نات (ترجمة عنوان الشبكة) هي تقنية تستخدم في الشبكات لتحويل عناوين إب بين شبكة داخلية محلية وشبكة إنترنت خارجية. ويستخدم على نطاق واسع في الشبكات المنزلية والشركات لتوصيل الأجهزة مع عناوين إب المحلية إلى عناوين إب الإنترنت العالمية.
طبقات نموذج أوسي هي بنية من سبعة مستويات مصممة لوصف جوانب مختلفة من شبكات الكمبيوتر. كل طبقة من نموذج أوسي يؤدي وظائف معينة ويستخدم بروتوكولاتها الخاصة لنقل البيانات. في سياق نات ، وتقع أعمالها على المستويين الرابع والخامس من نموذج أوسي — الشبكة والنقل.
في المستوى الرابع ، وظائف نات باستخدام بروتوكولات طبقة النقل مثل تكب (بروتوكول التحكم في الإرسال) و أودب (بروتوكول مخطط بيانات المستخدم). نات ينفذ عنوان إب متعددة وترجمة الميناء لضمان الاتصال بين الشبكات الخارجية والداخلية. يسمح هذا لأجهزة متعددة داخل شبكة محلية باستخدام عنوان إب مشترك واحد للتواصل مع الشبكات الخارجية.
في المستوى الخامس ، يعمل نات مع بروتوكولات طبقة التطبيق مثل هتب (بروتوكول نقل النص التشعبي) وبروتوكول نقل الملفات (بروتوكول نقل الملفات). نات يترجم عناوين إب والمنافذ في رؤوس الحزم المرسلة عبر هذه البروتوكولات لضمان تسليم البيانات المناسبة بين الأجهزة داخل الشبكة المحلية والخوادم الخارجية.
وهكذا ، نات يؤدي وظائفه على المستويين الرابع والخامس من نموذج أوسي ، وتوفير عنوان إب وترجمة الميناء للاتصال بين الشبكات الداخلية والخارجية.
- ما هو نموذج أوسي ولماذا هو مطلوب?
- المستويات الرئيسية لنموذج أوسي
- كيف يعمل نات ولماذا استخدامه?
- مستويات نموذج أوسي والاتصالات نات
- مستوى النقل ونات
- طبقة الشبكة و نات
- الاستنتاجات
ما هو نموذج أوسي ولماذا هو مطلوب?
نموذج أوسي (الربط البيني للأنظمة المفتوحة) هو معيار طورته المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (إسو) الذي يصف بنية الشبكة والبروتوكولات للتفاعل بين شبكات الكمبيوتر. إنه نموذج مفاهيمي يقسم عملية نقل البيانات على الشبكة إلى سبعة مستويات ، كل منها مسؤول عن وظيفته الخاصة.
تم تطوير نموذج أوسي لتسهيل تطوير وفهم بروتوكولات الشبكة ، وكذلك لضمان التوافق والتفاعل بين مختلف أجهزة الشبكة والأنظمة. إنه بمثابة الأساس لتطوير وتنفيذ بروتوكولات ومعايير اتصالات الشبكة.
كل طبقة من نموذج أوسي تؤدي وظائف معينة ، والتي تضمن معا نقل البيانات من المرسل إلى المستلم. يوجد أدناه وصف موجز لكل مستوى:
- الطبقة المادية (الطبقة 1): مسؤولة عن نقل البتات الخام من خلال وسيط اتصال مادي مثل سلك أو قناة لاسلكية.
- طبقة الارتباط (الطبقة 2): توفر نقلا موثوقا للبيانات بين الأجهزة داخل شبكة محلية باستخدام العناوين الفعلية.
- طبقة الشبكة (الطبقة 3): مسؤولة عن توجيه حزم البيانات عبر الشبكة ، مما يسمح لها بالوصول إلى وجهتها.
- طبقة النقل (الطبقة 4): يوفر وظائف تسليم البيانات بين نقاط النهاية ، بما في ذلك التجزئة والتحكم في التدفق واكتشاف الأخطاء.
- طبقة الجلسة (الطبقة 5): تنشئ وتحافظ وتنهي جلسات الاتصال بين الأجهزة.
- مستوى العرض (الطبقة 6): تعمل في ترميز وضغط وتنسيق البيانات للإرسال بين الأجهزة.
- طبقة التطبيق (الطبقة 7): توفر واجهة لتفاعل التطبيقات التي تعمل على أجهزة مختلفة.
يساعد نموذج أوسي المطورين والمهندسين على تقسيم عمليات الاتصال المعقدة إلى مكونات أبسط ، مما يسهل تطوير وتصحيح بروتوكولات الشبكة. كما يسمح للأجهزة والأنظمة المختلفة بالتفاعل ومشاركة البيانات ، حتى لو تم تطويرها من قبل جهات تصنيع مختلفة واستخدام تقنيات مختلفة.
في الختام ، يلعب نموذج التفتيش الموقعي دورا مهما في فهم وتطوير بروتوكولات الشبكة. يوفر إطارا موحدا لمعايير اتصالات الشبكة ويضمن التوافق بين الأجهزة والأنظمة المختلفة.
المستويات الرئيسية لنموذج أوسي
نموذج أوسي (الربط البيني للأنظمة المفتوحة) هو نموذج قياسي من سبع طبقات يستخدم لوصف تشغيل شبكات الكمبيوتر. تم تطويره من قبل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (إسو) في عام 1984.
في المجموع ، يتكون نموذج أوسي من سبعة مستويات ، كل منها يؤدي وظائف ومهام معينة لتسليم البيانات من المصدر إلى الوجهة. يتم عرض المستويات الرئيسية لنموذج أوسي أدناه:
- الطبقة المادية هي أدنى مستوى من نموذج أوسي. وهي مسؤولة عن إرسال إشارة بيانات مادية عبر وسيط مادي مثل الأسلاك أو الألياف الضوئية أو موجات الراديو. تعمل الأجهزة مثل المحاور والكابلات وأجهزة إعادة الإرسال على هذا المستوى.
- طبقة ارتباط البيانات-توفر هذه الطبقة نقلا خاليا من الأخطاء للبيانات بين عقدتين متجاورتين للشبكة ، بالإضافة إلى التحكم في الوصول إلى وسيط نقل البيانات. تعمل بطاقات الشبكة والمفاتيح والجسور هنا.
- يتم تنفيذ وظائف توجيه طبقة الشبكة وإدارة تدفق البيانات على هذا المستوى. تعمل بروتوكولات معالجة بروتوكول الإنترنت والتوجيه على هذا المستوى. أجهزة التوجيه هي أجهزة طبقة الشبكة الرئيسية.
- طبقة النقل-وهي مسؤولة عن ضمان نقل البيانات الموثوق به من المصدر إلى الوجهة. تعمل بروتوكولات تكب (بروتوكول التحكم في الإرسال) و أودب (بروتوكول مخطط بيانات المستخدم) على هذا المستوى. يتم تمثيل الخوادم على مستوى النقل ببروتوكولات بروتوكول نقل الملفات وبروتوكولات هتب.
- طبقة الجلسة-مهمتها هي إدارة إنشاء وصيانة وإنهاء جلسات الاتصال بين العقد. أمثلة من البروتوكولات التي تعمل على مستوى الدورة هي نيتبيوس و سش.
- طبقة العرض التقديمي-تتمثل المهمة الرئيسية لهذه الطبقة في تحويل وترميز بيانات طبقة الشبكة إلى تنسيق مناسب للإرسال. كما يوفر لطبقة التطبيق القدرة على العمل مع البيانات ، بغض النظر عن تمثيلها المحدد. على مستوى العرض ، بروتوكولات مثل جبيغ و مبيغ العمل.
- طبقة التطبيق هي الطبقة العليا من نموذج أوسي. يوفر واجهة لتطبيقات المستخدم ، مما يسمح لهم بمشاركة البيانات مع بعضهم البعض. البروتوكولات مثل هتب ، فتب ، سمتب و دنس تتوافق مع هذا المستوى.
