חוקים ברשת Protocols.

Post date: Jan 30, 2013 8:46:07 AM

חוקים ברשת Protocols.

הרשת מורכבת ממארחים , מחשבים שמחוברים לרשת ומעבירים או מקבלים מידע.

ברשת יש נקודת התחלה (מקור sourse) ונקודה סופית (יעד destination ) והערוץ שדרכו המידע מועבר( channel) .

תפקידים שונים של מחשבים ברשת המחשבים.

למחשבים הנמצאים ברשת עם מחשבים נוספים יכולים להיות מספר תפקידים שונים:

· Server (שרת) – הוא משתמש (מחשב) שהתוכנה שמותקנת עליו מאפשרת לו לספק מידע בתוך הרשת. כל שירות שמסופק על-ידי שרת מצריך התקנה של תוכנה ייחודית נפרדת ונתונים, כגון: שירותי דוא"ל, שירותי אחסון קבצים, דפי אינטרנט ו/או שירותים אחרים למשתמשים אחרים.

· Client (לקוח) – הוא משתמש (מחשב) שהתוכנה שמותקנת עליו מאפשרת לו לבקש לצפות בנתונים ממחשבים מרוחקים (שרתים).

ברשת ישנם חוקים שקובעים את ההתננהגות של המידע Protocols.

בדומה לשיחה בין שני אנשים, על-מנת ששני הצדדים יבינו אחד את השני ויעבירו את המסרים שלהם לאחרים יש לקיים מספר רב של כללים, כגון: סדר דיבור, שפת דיבור משותפת, מהירות הדיבור, הסכמה עלדרך בה יועבר המסר וכדומה.

לחוקים אלה בעולם של תקשורת הנתונים קוראים פרוטוקולים (Protocols).

** פרוטוקולים - אוסף של כללים (חוקים), אשר מגדירים ומסדירים את צורת העבודה (העברת נתונים) בין המשתמשים ברשת .

הפרוטוקולים עוסקים בהגדרת כללים של גודל ומבנה ההודעה, קידוד, כמיסה (אנקפסולציה) של ההודעה, תזמון ודרך שליחה של ההודעה.

תפקידו של פרוטוקול:

· זיהוי שגיאות.

· אריזת מידע.

· קובעה את אופן השליחה.

· מתן כתובות.

· הודעת נישלח/התקבל על המידע.

קידוד הודעה .

כדי להעביר הודעה בין אנשים או מחשבים יש לקדד אותה תחילה.

· Encoding (קידוד) : הוא הפיכת המחשבות לשפה, סימנים, קולות כדי שנוכל להעביר אותם.

· Dcoding (פיענוח) : מבצעה את הפעולה ההפוכה, כדי לפרש את הנאמר או המחשבות. למשל: מקבל אותיות ומפענח למשמעות.

· לגבי המחשבים: כאשר רוצים לשלוח הודעה בין מחשבים, מחשב המקור צריך קודם לקודד את ההודעה ולהפוך אותה לסידרה של ביטים. אשר מועברים על ידי פולסים חשמליים, קול או אור כדי שההודעה תעבור במדיה. בתקשורת בין מחשבים הקידוד צריך להיות מתאים למדיה. בהגעתם של הביטים ליעד מתבצעה פיענוח חזרה להודעה.

פרוטוקולים: מבנה של ההודעה (Message Formatting)

כאשר הודעה נשלחת מנמען למען היא חייבת להיות בעלת מבנה מסויים. מבנה של כל הודעה חייב לכלול בנוסף למסר גם את הכתובת של המען והנמען והודעה על תחילת המסר ועל סיומו.

· תהליך של הוספת פרטים מזהים של השולח והמקבל ניקרא כמיסה (Encapsulation). במשך התהליך של אנקפסולציה מתווספים אל התוכן של המסר שדות מזהים והופכים את ההודעה לחבילת מידע (Frame) .

· מה שיעבור בין שני המחשבים ברשת זה חבילת מידע (או מספר חבילות מידע) וכאשר הן יגיעו למען, יורדו מהחבילה הפרטים המזהים של השולח והמקבל ופרטים מזהים נוספים לרמה של מסרבלבד. לתהליך של הורדה (הוסרה) של הפרטים המזהים קוראים דה-אנקפסולציה (De-Encapsulation) .

פרוטוקולים: גודל של ההודעה Message Size.

פרוטוקולים אלה מגדירים את הגודל המירבי של ההודעה שניתן להעבירה במנת נתונים אחת (frame). בנוסף פרוטוקולים אלה קובעים את הגודל של השדות המזהים. במידה וההודעה המועברת גדולה מדיהיא תחולק למספר הודעות (כאשר לכל אחת יוצמד מספר סידורי) ותועבר במספר מנות נתונים (frame) בין המחשבים. במידה והגודל של ההודעה יחרוג מהגודל המותר הדבר יגרום לאובדן של ההודעה אולחלופין לקריסת הרשת.

פרטוקולים: תזמון הודעה Message Timing .

אחד הגורמים החשובים ביותר בהצלחת התהליך התקשורתי הוא הגורם של תזמון. במידה ושני אנשים ידברו בו זמנית, סביר להניח שהמסר לא יצליח ולעבור מאחד לשני. בדומה לכך גם שני מחשביםשמשדרים מנות נתונים ביניהם בו זמנית לא יצליחו להעביר את הנתונים. על-מנת להסדיר את התזמון בין המחשבים השונים קיימים שלושה מנגנונים: בקרת גישה, שליטת זרימה וזמן תגובה מירבי.

* החוקים שקובעים את גודל החלקים נוקשיםותלויים בסוג הערוץ.

