بروتوكول الاتصال

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

بروتوكول الاتصال هو نظام من القواعد يسمح لكيانين أو أكثر في نظام اتصالات بنقل المعلومات . يحدد البروتوكول قواعد الاتصال، وبنيته ، ودلالاته ، وتزامنه ، بالإضافة إلى طرق استعادة الأخطاء الممكنة . يمكن تنفيذ البروتوكولات بواسطة أجهزة أو برامج أو مزيج منهما. [ 1 ]

تستخدم أنظمة الاتصال تنسيقات محددة جيدًا لتبادل الرسائل المختلفة. لكل رسالة معنى دقيق يهدف إلى استنباط استجابة من بين مجموعة من الاستجابات المحتملة المحددة مسبقًا لتلك الحالة. عادةً ما يكون السلوك المحدد مستقلًا عن كيفية تنفيذه . يجب أن تتفق الأطراف المعنية على بروتوكولات الاتصال. [ 2 ] وللوصول إلى اتفاق، يمكن تطوير البروتوكول ليصبح معيارًا تقنيًا . تصف لغة البرمجة الأمر نفسه بالنسبة للحسابات، لذا يوجد تشابه وثيق بين البروتوكولات ولغات البرمجة: فالبروتوكولات بالنسبة للاتصالات تُشبه لغات البرمجة بالنسبة للحسابات . [ 3 ] ويُصاغ الأمر بصيغة بديلة مفادها أن البروتوكولات بالنسبة للاتصالات تُشبه الخوارزميات بالنسبة للحسابات . [ 4 ]

غالباً ما تصف بروتوكولات متعددة جوانب مختلفة من عملية اتصال واحدة. تُعرف مجموعة البروتوكولات المصممة للعمل معاً باسم مجموعة البروتوكولات؛ وعند تطبيقها في البرمجيات، تُسمى حزمة بروتوكولات .

من أشهر بروتوكولات الاتصال تلك المتعلقة بالإنترنت والويب والبريد الإلكتروني، والتي طورتها ونشرتها فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) واتحاد شبكة الويب العالمية (W3C ). كما تُعرف العديد من بروتوكولات الاتصالات السلكية واللاسلكية ، مثل الإيثرنت والبلوتوث، وبالطبع معايير الهواتف المحمولة . ويتولى معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ( IEEE ) مسؤولية معظم هذه البروتوكولات، مثل بروتوكول الإيثرنت. وهناك أيضًا الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T ) الذي يُعنى ببروتوكولات وتنسيقات الاتصالات لشبكة الهاتف العامة (PSTN). ومع تقارب شبكة الهاتف العامة والإنترنت ، تتجه العديد من البروتوكولات نحو التقارب. وتتولى المنظمة الدولية للمعايير (ISO) مسؤولية أنواع أخرى كثيرة من البروتوكولات.

أنظمة الاتصالات

تاريخ

استُخدم مصطلح " بروتوكول" لأول مرة في سياق اتصالات البيانات الحديثة في أبريل 1967 في مذكرة بعنوان "بروتوكول للاستخدام في شبكة اتصالات البيانات التابعة للمختبر الفيزيائي الوطني". وقد كتبه روجر سكانتلبري وكيث بارتليت لشبكة المختبر الفيزيائي الوطني ، تحت إشراف دونالد ديفيز ، رائد تقنية تبديل الحزم في المختبر الفيزيائي الوطني بالمملكة المتحدة. ونُشر عملهما في العام التالي. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

في شبكة أربانت ، كانت نقطة البداية للاتصال بين الأجهزة المضيفة في عام 1969 هي بروتوكول 1822 ، الذي وضعه بوب كان ، والذي حدد آلية إرسال الرسائل إلى معالج الرسائل. [ 9 ] تم تطبيق برنامج التحكم بالشبكة (NCP) لشبكة أربانت، الذي طوره ستيف كروكر وطلاب دراسات عليا آخرون من بينهم جون بوستل، لأول مرة في عام 1970. [ 10 ] سمحت واجهة برنامج التحكم بالشبكة لبرامج التطبيقات بالاتصال عبر شبكة أربانت من خلال تطبيق بروتوكولات اتصال عالية المستوى، وهو مثال مبكر على مفهوم طبقات البروتوكولات . [ 11 ]

كانت شبكة CYCLADES ، التي صممها لويس بوزان في أوائل سبعينيات القرن العشرين، أول شبكة تُطبّق مبدأ التوصيل من طرف إلى طرف ، وتجعل المضيفين مسؤولين عن التوصيل الموثوق للبيانات على شبكة تبديل الحزم، بدلاً من أن تكون هذه خدمة من خدمات الشبكة نفسها. [ 12 ] وكان فريقه أول من عالج المشكلة بالغة التعقيد المتمثلة في تزويد تطبيقات المستخدم بخدمة دائرة افتراضية موثوقة مع استخدام خدمة بذل أقصى جهد ، وهو ما يُعدّ إسهامًا مبكرًا لما سيصبح بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP). [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

قام بوب ميتكالف وآخرون في مركز أبحاث زيروكس بارك بتوضيح فكرة الإيثرنت وحزمة بارك العالمية (PUP) للربط الشبكي. [ 16 ]

Research in the early 1970s by Bob Kahn and Vint Cerf led to the formulation of the Transmission Control Program (TCP).[17] Its RFC 675 specification was written by Cerf with Yogen Dalal and Carl Sunshine in December 1974, still a monolithic design at this time.