كل طبقة من نموذج أوسي تؤدي وظائفها الخاصة ولها بروتوكولاتها الخاصة لضمان نقل البيانات موثوق بها. يتيح التعاون على جميع المستويات تنظيم نقل المعلومات في شبكات الكمبيوتر بكفاءة وموثوقية.
كيف يعمل نات ولماذا استخدامه?
نات (ترجمة عنوان الشبكة) هي تقنية تسمح لك بتحويل عناوين إب لحزم البيانات عند المرور عبر جهاز شبكة مثل جهاز التوجيه. يستخدم نات لترجمة عناوين إب من الحزم الواردة والصادرة ، والذي يسمح لأجهزة متعددة داخل الشبكة المحلية لاستخدام عنوان إب عام واحد.
دعونا نلقي نظرة على مثال لفهم أفضل لما يستخدم نات. نات يسمح لأجهزة متعددة على شبكة محلية لتبادل المعلومات على شبكة الإنترنت باستخدام عنوان إب عام واحد. بدون نات ، سيتطلب كل جهاز على الشبكة المحلية عنوان إب الخاص به ، وهو مورد كثيف الموارد ومحدود.
عندما يرسل جهاز من شبكة محلية حزمة بيانات إلى الإنترنت ، يغير نات عنوان إب المصدر للحزمة إلى عنوان إب العام للموجه. عند تلقي استجابة من خادم خارجي ، يقوم جهاز التوجيه مرة أخرى بتغيير عنوان إب في الحزمة لمطابقة عنوان إب الأصلي للجهاز داخل الشبكة المحلية.
نات التكنولوجيا لديها العديد من المزايا:
- توفير الموارد: يؤدي استخدام نات إلى توفير الموارد المحدودة لعناوين إب العامة من خلال السماح لأجهزة متعددة على شبكة محلية باستخدام عنوان إب مشترك واحد.
- زيادة الأمن: نات يمكن أن تكون بمثابة طبقة إضافية من الأمن عن طريق إخفاء عناوين إب من الأجهزة الداخلية من الشبكة الخارجية.
- تنظيم مساحات عناوين إب الداخلية: نات يسمح باستخدام عناوين إب الداخلية في شبكة لا يمكن توجيهها إلى الشبكات الخارجية. هذا يسمح لك باستخدام عدد غير محدود من عناوين إب داخل شبكة محلية دون انتهاك تفرد عناوين إب المتاحة عالميا.
ومع ذلك ، فإن نات لديها أيضا بعض القيود:
- دعم محدود لبعض البروتوكولات: قد تواجه بعض البروتوكولات ، مثل إيبسيك وبروتوكول نقل الملفات ، مشاكل في المرور عبر نات بسبب التغييرات في عناوين إب في حزم البيانات.
- اتصالات واردة محدودة: افتراضيا ، نات لا يسمح لك لبدء الاتصالات الواردة من شبكة خارجية ، لذلك الأجهزة الخارجية لا يمكن بدء اتصال مع الأجهزة داخل الشبكة المحلية دون تكوين قواعد إضافية وإعادة توجيه المنفذ.
- تحديد محدود للأجهزة الطرفية: يخفي نات عناوين إب المصدر للأجهزة الداخلية ، مما يجعل من الصعب تحديد جهاز معين عن طريق عنوان إب فقط.
بشكل عام ، نات يلعب دورا هاما في تقنيات الشبكة ويسمح الاستخدام الفعال لعناوين إب ، وضمان الأمن والراحة لتبادل بيانات الشبكة.
مستويات نموذج أوسي والاتصالات نات
نموذج أوسي (الربط البيني للأنظمة المفتوحة) هو مخطط قياسي لفصل وظائف بروتوكولات الشبكة. يتكون من 7 مستويات ، كل منها يؤدي مهام معينة عند تبادل البيانات بين الأجهزة على الشبكة.
