البحث في الموقع

سنعمل في هذا المقال على تطوير خادم TCP متزامن يقوم بإنشاء أرقام عشوائية باستخدام حوالي 65 سطرًا من كود Go، إذ سأشرح كيفية تطوير خادم TCP متزامن، بلغة البرمجة Go، والتي تقوم بإرجاع أرقام عشوائية. إن لم تقرأ المقال السابق حول إنشاء كلمات مرور عشوائية وآمنة في Go، فننصحك بالرجوع إليه وقراءته أولًا. تعمل خوادم TCP و UDP بخدمة عملاء الشبكة في كل مكان عبر شبكات TCP / IP. لكل اتصال وارد من عميل TCP، سيقوم خادم TCP ببدء تشغيل goroutine جديد لمعالجة هذا الطلب. تستطيع إيجاد هذا المشروع concTCP.go على GitHub. التعامل مع اتصالات TCP يمكنك العثور على منطق البرنامج في دالة ()handleConnection بلغة Go، والذي يتم تنفيذه على النحو التالي: func handleConnection(c net.Conn) { fmt.Printf("Serving %s\n", c.RemoteAddr().String()) for { netData, err := bufio.NewReader(c).ReadString('\n') if err != nil { fmt.Println(err) return } temp := strings.TrimSpace(string(netData)) if temp == "STOP" { break } result := strconv.Itoa(random()) + "\n" c.Write([]byte(string(result))) } c.Close() } إذا أرسل عميل TCP سلسلة التعليمات "STOP"، فسيتم إنهاء برنامج Go أي goroutine الذي يخدم عميل TCP محدد؛ وإلا، سيرسل خادم TCP رقمًا عشوائيًا إلى عميل TCP. تضمن الحلقة for أن عميل TCP سيتم خدمته طالما يُتَطلب ذلك. تقرأ الحلقة for الموجودة في كود Go البيانات من عميل TCP سطرًا بسطر باستخدام ('bufio.NewReader(c).ReadString('\n وتُعيد إرسال البيانات باستخدام (((c.Write([]byte(string(result. التزامن تنفيذ دالة ()main، يُعطي أمرًا لخادم TCP لبدء تشغيل برنامج goroutine جديد في كل مرة يتعين عليه خدمة عميل TCP: func main() { arguments := os.Args if len(arguments) == 1 { fmt.Println("Please provide a port number!") return } PORT := ":" + arguments[1] l, err := net.Listen("tcp4", PORT) if err != nil { fmt.Println(err) return } defer l.Close() rand.Seed(time.Now().Unix()) for { c, err := l.Accept() if err != nil { fmt.Println(err) return } go handleConnection(c) } } أولاً، تتأكد ()main من أن البرنامج يحتوي على وسيطة سطر أوامر واحدة على الأقل. لاحظ أن الكود الموجود لا يتحقق مما إذا كانت وسيطة سطر الأوامر المحددة هي رقم مَنفذ TCP صالح أم لا. ومع ذلك، إذا لم تكن القيمة المحددة رقم منفذ TCP صالحًا، فسوف يفشل استدعاء ()net.Listen مع ظهور رسالة خطأ مشابهة لما يلي: $ go run concTCP.go 12a listen tcp4: lookup tcp4/12a: nodename nor servname provided, or not known $ go run concTCP.go -10 listen tcp4: address -10: invalid port يتم استخدام استدعاء ()net.Listen لإخبار برنامج Go بقبول اتصالات الشبكة وبالتالي كخادم. قيمة الإرجاع ()net.Listen هي من النوع net.Conn، والتي تنفذ واجهات io.Reader و io.Writer. تقوم الدالة ()main أيضًا باستدعاء الدالة ()rand.seed لتهيئة مُنشئ الأرقام العشوائية. أخيرًا، تُتيح حلقة for