الإعلام الآلي — الشبكات: نموذج OSI والبروتوكولات — الثانية ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الشبكات: نموذج OSI والبروتوكولات

نموذج OSI (Open Systems Interconnection) هو نموذج مرجعي يصف كيفية انتقال البيانات بين الأجهزة في شبكة حاسوبية. طورته المنظمة الدولية للمعايير (ISO) عام 1984، ويتكون من 7 طبقات (Couches) تعمل معاً لنقل البيانات من تطبيق إلى آخر.

الطبقات السبع لنموذج OSI

1. الطبقة الفيزيائية (Physical Layer)

أدنى طبقة، تنقل البتات (Bits) الخام عبر الوسيط المادي (كابلات نحاسية، ألياف بصرية، موجات لاسلكية). تحدد الخصائص الكهربائية والميكانيكية للاتصال مثل الفولتية والتردد ونوع الموصلات.

2. طبقة ربط البيانات (Data Link Layer)

تنقل الإطارات (Frames) بين عقد الشبكة المتصلة مباشرة. تقسم البيانات إلى إطارات وتضيف عناوين MAC (Media Access Control). من بروتوكولاتها: Ethernet و PPP. تقسم إلى طبقتين فرعيتين: LLC و MAC.

3. الطبقة الشبكية (Network Layer)

تتولى توجيه (Routing) الحزم (Packets) من المصدر إلى الوجهة عبر شبكات متعددة. تستخدم عناوين IP (IPv4 و IPv6). من بروتوكولاتها: IP و ICMP و ARP و RIP و OSPF.

4. طبقة النقل (Transport Layer)

تضمن نقل موثوق للبيانات بين المضيفين. من بروتوكولاتها: TCP (موثوق مع إعادة إرسال الحزم المفقودة) و UDP (سريع لكن غير موثوق). تستخدم المنافذ (Ports) لتحديد التطبيقات.

5. طبقة الجلسة (Session Layer)

تدير جلسات الاتصال بين التطبيقات: إنشاء الجلسة، الحفاظ عليها، وإنهاؤها. توفر ميزات مثل نقاط التفتيش والاستئناف (Checkpointing).

6. طبقة التقديم (Presentation Layer)

تتولى ترجمة البيانات بين تنسيق الشبكة والتنسيق الذي يفهمه التطبيق. تشمل ضغط البيانات وتشفيرها (مثل SSL/TLS).

7. طبقة التطبيق (Application Layer)

أعلى طبقة، توفر واجهة للتطبيقات للوصول إلى خدمات الشبكة. من بروتوكولاتها: HTTP و FTP و SMTP و DNS و DHCP.

نموذج TCP/IP

النموذج الأكثر استخداماً عملياً هو TCP/IP ويتكون من 4 طبقات فقط:

1. طبقة الوصول إلى الشبكة (Network Access): تجمع الطبقتين 1 و 2 من OSI.
2. طبقة الإنترنت (Internet): تقابل الطبقة 3 (Network Layer) في OSI.
3. طبقة النقل (Transport): تقابل الطبقة 4 في OSI مع TCP و UDP.
4. طبقة التطبيق (Application): تجمع الطبقات 5 و 6 و 7 من OSI.

البروتوكولات الأساسية

• TCP: بروتوكول التحكم في النقل، يضمن وصول البيانات بالترتيب وبدون أخطاء.
• UDP: بروتوكول مخططات بيانات المستخدم، سريع لكن بدون ضمان وصول.
• IP: بروتوكول الإنترنت، يتولى العنونة والتوجيه.
• HTTP/HTTPS: بروتوكول نقل النص الفائق (المشفر).
• DNS: نظام أسماء النطاقات، يحول أسماء المواقع إلى عناوين IP.
• DHCP: بروتوكول التكوين الديناميكي للمضيفين، يوزع عناوين IP تلقائياً.

تمارين تطبيقية

التمرين 1: اشرح الفرق بين نموذج OSI ونموذج TCP/IP من حيث عدد الطبقات وطريقة العمل.

التمرين 2: عند زيارة موقع ويب، ما هي الطبقات والبروتوكولات التي يمر بها الطلب من المتصفح حتى الوصول إلى الخادم؟

التمرين 3: قارن بين بروتوكولي TCP و UDP من حيث: الموثوقية، السرعة، المجالات، وأمثلة على التطبيقات المستخدمة لكل منهما.

للمزيد من المعلومات، راجع درس الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة ودرس الخوارزميات المتقدمة.

📍 دروس مشابهة

• الإعلام الآلي — لغة C: المصفوفات ثنائية البعد — الثانية ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري
• الإعلام الآلي — HTML5: إدراج الوسائط المتعددة (الصوت والفيديو) — الثانية ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري