أساسيات في networking توصيل الشّبكات (Networking) لمُدراء الخواديم


محمد أحمد العيل

يُعدّ إعداد وربط الشّبكات من الأمور المهمّة لكلّ من يريد إدارة الخواديم. ليس إعداد الشّبكات فقط أساسيًّا لتوفير خدمات على الويب ولكنّه يمنح أيضًا إدراكًا يُساعد في تشخيص المشاكل.

يقدّم هذا الدّليل، المكوَّن من جزأيْن، نظرة عامّة على المصطلحات الأكثر شيوعًا في مجال ربط الشّبكات Networking؛ إذ سيتطرّق إلى المفاهيم القاعديّة، والبروتوكولات الأكثر انتشارًا؛ إضافةً إلى مسؤوليّات الطّبقات Layers الموجودة في الشّبكة وخصائصها.

رغم أنّ هذا الدّليل مستقلّ عن نظام التّشغيل المُستخدَم، إلّا أنّه سيكون مفيدًا جدًّا عند إضافة خدمات وميزات تستخدم الشّبكة على خادومك.

مصطلحات الشّبكات

يجب، قبل الدّخول في عمق الموضوع، تعريفُ بعض المصطلحات الشّائعة الّتي ستقرأها في هذا الدّليل أو أيّ دليل آخر أو توثيق يتعلّق بربط الشّبكات.

  • اتّصال Connection: يُحيل الاتّصال، ضمن مجال الشّبكات، إلى أجزاء مترابطة من المعلومات تُنقَل عبر الشّبكة. يُستنتج من ذلك أنّ الاتّصال عمومًا يُنشَأ قبل الشّروع في نقل البيانات (باتّباع إجراءات مُعرَّفة في ابروتوكول)، ثمّ يُفكَّك - أي الاتّصال - بعد الانتهاء من نقل البيانات.

  • حزمة Packet: وهي الوحدة الصّغرى المنقولة عبر الشّبكة. تغلّف الحزمُ قطعَ البيانات لنقلها من طرف إلى آخر أثناء التّواصل عبر الشّبكة.

لدى الحزمة ترويسة Header تحوي معلومات عن الحزمة؛ منها: المصدَر والوِجهة، الختم الزّمنيّ Timestamp، القفزات Hops (أجزاء المسار بين المصدَر والوِجهة)،… إلخ. بينما يحوي الجزء الأكبر من الحزمة البيانات الفعلية المنقولة، ويُسمَّى أحيانًا بالمتن Body أو الحمولة Payload.

  • واجهة شبكة Network interface: يُمكن أن تُحيل واجهة شبكة إلى أيّ نوع من الرّبط بين البرمجيّات Software والعتاد Hardware. على سبيل المثال، إذا كانت لدى الخادوم بطاقتا شبكة، فيُمكن التّحكّم في كلّ واحدة منهما وإعدادها بشكل مستقلّ عن طريق إعداد الواجهة المرتبطة بها.

يُمكن أن تكون واجهة الشّبكة مرتبطة بجهاز طرفيّ Device ملموس، أو أن تكون تمثيلًا لواجهة افتراضيّة. الجهاز الطّرفي loopback (يُستخدم للتّخاطب بين البرامج الموجودة على نفس الجهاز) مثال على الواجهات الافتراضيّة.

  • شبكة منطقة محليّة Local area network,LAN: يُطلَق عليها أحيانًا الشّبكة المحليّة. تُشير إلى شبكة - أو جزء من شبكة - لا يُتاح لعموم المستخدمين عبر الإنترنت الوصول إليها. الشّبكة الموجودة في المنزل أو المكتب مثال على الشّبكات المحليّة.

  • شبكة واسعة Wide area network, WAN: وتعني شبكة أكثر اتّساعًا بكثير من شبكة محليّة. يُستخدَم مصطلح الشّبكة الواسعة أحيانًا للدّلالة على شبكة الإنترنت ككلّ، رغم أنّه يُشير في الأصل إلى الشّبكات الواسعة والمتفرّقة عمومًا.

إذا وُصِفت واجهة بأنّها متّصلة بشبكة واسعة (WAN) فالمقصود - عادةً - هو أنّها متّصلة بالإنترنت.

  • ابروتوكول Protocol: البروتوكول هو مجموعة من القواعد والمعايير Standards الّتي تعرّف لغةً يُمكن للأجهزة الطّرفيّة استخدامُها للتّخاطب. تُستخدَم ابروتوكولات عديدة في ربط الشّبكات، وتُنفَّذ عادةً على هيئة طبقات مختلفة.

أمثلة على ابروتوكولات المستويات الدّنيا: IP، UDP ، TCP وICMP. الأمثلة التّاليّة هي لتطبيقات مبنيّة على طبقات من البروتكولات الأدنى مستوى: HTTP (للوصول إلى صفحات الويب)، TLS/SSL، SSH وFTP.