للبرنامج الحفاظ على قبول عملاء TCP الجدد باستخدام ()accept والتي سيتم معالجتها بواسطة نسخ الدالة ()handleConnection، والتي يتم تنفيذها على شكل goroutines. أول معامل للدالة ()net.Listen يُحدد المعامل الأول من الدالة ()net.Listen نوع الشبكة التي سيتم استخدامها، بينما يُحدد المعامل الثاني عنوان الخادم بالإضافة إلى رقم المَنفذ الذي سيستمع إليه الخادم. القيم الصالحة للمُعامل الأول هي: tcp, tcp4 (IPv4-only), tcp6 (IPv6-only), udp, udp4 (IPv4- only), udp6 (IPv6-only), ip, ip4 (IPv4-only), ip6 (IPv6-only), Unix (Unix sockets), Unixgram, Unixpacket فعالية خادم TCP المتزامن يتطلب concTCP.go وسيطة سطر أوامر واحدة، وهي رقم المَنفذ الذي سيستمع إليه. سيكون الناتج الذي ستحصل عليه من concTCP.go عند خدمة عملاء TCP مشابهًا لما يلي: $ go run concTCP.go 8001 Serving 127.0.0.1:62554 Serving 127.0.0.1:62556 يمكن لناتج (1)netStat التحقق من أن concTCP.go يخدم العديد من عملاء TCP أثناء الاستماع لمزيد من الاتصالات: $ netstat -anp TCP | grep 8001 tcp4 0 0 127.0.0.1.8001 127.0.0.1.62556 ESTABLISHED tcp4 0 0 127.0.0.1.62556 127.0.0.1.8001 ESTABLISHED tcp4 0 0 127.0.0.1.8001 127.0.0.1.62554 ESTABLISHED tcp4 0 0 127.0.0.1.62554 127.0.0.1.8001 ESTABLISHED tcp4 0 0 *.8001 *.* LISTEN يعلمنا السطر الأخير من ناتج الأمر السابق أن هناك عملية تستمع إلى المَنفذ 8001، مما يعني أنه لا يزال بإمكانك الاتصال بمنفذ TCP رقم 8001. يتحقق أول سطرين من وجود اتصال شبكة TCP ثابت يستخدم أرقام المنافذ 8001 و 62556. وبالمثل، يتحقق السطران الثالث والرابع من وجود اتصال TCP آخر يستخدم أرقام المنافذ 8001 و 62554. تُظهر هذه الصورة ناتج concTCP.go عند خدمة العديد من عملاء TCP: بشكل مشابه، تُظهر الصورة التالية الناتج من عميلين من TCP يتم تنفيذهما باستخدام (1)nc: يُمكنك ايجاد معلومات أكثر عن (1)nc، والتي تُدعى أيضًا (1)netcat على ويكيبيديا. الملخص لقد تعلمت للتو كيفية تطوير خادم TCP متزامن يقوم بإنشاء أرقام عشوائية باستخدام حوالي 65 سطرًا من كود Go، وهو أمر مثير للإعجاب جدًا! إذا كنت تريد أن يقوم خادم TCP بمهمة مختلفة، فقط قم بتغيير تنفيذ الدالة ()handleConnection. ترجمة وبتصرّف للمقال Build a concurrent TCP server in Go، لصاحبه Mihalis Tsoukalos.

إن بروتوكول التحكم في نقل البيانات (Transmission Control Protocol) وبروتوكول الإنترنت (Internet Protocol) المسمى اختصارًا TCP/IP هو معيار يضم مجموعة بروتوكولاتٍ مطورةً في نهاية السبعينات من القرن الماضي من وكالة مشاريع أبحاث الدفاع المتقدمة (Defense Advanced Research Projects Agency‏ [DARPA])، كطرق للتواصل بين مختلف أنواع الحواسيب وشبكات الحواسيب؛ إن بروتوكول TCP/IP هو العصب المحرك للإنترنت، وهذا ما يجعله أشهر مجموعة بروتوكولات شبكيّة على وجه الأرض. TCP/IP المكونان الرئيسيان من مكونات TCP/IP يتعاملان مع مختلف نواحي شبكة الحاسوب؛ بروتوكول الإنترنت -جزء «IP» من TCP/IP- هو بروتوكول