The International Network Working Group agreed on a connectionless datagram standard, which was presented to the CCITT in 1975 but was not adopted by the CCITT nor by the ARPANET.[18] Separate international research, particularly the work of Rémi Després, contributed to the development of the X.25 standard, based on virtual circuits, which was adopted by the CCITT in 1976.[19][20] Computer manufacturers developed proprietary protocols such as IBM's Systems Network Architecture (SNA), Digital Equipment Corporation's DECnet and Xerox Network Systems.[21]

TCP software was redesigned as a modular protocol stack, referred to as TCP/IP. This was installed on SATNET in 1982 and on the ARPANET in January 1983. The development of a complete Internet protocol suite by 1989, as outlined in RFC 1122 and RFC 1123, laid the foundation for the growth of TCP/IP as a comprehensive protocol suite as the core component of the emerging Internet.[22]

International work on a reference model for communication standards led to the OSI model, published in 1984. For a period in the late 1980s and early 1990s, engineers, organizations and nations became polarized over the issue of which standard, the OSI model or the Internet protocol suite, would result in the best and most robust computer networks.[23][24][25]

Concept

تخضع المعلومات المتبادلة بين الأجهزة عبر الشبكة أو غيرها من الوسائط لقواعد وأعراف محددة في مواصفات بروتوكولات الاتصال. وتُحدد هذه المواصفات طبيعة الاتصال، والبيانات المتبادلة، وأي سلوكيات تعتمد على الحالة . في أنظمة الحوسبة الرقمية، يمكن التعبير عن هذه القواعد باستخدام الخوارزميات وهياكل البيانات . تُشبه البروتوكولات في مجال الاتصال ما تُشبهه الخوارزميات أو لغات البرمجة في مجال العمليات الحسابية. [ 3 ] [ 4 ]

تحتوي أنظمة التشغيل عادةً على مجموعة من العمليات المتعاونة التي تعالج بيانات مشتركة للتواصل فيما بينها. ويخضع هذا التواصل لبروتوكولات مفهومة جيدًا، يمكن تضمينها في كود العملية نفسه. [ 26 ] [ 27 ] في المقابل، نظرًا لعدم وجود ذاكرة مشتركة ، يتعين على الأنظمة المتصلة التواصل فيما بينها باستخدام وسيط نقل مشترك . ولا يكون النقل موثوقًا بالضرورة، وقد تستخدم الأنظمة الفردية أجهزة أو أنظمة تشغيل مختلفة.

لتنفيذ بروتوكول شبكي، يتم ربط وحدات برمجيات البروتوكول بإطار عمل مُطبق على نظام تشغيل الجهاز. يُنفذ إطار العمل هذا وظائف الشبكة لنظام التشغيل. [ 28 ] عند كتابة خوارزميات البروتوكول بلغة برمجة قابلة للنقل، يُمكن جعل برمجيات البروتوكول مستقلة عن نظام التشغيل . من أشهر أطر العمل نموذج TCP/IP ونموذج OSI .

عند تطوير الإنترنت، أثبت التجريد الطبقي نجاحه كنهج تصميم لكلٍ من المترجمات وأنظمة التشغيل، ونظرًا لأوجه التشابه بين لغات البرمجة وبروتوكولات الاتصال، تم تقسيم برامج الشبكات المتجانسة في الأصل إلى بروتوكولات متعاونة. [ 29 ] وقد أدى ذلك إلى ظهور مفهوم البروتوكولات الطبقية، الذي يشكل اليوم أساس تصميم البروتوكولات. [ 30 ]

لا تستخدم الأنظمة عادةً بروتوكولاً واحداً لمعالجة الإرسال. بدلاً من ذلك، تستخدم مجموعة من البروتوكولات المتعاونة، والتي تُسمى أحيانًا مجموعة بروتوكولات . [ 31 ] من أشهر مجموعات البروتوكولات: TCP/IP و IPX/SPX و X.25 و AX.25 و AppleTalk .

The protocols can be arranged based on functionality in groups; for instance, there is a group of transport protocols. The functionalities are mapped onto the layers, each layer solving a distinct class of problems relating to, for instance: application-, transport-, internet- and network interface-functions.[32] To transmit a message, a protocol has to be selected from each layer. The selection of the next protocol is accomplished by extending the message with a protocol selector for each layer.[33]

Message encoding

Communication protocols define the representation of messages exchanged between communicating systems. Common approaches to message encoding use text or binary representations.

