الربط البيني للأنظمة المفتوحة (أوسي) هو هيكل نموذج شبكة الكمبيوتر الذي يحدد ويصف كيفية نقل البيانات بين الأجهزة. في هذا النموذج ، تنقسم الشبكة إلى سبعة مستويات ، لكل منها وظيفتها ومهامها الخاصة. دعنا نتعرف على هذه المستويات ونكتشف المهام التي يؤدونها عند نقل البيانات.
- المستوى المادي
- مستوى القناة
- طبقة الشبكة
- مهام مستويات أوسي في نقل البيانات
- مستوى نقل البيانات المادية
- مستوى وصول القناة إلى وسيط نقل البيانات
- طبقة توجيه بيانات الشبكة
- مستوى نقل بيانات النقل
- مستوى إدارة جلسة نقل البيانات
- مستوى عرض البيانات
المستوى المادي
ويسمى المستوى الأول من نموذج أوسي المادية. وهي مسؤولة عن نقل الإشارة عبر وسائط الاتصال المادية مثل الزوج الملتوي أو الألياف الضوئية. في هذا المستوى ، يتم تحويل الإشارات إلى نبضات كهربائية ونقلها عبر وسيط اتصال.
مستوى القناة
طبقة القناة مسؤولة عن نقل البيانات الموثوق به بين الأجهزة على الشبكة المحلية. يدير العنونة ويدير تدفق البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنفيذ مهام التحكم في الأخطاء وتصحيح الأخطاء على هذا المستوى ، مما يضمن موثوقية وسلامة البيانات المرسلة.
طبقة الشبكة
طبقة الشبكة ، الطبقة الثالثة من نموذج أوسي ، هي المسؤولة عن توجيه وإعادة توجيه حزم البيانات بين الشبكات المختلفة. يحدد كيفية إرسال حزم البيانات ونقلها من المرسل إلى المستلم من خلال عقد الشبكة المختلفة. هذا المستوى أساسي لتشغيل الشبكة ككل ويضمن عملها.
مهام طبقة أوسي في نقل البيانات
طبقات أوسي (الربط البيني للأنظمة المفتوحة) هي سبع طبقات قياسية تؤدي المهام بشكل مشترك عند نقل البيانات عبر الشبكة. يؤدي كل مستوى وظيفة محددة لضمان تبادل المعلومات بشكل موثوق وفعال.
- الطبقة المادية: تتعامل هذه الطبقة مع الجوانب المادية لنقل البيانات ، مثل الإشارات الكهربائية والبتات. يحدد خصائص وسيط النقل المادي ، مثل الكابلات والموصلات وبروتوكولات نقل البيانات.
- طبقة القناة: توفر هذه الطبقة نقلا موثوقا للبيانات بين الأجهزة داخل نفس الشبكة المحلية. يؤدي وظائف التحكم في الأخطاء والتحكم في الوصول إلى الوسائط وتقسيم البيانات إلى إطارات.
- طبقة الشبكة: هذه الطبقة مسؤولة عن توجيه البيانات عبر شبكات متعددة. يقوم بتعيين مسار نقل البيانات عن طريق اختيار أفضل مسار وتوفير عنونة الحزمة.
- مستوى النقل: تضمن هذه الطبقة تسليم البيانات بشكل موثوق من المصدر إلى الوجهة. يقسم الرسائل إلى شرائح ، ويدير تدفق البيانات ، ويتحكم في ترتيب التسليم.
- مستوى الجلسة: ينشئ هذا المستوى جلسات الاتصال بين التطبيقات ويحافظ عليها وينهيها. يوفر التزامن والتحكم في طبقة النقل أثناء نقل البيانات.
- المستوى التمثيلي: هذا المستوى مسؤول عن تحويل البيانات وتنسيقها لضمان فهمها من قبل التطبيقات. يقوم بتشفير وفك تشفير البيانات وضغط المعلومات وتشفيرها.
- مستوى التطبيق: توفر هذه الطبقة واجهة للتفاعل بين التطبيقات والشبكة. يوفر الوصول إلى خدمات مثل البريد الإلكتروني وخوادم الويب ونقل الملفات.