عديم الاتصال (connectionless) يتعامل مع طريقة توجيه (routing) الرزم الشبكية مستخدمًا ما يسمى «IP Datagram» كوحدة رئيسية للمعلومات الشبكية؛ تتكون IP Datagram من ترويسة، يتبعها رسالة. إن بروتوكول التحكم في نقل البيانات هو «TCP» من TCP/IP، ويُمكِّن مضيفي الشبكة من إنشاء اتصالاتٍ يستطيعون استخدامها لتبادل مجاري البيانات (data streams)؛ ويَضمَن أيضًا بروتوكول TCP أن البيانات التي أُرسِلَت بواسطة تلك الاتصالات ستُسَلَّم وتصل إلى مضيف الشبكة المُستقبِل كما أُرسِلَت تمامًا وبنفس الترتيب من المُرسِل. دورة علوم الحاسوب دورة تدريبية متكاملة تضعك على بوابة الاحتراف في تعلم أساسيات البرمجة وعلوم الحاسوب اشترك الآن ضبط TCP/IP يتكون ضبط TCP/IP من عدِّة عناصر التي يمكن أن تُغيَّر بتعديل ملفات الإعدادات الملائمة، أو باستخدام حلول مثل خادوم «بروتوكول ضبط المضيف الديناميكي» (Dynamic Host Configuration Protocol‏ [DHCP])، الذي يمكن أن يُضبَط لتوفير إعدادات TCP/IP صالحة لعملاء الشبكة تلقائيًا، يجب أن تُضبط قيم تلك الإعدادات ضبطًا صحيحًا لكي تساعد في عمل الشبكة عملًا سليمًا في نظام أوبنتو عندك. عناصر الضبط الخاصة ببروتوكول TCP/IP ومعانيها هي: عنوان IP: هو سلسة نصية فريدة يُعبَّر عنها بأربع مجموعات من أرقام تتراوح بين الصفر (0)، ومئتان وخمسٌ وخمسون (255)، مفصولةٌ بنقط، وكل أربعة أرقام تمثل ثمانية (8) بتات من العنوان الذي يكون طوله الكامل اثنان وثلاثون (32) بتًا، تُسمى هذه الصيغة باسم «dotted quad notation». قناع الشبكة: قناع الشبكة الفرعية (أو باختصار: قناع الشبكة [netmask])، هو قناع ثنائي يفصل قسم عنوان IP المهم للشبكة، عن قسم العنوان المهم للشبكة الفرعية (Subnetwork)؛ على سبيل المثال، في شبكة ذات الفئة C‏ (Class C network)، قناع الشبكة الافتراضي هو 255.255.255.0، الذي يحجز أول ثلاثة بايتات من عنوان IP للشبكة، ويسمح لآخر بايت من عنوان IP أن يبقى متاحًا لتحديد المضيفين على الشبكة الفرعية. عنوان الشبكة: يمثل عنوان الشبكة (Network Address) البايتات اللازمة لتمثيل الجزء الخاص من الشبكة من عنوان IP، على سبيل المثال، المضيف صاحب العنوان 12.128.1.2 في شبكة ذات الفئة A يستطيع استخدام 12.0.0.0 كعنوان الشبكة، حيث يمثل الرقم 12 البايت الأول من عنوان IP (جزء الشبكة)، وبقية الأصفار في البايتات الثلاثة المتبقية تمثل قيم مضيفين محتملين في الشبكة؛ وفي مضيف شبكة يستخدم عنوان IP الخاص 192.168.1.100 الذي يستخدم بدوره عنوان الشبكة 192.168.1.0 الذي يحدد أول ثلاثة بايتات من شبكة ذات الفئة C والتي هي 192.168.1، وصفرًا الذي يُمثِّل جميع القيم المحتملة للمضيفين على الشبكة. عنوان البث: عنوان البث (Broadcast Address) هو عنوان IP يسمح لبيانات الشبكة بأن تُرسَل إلى كل المضيفين معًا في شبكة محلية بدلًا من إرسالها لمضيف محدد. العنوان القياسي العام للبث لشبكات IP هو 255.255.255.255، لكن لا يمكن استخدام هذا العنوان لبث الرسائل لكل مضيف على شبكة الإنترنت، لأن الموجهات (routers) تحجبها؛ ومن الملائم أن يُضبَط