4.1 Introduction to the Network Layer

JimKurose

15 Jan 202215:44

Summary

TLDRيستعرض هذا الفيديو طبقة الشبكة في الإنترنت، حيث يُسلّط الضوء على كيفية عمل طبقة البيانات في توجيه الحزم داخل جهاز التوجيه، وأهمية بروتوكول الإنترنت (IP) في نقل البيانات عبر الشبكة. يتناول أيضًا الفرق بين الوظائف المحلية مثل التوجيه والتحويل والوظائف العالمية مثل التخطيط للطريق عبر الإنترنت. كما يناقش أسلوب الخدمة المستخدم في الإنترنت والذي يعتمد على مبدأ الجهد الأفضل، مع التركيز على فائدة هذا النموذج في تبسيط إضافة الأجهزة الجديدة وضمان تدفق الخدمات مثل الصوت والفيديو بشكل مناسب. يختتم الفيديو بالتأكيد على أهمية هذا التصميم البسيط في نجاح الإنترنت.

Takeaways

😀 الشبكة الطبقية تعتبر من الأجزاء الأكثر إثارة وتحدياً في الشبكات، حيث يتم تنفيذها في كل جهاز متصل بالإنترنت.
😀 الطبقة الشبكية هي التي تربط الإنترنت معاً، حيث تتحكم في نقل البيانات عبر الشبكة من المصدر إلى الوجهة.
😀 دراستنا للطبقة الشبكية ستقسم إلى جزئين: الأول هو الطائرة البيانية (Data Plane) وهي تتعلق بالإجراءات المحلية داخل الموجه، والثاني هو الطائرة التحكمية (Control Plane) التي تتعلق بالإجراءات على مستوى الشبكة.
😀 الطائرة البيانية تركز على نقل البيانات عبر الروترات بناءً على الجداول المحلية، بينما الطائرة التحكمية تحدد المسار الذي ستسلكه البيانات عبر الشبكة.
😀 الشبكة طبقية تعتمد على مبدأ 'التوجيه' وهو تحديد المسار الأفضل للبيانات بين الأجهزة المختلفة، و'التوجيه' هو عملية تحديد المسار بين المصدر والوجهة عبر الإنترنت.
😀 عملية النقل عبر الشبكة تتم من خلال تفاعل بين الروترات باستخدام الجداول المحلية والتي تحدد المخرج المناسب لكل حزمة بيانات.
😀 هناك فرق كبير بين 'التوجيه' و 'التوجيه المحلي'، حيث أن التوجيه يتم على مستوى الشبكة بينما التوجيه المحلي يتم داخل كل موجه بشكل فردي.
😀 الإنترنت تعتمد على نموذج 'أفضل جهد' (Best Effort) في تقديم الخدمة، وهذا يعني أن البيانات ليست مضمونة الوصول، ولا تلتزم بتوقيتات أو حدود زمنية محددة.
😀 في السنوات الأخيرة، ظهرت شبكات البرامج (SDN) كبديل لتقنيات التوجيه التقليدية، حيث يتم تحديد مسارات البيانات من قبل وحدة تحكم مركزية بدلاً من كل موجه بشكل منفصل.
😀 الموجهات اليوم لا تقوم بحساب جداول التوجيه يدوياً بل تعتمد على خوارزميات توزيع عبر الشبكة لحساب تلك الجداول بشكل ديناميكي.

Q & A

ما هو الدور الأساسي للطبقة الشبكية في الشبكات؟
-الطبقة الشبكية مسؤولة عن توجيه وتحويل البيانات بين الأجهزة في الشبكة من خلال استخدام عناوين IP، مما يساهم في نقل الحزم بين المصادر والمستقبلات عبر الإنترنت.
ما الفرق بين التخزين المحلي والتخزين العالمي في الطبقة الشبكية؟
-التخزين المحلي يشير إلى الإجراءات التي تتم في جهاز التوجيه الفردي مثل اتخاذ قرار التوجيه للبيانات الواردة، بينما التخزين العالمي يشير إلى التنسيق بين أجهزة التوجيه على نطاق الشبكة بأكملها لضمان أن البيانات تصل إلى وجهتها بشكل صحيح.
ما هي وظيفة جهاز التوجيه في الطبقة الشبكية؟
-جهاز التوجيه يستقبل الحزم من جهاز مضيف أو جهاز توجيه آخر عبر رابط الإدخال، ثم يقوم بتحويل الحزمة إلى الرابط الصحيح للخروج من الجهاز للوصول إلى الوجهة النهائية.
ما هو الفرق بين التوجيه (Routing) والتحويل (Forwarding)؟
-التوجيه هو عملية تحديد المسار الذي تسلكه الحزم عبر الشبكة من المصدر إلى الوجهة على نطاق الشبكة، بينما التحويل هو العملية المحلية داخل جهاز التوجيه لتحويل الحزمة عبر رابط الخروج الصحيح.
كيف يتم تحديد المسار الذي تسلكه الحزم في الشبكة؟
-المسار يتم تحديده من خلال خوارزميات التوجيه التي تعمل على أجهزة التوجيه المختلفة، والتي تقوم بتبادل المعلومات لتحديد أفضل مسار للبيانات عبر الإنترنت.
ما هو البروتوكول الإنترنت (IP) وما هي وظيفته؟
-بروتوكول الإنترنت (IP) هو المسؤول عن العناوين الشبكية وتوجيه الحزم عبر الإنترنت. يقوم بتغليف بيانات الطبقة النقلية داخل حزم مع عناوين IP لضمان وصولها إلى الوجهة الصحيحة.
ما هي عملية التبديل العام للحزم؟
-التبديل العام للحزم يشير إلى عملية تجاوز التحويل البسيط للحزم عبر أجهزة التوجيه والانتقال إلى تقنيات أكثر تطورًا مثل التبديل المتقدم الذي يتيح إمكانيات التوجيه الديناميكي عبر الشبكة.
ما هو النموذج الخدمي للطبقة الشبكية في الإنترنت؟
-النموذج الخدمي للطبقة الشبكية في الإنترنت هو الخدمة بأفضل جهد، حيث لا يضمن البروتوكول تسليم الحزم بشكل موثوق أو ضمن زمن معين أو مع ضمان عرض نطاق معين. وهذا يجعل الإنترنت بسيطًا ومرنًا في إضافة أجهزة جديدة.
ما هو الفرق بين النهج التقليدي والشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) في إدارة الطبقة الشبكية؟
-النهج التقليدي يعتمد على خوارزميات التوجيه الموزعة التي تعمل في كل جهاز توجيه على حدة، بينما في الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)، يتم حساب جداول التوجيه وتوزيعها بواسطة وحدة تحكم مركزية خارج أجهزة التوجيه.
كيف تساهم شبكات SDN في تحسين أداء الشبكة؟
-شبكات SDN توفر مرونة أكبر في إدارة الشبكة من خلال فصل الوظائف الموزعة لأجهزة التوجيه واستخدام وحدة تحكم مركزية لإدارة التوجيه والتنسيق بين الأجهزة، مما يتيح تخصيصات أكثر فاعلية وموارد أفضل.