Text-based

A text-based protocol or plain text protocol represents its messages in human-readable format, often in plain text encoded in a machine-readable encoding such as ASCII or UTF-8, or in structured text-based formats such as Intel hex format, XML or JSON.

The immediate human readability stands in contrast with binary message representations, which have inherent benefits for use in a computer environment (such as ease of mechanical parsing and improved bandwidth utilization).

Network applications have various methods of encapsulating data. One method very common with Internet protocols is a text-oriented message representation that transmits requests and responses as lines of ASCII text, terminated by a newline character (and usually a carriage return character). Examples of protocols that use plain, human-readable text for their commands are FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), early versions of HTTP (Hypertext Transfer Protocol), and the finger protocol.[34]

Text-based message representations are typically easier for humans to inspect and interpret, and are therefore suitable whenever human inspection of protocol contents is required, such as during debugging and during early protocol development design phases.

Binary

يستخدم البروتوكول الثنائي تمثيلاً للرسالة قد يستغل جميع قيم البايت ، على عكس التمثيل النصي الذي يقتصر على القيم المقابلة للأحرف في ترميز الأحرف مثل ASCII أو UTF-8 . صُممت تمثيلات الرسائل الثنائية ليتم معالجتها بواسطة الآلات بدلاً من قراءتها مباشرةً من قِبل البشر. تتميز البروتوكولات الثنائية بالإيجاز، مما يُترجم إلى سرعة في الإرسال والتفسير. [ 35 ]

تم استخدام تمثيلات الرسائل الثنائية في المعايير الحديثة مثل EbXML و HTTP/2 و HTTP/3 و EDOC . [ 36 ] ويمكن اعتبار الواجهة في UML [ 37 ] بروتوكولًا ثنائيًا أيضًا.

المتطلبات الأساسية

لا يمثل نقل البيانات عبر الشبكة سوى جزء من مشكلة البروتوكول. إذ يجب تقييم البيانات المستلمة في سياق سير المحادثة، لذا يجب أن يتضمن البروتوكول قواعد تصف هذا السياق. تُعرف هذه القواعد بقواعد بناء الجملة في الاتصال. بينما تحدد قواعد أخرى مدى أهمية البيانات في سياق التبادل، وتُعرف هذه القواعد بقواعد دلالات الاتصال .

تُرسل الرسائل وتُستقبل على أنظمة الاتصال لإقامة اتصال. لذا، ينبغي أن تحدد البروتوكولات قواعد تحكم الإرسال. وبشكل عام، ينبغي مراعاة معظم النقاط التالية: [ 38 ]

