدد كمبيوترات المسجلة, يترجم NAT الديناميكي كل عنوان غير مسجل إلى أحد العناوين المسجلة المتوفرة. • التنكر : معروف أيضا كترجمة عنوان المنفذ , يترجم كل العناوين IP غير مسجلة في شبكة واستعمال عنوان IP مسجل واحد.

25. عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل موجهNAT عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل NAT الساكن

26. عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل موجهNAT عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل NAT الديناميكي

27. عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل موجهNAT عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل عنوان IP مسجل التنكر

28. أمانNAT • معظم إصدارات NAT هذه الأيام تتكل على التنكر لأنه يقلل عدد العناوين IP المسجلة المطلوبة ويكبر الأمان الذي يزوده NAT. • NAT لا يمنع المستخدمين الإنترنت من شن هجمات DOS, كما أن NAT لا يمنع المستخدمين من تشغيل برامج خطيرة تبدأ الاتصال مع ملقمات الإنترنت,يمكنه فقط منع الاتصال التوسلي من الإنترنت إلى كمبيوتر غير مسجل .

29. إعادة توجيه المنفذ • لأن أعمال موجه NAT غير مرئية للكمبيوترات غير مسجلة , يستطيع المستخدمون أن يصلوا إلى الانترنت بواسطة أي برنامج عميل . • تحدث إعادة توجيه المنفذ عندما ينشئ موجه NAT تطابقا بين عنوان IP مسجل محدد ورقم منفذ وبين عنوان غير مسجل محدد في الشبكة الخصوصية , هذا التطابق يمكن حركة المرور التي سيصدها موجه NAT عادة المرور إلى وجهتها.

30. إصدارات NAT • يطبق NAT في مجموعة متنوعة من المنتجات, جهازية و برمجية. • معظم الموجهات الجهازية التي تزود وصولا مشتركا إلى الإنترنت تدعم NAT , بالأخص الأجهزة البسيطة المقصودة للاستعمال في المنزل أو في شركات الصغيرة. • تزود تلك الأجهزة عادة حلا كاملا لتشبيك المنزل و الاتصال بالانترنت من بينها: • تعين تلقائي لعنوان IP غير مسجل وإعدادات تكوين TCP/IP أخرى باستعمال بروتوكول التكوين الديناميكي للمضيف DHCP. • تطبيق NAT في أغلب الأحيان مع إعادة توجيه المنفذ وميزات أخرى. • واجهة إدارة يزودها ملقم.