عنوان البث لمطابقة شبكة فرعية محددة، على سبيل المثال، في شبكة خاصة ذات الفئة C،‏ أي 192.168.1.0، يكون عنوان البث 192.168.1.255؛ تُولَّد رسائل البث عادةً من بروتوكولات شبكيّة مثل بروتوكول استبيان العناوين (Address Resolution Protocol‏ [ARP])، وبروتوكول معلومات التوجيه (Routing Information Protocol‏ [RIP]). عنوان البوابة: إن عنوان البوابة (Gateway Address) هو عنوان IP الذي يمكن الوصول عبره إلى شبكة معينة أو إلى مضيف معين على شبكة؛ فإذا أراد أحد مضيفي الشبكة التواصل مع مضيفٍ آخر، ولكن المضيف الآخر ليس على نفس الشبكة، فيجب عندئذٍ استخدام البوابة؛ في حالات عديدة، يكون عنوان البوابة في شبكةٍ ما هو الموجه (router) على تلك الشبكة، الذي بدوره يُمرِّر البيانات إلى بقية الشبكات أو المضيفين كمضيفي الإنترنت على سبيل المثال. يجب أن تكون قيمة عنوان البوابة صحيحةً، وإلا فلن يستطيع نظامك الوصول إلى أي مضيف خارج حدود شبكته نفسها. عنوان خادوم الأسماء: عناوين خادوم الأسماء (Nameserver Addresses) تمثل عناوين IP لخواديم خدمة أسماء المضيفين DNS، التي تستطيع استبيان (resolve) أسماء مضيفي الشبكة وتحويلها إلى عناوين IP؛ هنالك ثلاث طبقات من عناوين خادوم الأسماء، التي يمكن أن تُحدَّد بترتيب استخدامها: خادوم الأسماء الرئيسي (Primary)، وخادوم الأسماء الثانوي (Secondary)، وخادوم الأسماء الثلاثي (Tertiary)، ولكي يستطيع نظامك استبيان أسماء أسماء مضيفي الشبكة وتحويلها إلى عناوين IP الموافقة لهم، فيجب عليك تحديد عناوين خادوم الأسماء الذي تثق به لاستخدامه في ضبط TCP/IP لنظامك؛ في حالاتٍ عديدة، تُوفَّر هذه العناوين من موزع خدمة شبكتك، لكن هنالك خواديم أسماء عديدة متوفرة مجانًا للعموم، كخواديم Level3‏ (Verizon) بعناوين IP تتراوح بين 4.2.2.1 إلى 4.2.2.6. تنبيه: إن عنوان IP، وقناع الشبكة، وعنوان الشبكة، وعنوان البث، وعنوان البوابة تُحدَّد عادةً بالإمكان الملائمة لها في ملف ‎/etc/network/interfaces، عناوين خادوم الأسماء تُحدَّد عادة في قسم nameserver في ملف ‎/etc/resolve.conf، للمزيد من المعلومات، راجع صفحة الدليل لكلٍ من interfaces و resolv.conf على التوالي وبالترتيب، وذلك بكتابة الأوامر الآتية في محث الطرفية: للوصول إلى صفحة دليل interfaces، اكتب الأمر الآتي: man interfaces وللوصول إلى صفحة دليل resolv.conf: man resolv.conf توجيه IP يمثِّل توجيه IP‏ (IP Routing) الوسائل اللازمة لتحديد واكتشاف الطرق في شبكات TCP/IP بالإضافة إلى تحديد بيانات الشبكة التي ستُرسَل، يَستخدِم التوجيه ما يسمى «جداول التوجيه» (routing tables) لإدارة تمرير رزم بيانات الشبكة من مصدرها إلى وجهتها؛ وذلك عادة بواسطة عقد شبكيّة وسيطة تسمى «موجهات» (routers)؛ وهنالك نوعان رئيسيان من توجيه IP: التوجيه الثابت (static routing)، والتوجيه الديناميكي (dynamic routing). يشتمل التوجيه الثابت على إضافة توجيهات IP يدويًّا إلى جدول توجيهات النظام، ويتم ذلك عادةً بتعديل جدول التوجيهات باستخدام الأمر route؛ يتمتع التوجيه الثابت بعدِّة مزايا