تنسيقات البيانات لتبادل البيانات
يتم تبادل سلاسل بتات الرسائل الرقمية. تُقسّم هذه السلاسل إلى حقول، ويحمل كل حقل معلومات ذات صلة بالبروتوكول. من الناحية النظرية، تُقسّم سلسلة البتات إلى جزأين: الرأس والحمولة . تُحمل الرسالة الفعلية في الحمولة. أما منطقة الرأس ، فتحتوي على الحقول المتعلقة بتشغيل البروتوكول. تُقسّم سلاسل البتات التي يزيد طولها عن وحدة الإرسال القصوى (MTU) إلى أجزاء ذات حجم مناسب. [ 39 ]
تنسيقات العناوين لتبادل البيانات
Addresses are used to identify both the sender and the intended receiver(s). The addresses are carried in the header area of the bitstrings, allowing the receivers to determine whether the bitstrings are of interest and should be processed or should be ignored. A connection between a sender and a receiver can be identified using an address pair (sender address, receiver address). Usually, some address values have special meanings. An all-1s address could be taken to mean an addressing of all stations on the network, so sending to this address would result in a broadcast on the local network. The rules describing the meanings of the address value are collectively called an addressing scheme.[40]
Address mapping
Sometimes protocols need to map addresses of one scheme on addresses of another scheme. For instance, to translate a logical IP address specified by the application to an Ethernet MAC address. This is referred to as address mapping.[41]
Routing
When systems are not directly connected, intermediary systems along the route to the intended receiver(s) need to forward messages on behalf of the sender. On the Internet, the networks are connected using routers. The interconnection of networks through routers is called internetworking.
Detection of transmission errors
Error detection is necessary on networks where data corruption is possible. In a common approach, a CRC of the data area is added to the end of packets, making it possible for the receiver to detect differences caused by corruption. The receiver rejects the packets on CRC differences and arranges somehow for retransmission.[42]
Acknowledgements
Acknowledgement of correct reception of packets is required for connection-oriented communication. Acknowledgments are sent from receivers back to their respective senders.[43]
Loss of information - timeouts and retries
Packets may be lost on the network or be delayed in transit. To cope with this, under some protocols, a sender may expect an acknowledgment of correct reception from the receiver within a certain amount of time. Thus, on timeouts, the sender may need to retransmit the information.[a] In case of a permanently broken link, the retransmission has no effect, so the number of retransmissions is limited. Exceeding the retry limit is considered an error.[44]
Direction of information flow
يجب مراعاة اتجاه الإرسال إذا كان الإرسال يتم في اتجاه واحد فقط في كل مرة، كما هو الحال في وصلات نصف مزدوجة، أو من مُرسِل واحد في كل مرة، كما هو الحال في الوسائط المشتركة . يُعرف هذا باسم التحكم في الوصول إلى الوسائط . يجب اتخاذ الترتيبات اللازمة للتعامل مع حالات التصادم أو التنازع عندما يقوم طرفان بالإرسال في وقت واحد أو يرغبان في الإرسال. [ 45 ]
التحكم في التسلسل
إذا قُسّمت سلاسل البتات الطويلة إلى أجزاء ثم أُرسلت عبر الشبكة بشكل فردي، فقد تضيع هذه الأجزاء أو تتأخر، أو قد تسلك مسارات مختلفة للوصول إلى وجهتها في بعض أنواع الشبكات. ونتيجة لذلك، قد تصل الأجزاء خارج التسلسل. ويمكن أن تؤدي عمليات إعادة الإرسال إلى تكرار الأجزاء. ومن خلال وضع علامات على الأجزاء بمعلومات التسلسل عند المرسل، يستطيع المُستقبِل تحديد ما فُقد أو تكرر، وطلب عمليات إعادة الإرسال اللازمة، وإعادة تجميع الرسالة الأصلية. [ 46 ]
التحكم في التدفق
تُصبح آلية التحكم في التدفق ضرورية عندما يُرسل المُرسِل البيانات بسرعة تفوق قدرة المُستقبِل أو معدات الشبكة الوسيطة على معالجة هذه البيانات. ويمكن تطبيق هذه الآلية من خلال تبادل الرسائل بين المُستقبِل والمُرسِل. [ 47 ]
الانتظار في الطابور
تستخدم عمليات الاتصال أو آلات الحالة قوائم الانتظار (أو "المخازن المؤقتة")، وعادة ما تكون قوائم انتظار FIFO، للتعامل مع الرسائل بالترتيب الذي تم إرسالها به، وقد تحتوي أحيانًا على قوائم انتظار متعددة ذات أولويات مختلفة.

تصميم البروتوكول

طُبقت مبادئ هندسة النظم لإنشاء مجموعة من مبادئ تصميم بروتوكولات الشبكة الشائعة. غالبًا ما يتضمن تصميم البروتوكولات المعقدة تقسيمها إلى بروتوكولات أبسط وأكثر تكاملاً. تُسمى هذه المجموعة من البروتوكولات المتكاملة أحيانًا عائلة بروتوكولات أو مجموعة بروتوكولات، [ 31 ] ضمن إطار مفاهيمي.

تعمل أنظمة الاتصال بشكل متزامن. ومن أهم جوانب البرمجة المتزامنة مزامنة البرمجيات لاستقبال وإرسال رسائل الاتصال بالتسلسل الصحيح. لطالما كانت البرمجة المتزامنة موضوعًا رئيسيًا في كتب نظرية أنظمة التشغيل. [ 48 ] ويبدو التحقق الرسمي ضروريًا نظرًا لاحتواء البرامج المتزامنة على العديد من الأخطاء البرمجية الخفية والمعقدة. [ 49 ] ويُشار إلى المنهج الرياضي لدراسة التزامن والاتصال باسم عمليات الاتصال التسلسلية (CSP). [ 50 ] كما يمكن نمذجة التزامن باستخدام آلات الحالة المحدودة ، مثل آلات ميلي ومور . وتُستخدم آلات ميلي ومور كأدوات تصميم في أنظمة الإلكترونيات الرقمية، وتحديدًا في الأجهزة المستخدمة في الاتصالات السلكية واللاسلكية أو الأجهزة الإلكترونية بشكل عام. [ 51 ]

تُقدّم الأدبيات العديد من أوجه التشابه بين الاتصالات الحاسوبية والبرمجة. فعلى سبيل المثال، تُشبه آلية نقل البروتوكول وحدة المعالجة المركزية (CPU). ويُقدّم هذا الإطار قواعد تُمكّن المبرمج من تصميم بروتوكولات مُتكاملة بشكل مستقل عن بعضها البعض.

الطبقات

Figure 2. Protocols in relation to the Internet layering scheme.
نموذج TCP/IP أو مخطط طبقات الإنترنت وعلاقته ببعض البروتوكولات الشائعة.

في تصميم البروتوكولات الحديثة، تُبنى البروتوكولات على شكل طبقات لتشكيل بنية بروتوكولية. وتُعدّ الطبقات مبدأً تصميمياً يُقسّم مهمة تصميم البروتوكول إلى خطوات أصغر، تُنجز كل منها جزءاً محدداً، وتتفاعل مع الأجزاء الأخرى من البروتوكول بطرق محدودة ومحددة بدقة. يُتيح هذا الأسلوب تصميم أجزاء البروتوكول واختبارها دون تضخم هائل في الحالات، مما يُحافظ على بساطة كل تصميم نسبياً.

صُممت بروتوكولات الاتصال المستخدمة على الإنترنت للعمل في بيئات متنوعة ومعقدة. وتتميز هذه البروتوكولات بالبساطة والنمطية، وتندرج ضمن تسلسل هرمي عام للطبقات الوظيفية المحددة في مجموعة بروتوكولات الإنترنت . [ 52 ] وقد نتج أول بروتوكولين متعاونين، وهما بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) وبروتوكول الإنترنت (IP)، عن تفكيك برنامج التحكم في الإرسال الأصلي، وهو بروتوكول اتصال متكامل، إلى هذه المجموعة متعددة الطبقات.

تم تطوير نموذج OSI دوليًا بناءً على الخبرة مع الشبكات التي سبقت الإنترنت كنموذج مرجعي للاتصالات العامة مع قواعد أكثر صرامة لتفاعل البروتوكول والطبقات الصارمة.

عادةً ما تُبنى برامج التطبيقات على طبقة نقل بيانات قوية. وتستند هذه الطبقة إلى آلية لتسليم وتوجيه حزم البيانات، وهي آلية غير متصلة عادةً في الإنترنت. ويتم ترحيل الحزم عبر الشبكات من خلال طبقة أخرى تعتمد فقط على تقنيات ربط الشبكة، والتي غالبًا ما تكون خاصة بتقنيات معينة للطبقة الفيزيائية، مثل الإيثرنت . يوفر نظام الطبقات فرصًا لتبادل التقنيات عند الحاجة، فعلى سبيل المثال، غالبًا ما تُكدس البروتوكولات في ترتيب نفق لتسهيل اتصال الشبكات المختلفة. فعلى سبيل المثال، يمكن تمرير بروتوكول الإنترنت (IP) عبر نفق في شبكة وضع النقل غير المتزامن (ATM).

طبقات البروتوكول

Figure 3. Message flows using a protocol suite.
الشكل 3. تدفقات الرسائل باستخدام مجموعة بروتوكولات. تُظهر الحلقات السوداء حلقات المراسلة الفعلية، بينما تُظهر الحلقات الحمراء الاتصال الفعال بين الطبقات الذي تُمكّنه الطبقات الأدنى.

يشكل تقسيم البروتوكولات إلى طبقات أساس تصميمها. [ 30 ] فهو يسمح بتفكيك البروتوكولات المعقدة إلى بروتوكولات أبسط وأكثر تكاملاً. [ 52 ] تحل كل طبقة من طبقات البروتوكول فئةً مميزةً من مشاكل الاتصال. وتشكل هذه الطبقات مجتمعةً مخططًا أو نموذجًا للتقسيم الطبقي.

تتعامل الحسابات مع الخوارزميات والبيانات؛ بينما تتضمن الاتصالات البروتوكولات والرسائل؛ لذا فإن نظير مخطط تدفق البيانات هو نوع من مخططات تدفق الرسائل. [ 4 ] ولتوضيح طبقات البروتوكولات ومجموعات البروتوكولات، يُظهر الشكل 3 مخططًا لتدفق الرسائل داخل نظامين، أ و ب، وبينهما. يستخدم النظامان أ و ب نفس مجموعة البروتوكولات. التدفقات الرأسية (والبروتوكولات) داخل النظام، بينما تدفقات الرسائل الأفقية (والبروتوكولات) بين النظامين. تخضع تدفقات الرسائل لقواعد وتنسيقات بيانات محددة بواسطة البروتوكولات. تشير الخطوط الزرقاء إلى حدود طبقات البروتوكولات (الأفقية).

طبقات البرمجيات

الشكل 5: طبقات البروتوكول والبرمجيات. تُمثَّل وحدات البرمجيات التي تُنفِّذ البروتوكولات بمكعبات. ويُمثَّل تدفق المعلومات بين الوحدات بأسهم. السهمان الأحمران العلويان (الأفقيان) افتراضيان. تُحدِّد الخطوط الزرقاء حدود الطبقات.

يتميز البرنامج الذي يدعم البروتوكولات بتنظيم متعدد الطبقات، وتظهر علاقته بطبقات البروتوكول في الشكل 5.

لإرسال رسالة على النظام أ، يتفاعل مُكوّن البرمجيات العلوي مع المُكوّن الذي يليه مباشرةً، ويُسلّم الرسالة المراد تغليفها. يقوم المُكوّن السفلي بتعبئة بيانات الترويسة وفقًا للبروتوكول الذي يُطبّقه، ويتفاعل مع المُكوّن السفلي، الذي يُرسل الرسالة عبر قناة الاتصال إلى المُكوّن السفلي للنظام ب. في النظام المُستقبِل ب، يحدث العكس، بحيث تصل الرسالة في النهاية بشكلها الأصلي إلى المُكوّن العلوي للنظام ب. [ 53 ]

تُقسّم ترجمة البرامج إلى مسائل فرعية. ونتيجةً لذلك، يُصمّم برنامج الترجمة على شكل طبقات، مما يسمح بتصميم طبقات البرنامج بشكل مستقل. ويمكن ملاحظة النهج نفسه في تصميم طبقات بروتوكول TCP/IP. [ 54 ]

تُعتبر الوحدات النمطية الواقعة أسفل طبقة التطبيق جزءًا من نظام التشغيل. ويُعدّ نقل البيانات بين هذه الوحدات النمطية أقل تكلفة بكثير من نقل البيانات بين برنامج التطبيق وطبقة النقل. ويُطلق على الحد الفاصل بين طبقة التطبيق وطبقة النقل اسم حد نظام التشغيل. [ 55 ]

طبقات صارمة

إنّ الالتزام الصارم بنموذج الطبقات، وهو ما يُعرف بالتقسيم الطبقي الصارم، ليس دائمًا أفضل نهج للشبكات. [ 56 ] قد يؤثر التقسيم الطبقي الصارم سلبًا على أداء التطبيق. [ 57 ]

على الرغم من أن استخدام طبقات البروتوكول أصبح شائعًا اليوم في مجال شبكات الحاسوب، إلا أنه تعرض لانتقادات تاريخية من قبل العديد من الباحثين [ 58 ] ، حيث أن تجريد حزمة البروتوكول بهذه الطريقة قد يؤدي إلى تكرار الطبقة العليا لوظائف الطبقة الدنيا، ومن الأمثلة البارزة على ذلك استعادة الأخطاء على مستوى كل رابط وعلى مستوى الاتصال من البداية إلى النهاية. [ 59 ]

أنماط التصميم

يمكن معالجة المشكلات المتكررة الشائعة في تصميم وتنفيذ بروتوكولات الاتصال من خلال أنماط تصميم البرمجيات . [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]

المواصفات الرسمية

الأساليب الرسمية الشائعة لوصف بناء الجملة للاتصال هي Abstract Syntax Notation One ( معيار ISO ) وشكل Backus–Naur المعزز ( معيار IETF ).

تُستخدم نماذج الآلات ذات الحالة المحدودة لوصف التفاعلات المحتملة للبروتوكول بشكل رسمي. [ 65 ] [ 66 ] والآلات ذات الحالة المحدودة المتصلة [ 67 ]

تطوير البروتوكول

لإتمام عملية الاتصال، لا بد من اختيار البروتوكولات. ويمكن التعبير عن هذه القواعد باستخدام الخوارزميات وهياكل البيانات. ويتعزز استقلال الأجهزة وأنظمة التشغيل من خلال التعبير عن الخوارزميات بلغة برمجة قابلة للنقل. كما يوفر استقلال المواصفات عن المصدر إمكانية تشغيلية أوسع.

تُصاغ معايير البروتوكول عادةً من خلال الحصول على موافقة أو دعم منظمة معايير ، والتي تبدأ عملية التقييس. ويوافق أعضاء منظمة المعايير على الالتزام بنتائج العمل طواعيةً. وغالبًا ما يسيطر الأعضاء على حصص سوقية كبيرة ذات صلة بالبروتوكول، وفي كثير من الحالات، تُفرض المعايير بموجب القانون أو الحكومة لأنها تُعتبر ذات أهمية بالغة للمصلحة العامة، لذا فإن الحصول على الموافقة يُعدّ أمرًا بالغ الأهمية للبروتوكول.

الحاجة إلى معايير البروتوكول

تتجلى الحاجة إلى معايير البروتوكولات بالنظر إلى مصير بروتوكول الاتصالات المتزامنة الثنائية (BSC) الذي ابتكرته شركة IBM . يُعدّ BSC بروتوكولًا مبكرًا على مستوى الربط، يُستخدم لربط عقدتين منفصلتين. لم يكن مُصممًا في الأصل للاستخدام في شبكة متعددة العقد، ولكن استخدامه في الشبكات متعددة العقد كشف عن العديد من أوجه القصور فيه. في غياب التوحيد القياسي، شعر المصنّعون والمنظمات بحرية تطوير البروتوكول، مما أدى إلى ظهور نسخ غير متوافقة على شبكاتهم. في بعض الحالات، كان ذلك متعمدًا لتثبيط المستخدمين عن استخدام معدات من مصنّعين آخرين. يوجد أكثر من 50 نسخة مختلفة من بروتوكول التزامن الثنائي الأصلي. يمكن الافتراض أن وجود معيار كان سيمنع حدوث بعض هذه المشاكل على الأقل. [ 28 ]

في بعض الحالات، تكتسب البروتوكولات هيمنةً على السوق دون المرور بعملية توحيد المعايير. تُعرف هذه البروتوكولات بالمعايير الفعلية . وتنتشر المعايير الفعلية في الأسواق الناشئة، والأسواق المتخصصة، أو الأسواق الاحتكارية ( أو شبه الاحتكارية ). ويمكنها أن تُحكم قبضتها على السوق، خاصةً عند استخدامها لإبعاد المنافسة. ومن منظور تاريخي، ينبغي النظر إلى توحيد المعايير كإجراء لمواجهة الآثار السلبية للمعايير الفعلية. وتوجد استثناءات إيجابية؛ فنظام تشغيل معياري فعلي مثل لينكس لا يُحكم قبضته على السوق لأن مصادره تُنشر وتُحدّث بشكل مفتوح، مما يُشجع المنافسة.

منظمات المعايير

من بين منظمات المعايير ذات الصلة ببروتوكولات الاتصالات: المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)، وفرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF). تتولى فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) صيانة البروتوكولات المستخدمة على الإنترنت. ويشرف معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) على العديد من بروتوكولات البرمجيات والأجهزة في صناعة الإلكترونيات للأجهزة التجارية والاستهلاكية. أما الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) فهو منظمة جامعة لمهندسي الاتصالات، ويتولى تصميم شبكة الهاتف العامة (PSTN)، بالإضافة إلى العديد من أنظمة الاتصالات اللاسلكية . وفي مجال الإلكترونيات البحرية ، تُستخدم معايير NMEA . ويُصدر اتحاد شبكة الويب العالمية (W3C) بروتوكولات ومعايير لتقنيات الويب.

من المفترض أن تكون منظمات المعايير الدولية أكثر حيادية من المنظمات المحلية التي تأخذ في الاعتبار مصالحها الوطنية أو التجارية. كما تُجري منظمات المعايير أبحاثًا وتطويرًا لمعايير المستقبل. وفي الواقع، تتعاون منظمات المعايير المذكورة تعاونًا وثيقًا فيما بينها. [ 68 ]

قد تشارك هيئات وضع المعايير المتعددة في تطوير بروتوكول ما. وإذا لم يكن هناك تنسيق بينها، فقد ينتج عن ذلك تعريفات متعددة وغير متوافقة للبروتوكول، أو تفسيرات متعددة وغير متوافقة للرسائل؛ وقد لا تُراعى الثوابت المهمة في أحد التعريفات (مثل أن قيم مدة البقاء تتناقص بشكل رتيب لمنع حلقات التوجيه المستقرة) في تعريف آخر. [ 69 ]

عملية التقييس

في المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO)، تبدأ عملية التقييس بتشكيل فريق عمل من لجنة فرعية. يُصدر فريق العمل مسودات عمل ووثائق نقاش للأطراف المعنية (بما في ذلك هيئات التقييس الأخرى) بهدف إثارة النقاش والتعليقات. يُثير هذا الأمر العديد من التساؤلات، ونقاشات مستفيضة، وعادةً ما يُفضي إلى بعض الخلافات. تُؤخذ هذه التعليقات بعين الاعتبار، ويُعدّ فريق العمل مسودة اقتراح . بعد تلقي الملاحظات والتعديلات والتوصل إلى حلول وسط، يصل الاقتراح إلى مرحلة مسودة معيار دولي ، ثم إلى معيار دولي معتمد . تُعاد إصدار المعايير الدولية دوريًا لمعالجة أوجه القصور ومواكبة الآراء المتغيرة حول الموضوع. [ 70 ]

معيار OSI

من الدروس المستفادة من شبكة أربانت ، سلف الإنترنت، أن البروتوكولات تحتاج إلى إطار عمل لتشغيلها. لذا، من المهم تطوير إطار عمل عام ومستقبلي مناسب للبروتوكولات المهيكلة (مثل البروتوكولات متعددة الطبقات) وتوحيدها. من شأن ذلك أن يمنع تداخل وظائف معايير البروتوكولات، ويسمح بتحديد واضح لمسؤوليات البروتوكول على مختلف المستويات (الطبقات). [ 72 ] وقد أدى ذلك إلى ظهور نموذج الربط البيني للأنظمة المفتوحة (نموذج OSI)، الذي يُستخدم كإطار عمل لتصميم البروتوكولات والخدمات القياسية المتوافقة مع مواصفات الطبقات المختلفة. [ 73 ]