يؤدي كل مستوى من هذه المستويات مهامه الخاصة ، مما يضمن الموثوقية والأمان وكفاءة نقل البيانات عبر الشبكة.
مستوى نقل البيانات المادية
طبقة نقل البيانات المادية هي أدنى مستوى من نموذج أوسي. وتتمثل مهمتها في نقل أجزاء من البيانات عبر الوسائط المادية مثل الأسلاك أو الألياف الضوئية أو موجات الراديو.
في هذا المستوى ، يتم تحويل أجزاء من المعلومات إلى إشارات مناسبة للإرسال عبر وسيط مادي. يحدد معلمات نقل البيانات مثل معدل الإرسال (بت في الثانية) وخصائص الموجة والمعلمات الكهربائية لوسط الإرسال.
تتضمن المهام التي تؤديها طبقة نقل البيانات المادية ما يلي:
- تحويل البيانات إلى سلسلة من البتات.
- ترميز بيانات الإرسال لضمان مستوى كاف من موثوقية الإرسال.
- تعريف وسيط الإرسال المادي والاتصال المقابل به.
- مراقبة توافر البيئة المادية لنقل البيانات.
- نقل بتات البيانات عبر وسيط إرسال باستخدام إشارات تتوافق مع خصائص ذلك الوسيط.
- معالجة الأخطاء التي تحدث أثناء الإرسال وتصحيحها إن أمكن.
تؤثر كفاءة طبقة نقل البيانات المادية على سرعة وموثوقية وجودة نقل البيانات عبر الشبكة. من المهم مراعاة تطابق وسيط الإرسال المادي مع متطلبات مهمة محددة من أجل ضمان ظروف نقل البيانات المثلى وتقليل احتمالية حدوث أخطاء وفشل.
مستوى وصول القناة إلى وسيط نقل البيانات
طبقة ارتباط البيانات هي الطبقة الثانية من نموذج أوسي. وهي مسؤولة عن نقل البيانات بين الأجهزة داخل نفس الشبكة المحلية ، مما يضمن نقل المعلومات بشكل موثوق وخالي من الأخطاء.
تتضمن المهام الرئيسية التي تؤديها طبقة الوصول إلى ارتباط البيانات ما يلي:
- اتصال الجهاز الفعلي: هذه الطبقة مسؤولة عن إنشاء اتصال مادي بين الأجهزة مثل بطاقات الشبكة أو المحولات. يحدد المعلمات المادية للاتصال ، مثل نوع الكبل والموصلات وبروتوكولات الاتصال.
- إنشاء الإطار وتقسيمه: تأخذ هذه الطبقة البيانات من طبقة واجهة الشبكة وتضيف رأسا ومجموعا اختباريا إليها لإنشاء إطار. الإطار هو الحد الأدنى لوحدة البيانات المرسلة على هذا المستوى. عند استلام إطار ، تقوم طبقة ارتباط البيانات بإزالة الرأس والمجموع الاختباري ، واستعادة البيانات الأصلية.
- التحكم في الوصول إلى وسيط نقل البيانات: ينظم هذا المستوى وصول الأجهزة إلى بيئة نقل البيانات المشتركة من أجل تجنب الاصطدامات والصراعات أثناء نقل المعلومات. ويمكن استخدام خوارزميات مختلفة مثل سما/سد (الناقل تحسس وصول متعددة مع الكشف عن الاصطدام) لتحديد متى يمكن للجهاز نقل البيانات.
- اكتشاف الأخطاء وتصحيحها: يضمن هذا المستوى نقل البيانات بشكل موثوق عن طريق اكتشاف الأخطاء وتصحيحها. للقيام بذلك ، يضيف مجاميع اختبارية إلى الإطارات ويتحقق منها للتأكد من سلامتها عند الاستلام.
- إدارة تدفق البيانات: تتحكم هذه الطبقة في تدفق البيانات بين المرسل والمستقبل لمنع تجاوز سعة المخزن المؤقت وفقدان البيانات. يدير التدفق باستخدام طرق مختلفة ، على سبيل المثال ، باستخدام تأكيدات من المستلم أو عن طريق تحديد الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات.