  • منفذ Port: المنفذ هو عنوان ضمن الجهاز يُمكن ربطه ببرنامج محدّد. المنفذ ليس واجهة ملموسة أو موقِعًا، بل هو طريقة تجعل من الجهاز (الخادوم) قادرًا على التّواصل باستخدام أكثر من تطبيق.

  • جدار ناريّ Firewall: الجدار النّاريّ هو برنامج يُقرّر السّماح لحركة البيانات - القادمة إلى الخادوم أو الخارجة منه - بالمرور أو يمنعها من ذلك. يعمل الجدار النّاري اعتمادًا على قواعد تحدّد نوعيّة البيانات المقبولة والمنافذ المسموح للبيانات بالمرور عبرها. تحظر الجدران النّارية عادةً منافذ الخادوم غير المستخدمة من طرف أيّ تطبيق.

  • ترجمة عناوين الشّبكة Network address translation, NAT: وهي طريقة لإرسال الطّلبات القادمة إلى خادوم توجيه Routing إلى الأجهزة الطّرفيّة المُناسبة أو إلى الخواديم داخل الشّبكة المحليّة الّتي لديها معلومات عن وِجهة الطّلبات. تُستخدم ترجمة عناوين الشّبكة في الشّبكات المحليّة لتوجيه طلبات قادمة على نفس عنوان IP إلى الخواديم الخلفيّة المناسبة.

  • الشّبكات الخاصّة الافتراضيّة Virtual private network, VPN: الشّبكات الخاصّة الافتراضيّة هي طريقة لتوصيل شبكات محليّة مختلفة عبر الإنترنت، مع الحفاظ على الخصوصيّة. تُستخدم هذه الطّريقة لتوصيل أنظمة متباعدة كما لو كانت في نفس الشّبكة المحليّة، لأسباب أمنيّة غالبًا.

يجب أن تكون لديك الآن نبذة عن المفاهيم الأساسيّة في مجال ربط الشّبكات. توجد مصطلحات أخرى عديدة، يُمكن أن تُصادفك، لم تُذكَر في اللّائحة أعلاه. سنشرح مصطلحات أخرى في هذا الدّليل فورَ احتيّاجنا إليها.

طبقات الشّبكة

تُقدّم الشّبكات غالبًا وفق بنيتها الأفقيّة، بين المستضيفات Hosts؛ إلّا أنّ تنفيذ الشّبكة يتمّ وفقا لطبقات على مستوى حاسوب أو حواسيب عدّة.

يعني عملُ الشّبكات على طبقات وجودَ تقنيّات متعدّدة تُبنى كلّ واحدة منها فوق الأخرى من أجل أن يعمل التّواصل بطريقة سلِسة. تُجرِّد Abstract كلُّ طبقة البياناتِ الخامّ القادمة من الطّبقة الأدنى، تجرّدها أكثر وتجعل من التّعامل معها أسهل بالنّسبة للتّطبيقات والمستخدمين. يُساعد تنظيم الشّبكة على طبقات في تسهيل استخدام الطّبقات الدّنيا بطرُق جديدة دون بذل الجهد في تطوير ابروتوكولات وتطبيقات تتعامل مع صيّغ البيانات الموجودة في هذه الطّبقات.

تختلف طريقة وصف تخطيط طبقات الشّبكة كثيرًا حسب النموذج Model المستخدَم. لا يتغيّر المسار الّذي تأخذه البيانات في الشّبكة رغم اختلاف النّماذج.

تبدأ البيانات رحلَتها، عند إرسالها من الجهاز، من قمّة كومة Stack الطّبقات متّجهة إلى الطّبقات الدّنيا. يحدُث نقل البيانات بين الأجهزة فعليًّا في المستوى الأدنى. تُعيد البيانات بعد النّقل رحلتها عبر طبقات الجهاز المستقبِل ولكن في الاتّجاه المعاكس: من الطبقة الدّنيا إلى القمّة.

تُضيف كلّ طبقة غلافًا على حزمة البيانات عندما تصل إليها من الطّبقة الأعلى منها، وهو ما يُساعد الطّبقات المواليّة لها في معرفة ما يتوجّب عليها فعلُه بالبيانات. عند الاستقبال تنزع الطّبقة على الجهاز المستقبِل غلاف الطّبقة المكافئة لها على الجهاز المُرسِل.

1- نموذج OSI

نموذج OSI (اختصار ل Open Systems Interconnect: شبكة وصل الأنظمة المفتوحة) هو أحد الطُّرُق الأولى لوصف الطّبقات المختلفة في الشّبكة.

يُعرّف نموذج OSI سبعَ طبقات هي:

  • التّطبيق Application: وهي الطّبقة الّتي يتفاعل معها المستخدمون وتطبيقات المستخدمين. يكثُر استخدام مصطلحات مثل توفّر الموارد Availability of resources، شركاء للتّخاطب معهم، مزامنة البيانات Data synchronization لوصف الاتّصال على هذا المستوى.

  • التّقديم Presentation: طبقة التّقديم هي المسؤولة عن تعيين الموارد وتعريف السّيّاق Context. تُستخدم لترجمة بيانات المستويات الأدنى إلى صيغة يُمكن للتّطبيقات التّعامل معها.

  • الجلسة Session: وهي مُداوِل Handler الاتّصال: تُنشئ، تُحافظ على، وتنهي الاتّصال بين المُتخاطبَيْن بطريقة مستمرّة.

  • النّقل Transport: مسؤوليّتها إحالة اتّصال موثوق للطّبقات الموجودة فوقها (التّطبيق، التّقديم، والجلسة). تعني موثوقيّةُ الاتّصال في هذا الإطار القدرةَ على التّحقّق من وصول كلّ جزء من البيانات سليمًا إلى الطّرف الآخر من الاتّصال.

يُمكن لهذه الطّبقة إعادة إرسال البيانات المفقودة أو المشوَّهة كما أنّ بإمكانها إبلاغ الأجهزة البعيدة بتسلّم البيانات القادمة منها.

  • الشّبكة Network: تُستخدَم هذه الطّبقة لتوجيه البيانات بين مختلف العُقَد Nodes الموجودة في الشّبكة. تسخدم طبقة الشّبكة عنواين لمعرفة الجهاز الّذي ستُرسَل إليه البيانات. يُمكن لهذه الطّبقة أيضًا تقسيمُ الرّسائل ذات الحجم الكبير إلى قطع أصغر تُجمَّع على الطّرف الآخر من الاتّصال - بعد استلامه لها - لإنشاء الرّسالة الأصليّة.

  • وصلة البيانات Data link: تُنفَّذ هذه الطّبقة بحيث تُنشئ وتُحافظ على وصلات موثوقة بين مختلف العُقد والأجهزة الموجودة في الشّبكة باستخدام اتّصالات ملموسة.

  • الاتّصال الملموس Physical: وهي الطّبقة المسؤولة عن معالجة الأجهزة الطّرفية الفعليّة المُستخدَمة للاتّصال. تستدعِي هذه الطّبقةُ البرنامجَ الّذي يُدير الاتّصالات الملموسة والعتاد (مثل Ethernet).

توجد إذن العديد من الطّبقات الّتي يُمكن الحديث عنها انطلاقًا من قربها من العتاد والوظيفة الّتي تقدّمها.

2- نموذج TCP/IP

يشيع استخدام تعبير حزمة ابروتوكلات الإنترنت Internet protocol suite للحديث عن هذا النّموذج الأسهل والأكثر تبنيًّا. يُعرِّف نموذجُ TCP/IP أربع طبقات، يتداخل بعضٌ منها مع طبقات نموذج OSI:

  • التّطبيق: وهي الطّبقة المسؤولة - في هذا النّموذج - عن إنشاء وإرسال بيانات المستخدِم بين التّطبيقات. يُمكن أن توجد التّطبيقات على أنظمة متباعدة، ويجب أن تظهر وكأنّها تعمل محلّيًّا لدى المستخدِم.

يوصف الاتّصال بأنّه يحدُث بين النّظراء Peers.

  • النّقل: وهي الطّبقة المسؤولة عن الاتّصال بين العمليّات Processes. يستخدِم هذا المستوى من الشّبكة المنافذَ لعنونة مختلف الخدمات. يُمكن لطبقة النّقل إنشاء اتّصالات موثوقة أو غير موثوقة حسب نوعيّة البروتوكول المستخدَم.

  • التّوصيل Internet: مسؤوليّتها نقل البيانات من عقدة على الشّبكة إلى أخرى. تعرف هذه الطّبقة طرفيْ الاتّصال ولكنّها لا تهتمّ بالاتّصال الفعليّ المُستخدَم للانتقال من طرف إلى آخر. تُعرَّف عناوين IP على هذا المستوى بوصفها طريقة للوصول إلى الأنظمة البعيدة.

  • الوصلة Link: تُنفّذ طبقة الوصلة مخطَّط الشّبكة المحليّة الّذي يسمح لطبقة التّوصيل بتقديم واجهة بعناوين. تنشئ هذه الطّبقة الاتّصالات بين العقد المتجاورة بهدف إرسال البيانات بينها

نموذج TCP/IP أكثر تجريدًا وسلاسة من سابقه؛ ممّا جعله أكثر سهولةً للتّنفيذ وبالتّالي الطريقة الأكثر انتشارًا لتقسيم الطّبقات في الشّبكات.



1 شخص أعجب بهذا


تفاعل الأعضاء


لا توجد أيّة تعليقات بعد



يجب أن تكون عضوًا لدينا لتتمكّن من التعليق

انشاء حساب جديد

يستغرق التسجيل بضع ثوان فقط


سجّل حسابًا جديدًا

تسجيل الدخول

تملك حسابا مسجّلا بالفعل؟


سجّل دخولك الآن