تميزه عن التوجيه الديناميكي، كسهولة استخدامه في الشبكات الصغيرة، وقابلية التوقع (يُحسَب جدول التوجيهات مسبقًا دائمًا، وهذا ما يؤدي إلى استخدام نفس المسار في كل مرة)، ويؤدي إلى حِملٍ قليل على الموجهات الأخرى ووصلات الشبكة نتيجةً لعدم استخدام بروتوكولات التوجيه الديناميكي؛ لكن يواجه التوجيه الثابت بعض الصعوبات أيضًا؛ فعلى سبيل المثال، التوجيهُ الثابتُ محدودٌ للشبكات الصغيرة، ولا يمكن أن يتوسَّع توسعًا سهلًا، ويصعب عليه التأقلم مع نقصان أو فشل معدات الشبكة في الطريق المسلوك نتيجةً للطبيعة الثابتة لذاك الطريق. يُعتَمَد على التوجيه الديناميكي في الشبكات الكبيرة ذات احتمالات عديدة للطرق الشبكية المسلوكة من المصدر إلى الوجهة، وتُستخدَم بروتوكولات توجيه خاصة، كبروتوكول معلومات الموجه (Router Information Protocol [RIP])، الذي يتولَّى أمر التعديلات التلقائية في جداول التوجيه، مما يجعل من التوجيه الديناميكي أمرًا ممكنًا؛ وللتوجيه الديناميكي مزايا عدّة عن التوجيه الثابت، كإمكانية التوسع بسهولة، والتأقلم مع نقصان أو فشل معدات الشبكة خلال الطريق المسلوك في الشبكة، بالإضافة إلى الحاجة لإعداداتٍ قليلةٍ نسبيًا لجداول التوجيه، ﻷن الموجهات تعلم عن وجود وتوفر بعضها بعضًا؛ وهذه الطريقة تمنع حدوث مشاكل في التوجيه نتيجةً لخطأ بشري في جداول التوجيه. لكن التوجيه الديناميكي ليس كاملًا، ويأتي مع عيوب، كالتعقيد، والحِمل الزائد على الشبكة بسبب التواصل بين الموجهات، التي لا تفيد المستخدمين المباشرين فوريًا، وتستهلك التراسل الشبكي. بروتوكولَي TCP و UDP إن بروتوكول TCP هو بروتوكول مبني على الاتصال (connection-based)، ويوفر آليةً لتصحيح الأخطاء، وضمانةً لتسليم البيانات عبر ما يُعرَف بالمصطلح «التحكم في الجريان» (flow control)، يُحدِّد التحكم في الجريان متى يجب إيقاف نقل البيانات، وإعادة إرسال الرزم التي أُرسِلَت سابقًا والتي واجهة مشاكل كالتصادمات (collisions)؛ إذ أنَّ التأكيد على الوصول الدقيق والكامل للبيانات عبر بروتوكول TCP هو أمر جوهري في عملية تبادل البيانات المهمة كالتحويلات في قواعد البيانات. أما بروتوكول UDP‏ (User Datagram Protocol) على الجهة الأخرى، هو بروتوكول عديم الاتصال (connectionless)، الذي نادرًا ما يتعامل مع عمليات نقل البيانات المهمة لأنه يفتقر إلى التحكم في جريان البيانات أو أيّة طريقة أخرى للتأكد من توصيل البيانات عمليًا؛ لكن بروتوكول UDP يُستخدَم استخدامًا شائعًا في التطبيقات كتدفق (streaming) الصوت والصورة، حيث أنه أسرع بكثير من TCP ﻷنه لا يحتوي على آليةٍ لتصحيح الأخطاء والتحكم في الجريان، وفي الأماكن التي لا يهم فيها فقدان بعض الرزم الشبكية كثيرًا. بروتوكول ICMP إن بروتوكول ICMP‏ (Internet Control Messaging Protocol) هو إضافة إلى بروتوكول الإنترنت (IP) الذي يُعرَّف في RFC‏‏ (Request For Comments) ذي الرقم ‎#792 ويدعم التحكم في احتواء الرزم الشبكية والأخطاء ورسائل المعلومات، يُستخدَم بروتوكول ICMP بتطبيقات شبكيّة كأداة ping، التي تستطيع تحديد إذا ما كان جهازٌ ما