تعد طبقة الوصول إلى القناة إلى وسيط نقل البيانات عنصرا أساسيا في نموذج أوسي ، لأنه يضمن موثوقية وصحة نقل البيانات على المستوى المادي. نظرا لإنجاز المهام المذكورة أعلاه ، يتيح لك هذا المستوى بناء شبكات محلية موثوقة وفعالة.
طبقة توجيه بيانات الشبكة
طبقة توجيه بيانات الشبكة هي الطبقة الثالثة من نموذج أوسي (الربط البيني للأنظمة المفتوحة) ، وهو المسؤول عن نقل البيانات بين عقد الشبكات المختلفة. ويوفر التوجيه واختيار المسار الأكثر كفاءة لنقل البيانات في الشبكة.
المهام الرئيسية التي يتم تنفيذها على مستوى توجيه بيانات الشبكة هي:
- التوجيه: يحدد مستوى توجيه الشبكة المسار الأمثل لنقل البيانات من المرسل إلى المستلم. يستخدم معلومات حول عناوين الشبكة وجداول التوجيه لتحديد كيفية نقل البيانات عبر الشبكة.
- تجزئة البيانات وتجميعها: إذا تجاوز حجم البيانات الحد الأقصى للحجم المسموح به للإرسال على الشبكة ، فإن طبقة توجيه الشبكة تقسمها إلى أجزاء أصغر للإرسال. عند الاستلام ، يتم جمع هذه الأجزاء مرة أخرى لاستعادة البيانات الأصلية.
- معالجة منطقية: تقوم طبقة توجيه الشبكة بتعيين عنوان منطقي فريد لكل عقدة في الشبكة ، مثل عنوان إب. يستخدم هذا العنوان لتحديد العقدة وتحديد مسارها.
- نقل البيانات: تنقل طبقة توجيه الشبكة البيانات باستخدام بروتوكولات طبقة الشبكة مثل بروتوكول الإنترنت. يضيف معلومات حول عناوين المرسل والمستلم ، بالإضافة إلى المعلومات الضرورية الأخرى لضمان نقل البيانات الموثوق به على الشبكة.
- التحكم في الأخطاء ومعالجة الإشعارات: طبقة توجيه الشبكة مسؤولة عن اكتشاف وتصحيح الأخطاء التي تحدث أثناء نقل البيانات. كما أنها مسؤولة عن إرسال إشعارات حول الأخطاء أو الأحداث الأخرى التي قد تحدث أثناء عملية نقل البيانات.
تلعب طبقة توجيه شبكة البيانات دورا مهما في تشغيل شبكات نقل البيانات. بفضل مهامها ووظائفها ، يمكن نقل البيانات بشكل موثوق من المرسل إلى المستلم ، والتغلب على الشبكات والعقبات المختلفة في الطريق. هذا يضمن الأداء الفعال لشبكات نقل البيانات الحديثة.
مستوى نقل بيانات النقل
طبقة نقل البيانات هي الطبقة الثالثة من نموذج أوسي (أنظمة الاتصالات المفتوحة) وتؤدي المهام التالية عند نقل البيانات عبر الشبكة:
- فصل البيانات: تقسم طبقة نقل البيانات تدفقات البيانات القادمة من التطبيقات إلى حزم أصغر للإرسال اللاحق عبر الشبكة. هذا يضمن الاستخدام الفعال لموارد الشبكة ويسمح لك بنقل كميات كبيرة من البيانات في أجزاء.
- إدارة تدفق البيانات: تتحكم طبقة نقل البيانات في معدل نقل البيانات بين المصدر والمستلم. يضمن عدم تحميل المستلم بشكل زائد بعدد كبير من الحزم ويمكنه معالجتها بسرعة معينة. إذا لم يكن لدى المستلم الوقت لمعالجة الحزم ، فقد تقلل طبقة نقل البيانات من معدل النقل لتجنب فقدان البيانات.
- إنشاء وإنهاء اتصال: تتحكم طبقة نقل البيانات في عمليات إنشاء وإنهاء اتصال بين مصدر البيانات ومستلم البيانات. أثناء إعداد الاتصال ، يتم تعيين جميع المعلمات الضرورية لنقل البيانات ، وأثناء إنهاء الاتصال ، يتم تحرير الموارد المستخدمة لنقل البيانات.
