حزمة الشبكة

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "Network packet" – news  · journalist  · books  · scholar  · JSTOR ( August 2014 ) ( Learn how and when to remove this message )

في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية وشبكات الكمبيوتر ، تعتبر حزمة الشبكة وحدة منسقة من البيانات التي تحملها شبكة تبديل الحزم . تتكون الحزمة من معلومات التحكم وبيانات المستخدم؛ ^[1] تُعرف الأخيرة أيضًا باسم الحمولة . توفر معلومات التحكم البيانات اللازمة لتسليم الحمولة (على سبيل المثال، عناوين الشبكة المصدر والوجهة ، أو أكواد اكتشاف الأخطاء ، أو معلومات التسلسل). عادةً، توجد معلومات التحكم في رؤوس الحزم وملحقاتها .

في التبديل بالحزم ، يتم تقاسم عرض النطاق الترددي لوسيلة النقل بين جلسات اتصال متعددة، على النقيض من التبديل الدائري ، حيث يتم تخصيص الدوائر مسبقًا لمدة جلسة واحدة ويتم نقل البيانات عادةً كدفق بتات مستمر .

في نموذج OSI المكون من سبع طبقات للشبكات الحاسوبية ، تشير الحزمة بشكل صارم إلى وحدة بيانات بروتوكول في الطبقة 3، طبقة الشبكة . ^[2] وحدة البيانات في الطبقة 2، طبقة ارتباط البيانات ، هي إطار . في الطبقة 4، طبقة النقل ، وحدات البيانات هي مقاطع وبيانات . وبالتالي، في مثال اتصالات TCP/IP عبر Ethernet ، يتم نقل مقطع TCP في حزمة IP واحدة أو أكثر ، والتي يتم نقل كل منها في إطار Ethernet واحد أو أكثر .

إن أساس مفهوم الحزمة هو الرسالة البريدية: الرأس يشبه المغلف، والحمولة هي المحتوى بالكامل داخل المغلف، والتذييل سيكون توقيعك في الأسفل. ^[3]

يمكن لتصميم الشبكة تحقيق نتيجتين رئيسيتين باستخدام الحزم: اكتشاف الأخطاء وعناوين المضيفين المتعددة . ^[4]

تستخدم بروتوكولات الاتصالات اتفاقيات مختلفة للتمييز بين عناصر الحزمة وتنسيق بيانات المستخدم. على سبيل المثال، في بروتوكول نقطة إلى نقطة ، يتم تنسيق الحزمة في بايتات مكونة من 8 بتات، ويتم استخدام الأحرف الخاصة لتحديد العناصر. تحدد بروتوكولات أخرى، مثل Ethernet، بداية عناصر الرأس والبيانات من خلال موقعها بالنسبة لبداية الحزمة. تقوم بعض البروتوكولات بتنسيق المعلومات على مستوى البت بدلاً من مستوى البايت . ^[5]

قد تحتوي الحزمة على أي من المكونات التالية:

العناوين

يتطلب توجيه حزم الشبكة عنوانين للشبكة ، عنوان المصدر للمضيف المرسل، وعنوان الوجهة للمضيف المستقبل. ^[6]

اكتشاف الأخطاء وتصحيحها

يتم إجراء اكتشاف الأخطاء وتصحيحها في طبقات مختلفة في مكدس البروتوكول . قد تحتوي حزم الشبكة على مجموع اختباري أو بتات تكافؤ أو فحوصات تكرار دورية للكشف عن الأخطاء التي تحدث أثناء النقل. ^[6]

عند المرسل، يتم إجراء الحساب قبل إرسال الحزمة. عند الاستلام في الوجهة، يتم إعادة حساب المجموع الاختباري ومقارنته بالمجموع الموجود في الحزمة. إذا تم العثور على تناقضات، فقد يتم تصحيح الحزمة أو التخلص منها. يتم التعامل مع أي فقدان للحزمة بسبب عمليات التخلص هذه بواسطة بروتوكول الشبكة.

في بعض الحالات، قد يكون من الضروري إجراء تعديلات على حزمة الشبكة أثناء التوجيه، وفي هذه الحالات تتم إعادة حساب مبالغ الاختبار.

حد القفزة

في ظل ظروف الخطأ، قد تنتهي الحزم بعبور دائرة مغلقة . وإذا لم يتم فعل أي شيء، فسيتراكم في النهاية عدد الحزم المتداولة حتى تزدحم الشبكة إلى حد الفشل. الوقت المتبقي هو حقل يتناقص بمقدار واحد في كل مرة تمر فيها الحزمة عبر قفزة شبكة . إذا وصل الحقل إلى الصفر، فإن التوجيه قد فشل، ويتم تجاهل الحزمة. ^[6]

لا تحتوي حزم Ethernet على مجال زمني للعيش وبالتالي تكون عرضة لعواصف البث في وجود حلقة تبديل .

طول

قد يكون هناك حقل لتحديد الطول الإجمالي للحزمة. ومع ذلك، في بعض أنواع الشبكات، يُستدل على الطول من خلال مدة الإرسال. ^[6]

معرف البروتوكول

غالبًا ما يكون من المرغوب فيه حمل بروتوكولات اتصال متعددة على شبكة. يحدد حقل معرف البروتوكول بروتوكول الحزمة ويسمح لمجموعة البروتوكولات بمعالجة العديد من أنواع الحزم.

أولوية

تطبق بعض الشبكات جودة الخدمة التي يمكنها إعطاء الأولوية لبعض أنواع الحزم على أنواع أخرى. يشير هذا الحقل إلى قائمة الحزم التي يجب استخدامها؛ يتم إفراغ قائمة الحزم ذات الأولوية العالية بشكل أسرع من قوائم الحزم ذات الأولوية المنخفضة عند نقاط في الشبكة حيث يحدث الازدحام. ^[6]

الحمولة

بشكل عام، الحمولة هي البيانات التي يتم نقلها نيابة عن تطبيق. وعادة ما تكون ذات طول متغير، حتى الحد الأقصى الذي يتم تعيينه بواسطة بروتوكول الشبكة وأحيانًا المعدات الموجودة على الطريق. عند الضرورة، يمكن لبعض الشبكات تقسيم الحزمة الأكبر إلى حزم أصغر. ^[6]

تتكون حزم IP من رأس وحمولة. يتكون الرأس من حقول ثابتة واختيارية. تظهر الحمولة مباشرة بعد الرأس. لا تحتوي حزمة IP على ملحق. ومع ذلك، غالبًا ما يتم نقل حزمة IP كحمولة داخل إطار Ethernet، والذي يحتوي على رأس وملحق خاصين به.

وفقًا لمبدأ النهاية إلى النهاية ، لا توفر شبكات IP ضمانات التسليم أو عدم التكرار أو التسليم بالترتيب للحزم. ومع ذلك، من الشائع وضع بروتوكول نقل موثوق به مثل بروتوكول التحكم في الإرسال فوق خدمة الحزمة لتوفير مثل هذه الحماية.

يحدد معيار قياس عن بعد الخاص باللجنة الاستشارية لأنظمة بيانات الفضاء ( CCSDS ) البروتوكول المستخدم لنقل بيانات أجهزة المركبة الفضائية عبر قناة الفضاء العميق. بموجب هذا المعيار، يتم نقل صورة أو بيانات أخرى مرسلة من جهاز المركبة الفضائية باستخدام حزمة واحدة أو أكثر.

التدفق الأولي المحزم (PES) هو مواصفة مرتبطة بمعيار MPEG-2 تسمح بتقسيم التدفق الأولي إلى حزم. يتم تجميع التدفق الأولي في حزم عن طريق تغليف بايتات البيانات المتسلسلة من التدفق الأولي بين رؤوس حزم PES.

الطريقة النموذجية لنقل بيانات التدفق الأولي من جهاز ترميز الفيديو أو الصوت هي إنشاء حزم PES أولاً من بيانات التدفق الأولي ثم تغليف حزم PES هذه داخل حزم تدفق نقل MPEG (TS) أو تدفق برنامج MPEG (PS). يمكن بعد ذلك نقل حزم TS باستخدام تقنيات البث، مثل تلك المستخدمة في ATSC و DVB .

من أجل توفير التوافق الأحادي ، يتم إرسال إشارة NICAM على موجة حاملة فرعية إلى جانب الموجة الحاملة للصوت. وهذا يعني أن الموجة الحاملة للصوت الأحادي العادي FM أو AM تُترك وحدها للاستقبال بواسطة أجهزة الاستقبال الأحادية. يتم تشفير حزمة NICAM (باستثناء الرأس) باستخدام مولد بتات شبه عشوائي بتات مكون من تسعة بتات قبل الإرسال. يعد جعل تدفق بتات NICAM يبدو أشبه بالضوضاء البيضاء أمرًا مهمًا لأن هذا يقلل من أنماط الإشارة على قنوات التلفزيون المجاورة.