مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
📘 بطاقة الدرس
| المادة | الإعلام الآلي |
|---|---|
| المستوى | الثالثة ثانوي (بكالوريا — شعبة تقني رياضي) |
| الوحدة | الشبكات — نموذج OSI وبروتوكولات TCP/IP |
| المدة الزمنية | حصتان (ساعتان) |
🎯 أهداف التعلم
- التعرف على نموذج OSI وطبقاته السبع
- فهم دور كل طبقة في نموذج OSI
- التعرف على بروتوكولات TCP/IP والفرق بينها وبين OSI
- فهم عناوين IP وكيفية عملها
- تحليل أسئلة بكالوريا في الشبكات
🔍 تمهيد
تتكون شبكات الحاسوب من أجهزة متصلة ببعضها البعض بهدف تبادل البيانات والموارد. ولكن كيف تنتقل البيانات من جهاز إلى آخر عبر الشبكة؟ وكيف تضمن الشبكة وصول البيانات الصحيحة إلى الوجهة الصحيحة؟ هنا يأتي دور النماذج المعيارية للاتصال التي تنظم عملية الاتصال وتقسمها إلى طبقات.
📚 أولاً: نموذج OSI (Open Systems Interconnection)
نموذج OSI هو نموذج مرجعي طورته المنظمة الدولية للمعايير (ISO) عام 1984، ويقسم عملية الاتصال إلى 7 طبقات:
| الطبقة | الاسم | الوظيفة الرئيسية | البيانات |
|---|---|---|---|
| 7 | التطبيق (Application) | واجهة المستخدم والتطبيقات (HTTP, FTP, SMTP) | بيانات |
| 6 | العرض (Presentation) | ترميز وفك ترميز البيانات، ضغط وتشفير | بيانات |
| 5 | الجلسة (Session) | إدارة جلسات الاتصال وفتحها وإغلاقها | بيانات |
| 4 | النقل (Transport) | تجزئة البيانات وضمان وصولها (TCP/UDP) | قطعة (Segment) |
| 3 | الشبكة (Network) | توجيه البيانات وتحديد المسار (IP) | حزمة (Packet) |
| 2 | ربط البيانات (Data Link) | نقل الإطارات بين الأجهزة المتجاورة (MAC) | إطار (Frame) |
| 1 | المادية (Physical) | نقل البتات عبر الوسيط المادي (الكابلات) | بت (Bit) |
🧠 وسيلة مساعدة للحفظ
احفظ الجملة التالية لتذكّر الطبقات من الأسفل إلى الأعلى:
“Please Do Not Throw Sausage Pizza Away”
Physical → Data Link → Network → Transport → Session → Presentation → Application
🔧 ثانياً: شرح طبقات OSI بالتفصيل
الطبقة 1: الطبقة المادية (Physical)
- تنقل البتات (0 و 1) عبر وسيط مادي (كابل نحاسي، ألياف بصرية، موجات لاسلكية)
- تحدد الخصائص الكهربائية والميكانيكية للاتصال
- أمثلة: كابل RJ45 (Ethernet)، WiFi، كابل الألياف البصرية
الطبقة 2: طبقة ربط البيانات (Data Link)
- تنقل الإطارات بين جهازين متصلين مباشرة
- تستخدم عناوين MAC (Media Access Control) — عنوان فريد لكل بطاقة شبكة
- تقسّم إلى: LLC (Logical Link Control) و MAC (Media Access Control)
- أمثلة: Ethernet، PPP، Switch
الطبقة 3: طبقة الشبكة (Network)
- مسؤولة عن توجيه الحزم من المصدر إلى الوجهة عبر أجهزة وسيطة (Routers)
- تستخدم عناوين IP المنطقية
- البروتوكول الأساسي: IP (Internet Protocol)
- أمثلة: IP, ICMP, Router
الطبقة 4: طبقة النقل (Transport)
- تضمن وصول البيانات بشكل موثوق (أو غير موثوق حسب الحاجة)
- تقسّم البيانات إلى مقاطع (Segments) عند الإرسال وتعيد تجميعها عند الاستقبال
- البروتوكولات: TCP (موثوق، يضمن وصول البيانات) و UDP (سريع، لا يضمن الوصول)
الطبقة 5: طبقة الجلسة (Session)
- تدير جلسات الاتصال بين التطبيقات
- تنشئ وتحافظ وتنهي جلسات الاتصال
- تنسيق الاتصال بين الأجهزة (مزامنة)
الطبقة 6: طبقة العرض (Presentation)
- تترجم البيانات من صيغة التطبيق إلى صيغة الشبكة والعكس
- مسؤولة عن التشفير (Encryption)، فك التشفير، وضغط البيانات
- أمثلة: SSL/TLS (تشفير)، JPEG، ASCII
الطبقة 7: طبقة التطبيق (Application)
- الواجهة التي تتفاعل معها التطبيقات
- توفر خدمات الشبكة للمستخدم النهائي
- أمثلة: HTTP (تصفح الويب)، FTP (نقل الملفات)، SMTP (البريد الإلكتروني)، DNS (أسماء النطاقات)
🌐 ثالثاً: نموذج TCP/IP
نموذج TCP/IP هو النموذج العملي المستخدم فعلياً في الإنترنت، ويتكون من 4 طبقات فقط (مقارنة بـ 7 في OSI):
| طبقات TCP/IP | البروتوكولات | الطبقة المقابلة في OSI |
|---|---|---|
| 4. التطبيق (Application) | HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP | 5+6+7 (جلسة + عرض + تطبيق) |
| 3. النقل (Transport) | TCP, UDP | 4 (النقل) |
| 2. الإنترنت (Internet) | IP, ICMP, ARP | 3 (الشبكة) |
| 1. الوصول للشبكة (Network Access) | Ethernet, WiFi, PPP | 1+2 (مادية + ربط بيانات) |
💡 الفرق بين OSI و TCP/IP
| الخاصية | OSI | TCP/IP |
|---|---|---|
| عدد الطبقات | 7 طبقات | 4 طبقات |
| النوع | نموذج نظري مرجعي | نموذج عملي |
| التطبيق | يُستخدم للتعليم والمرجعية | المستخدم فعلياً في الإنترنت |
| فصل طبقة العرض والجلسة | طبقتان منفصلتان | مدمجتان في طبقة التطبيق |
🔢 رابعاً: عناوين IP
4.1. IPv4
- يتكون من 32 بت (4 بايت)، يكتب كأربعة أعداد عشرية مفصولة بنقاط
- مثال:
192.168.1.1 - الحد الأقصى: حوالي 4.3 مليار عنوان
- يقسّم إلى فئات (A, B, C, D, E)
4.2. القناع (Subnet Mask)
- يستخدم لتحديد أي جزء من عنوان IP يعرف الشبكة وأي جزء يعرف المضيف
- مثال:
255.255.255.0يعني 24 بت للشبكة و 8 بت للمضيفين - يكتب أيضاً بطريقة CIDR:
192.168.1.0/24
4.3. IPv6
- يتكون من 128 بت (16 بايت)
- يكتب كـ 8 مجموعات من 4 أرقام ست عشرية
- مثال:
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
📝 خامساً: البروتوكولات الرئيسية
| البروتوكول | الطبقة | الوظيفة |
|---|---|---|
| HTTP | تطبيق (80) | نقل صفحات الويب |
| HTTPS | تطبيق (443) | نقل صفحات ويب مشفّرة |
| FTP | تطبيق (21) | نقل الملفات |
| SMTP | تطبيق (25) | إرسال البريد الإلكتروني |
| POP3 | تطبيق (110) | استقبال البريد الإلكتروني |
| DNS | تطبيق (53) | تحويل أسماء النطاقات إلى IP |
| DHCP | تطبيق (67/68) | التوزيع التلقائي لعناوين IP |
| TCP | نقل | نقل موثوق مع إنشاء اتصال |
| UDP | نقل | نقل سريع دون إنشاء اتصال |
| IP | شبكة | توجيه الحزم عبر الشبكة |
| ICMP | شبكة | رسائل الخطأ والتشخيص (Ping) |
| ARP | ربط بيانات | تحويل عنوان IP إلى MAC |
✏️ سؤال بكالوريا (نموذجي)
السؤال: أجب بصحيح أو خطأ مع التصحيح:
- طبقة النقل في نموذج OSI مسؤولة عن توجيه الحزم.
- بروتوكول TCP يضمن وصول البيانات بخلاف UDP.
- يحتوي نموذج TCP/IP على 7 طبقات.
- عنوان MAC هو عنوان منطقي يتغير عند تغيير الشبكة.
🟢 الإجابات النموذجية
- ❌ خطأ: طبقة النقل مسؤولة عن نقل موثوق للبيانات وتجزئتها. توجيه الحزم من مهام طبقة الشبكة (Network).
- ✅ صحيح: TCP يضمن وصول البيانات عبر إنشاء اتصال وإعادة إرسال الحزم المفقودة، بينما UDP لا يضمن ذلك.
- ❌ خطأ: نموذج TCP/IP يحتوي على 4 طبقات فقط. نموذج OSI هو المكون من 7 طبقات.
- ❌ خطأ: عنوان MAC هو عنوان فيزيائي (مادي) يثبت في بطاقة الشبكة ولا يتغير بتغير الشبكة. عنوان IP هو المنطقي الذي يتغير.
✏️ تمرين بكالوريا: ربط المفاهيم
صل كل بروتوكول بطبقة OSI المناسبة:
| البروتوكول | طبقة OSI |
|---|---|
| HTTP | أ. طبقة الشبكة |
| IP | ب. طبقة التطبيق |
| TCP | ج. طبقة ربط البيانات |
| MAC Address | د. طبقة النقل |
🟢 الحل
- HTTP ← طبقة التطبيق (ب)
- IP ← طبقة الشبكة (أ)
- TCP ← طبقة النقل (د)
- MAC Address ← طبقة ربط البيانات (ج)
📌 ملخص الدرس
- نموذج OSI مكون من 7 طبقات: مادية ← ربط بيانات ← شبكة ← نقل ← جلسة ← عرض ← تطبيق.
- نموذج TCP/IP مكون من 4 طبقات: وصول شبكة ← إنترنت ← نقل ← تطبيق.
- بروتوكول TCP موثوق (يتحقق من وصول البيانات) بينما UDP سريع لكن غير موثوق.
- عنوان IP هو عنوان منطقي (32 بت في IPv4، 128 بت في IPv6).
- عنوان MAC هو عنوان فيزيائي (48 بت) فريد لكل بطاقة شبكة.
- الأجهزة: Hub (طبقة مادية)، Switch (طبقة ربط بيانات)، Router (طبقة شبكة).
📍 دروس مشابهة:
- الشبكات — مفاهيم أساسية وأنواع الشبكات (LAN, MAN, WAN) — الثانية ثانوي (شعبة تقني رياضي) — الإعلام الآلي
- تمثيل المعلومات في الحاسوب (النظام الثنائي) – الأولى ثانوي (شعبة تقني رياضي)