الشبكات والبرتوكول والرزم

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية الحواسيب، الانترنت والأنظمة

تضمّ الإنترنيت – وغالباً ما تُدعى للتبسيط بـالشبكة – منظومةً أو شبكةً عالَميّة من الحواسيب. ابتدأت الإنترنيت في أواخر ستّينيّات القرن العشرين، حيث كان المُراد منها في الأصل أن تُفيدَ كمخزن معطيات وكمنظومة اتّصالات يستطيعان النجاة من حربٍ نوويّة.

دعاها مُبتكروها باسم شبكة أربانيت ARPAnet من الأحرف الأولى بالإنجليزيّة لعبارة وكالة مشاريع البحث المتقدّمة (ARPA) (Advanced Research Project Agency) التابعة لحكومة الولايات المتّحدة الفدراليّة.

 

– البرتوكول والرزم

عندما شرع الناس بوصل حواسيبهم إلى شبكة الأربانيت، بدت جليّةً الحاجةُ إلى مجموعة معايير شموليّة -تُدعى بـالبرتوكول (Protocol) – لضمان قدرة جميع الآلات على "فهم" بعضها البعض.

تتمثّل فعاليّةُ الإنترنيت في وجودِ حواسيبَ متّصلةٍ مع بعضها البعض ضمن نمطٍ متخصّصٍ يُعرَف باسم لغة الآلة (Machine Language).

مع ذلك، إن وضعَ الإنترنيت أعقدُ من سيناريو العملِ داخِل حاسوبٍ وحيدٍ. يتوجّب على المعطيات في شبكة الإنترنيت أن تمرّ عادةً خلال حواسيب مختلفة للانتقال من حاسوب المَصدَر إلى الحاسوب المُستقبِل أو حاسوب المقصد (Destination).

تُدعى هذه الحواسيب الوسطيّة باسم العقد Nodes، أو المُخدِّمات (Hoots)، أو المُضيفات، أو مزوِّدي خدمة الإنترنيت (ISP) (Internet Service Providors).

يستخدم ملايينٌ من الناسَ شبكةَ الإنترنيت في نفس الوقت، ويمكن لأكثر الطرق فعاليّةً بين مصدرٍ ومقصد معينين أن يتغيّر من لحظةٍ لأخرى.

 

أنشأ المهندسون شبكةَ الإنتنرنيت بحيث "تحاول" الإشاراتُ دوماً سلوكَ أكثر الطرق الممكنة فعاليّةً. إذا اتّصلتَ بحاسوبٍ بعيد – ولنقل مثلاً الآلة الموجودة في مركز الإعصار الوطني- فإن الطلباتِ التي تقدِّمها إلى ذاك الحاسوب، والمعطياتِ التي يُرسلِها لك، تنقسم إلى وحداتٍ صغيرة تُدعى باسم الرزم.

تحوي كلُّ رزمةٍ في الحقيقة على "اسم" حاسوبِك، ولكن لا تسلك جميعُ الرزم الطريقَ نفسَه عبر الشبكة. في نهاية الأمر، تعود الرزم وتتوحّد ثانيةً لتُشكِّل المعطياتِ التي تريدها، بالرغم من أن الرزم لا تصل بالضرورة بالترتيب نفسِه كما أرسلها المصدر.

يُمثِّل الشكلُ 11-1 رسماً تبسيطيّاً لنقل معطيات الإنترنيت لملفّ افتراضيّ يحتوي على خمس رزم. تظهر الحواسيبُ الوسيطة في الدارات -والمُسمّاة بـ العقد – بشكل نقاط سوداء مُحاطة بدوائر. لا يمكن إعادةُ إنشاءِ الملفّ أو البرنامِج بشكلٍ كامِل ما لم تصل جميع الرزم.     

 

مسألة 11-3 :  

لنفترض في سيناريو الاتّصالات الموافِق للشكل 11-1 أن عددَ العقد المتدخِّلة (تُرى كدوائر بنقاطٍ داخلها) بين المصدر والمقصد أكبرُ بكثيرٍ ممّا في الشكل. ما هو الأثر الذي سوف تخلِّفه هذه الزيادة الإضافيّة في التعقيد؟

الحلّ: 

سوف تستغرق الرزم وقتاً أطول لتصلَ كلُّها إلى المقصد، وبالتالي لإعادة تجميع الرسالة الكاملة هناك. إذا كنتَ مثلاً تحاول بلوغَ موقعٍ معلوماتيٍّ على شبكة الإنترنيت، فإنك سوف تلاحظ زيادةً في زمن الانتظار بين طلبِك وظهور المعطيات على المِظهار.   

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]