1. Access Method מנגנון בקרת גישה - מנגנון זה קובע מתי יהיו זמני הגישה של המשתמשים השונים ברשת או במילים אחרות מתי משתמש יכול לשלוח הודעה למחשב אחר. במידה ושנימחשבים ישדרו בו זמנית תתרחש התנגשות (Collision) בין ההודעות והן לא יגיעו ליעדן.

(מנגנון CSMA/CD (השייך לפרוטוקולים של בקרת הגישה יודע לזהות את ההתנגשויות האלה ברשת מקומית ולהורות למחשבים על שליחה חוזרת של מנות נתונים בזמנים מופרדים.

CDMA (Code Division Multiple Acces) היא שיטה אחת ממשפחת השיטות לחלוקת יכולת שידור בין תחנות בתיאום מראש (DMA = Division Multiple Access,) שיטה זו מאפשרת שליחה על כל רוחב הפס ובכך מונעת בזבוז משאבים. בשיטה זו כלל המשתמשים משדרים על אותו תדר באופן קבוע וההפרדה נעשית באמצעות קידוד על ידי סדרה אקראית של כל מכשיר.

2. Flow Control מנגנון שליטת זרימה - מנגנון זה קובע את כמות הנתונים שיכולים לעבור בפעם אחת ומהירות העברתן. במידה והמקבל של ההודעה והשולח לא יהיו מתוזמנים אחד עם השניהדבר יגרום לבעיות בתהליך העברת הנתונים ואף בכישלונם. מנגנון זה מוודא (ובמידת הצורך משנה) שגם הנמען וגם המען "מדברים" באותה מהירות ושכמות הנתונים שמועברת בכל מנת נתונים "מתאימה" לשני המשתמשים.

3. Response Timeout מנגנון זמן תגובה מירבי- מנגנון זה קובע זמן המתנה מירבי לתגובה של המארח ומהם הפעולות שתתבצענה במידה והזמן אזל (שליחה חוזרת של ההודעה או הפסקתפעולה תקשורת).

פרוטוקולים: תבנית (סוג) ההודעה Message Pattern.

אנשים לעתים רוצים לדבר עם חבר "אחד על אחד", אך לעתים עם מספר חברים בו זמנית או אל הקהל הרחב. בהתאם לאופי (דפוס) של השיחה כך גם הפניה ודרך העברה של ההודעה משתנים: לפעמים אנונפנה בצורה של את/ה, לעתים אתם/ן לפעמים נפנה לקהל הרחב: כולכן/ם.

מחשבים אשר פונים למחשבים אחרים אינם משתמשים במילות פניה, אלה בתבניות שונות של ההודעה:

· Unicast - תבנית הודעה אשר בשדה היעד מצויינת כתובת אחת בלבד (שיחה אחד על אחד).

· Multicast - תבנית הודעה אשר שדה כתובות היעד כולל מספר כתובות להודעה (שיחה עם החברה).

· Broadcast - תבנית הודעה אשר כתובת היעד מוגדרת כרשת כולה (שיחה מהבמה לכל הקהל).

פרוטוקול אתרנט Ethernet.

פרוטוקול=שפה, כדי שמחשבים יוכלו לתקשר עליהם להשתמש באותו פרוטוקול. הפרוטוקול הנפוץ ביותר לרשת תקשורת מקומית הוא אטרנט. הפרוטוקול מגדיר את הפרטים הבאים: מבנה ההודעה, גודל ההודעה, התזמון, מעטפת, קידוד וסוג הודעה.

· בימים הראשונים של הרשת כל יצרן מוצרים עם חוקים משלו. מוצרים מיצרן אחד לא יכלו לתקשר עם מוצרים מיצרן אחר. עם התפתחות הרשתות פותחו סטנדרטים והוגדרו כללים המאפשרים חיבור של יצרנים שונים.

• חבילות פרוטוקולים זו פותחו על-ידי חברות אינטל וזירוקס וידועות בשם ETHERNET עוד מהימים הראשונים של הרשת, זאת הטכנולגיה של אינטרנט דה-פקטו. ETHERNET - טכנולוגיה המגדירה תעבורת נתונים ברשתות מחשבים מקומיות (LAN) ברמת שכבת הקישוריות של מודל ה- OSI והשכבה הפיזית של מודל ה- TCP/IP. טכנולוגיה זו פותחה בתחילת שנות השבעים במעבדות זירוקספארק. ה־Ethernet זכתה בשליטה בלתי מעורערת ברשתות המקומיות בזכות אוסף של פתרונות יצירתיים לבעיות שהיו קיימות בטכנולוגיות אחרות.

יתרונות בשימוש עם סטנדרטים:

· פיתוח קל של מוצרים.

· תחרות בין יצרנים

· תקשורת אמינה.

· חיבורים קבועים.

· מקל על הדרכה.

· מבחר מוצרים גדול ללקוחות.

למרות זאת אין תקן רשמי של רשת מקומית, אך עם השנים האטרנט הפך למקובל ומהווה תקן בפועל.

ב 1973 נוצר תקן האטרנט על ידי : IEEE (ארגון מהנדסי החשמל ואלקטרוניקה). הסטנדרט קיבל את המספר 802.3IEEE .

* כל סטנדרט מקבל מספר וכל גירסה מקבלת מספר.

מאז התפתח התקן השתנה מפרוטוקול המעביר 10MBPS על גבי כבל קואקסיאלי ועד לפרוטוקול המעביר 10GBPS על גבי סיבים אופטיים.

דוגמא לתקן 100 802.3 BASE-T : מייצג קצב של 100MBPS על גבי זוג חוטים שזור. T - מייצג סוג כבל (שזור).

פרוטוקולים נפוצים: