كلنا نعمل ونتعلم من خلال الإنترنت، ولكن ما هو الإنترنت؟ وكيف يصل إلينا المعلومات من خلاله؟ هذا المقال يقدم نبذة مختصرة عنه، فهو بحر واسع من العلم، ولكن فهمه ممتع جدا لكل من يريد دراسة الشبكات ولما يسمى البروتوكولات الخاصة وكذلك هو مهم لكل علوم الكمبيوتر وللبرمجة ولكن الإحترافية جدا.
ما هو الإنترنت وكيف تنتقل البيانات من خلاله
الإنترنت هو نظام عالمي للربط بين الأجهزة المختلفة الموجودة في جميع أنحاء العالم. ولكن كيف يتم هذا الربط؟ نعرف جميعا جهاز الـ DSL الموجود لدينا في المنزل ونعرف أن أنواعه كثيرة، وأهمها الـ ADSL المعروف لدينا وفي معظم منازلنا وشركاتنا، هذا الجهاز يرتبط بشركات الاتصالات الموجوده في كل بلد، والتي عن طريقها يمكننا الوصول للإنترنت.هذا الربط يتم من خلال خط الهاتف المنزلي بواسطة كابل التليفون النحاسي. أو كابل الألياف الضوئية Fiber Optic، والذي تم الترقية له في كثير من الدول العالم وخاصة المتقدمة، وهو يستخدم لزيادة سرعة نقل البيانات والحفاظ على سريتها. كما أنه يمنع حدوث تداخل أو تشويش على الأجهزة التي تعمل من خلاله، وهو أفضل في السرعة والأمان بمراحل عن الكابل النحاسي السلكي، وبالطبع يوجد طرق لاسلكية لنقل البيانات ولكنها عرضة للتشويش والسرقة بشكل كبير.
يتم توصيل الكمبيوتر بالـ DSL مع عملية فصل بين إشارة الكمبيوتر أو أي جهاز متصل به، وبين إشارات المكالمات الهاتفية العادية، ويتم ذلك من خلال ما يسمى الفاصل Splitter.
بعد ذلك تنقل الإشارة من خلال كابل الهاتف إلى شركة الاتصالات. التي تفصل بدورها ما بين إشارة المكالمات وإشارات الكمبيوتر بواسطة جهاز آخر يكون لديها في الشركة، بعد ذلك تنتقل الإشارة إلى ما يسمى ISP وهي حروف اختصار ممد أو مزود خدمة الإنترنت Internet Service Provider، والذي يوجد منه سرفرات خوادم في كل أنحاء العالم.
ويوجد من هذه الشركات عدد لا بأس به في كل دولة. هذه المزودات تترابط جميعا مع بعضها البعض، ويوجد لها ثلاث طبقات تسمى Tier 1 و Tier 2 و Tier 3 وتسمى كثيرا بالـ Internet backbone، ومن خلال هذه الطبقات، يتم التفاعل بين كل المزودات لتبادل البيانات بشكل منظم جدا.
ولكن ما الذي يحدث في الواقع اثناء عملية انتقال البيانات؟ هل سألت نفسك يوما ما الذي يحدث عندما تتكلم من خلال الشات في فيسبوك مثلا أو أي برنامج دردشة؟ وهل سيظل هناك رابط دائم بينك وبين من تحدثه طوال الوقت؟
بالطبع لا يمكن حدوث ذلك لأنه سيتسبب في إنتظار الدور لكل من يتحدث على الإنترنت حتى تفرغ أنت ومن تتحدث معه، لهذا فيتم عمل نظام يسمى رزم Packets وهذه الرزم تكونصغيرة جدا. وهي عبارة عن تقسيمة معينة للبيانات. وبالتالي فيمكن أن يتم تقسيم حديثك وحديث الأخرين الى رزم كثيرة جداونقل تلك الرزم الصغيرة بنظام معين يسمح بإنتقال الدردشات لكل المستخدمين في وقت واحد.
يمكنك تخيل أو تشبيه ذلك كمثال اقرب للحقيقة على أنه تقسيم للدردشات إلى حروف مثلا، ويتم نقل أول حرف من كلامك وأول حرف من كلام كل من يقوم بالدردشة من المستخدمين الآخرين بحيث ينقل الحرف الأول من كلامك ثم الحرف الأول للشخص 2 وحرف من شخص 3 وهكذا ثم الحرف الثاني من كلامك وهكذا.
هذه الرزم يكون لها مقدمة أو رأس Header يوضع به عنوان المرسل له، تمام كأنه ظرف مكتوب عليه العنوان، وتترابط الأجهزة في الشركات من خلال حاسبات متصلة بما يسمى الـ switches ثم إلى الـ Routers أو الـ DSL ثم تنتقل إلى المزودات والإنترنت.
ليس هذا فحسب ولكن إذا تعمقنا أكثر سنجد أنها تترابط من خلال المتصفحات أو أي تطبيقات، ثم تنتقل إلى الكابلات ثم ما ذكرناه من أجهزة في الفقرات السابقة وما إلى ذلك.
لهذا فإن الرزمة تتعرض لوضع أكثر من رأس Header لها، لكي يتم الإرسال بشكل أدق من روتر الى روتر، فمثلا أنت تفتح تويتر من خلال متصفح كروم وتكتب كلمات، ويتم عمل رزم برأس من خلال التطبيق للمتصفح، ببروتوكول معين غالبا هو بروتوكول HTTPS وعندما تنقل مثلا ملف من خلال برنامج Filezilla إلى موقعك على الإنترنت يتم النقل يبروتوكول آخر مختلف يسمى FTP.
كلا هذين البروتوكولين يتبعان بروتوكولات الطبقة السابعة من نظام OSI Model أو بروتوكولات الطبقات الرابع من TCP/IP model، ستجد لكل جهاز وتطبيق ينتقل خلاله الرزم بروتوكول مختلف عن الآخر ويتبع طبقة من طبقات الـ OSI Model.
بعد ذلك تنقل الإشارة من خلال كابل الهاتف إلى شركة الاتصالات. التي تفصل بدورها ما بين إشارة المكالمات وإشارات الكمبيوتر بواسطة جهاز آخر يكون لديها في الشركة، بعد ذلك تنتقل الإشارة إلى ما يسمى ISP وهي حروف اختصار ممد أو مزود خدمة الإنترنت Internet Service Provider، والذي يوجد منه سرفرات خوادم في كل أنحاء العالم.
ويوجد من هذه الشركات عدد لا بأس به في كل دولة. هذه المزودات تترابط جميعا مع بعضها البعض، ويوجد لها ثلاث طبقات تسمى Tier 1 و Tier 2 و Tier 3 وتسمى كثيرا بالـ Internet backbone، ومن خلال هذه الطبقات، يتم التفاعل بين كل المزودات لتبادل البيانات بشكل منظم جدا.
ما هو البروتوكول
يرتبط كل ما سبق ذكره في الفقرات السابقة من أجهزة وشركات الاتصالات وغيرها بما يسمى البروتوكولات، وتعريفها البرتكول بشكل عام هو أنه مجموعة محددة من القواعد واللوائح المستخدمة عالميا، وتعريفه المختص بالإنترنت يزيد بكلمتي عن السابق الا وهما "لنقل البيانات"، ومن خلال معرفة البروتوكولات وكيف يتم نقل البيانات سنفهم ما هو الإنترنت بشكل أوضح.نظم البروتوكولات وكيفية نقل البيانات
لمعرفة ما هو الإنترنت بشكل دقيق، لا بد من فهم البرتكولات بشكل أكبر، فالبرتكولات يوجد لها مسميان لنظامين عالميان وهما نظام OSI model أو نظام الطبقات السبعة للبروتوكولات seven layers protocols والنظام الثاني هو TCP/IP model، وكلا النظامين يعتبر طريقة لوصف ما هي البروتوكولات وتقسيماتها، ويختلفان فقط في طريقة التجميع والشرح للبروتوكولات.ولكن ما الذي يحدث في الواقع اثناء عملية انتقال البيانات؟ هل سألت نفسك يوما ما الذي يحدث عندما تتكلم من خلال الشات في فيسبوك مثلا أو أي برنامج دردشة؟ وهل سيظل هناك رابط دائم بينك وبين من تحدثه طوال الوقت؟
بالطبع لا يمكن حدوث ذلك لأنه سيتسبب في إنتظار الدور لكل من يتحدث على الإنترنت حتى تفرغ أنت ومن تتحدث معه، لهذا فيتم عمل نظام يسمى رزم Packets وهذه الرزم تكونصغيرة جدا. وهي عبارة عن تقسيمة معينة للبيانات. وبالتالي فيمكن أن يتم تقسيم حديثك وحديث الأخرين الى رزم كثيرة جداونقل تلك الرزم الصغيرة بنظام معين يسمح بإنتقال الدردشات لكل المستخدمين في وقت واحد.
يمكنك تخيل أو تشبيه ذلك كمثال اقرب للحقيقة على أنه تقسيم للدردشات إلى حروف مثلا، ويتم نقل أول حرف من كلامك وأول حرف من كلام كل من يقوم بالدردشة من المستخدمين الآخرين بحيث ينقل الحرف الأول من كلامك ثم الحرف الأول للشخص 2 وحرف من شخص 3 وهكذا ثم الحرف الثاني من كلامك وهكذا.
هذه الرزم يكون لها مقدمة أو رأس Header يوضع به عنوان المرسل له، تمام كأنه ظرف مكتوب عليه العنوان، وتترابط الأجهزة في الشركات من خلال حاسبات متصلة بما يسمى الـ switches ثم إلى الـ Routers أو الـ DSL ثم تنتقل إلى المزودات والإنترنت.
ليس هذا فحسب ولكن إذا تعمقنا أكثر سنجد أنها تترابط من خلال المتصفحات أو أي تطبيقات، ثم تنتقل إلى الكابلات ثم ما ذكرناه من أجهزة في الفقرات السابقة وما إلى ذلك.
لهذا فإن الرزمة تتعرض لوضع أكثر من رأس Header لها، لكي يتم الإرسال بشكل أدق من روتر الى روتر، فمثلا أنت تفتح تويتر من خلال متصفح كروم وتكتب كلمات، ويتم عمل رزم برأس من خلال التطبيق للمتصفح، ببروتوكول معين غالبا هو بروتوكول HTTPS وعندما تنقل مثلا ملف من خلال برنامج Filezilla إلى موقعك على الإنترنت يتم النقل يبروتوكول آخر مختلف يسمى FTP.
كلا هذين البروتوكولين يتبعان بروتوكولات الطبقة السابعة من نظام OSI Model أو بروتوكولات الطبقات الرابع من TCP/IP model، ستجد لكل جهاز وتطبيق ينتقل خلاله الرزم بروتوكول مختلف عن الآخر ويتبع طبقة من طبقات الـ OSI Model.
فمثلا جهاز الراوتر Router يتبع طبقة تسمى الشبكة Network Layer والسويتش Switch الذي يربط أكثر من جهاز كمبيوتر في الشركات يتبع طبقة تسمى Data Link Layer. ويوجد أن كل طبقة من الطبقات السبعة أو الأربعة أنواع مختلفة من البروتوكولات.
أشهر هذه البروتوكولات ما يسمى IP وهو بروتوكول الإنترنت وبروتوكول TCP وهو بروتوكول النقل الذي لا يمكن من خلاله فقد أي معلومات نهائيا مهما حدث، ويوجد بروتوكول مقارب له يسمى بروتوكول UDP ولكن فيه تفقد المعلومات بعض الشيء ويمكن أن يحدث عليه تشويش، ولكنه أسرع بكثير ويستخدم في بعض الأوقات للنقل الحي للمؤتمرات وغيرها.
الشكل التالي يوضح ما هي الرزمة Packet من ناحية التقسيم الداخلي للبيانات.
ما دور البرمجة على شبكات الإنترنت؟
دور البرمجة المستخدم على الإنترنت يتم من خلال عمليات الربط بين الأجهزة بواسطة البروتوكولات بما يسمى برمجة الشبكات وهذا يتم بالبرمجة باللغات المعروفة مثل لغة السي والسي ++ وغيرها من اللغات الكبرى. وهناك برمجة مشهورة جدا تستخدم في ذلك وتسمى الـ Socket.ختاما، لخصت بطريقة سريعة ما هو الإنترنت ولكن الإنترنت عالم واسع من المعلومات، وطريقة نقل البيانات من خلاله موجودة في الكثير من الكتب التي تشرح عمله بالتفصيل، فإذا كنت من محبي الشبكات، فيمكنك البدء بدراسة ما هو الكمبيوتر من خلال دورة A+ ثم الإنتقال إلى دورة شبكات مبسطة N+ ثم التعمق في الشبكات بداية من شهادات سيسكو مثل CCNA وما يليها وكذلك دورات مايكروسوفت في الشبكات.
تابع القراءة ما هو السيرفر وأنواعه وما يقدمه من خدمات