نظريات وطرق الاتصال في الشبكات
سنتناول في هذا الفصل نظريات الاتصال في داخل ألشبكه والمواضيع التي يجب معرفتها لذلك هي:
الدخول إلى الوسائط Media Access , الإشارة Signaling ,النقل Transmission وميكانيكية الاتصال .
3-1 النقل Transmission :
3-1-1 Unicast Transmission: نقل البيانات من مصدر محدد إلى هدف محدد والجهاز الذي يقوم بهذه العملية هو Switch ويتجاهل جميع الأجهزة الباقية على ألشبكه.
3-1-2 Broadcast Transmission : من المصدر إلى جميع الأجهزة الموجودة وهذه هي طريقة عمل إلHub ويستخدم هذا النوع حاليا في الكشف عن الخدمات الموجودة في ألشبكه مثل DHCP وفي بعض السير فرات لكي تعلن عن وجودها على ألشبكه.
3-1-3 Multicast Transmission : أكثر من جهاز هم من يستلمون وليس الكل ومثالها عندما يرسل السير فر إلى مجموعه معينه على ألشبكه ويتجاهل باقي المجموعات على نفس ألشبكه.
3-2 الدخول إلى الوسائط Media Access :
وهي عبارة عن نوع التخويل الذي يستخدمه الكومبيوتر للإرسال أو استخدام الوسيط وأنواعه:
3-2-1 الدخول التصادمي أو التنافسي Contention-Based :
اتصال مباشر بين الكومبيوتر والوسيط ولا يوجد جهاز مركزي ينظم عمليه الدخول لذلك فهو نوع غير مسيطر عليه من مساوئه زحمه في الوسيط Traffic وتصادم البيانات ولكنه سهل الإعداد.
3-2-2 الدخول المحدد Deterministic or Controlled :
دخولا مسيطرا عليه ومحدد ويحتاج إلى جهاز مركزي لكي ينظم عملية الدخول.
أنواعه:
3-2-2-Multiplexing 1 : يقوم بجمع الإشارات ثم يقوم بنقلها وعلى طريقتين :
1-TDM Time Division Multiplexing كل عقده لها وقت دخول محدد ولفترة محدده.
2-FDM Frequency Division Multiplexing ترسل البيانات كل واحده بتردد مختلف وتستخدم كل عقده قناة نقل مختلفة في نفس الوسيط.
3-2-2-Polling 2 : يعمل حسب المواصفات العالمية IEEE 802.12 , 100VG Anylan وهناك جهاز مركزي يتصل بكل العقد ويفحص وجود أي جهاز يريد استخدام الوسيط وفيه خاصية تسمى Demand أي إن كل جهاز يرسل حالته إذا كان لديه رغبة في استخدام الوسيط ويقوم إلHub بالتقاط الإشارة وعلى أساسها يقوم باعطاءه الاولوية .
هنا ستصادفنا مشكله إلا وهي انه إذا كان أكثر من جهاز أو كل الأجهزة تريد استخدام الوسيط فكيف سيكون التصرف الجواب هو انه بالمقابل هناك خاصية أخرى اسمها Safe Guard في داخل البروتوكول تقوم بتجنب هذه الحالة.
3-2-2-Token-Based 3 : تعمل حسب المواصفات العالمية أو مقاييس IEEE 802.5 , IEEE 802.4 , IBM والToken هي إشارة تطلق في الوسيط ويتم التقاطها من قبل العقدة التي تريد استخدام الوسيط وبعد إن تنتهي العقدة من عملها تقوم بإطلاقها مرة ثانيه ليتم التقاطها من قبل عقده اخري تحتاجها وتسمى الشبكات التي تعتمد هذه ألطريقه ب Token Ring وكلن من مساوئها انه يجب توفر برنامج معقد على كل عقده لكي ينظم العملية ولكنها فعاله في الشبكات المزدحمة High Traffic .
3-2-2-CSMA/CD 4 : تعتمد مقاييس IEEE 802.3 وتستخدم في شبكات Ethernet ونلخص عملها بهذه الخطوات المتسلسلة:
1-جهاز يريد الإرسال.
2-يتحسس الناقل أو الوسيط.
3-يبدأ الإرسال إذا لم يتحسس شئ .
4- إذا قام جهازان بالإرسال يحصل تصادم.
5- عند حصول التصادم يقوم كل جهاز بانتظار وقت عشوائي يقدر بالملي ثانيه يسمى Back-off لكي يعاود الإرسال.
3-2-2-CSMA/CA 5 :
1- تود عقده الإرسال .
2- تفحص وجود الناقل .
3- ترسل إشارة استطلاع Jam Signal .
4- تنتظر العقدة وصول الإشارة إلى جميع العقد .