متاحًا على الشبكة، أمثلة عن رسالة الخطأ المُعادَة من ICMP -التي تكون مفيدةً لمضيفي الشبكة وللأجهزة كالموجهات- تتضمن رسالتَي «Destination Unreachable» و «Time Exceeded». العفاريت العفاريت (Daemons) هي تطبيقات نظام خاصة التي تعمل عادةً عملًا دائمًا في الخلفية، وتنتظر طلبياتٍ للوظائف التي توفرها من التطبيقات الأخرى، يتمحور عمل العديد من العفاريت حول الشبكة، وبالتالي فإن عددًا كبيرًا من العفاريت التي تعمل في الخلفية في نظام أوبنتو تُوفِّر وظائف تتعلق بالشبكة؛ بعض الأمثلة عن عفاريت الشبكة تتضمن «عفريت بروتوكول نقل النص الفائق» (HyperText Transport Protocol Daemon‏ [httpd])، الذي يوفر وظيفة خادوم الويب؛ و «عفريت الصدفة الآمنة» (Secure SHell Daemon‏ [sshd])، الذي يوفر طريقةً للدخول الآمن عن بُعد وإمكانيات نقل الملفات؛ و «عفريت بروتوكول الوصول إلى رسائل الإنترنت» (Internet Message Access Protocol Daemon‏ [imapd]) الذي يوفر خدمات البريد الإلكتروني... مصادر تتوفر صفحات دليلٍ لبروتوكولي TCP و IP التي تحتوي على معلومات قيمّة. راجع أيضًا المصدر الآتي من IBM‏: «TCP/IP Tutorial and Technical Overview». مصدرٌ أخرى هو كتاب «TCP/IP Network Administration» من O'Reilly. ترجمة -وبتصرف- للمقال Ubuntu Server Guide: Networking TCP/IP.

عرضنا في الجزء الأول من هذا الدّليل بعض المفاهيم الأساسيّة في مجال الشّبكات. نستكمل الحديث في هذا المقال بالتطرّق إلى ماهيّة الواجهات في الشّبكة والبروتوكولات المستخدَمة لربط الشّبكات. الواجهاتالواجهات هي نقاط الاتّصال بالنّسبة لحاسوبك. تُربَط كلّ واجهة بجهاز طرفيّ ملموس أو افتراضيّ. توجد عادةً واجهة شبكة قابلة للإعداد لكلّ بطاقة Ethernet أو بطاقة شبكة لا سلكيّة على الخادوم. تُعرَّف واجهة شبكة افتراضيّة تُسمّى loopback (الاسترجاع) أو localhost (المستضيف المحلّي) لكلّ بطاقة شبكة. تُستخدَم هذه الواجهة لتوصيل العمليّات أو التّطبيقات العاملة على نفس الجهاز في ما بينها. تظهر هذه الواجهة في العديد من الأدوات باسم lo. يُعدّ مدراء الشّبكات في الغالب واجهة لخدمة البيانات القادمة من شبكة الإنترنت وأخرى للشّبكة المحليّة أو الخاصّة. على سبيل المثال، يضبُط مزّودو الخدمات السّحابيّة Cloud services الخواديم الخاصّة الافتراضيّة Virtual private server, VPS للعمل بواجهتيْ شبكة (إضافة إلى الواجهة المحليّة lo): الأولى باسم eth0 مضبوطة لمعالجة البيانات القادمة من الإنترنت، والثّانيّة eth1 للاتّصال بالشّبكة الخاصّة بمزوّد الخدمة. البروتوكولاتيعمل ربط الشّبكات عن طريق تركيب مجموعة من البروتوكولات فوق بعضها. بهذه الطّريقة يُمكن إرسال قطعة بيانات باستخدام بروتوكولات مختلفة يغلّف كلٌّ منها الآخر. سنعرض لبعض البروتوكولات شائعة الاستخدام مع محاولة شرح الفروق في ما بينها إضافةً إلى السّيّاق والمستوى الّذي تتدخّل فيه. نبدأ بالبروتوكولات الّتي تعمل في الطّبقات الدّنيا من الشّبكة ونصعد إلى البروتوكولات الأكثر تجريدًا (الطّبقات العليا). 1- التّحكّم في الوصول إلى الوسائط Media Access Control, MACيُستخدَم لتمييز الأجهزة الطّرفيّة. يُفترَض أن يكون لدى كلّ جهاز طرفيّ عنوان وحيد يُمنَح له عند تصنيعه؛ يُسمَّى عنوان MAC، ويُمكّن من تعريفه ضمن الشّبكة. تسمح عنونة العتاد عن طريق عناوين MAC بالإشارة إلى الجهاز الطّرفيّ بقيمة وحيدة لا تتغيّر حتّى ولو استخدمت البرامج اسمًا آخر لتعريف الجهاز أثناء عملها. يعمل بروتوكول التّحكّم في الوصول إلى الوسائط ضمن طبقة الوصلة، وربّما يكون البروتوكول الوحيد من هذا المستوى الّذي ستجد الفرصة للتّعامل معه دوريًّا. 2- بروتوكول الإنترنت Internet protocol, IPوهو أحد البروتوكولات الأساسيّة الّتي تعمل عليها شبكة الإنترنت. يعمل بروتوكول الإنترنت مع عناوين IP، وهي فريدة في كلّ شبكة، ممّا يسمح للأجهزة بالتّواصل في ما بينها عبر الشّبكة. يُنفَّذ ابروتكول الإنترنت على مستوى طبقة التّوصيل ضمن نموذج TCP/IP. يجب عند ربط الشّبكات في ما بينها، توجيه البيانات عند عبورها حدود الشّبكة. يفترض ابروتكول الإنترنت أنّ الشّبكة غير موثوقة؛ ووجود مسارات متعدّدة يُمكن التّغيير ديناميكيًّا بينها للوصول إلى الوجهة. يُنفَّذ ابرتوكول IP عمليًّا بصيّغ عديدة أشهرها اليوم هو الإصدار الرّابع من البروتوكول IPv4، إلاّ أنّ الإصدار السّادس IPv6 يزداد شعبيةً يومًا بعد يوم نظرًا للشّح المتزايد في عناوين الإصدار الرابع المتوفّرة، والتّحسينات المُضافة إلى إمكانيّات البروتوكول. 3- بروتوكول رسائل التّحكّم في الإنترنت Internet control message protocol, ICMPيُستخدَم لإرسال رسائل بين الأجهزة الطّرفيّة للإشعار بحالتها من حيث التّوفّر ووجود أخطاء وطبيعتها. تُستخدَم حزم ICMP في أدوات تشخيص الشّبكة مثل traceroute وping. تُرسَل حزم ICMP عادةً عند ما تواجه حزمة من نوعيّة أخرى مشكلة أثناء النّقل، أيّ أنّ حزم ICMP هي في الواقع آليّة للتّعليق على الاتّصالات عبر الشّبكة. 4- بروتوكول التّحكّم في الإرسال Transmission control protocol, TCPيُؤسّس بروتوكول TCP لاتّصالات موثوقة ويعمل في طبقة النّقل من نموذج TCP/IP. يغلّف بروتوكول TCP البياناتِ ضمن حزم ثمّ يرسلها إلى المستقبِل على الطّرف الآخر من الاتّصال عبر الوسائل المتوفّرة في الطّبقات الأدنى. يتأكّد ابروتوكول TCP في الطّرف المستقبل من عدم وجود أخطاء أثناء النّقل وقد يُعيد طلب بعض الحزم ثمّ يُجمّع البيانات في رسالة واحدة لإرسالها إلى طبقة التّطبيق. يُنشئ بروتوكول TCP، قبل البدء بنقل البيانات، اتّصالًا عبر آليّة تُعرَف بالمصافحة الثّلاثية Three-way handshake. تمكّن هذه الآلية طرفيْ الاتّصال من الإقرار باستلام الطّلبات والاتّفاق على طريقة لضمان موثوقيّة البيانات. بعد اكتمال نقل البيانات يُنهى الاتّصال عبر آليّة مشابهة تُدعَى المصافحة الرّباعيّة. تعتمد الكثير من استخدامات الإنترنت على بروتوكول TCP. نذكر منها الويب WWW، نقل الملفّات عبر FTP، والبريد الإلكتروني. يُمكن القول دون كثير من المجازفة أنّ الإنترنت الّتي نعرفها اليوم لم تكن لتوجد لولا ابروتوكول TCP. 5- بروتوكول مخطَّط بيانات المستخدِم User datagram protocol, UDPيعمل