- التحكم في الأخطاء واستعادة البيانات: توفر طبقة نقل البيانات التحكم في الأخطاء واستعادة البيانات في حالة الفقد أو التلف أثناء الإرسال عبر الشبكة. يتم استخدام آليات مختلفة لهذا الغرض ، مثل التحقق من المجموع الاختباري ، وإعادة إرسال الحزم المفقودة ، وما إلى ذلك.
تعد طبقة نقل البيانات واحدة من أهم طبقات نموذج أوسي ، حيث تضمن نقل البيانات بشكل موثوق وفعال عبر الشبكة.
مستوى إدارة جلسة نقل البيانات
طبقة إدارة بيانات الجلسة هي الطبقة الثالثة من نموذج أوسي (الربط البيني للأنظمة المفتوحة) ، والذي يوفر إنشاء وصيانة وإنهاء الاتصالات بين عقدتين للشبكة.
المهام الرئيسية لمستوى إدارة الجلسة لنقل البيانات:
- إنشاء والحفاظ على الدورة: تنفذ هذه الطبقة إجراءات لإنشاء جلسة اتصال والحفاظ عليها بين عقدتين. أثناء إنشاء الجلسة ، تقوم طبقة إدارة جلسة نقل البيانات بإجراء المصادقة وتضع قواعد لتبادل البيانات بين العقد.
- إدارة الجلسة: تتحكم هذه الطبقة في تبادل البيانات ومزامنتها بين العقد داخل جلسة عمل محددة. وهو مسؤول عن إدارة أمر نقل البيانات وإدارة تدفق البيانات واستعادة الجلسة في حالة حدوث انقطاع.
- نهاية الدورة: بعد اكتمال نقل البيانات ، تقوم طبقة إدارة جلسة نقل البيانات بتنفيذ إجراءات إنهاء جلسة الاتصال. يحرر الموارد المشغولة ، ويغلق الاتصال ، ويخطر العقد عند انتهاء الجلسة.
تلعب طبقة إدارة الجلسة لنقل البيانات دورا مهما في ضمان نقل البيانات بشكل موثوق وآمن بين عقد الشبكة. يوفر المزامنة والتحكم في نقل البيانات ، فضلا عن توفير حماية البيانات ضد الفقد والتلف.
مستوى عرض البيانات
طبقة العرض هي الطبقة الثالثة في نموذج أوسي. وهي مسؤولة عن تحويل البيانات من تنسيق شبكة إلى تنسيق مفهوم للمستخدم والعكس صحيح.
مهام طبقة تمثيل البيانات:
- ترميز البيانات. يمكن تمثيل البيانات المرسلة على الشبكة بترميزات مختلفة (على سبيل المثال ، أسي ، يونيكود ، الخ.). طبقة تمثيل البيانات مسؤولة عن تحويل البيانات من ترميز إلى آخر لضمان التوافق بين الأجهزة والتطبيقات المختلفة.
- ضغط البيانات. يمكن لطبقة تمثيل البيانات إجراء ضغط البيانات لتقليل كمية المعلومات التي يتم إرسالها وزيادة معدل النقل.
- تشفير البيانات. يمكن أن تضمن طبقة عرض البيانات سرية المعلومات المرسلة باستخدام طرق التشفير. يحمي التشفير البيانات من الوصول غير المصرح به ويضمن الأمان عند نقل البيانات عبر شبكات غير آمنة.
- إدارة التزامن. يمكن لطبقة عرض البيانات أيضا إجراء إدارة المزامنة. هذا يعني أنه يراقب تسلسل البيانات المرسلة ويضمن استعادتها بشكل صحيح بعد الإرسال.
تلعب طبقة عرض البيانات دورا مهما في ضمان موثوقية وأمن البيانات المرسلة عبر الشبكة. إنه يسهل مشاركة البيانات بين الأنظمة الأساسية والأجهزة المختلفة ، ويوفر أيضا القدرة على حماية المعلومات من الوصول غير المصرح به.