5- ترسل بياناتها .
6- إذا كانت أكثر من إشارة استطلاع تدمر واحده الاخري وبعد فترة عشوائية لكل منهم يقوم الجهازان بالإرسال بوقتين مختلفين.
تعريف
مجالات التصادم Contention Domain المجال الذي يتولد في شبكات التصادم غير المسيطر عليها ولتجنب التصادمات تقسم ألشبكه إلى عدة مجالات للتخفيف من اثر التصادم .
3-3 الإشارات Signaling :
3-3-1 الإشارات التمثيلية Analog Signal : اشاره كهربائية تتذبذب في الوقت بين القمة والتقعر , حجمها وشكلها يصف البيانات التي تحملها .
3-3-2 الإشارات الرقمية Digital Signal : إشارة ذات قيم ثابتة بين الصفر والواحد
تعريف
Oscilloscope : وهو الجهاز الذي يقوم برسم الموجه وقياسها.
Modulation & Demodulation : تحويل الاشاره من رقميه إلى تمثيلية وبالعكس ولكن الحقيقة هو إن الإشارة لاتتحول بل أنها تحمل على اشاره ثانيه أقوى منها أو تفصل من تلك الاشاره .
وهاتان العمليتان تحصلان في جهاز المودم إذا انه يقوم بتحميل الإشارة الرقمية ألخارجه من الكومبيوتر فوق إشارة خط الهاتف التمثيلية لأنها اشاره قوية وطويلة ولاتتاثر بالمسافة والاشاره الرقمية تحمل فوقها لكي ننقلها إلى مسافات ابعد .
وبالعكس عندما يقوم بالاستلام فانه يفصل الاشاره الرقمية من إشارة التلفون التمثيلية ويقوم بإرجاعها رقميه مثل الأول ومن هاتان العمليتان تم اشتقاق اسم مودم Modem .
وتمسى البرامج أو الرقائقChips التي تقوم بهذه العملية ADCs/DACs .
النقل الرقمي للبياناتDigital Data Transmission :
نوعان رئيسيان هما:
1- On-off keying : وتكون بطيئة مثل إلSerial .
2- Manchester Encoding : وتكون سريعة ومثالها إل Ethernet .
Serial : يقوم بنقل بت واحد في الوقت الواحد ومثاله فارة الحاسبة Mouse ولوحة المفاتيح Keyboard والمودم واغلب أنواع الشبكات.
Parallel : يقوم بنقل عدة بتات في نفس الوقت ويستخدم عدة خطوط نقل ومثال عليه PCI , Printer , SCSI , PC card , System Bus .
ويعتمد إلSerial وال Parallel خاصية تصحيح الأخطاء التي تحدث إثناء النقل.
Baseband : يستخدم وسيط مفرد ويستخدم كل الحزمة وهو عبارة عن نبضات أو إشارات ضوئية ويستخدم إلTDM ويعتمد الإشارة الرقمية.
: Broadband يستخدم قسم من الوسيط وقسم من الحزمة وليس جميعها وهو موجات الكترومغناطيسية أو إشارات طاقه ضوئية ويستخدم إل FDM لكي يرسل ويستقبل .
3-4 ميكانيكية الاتصال Connection Mechanism :
قبل ان يتم نقل البيانات يجب ان يكون هناك اتصال بين العقد وانواعه هي:
3-4-Simplex 1 : اتصال باتجاه واحد ويستخدم كل الحزمة مثال عليه البث الراديوي والتلفزيوني الاتصالات المتسلسله القديمه Old Serial Connections بين الحاسبات.
3-4-2 Half Duplex : اتصال باتجاهين غير متزامن ولكن باتجاه واحد وليس الاتجاهان بنفس الوقت ويستخدم كل الحزمة مثاله الهوكي توكي وموجات الراديو الخاصه.
3-4-3 Full Duplex : اتصال باتجاهين متزامن بنفس الوقت اي انه يرسل ويستقبل بنفس الوقت يستخدم عدة قنوات او كل القنوات مثاله التلفون .
3-4-4 Point-to-Point : اتصال مباشر بين عقدتين مثاله المودم والحاسبه الفرعيه المتصلة بسيرفر او خادم.
3-4-5 Multi Point : اتصال بين عدة عقد وتكون الاشاره هنا عامه ومسوحه لجميع العقد التي تستخدم نفس الوسيط مثاله هو اكثر الشبكات حاليا مثل النجمه Star و ال Bus .
3-4-6 Radiated Connections : وهو البث اللاسلكي والWireless Point-to-Point وال Wireless Multi Point ومثاله هو الشبكات اللاسلكيه والاشعه تحت الحمراء والWiFi .
المفضلات