ينبغي أن يكون مفهوما أن نات (ترجمة عنوان الشبكة) هي واحدة من الآليات المستخدمة لتحويل عناوين إب في الحزم التي تمر عبر جهاز الشبكة. نات يسمح لأجهزة الشبكة مثل أجهزة التوجيه لإعادة توجيه الحزم بين الشبكة المحلية والشبكة الخارجية ، وإخفاء معرفات الشبكة.
الآن دعونا ننظر إلى أي مستوى من نموذج أوسي نات يعمل في:
- الطبقة المادية (الطبقة 1): تطبق هذه الطبقة الخصائص الفيزيائية لنقل البيانات عبر كبل الشبكة أو وسائل الاتصال المادية الأخرى. نات لا تؤدي وظائف على هذا المستوى.
- طبقة القناة (الطبقة 2): هذه الطبقة مسؤولة عن نقل البيانات داخل شبكة محلية باستخدام عناوين شبكة ماك. نات هو أيضا غير صالح على هذا المستوى.
- طبقة الشبكة (الطبقة 3): في هذا المستوى ، يتم توجيه الحزم وإنشاء الاتصالات بين الشبكات. يعمل نات على مستوى الشبكة ، وهذا هو المكان الذي يتم فيه إعادة توجيه الحزمة واستبدال عنوان إب.
- طبقة النقل (الطبقة 4): هذه الطبقة مسؤولة عن تسليم البيانات الموثوقة بين الأجهزة. نات لا يؤثر على تشغيل طبقة النقل.
- مستوى الجلسة (الطبقة 5): يتم إنشاء جلسات الاتصال بين الأجهزة والحفاظ عليها على هذا المستوى. نات لا تتداخل مع تشغيل طبقة الدورة.
- الطبقة التمثيلية (الطبقة 6): هذه الطبقة مسؤولة عن تحويل البيانات إلى تنسيق مفهوم للتطبيق. نات ليس لديه تفاعل مع المستوى التمثيلي.
- طبقة التطبيق (الطبقة 7): تحتوي هذه الطبقة على تطبيقات تستخدم اتصالات الشبكة. نات لا يؤثر على تشغيل طبقة التطبيق.
وهكذا ، نات تعمل في طبقة الشبكة من نموذج أوسي (طبقة 3) ، حيث يتم إعادة توجيه الحزم ويتم استبدال عناوين إب. تبقى المستويات المتبقية من نموذج أوسي غير متأثرة نات.
مستوى النقل ونات
طبقة النقل (الطبقة الثالثة من نموذج أوسي) هي المسؤولة عن نقل البيانات بين الأجهزة الطرفية على الشبكة. بروتوكولات مثل تكب (بروتوكول التحكم في الإرسال) و أودب (بروتوكول مخطط بيانات المستخدم) تعمل على هذا المستوى ، والتي توفر تسليم البيانات موثوقة أو غير موثوق بها ، على التوالي.
ترجمة عنوان الشبكة (نات) ، أو ترجمة عنوان الشبكة ، هي تقنية تسمح لك بربط عناوين إب الخاصة للشبكة بعناوين إب العامة لشبكة خارجية. يتم تنفيذ نات باستخدام جهاز بوابة نات (مثل جهاز التوجيه) ويسمح لأجهزة متعددة بمشاركة عنوان إب عام واحد.
على مستوى النقل ، تعمل نات على أساس الموانئ ، وهي معرفات لتطبيق أو خدمة معينة. يغير منفذ المصدر للمرسل ويستبدله بمنفذ جديد ، ويتذكر أيضا هذا الاتصال في جدول بوابة نات. وبهذه الطريقة ، يحافظ نات على تفرد عنوان إب من خلال السماح لأجهزة متعددة من الشبكة المحلية لاستخدام نفس عنوان إب للاتصال بشبكة خارجية.
استخدام نات على مستوى النقل يسمح لك لحل مشكلة نقص عناوين إب العامة وتوفير الوصول إلى الإنترنت لجميع الأجهزة على الشبكة. بفضل نات ، يتم تحويل عناوين إب الخاصة بسهولة إلى عناوين إب العامة أثناء نقل البيانات عبر حدود الشبكة.
ومع ذلك ، يمكن نات إدخال الكمون والحد من عرض النطاق الترددي للشبكة بسبب الحاجة إلى تغيير المنافذ وإنشاء اتصالات مناسبة في جدول بوابة نات. هذا يمكن أن يكون له تأثير على سرعة وأداء الاتصال.
وهكذا ، نات على مستوى النقل يلعب دورا هاما في ضمان التوجيه السليم والوصول إلى الشبكة للأجهزة داخل شبكة خاصة. انها تسمح لك لتبادل البيانات بسهولة على الشبكة ، مع الحفاظ على تفرد وسلامة عناوين إب.
طبقة الشبكة و نات
على مستوى الشبكة (طبقة الشبكة) من نموذج أوسي ، نات (ترجمة عنوان الشبكة) يعمل ، الذي يترجم عناوين الشبكة من حزم البيانات إلى شبكات إب.
تستخدم البروتوكولات على مستوى الشبكة عناوين الشبكة لتحديد العقد النهائية في الشبكة ، مثل عناوين إب في شبكات إيبف 4 أو إيبف 6. عندما يتم إرسال حزمة بيانات من عقدة واحدة في الشبكة إلى عقدة أخرى ، فإنه يحتوي على عنوان إب المصدر للمرسل وعنوان الوجهة للمستلم. ومع ذلك ، في حالة استخدام نات ، قد يتم تغيير عنوان المرسل أو المستلم أثناء الإرسال.
ويستند تشغيل نات على مبدأ إخفاء عناوين إب المحلية للشبكة في عنوان إب عالمي خارجي. وينطبق هذا بشكل خاص في الحالات التي تحتوي فيها الشبكة المحلية الداخلية على مجموعة محدودة من عناوين إب ، وتستخدم الشبكة الخارجية عناوين عالمية موزعة بحرية.
عند استخدام نات ، يتم استبدال عنوان الشبكة لمرسل حزمة البيانات بعنوان إب العالمي لجهاز التوجيه أو جدار الحماية تنفيذ نات. عند استلام حزمة ، يمكن أيضا تغيير عنوان الوجهة مرة أخرى إلى العنوان المحلي للمستلم.
وتشمل فوائد استخدام نات زيادة كفاءة استخدام مجموعة محدودة من عناوين إب ، وتحسين أمن الشبكات ، وضمان توافق الشبكة من مختلف البروتوكولات.
وتشمل الأنواع الرئيسية من نات ثابت نات ، الذي يوفر ترجمة عنوان إب ثابتة بين الشبكة المحلية والعالمية ، ودينامية نات ، الذي يعين حيوي عناوين إب العالمية للعملاء عند الاتصال بالشبكة الداخلية.
وبالتالي ، نات يلعب دورا هاما على مستوى الشبكة من نموذج أوسي ، وتوفير ترجمة عنوان إب وإخفاء لنقل البيانات بكفاءة وآمنة على الشبكة.
الاستنتاجات
في هذه المقالة ، درسنا في أي مستوى من نموذج أوسي نات يعمل.
بناء على مبادئ عملية نات ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:
- نات ينفذ تحويلات عنوان إب على حدود الشبكة.
- الغرض الرئيسي من نات هو توسيع مساحة عنوان آي بي في 4 المتاحة ، حيث أن كمية عناوين آي بي المتاحة محدودة وقد يتم استنفادها.
- يستخدم نات لتحويل عناوين إب المحلية إلى عناوين عالمية والعكس بالعكس.
- يتم إجراء نات على المستوى الرابع من نموذج أوسي ، وهذا هو ، على مستوى بروتوكول النقل.
- باستخدام نات ، يمكنك حماية الشبكات المحلية ، لأنه يخفي معلومات حول عناوين إب الحقيقية من الشبكات الخارجية.
- نات يمكن تنفيذها على حد سواء على جهاز التوجيه وعلى الجهاز نفسه متصلا بالشبكة.
بشكل عام ، نات هو أداة هامة لضمان الاتصال بين الشبكات المحلية والإنترنت العالمية ، فضلا عن الاستخدام الفعال للمساحة عنوان محدودة.