طبقات المضيفين (الطبقات الأربع العليا في الطراز OSI)

طبقات المضيفين (الطبقات الأربع العليا في الطراز OSI)
1-5-1 طبقات التطبيقات والعرض والجلسة
طبقة التطبيقات: (الطبقة 7)
 تدعم طبقة التطبيقات في سياق الطراز OSI المرجعي، مكوّن الاتصال في أي تطبيق. إنها لا تقدم خدمات لأي طبقة OSI أخرى. لكنها تقدم خدمات لعمليات التطبيق الموجود خارج نطاق الطراز OSI (مثلاً، برامج الصفحات الإلكترونية، التلنت، WWW، الخ). بإمكان أن يعمل كلياً باستعمال فقط المعلومات التي تتواجد في حاسبه. لكن قد يملك تطبيق آخر حيث يمكن لمكوّن الاتصال أن يتصل بواحد أو أكثر من التطبيقات الشبكية. وهناك عدة أنواع مذكورة في العمود الأيمن للشكل (1).
 إن مثالاً عن هكذا تطبيقي قد يتضمن معالج نصوص يمكنه أن يتضمن مكوّن إرسال ملفات يتيح إرسال مستند إلكترونياً عبر شبكة. ومكوّن إرسال الملفات يؤهّل معالج النصوص كتطبيق في السياق OSI، وبالتالي ينتمي إلى الطبقة 7 للطراز OSI المرجعي. مثال آخر عن تطبيق حاسوبي فيه مكوّنات إرسال بيانات هو مستعرض وب كنتسكايب نافيغيتر وإنترنت اكسبلورر. حيث تُرسَل الصفحات إلى حاسوبك كلما زرت موقع وب.
طبقة العرض: (الطبقة 6)
 في الطراز OSI المرجعي مسؤولة عن تقديم البيانات بشكل يمكن أن يفهمه جهاز التلقي. إنها تلعب دور المترجِم - أحياناً بين تنسيقات مختلفة - للأجهزة التي تحتاج إلى الاتصال ببعضها عبر شبكة، بتقديم تنسيق وتحويل للشفرة. تنسق طبقة العرض (الطبقة 6) وتحوّل بيانات برامج الشبكة إلى نصوص أو رسوم أو فيديو أو أصوات أو أي تنسيق ضروري لكي يفهمها جهاز التلقي.
 لا تهتم طبقة العرض بتنسيق وتمثيل البيانات فقط، بل وأيضاً ببنية البيانات التي تستعملها البرامج. تنظم الطبقة 6 البيانات للطبقة 7.
 لفهم كيف يجري هذا، تخيّل أن لديك نظامين. أحدهما يستعمل EBCDIC والآخر ASCIT لتمثيل البيانات. عندما يحتاج النظامان إلى الاتصال، تقوم الطبقة (6) بتحويل وترجمة التنسيقين المختلفين.
 وهناك وظيفة أخرى للطبقة 6 هي تشفير البيانات. ويُستعمل التشفير عندما تكون هناك حاجة لحماية المعلومات المرسَلة من المتلقيين غير المرخّص لهم. ولتحقيق هذه المهمة، يجب على العمليات والشفرات الموجودة في الطبقة 6 أن تحوّل البيانات. تضغط النصوص الموجودة في طبقة العرض وتحوّل الصور الرسومية إلى تدفّقات من البتات لكي يمكن إرسالها عبر الشبكة.
تحدد المواصفات القياسية للطبقة 6 كيف يتم تقديم الصور. فيما يلي بعض الأمثلة:
• PICT : تنسيق صور مستعمل لإرسال رسوم Quick Draw بين برامج الماكنتوش أو PowerPC
• TIFF : تنسيق مستعمل للصور النقطية المرتفعة الدقة
• JPEG : من مجموعة الخبراء الفوتوغرافيين، مستعمل للصور ذات النوعية الفوتوغرافية
تحدد المواصفات القياسية الأخرى للطبقة 6 طريقة تقديم الأصوات والأفلام. وتتضمن المواصفات القياسية التالية:
• MIDI : الواجهة الرقمية للآلات الموسيقية للموسيقى الرقمية.
• MPEG : المواصفات القياسية من مجموعة خبراء الأفلام السينمائية لضغط وكتابة شفرة أفلام الفيديو للأقراص المضغوطة، وللتخزين الرقمي، وسرعات البتات إلى 1.5 ميغابت بالثانية
• QuickTime : مواصفات قياسية تعالج الأصوات والفيديو لبرامج الماكنتوش وPowerPC
طبقة الجلسة: (الطبقة 5)
تنشئ وتدير وتنهي الجلسات بين التطبيقات. إنها تنسّق بين طلبات الخدمات والأجوبة التي تحدث عندما تُنشئ التطبيقات اتصالات بين مضيفين مختلفين.
1-5-2 طبقة الإرسال
طبقة الإرسال (الطبقة 4) مسؤولة عن إرسال وتنظيم انسياب المعلومات من المصدر إلى الوجهة بشكل موثوق به وبدقة.
وتتضمن وظائفها:
• مزامنة الاتصال
• التحكم بالانسياب
• الاستعادة من الخطأ
• الموثوقة من خلال النوافذ
 تمكن طبقة الإرسال (الطبقة 4) جهاز المستخدم من تجزئ عدة تطبيقات تابعة لطبقة أعلى لوضعها على نفس دفق بيانات الطبقة 4، وتمكّن جهاز التلقي من إعادة تجميع أقسام تطبيق الطبقة الأعلى. دفق بيانات الطبقة 4 هو اتصال منطقي بين نقاط النهاية في الشبكة، ويقدم خدمات إرسال من مضيف إلى وجهة معينة تسمى هذه الخدمة أحياناً خدمة طرف لطرف.
 عندما ترسل طبقة الإرسال أقسام بياناتها فإنها تضمن أيضاً تكاملية البيانات. وهذا الإرسال هو علاقة اتصالية المنحى بين الأنظمة المتصلة.
بعض الأسباب لإنجاز إرسال موثوق فيما يلي:
• إنها تضمن أن المرسلين يتلقون إشعاراً بالأقسام المسلَّمة.
• إنها تهتم بإعادة إرسال أي أقسام لم يتم تلقي إشعاراً بها.
• إنها تعيد وضع الأقسام في تسلسلها الصحيح في الجهاز الوجهة.
• إنها تقدم تجنّباً للازدحام وتحكماً.
 إحدى المشاكل التي يمكن أن تحدث خلال إرسال البيانات هي جعل الذاكرة المؤقته (Buffers) تفيض في أجهزة التلقي. ويمكن أن يسبّب الفيضان حدوث مشاكل خطيرة تؤدي إلى خسارة البيانات. تستعمل طبقة الإرسال طريقة تدعى تحكماً بالانسياب لحل هذه المشكلة.
1-5-3 وظائف طبقة الإرسال
 تنفّذ كل طبقة من طبقات المستوى الأعلى وظائف خاصة العرض بها. لكن وظائفها تعتمد على خدمات الطبقات الأدنى. كل الطبقات العليا الأربع - البرامج (الطبقة 7) العرض (الطبقة 6) والجلسة (الطبقة 5) والإرسال (الطبقة 4) - يمكنها أن تغلّف البيانات في أقسام.
 تفترض طبقة الإرسال أنه يمكنها استعمال الشبكة كغيمة لإرسال رزم البيانات من المصدر إلى الوجهة. إذا فحصت العمليات التي تجري داخل الغيمة، يمكنك رؤية أن إحدى الوظائف تستلزم انتقاء أفضل المسارات لمسلك معين. ستبدأ برؤية الدور الذي تنفّذه الموجّهات في هذه العملية.
تجزئة تطبيقات الطبقة العليا:
 أحد الأسباب لاستعمال طراز متعدد الطبقات كالطراز OSI المرجعي هو أن عدة تطبيقات يمكنها التشارك بنفس اتصال الإرسال. تتحقق وظائفية الإرسال قسماً تلو القسم. وهذا يعني أن أقسام البيانات المختلفة من تطبيقات مختلفة، سواء تم إرسالها إلى نفس الوجهة أو إلى عدة وجهات، سيتم إرسالها على أساس "القادم أولاً هو المُلبى أولاً".
 ولفهم كيف يعمل هذا، تخيّل أنك ترسل رسالة بريد إلكتروني وتنقل ملفاً (FTP) إلى جهاز آخر في شبكة. عندما ترسل رسالة بريدك الإلكتروني، فقبل أن يبدأ الإرسال الفعلي، يقوم برنامج في حاسبك بضبط رقم المنفذ SMTP (البريد الإلكتروني) ورقم منفذ البرنامج البادئ. وعند قيام كل تطبيق بإرسال قسم دفق بيانات فإنه يستعمل رقم المنفذ المعرَّف سابقاً. وعندما يتلقى الجهاز الوجهة دفق البيانات، سيفصل الأقسام ويفرزها لكي تتمكن طبقة الإرسال من تمرير البيانات صعوداً إلى التطبيق الوجهة المطابق والصحيح.
ينشئ TCP اتصالاً:
 لكي يبدأ إرسال البيانات، يجب على مستخدم واحد لطبقة الإرسال أن ينشئ جلسة اتصالية المنحى مع النظام النظير له(4). ثم، يجب على التطبيق المُرسل والمتلقي إبلاغ نظامي تشغيلهما بأن اتصالاً سيبدأ. في المفهوم، حين يتصل جهاز واحد بجهاز آخر يجب أن يقبله ذلك الجهاز الآخر. وتتصل وحدات البروتوكولات المبرمجة في نظامي التشغيل ببعضهما عن طريق إرسال رسائل عبر الشبكة للتحقق من أن الإرسال مرخّص له وأن الجهتين جاهزين. بعد حدوث كل المزامنة، ينشأ اتصال ويبدأ إرسال البيانات. وخلال الإرسال، يتابع الجهازان الاتصال ببروتوكوليهما ليتحققا من أنهما يتلقيان البيانات بشكل صحيح.
 يبيّن الرسم اتصالاً نموذجياً بين أنظمة إرسال وتلقي. المصافحة الأولى (hard shake)تطلب المزامنة. والمصافحة الثانية والثالثة تقرّ طلب المزامنة الأساسي، وتزامن مقاييس الاتصال في الاتجاه المعاكس. ترسل المصافحة الأخيرة إشعاراً إلى الوجهة بأن الجهتين توافقان على أن اتصالاً قد نشأ. ثم يبدأ إرسال البيانات حالما ينشأ الاتصال.
يرسل TCP البيانات مع تحكم بالانسياب:
 أثناء إرسال البيانات، يمكن أن يحدث ازدحام لسببين مختلفين. أولاً حاسب مرتفع السرعة قد يولّد حركة المرور بشكل أسرع مما تستطيع الشبكة إرسالها. ثانياً، إذا قامت عدة حاسبات بإرسال وحدات بيانات في الوقت نفسه إلى وجهة واحدة، ويمكن أن تعاني تلك الوجهة من ازدحام. عندما تصل وحدات البيانات بسرعة أكبر مما يستطيع المضيف أو العبّارة معالجتها، سيتم تخزينها في الذاكرة مؤقتاً. وإذا استمرت حركة المرور هذه، فستخور قوى ذاكرة المضيف أو العبّارة في نهاية المطاف وستتخلص أي وحدات بيانات إضافية تصل.
 وبدلاً من السماح للبيانات بأن تضيع، تستطيع وظيفة الإرسال إصدار أمر "لست جاهزا ً" إلى المرسل. يتصرف ذلك الأمر كعلامة توقف ويشير إلى المرسل بإيقاف إرسال البيانات. عندما يصبح المتلقي قادراً من جديد على قبول مزيد من البيانات، سيرسل أمر "جاهز"، الذي هو كإشارة للبدء. عندما يتلقى الجهاز المُرسل هذا المؤشر، سيستأنف إرسال الأقسام.
يحقّق TCP الموثوقية بواسطة النوافذ:
 يعني إرسال البيانات الاتصالي المنحى الموثوق به أن رزم البيانات تصل في نفس الترتيب الذي تم إرسالها به. يفشل البروتوكولات إذا ضاعت أي رزمة بيانات أو تشوّهت أو تكررت أو تم تلقيها في الترتيب الخطأ. من أجل ضمان وموثوقية الإرسال، يجب أن تشير أجهزة التلقي بأنها تلقت كل جزء من بيانات.
 إذا كان يجب على الجهاز المُرسِل أن ينتظر استلامه إشعاراً بعد إرسال كل قسم، فمن السهل تخيّل كم يمكن أن تكون عملية الإرسال بطيئة. لكن لأن هناك فترة من الوقت غير المستعمل متوفرة بعد إرسال كل رزمة بيانات وقبل معالجة أي إشعار متلقي، يمكن استعمال هذا الفاصل الزمني لإرسال مزيد من البيانات. عدد رُزم البيانات التي يُسمح للمرسل بإرسالها من دون تلقي إشعار يُسمى نافذة.
 النوافذ هي اتفاقية بين المرسل والمتلقي. وهي طريقة للتحكم بكمية المعلومات التي يمكن تبادلها بين الأطراف. تقيس بعض البروتوكولات المعلومات على أساس عدد الرزم؛ يقيس TCP/IP المعلومات على أساس عدد البايتات. تبين الأمثلة في الشكل(4) تبيّن محطات العمل لمرسل ومتلقي. أحدهما له حجم نافذة تساوي 1، والآخر له حجم نافذة يساوي 3. مع حجم نافذة من 1، يجب أن ينتظر المرسل وصول إشعار لكل رزمة بيانات مرسَلة. ومع حجم نافذة من 3، يستطيع المرسل إرسال ثلاث رزم بيانات قبل أن يتوقع قدوم الإشعار.

» حالة الصدر في الطبقات العليا
» طبقات الأرض
» الاتصالات بين الطبقات المتناظرة