مثل TCP في طبقة النّقل. الفرق الأساسيّ بين الاثنين أنّ UDP ،على العكس من TCP، لا يضمن موثوقيّة النّقل؛ فلا يتأكّد من استلام الطّرف الآخر في الاتّصال للبيانات. قد يبدو من الوهلة الأولى ألّا فائدة من بروتوكول UDP، فهو لا يوفّر آليّة لضمان الموثوقيّة؛ إلّا أنّه مهمّ جدًّا لتأديّة بعض الوظائف. بروتوكول UDP أسرع بكثير من TCP، فهو لا يحتاج للانتظار للتّأكّد من استلام حزمة البيانات، وإعادة إرسالها في حال عدم الاستلام. كما أنّه لا يؤسّس لاتّصال مع وِجهة البيانات بل يكتفي بإلقائها إليه ولا يهتمّ هل يقبلها أم لا. تُفيد سهولة المعاملة الّتي يعرّفها UDP في التّواصل غير المعقَّد مثل طلب موارد على الشّبكة. لا يحتفظ ابروتوكول بمعلومات عن حالة الاتّصال ممّا يجعل منه خيّارًا مناسبًا لإرسال البيانات من جهاز واحد إلى عملاء عديدين في الوقت الحقيقي Real time clients. تجعل هذه الميزات من UDP الخيّار الأمثل لبرامج VoIP (الصّوت عبر ابروتوكول الإنترنت، Voice over IP)، الألعاب، والتّطبيقات الأخرى الّتي لا تحتمل الانتظار. 6- بروتوكول نقل النّصوص التّشعبيّة Hypertext transfer protocol, HTTPيعرَّف هذا البروتوكول على مستوى طبقة التّطبيق، ويكوّن الأساس للتّواصل عبر الويب. يعرّف HTTP دوالّ مختلفة لإخبار النّظام البعيد مالّذي يطلُبه المستخدِم. نذكر منها على سبيل المثال POST، GET و DELETE الّتي تتعامل كلّها مع البيانات المطلوبة ولكنّ بطُرق مختلفة. 7- بروتوكول نقل الملفّات File transfer protocolيعمل على مستوى طبقة التّطبيق، ويوفّر طريقة لنقل ملفّات كاملة من مستضيف إلى آخر. يجب الانتباه إلى أنّ بروتوكول FTP غير آمن ويجب ألّا يُستخدَم في أي شبكة معروضة للعموم إلّا إذا كان على خادوم لا يقبل سوى تنزيل الملفّات. 8- نظام أسماء النّطاقات Domain name system, DNSيُنفَّذ على مستوى طبقة التّطبيق من أجل تعريف آليّة توفّر تسميّات يسهُل تذكّرها للموارد على شبكة الإنترنت. تعطي هذه الآليّة إمكانيّة ربط اسم نطاق بعنوان IP وتسمح بتصفّح موقع عبر إدخال اسمه في المتصفّح. للمزيد راجع مقال مقدّمة إلى مُصطَلحات وعناصر ومفاهيم نظام أسماء النطاقات 9- بروتوكول الصّدفة الآمنة Secure Shell, SSHيعمل بروتوكول SSH على مستوى طبقة التّطبيق ويُستخدَم للتّواصل مع خادوم بعيد بطريقة آمنة تُعمّي Encrypt البيانات. تعتمد تقنيّات عديدة على SSH نظرًا لتوفّره على التّعميّة من طرف إلى طرف End-to-end وشيوع استخدامه. توجد الكثير من البروتوكولات الأخرى المهمّة الّتي لم تُذكَر في هذا الدّرس؛ إلّا أنّ المذكور منها هنا يُعطي نظرة عامّة حول أهم التّقنيّات الّتي تجعل من الإنترنت واقعًا وتسمح للأجهزة بالتّواصل في ما بينها. خاتمةيجب أن تُدرك بانتهاء هذا الدّليل بعض المفهيم الأساسيّة لعمل الشّبكات ممّا يمنحك القدرة على فهم كيف تتواصل مختلف عناصر الشّبكات في ما بينها؛ الأمر الّذي يُساعدك على فهم مقالات أخرى عن الموضوع أو مستندات التّوثيق الموجودة في النّظام. ترجمة بتصرّف لمقال An Introduction to Networking Terminology, Interfaces, and Protocols.