في نموذج OSI، يُفترض أن الأنظمة المتصلة مرتبطة عبر وسيط مادي أساسي يوفر آلية نقل بيانات رئيسية. تُرقّم الطبقات التي تعلوه. تُقدّم كل طبقة خدمة للطبقة التي تعلوها باستخدام خدمات الطبقة التي تليها مباشرةً. تُقدّم الطبقة العليا خدماتها لعملية التطبيق. تتواصل الطبقات فيما بينها عبر واجهة تُسمى نقطة وصول الخدمة . تُسمى الطبقات المتناظرة في كل نظام بالكيانات النظيرة . للتواصل، يستخدم كيانان نظيران في طبقة معينة بروتوكولًا خاصًا بتلك الطبقة، يُنفّذ باستخدام خدمات الطبقة التي تليها. [ 74 ] لكل طبقة، يوجد نوعان من المعايير: معايير البروتوكول التي تُحدد كيفية تواصل الكيانات النظيرة في طبقة معينة، ومعايير الخدمة التي تُحدد كيفية تواصل طبقة معينة مع الطبقة التي تعلوها.

في نموذج OSI، تكون الطبقات ووظائفها (من أعلى طبقة إلى أدنى طبقة):

  • قد توفر طبقة التطبيق الخدمات التالية لعمليات التطبيق: تحديد شركاء الاتصال المقصودين، وتحديد الصلاحيات اللازمة للاتصال، وتحديد مدى توافر الشركاء والتحقق من هويتهم، والاتفاق على آليات خصوصية الاتصال، والاتفاق على مسؤولية استعادة البيانات في حالة حدوث أخطاء وإجراءات ضمان سلامة البيانات ، والمزامنة بين عمليات التطبيق المتعاونة، وتحديد أي قيود على بناء الجملة (مثل مجموعات الأحرف وهياكل البيانات)، وتحديد تكلفة وجودة الخدمة المقبولة، واختيار آلية الحوار، بما في ذلك إجراءات تسجيل الدخول والخروج المطلوبة. [ 75 ]
  • قد توفر طبقة العرض الخدمات التالية لطبقة التطبيق: طلب إنشاء جلسة، ونقل البيانات، والتفاوض على الصيغة المستخدمة بين طبقات التطبيق، وأي تحويلات ضرورية للصيغة، والتنسيق، والتحويلات ذات الأغراض الخاصة (مثل ضغط البيانات وتشفيرها). [ 76 ]
  • قد توفر طبقة الجلسة الخدمات التالية لطبقة العرض: إنشاء اتصالات الجلسة وإنهاؤها، وتبادل البيانات العادي والسريع، وخدمة الحجر الصحي التي تسمح لكيان العرض المُرسِل بتوجيه كيان الجلسة المُستقبِل بعدم إرسال البيانات إلى كيان العرض الخاص به دون إذن، وإدارة التفاعل بحيث يمكن لكيانات العرض التحكم في دور كل منها في تنفيذ وظائف تحكم معينة، وإعادة مزامنة اتصال الجلسة، والإبلاغ عن الاستثناءات غير القابلة للاسترداد إلى كيان العرض. [ 77 ]
  • توفر طبقة النقل نقل بيانات موثوقًا وشفافًا بطريقة فعالة من حيث التكلفة وفقًا لمتطلبات جودة الخدمة المختارة. وقد تدعم هذه الطبقة دمج عدة اتصالات نقل على اتصال شبكة واحد، أو تقسيم اتصال نقل واحد إلى عدة اتصالات شبكة. [ 78 ]
  • تتولى طبقة الشبكة إعداد مسارات الشبكة وصيانتها وتحريرها بين كيانات النقل النظيرة. وعند الحاجة إلى مرحلات، توفر هذه الطبقة وظائف التوجيه والترحيل. ويتم التفاوض على جودة الخدمة بين كيانات الشبكة والنقل عند إنشاء الاتصال. كما تتولى هذه الطبقة مسؤولية التحكم في ازدحام الشبكة . [ 79 ]
  • تتولى طبقة ربط البيانات إعداد وصيانة وتحرير اتصالات ربط البيانات. ويتم اكتشاف الأخطاء التي تحدث في الطبقة الفيزيائية وتصحيحها. كما يتم إبلاغ طبقة الشبكة بالأخطاء. وتُحدد هذه الطبقة تبادل وحدات ربط البيانات (بما في ذلك التحكم في التدفق). [ 80 ]
  • تصف الطبقة الفيزيائية تفاصيل مثل الخصائص الكهربائية للوصلة الفيزيائية، وتقنيات الإرسال المستخدمة، وإعداد وصيانة وإزالة الوصلات الفيزيائية. [ 81 ]

على عكس مخطط طبقات TCP/IP ، الذي يفترض شبكة غير متصلة، يفترض نموذج RM/OSI شبكة متصلة. [ 82 ] تُعد الشبكات المتصلة أكثر ملاءمة للشبكات واسعة النطاق، بينما تُعد الشبكات غير المتصلة أكثر ملاءمة للشبكات المحلية. يتطلب الاتصال المتصل شكلاً من أشكال الجلسات والدوائر (الافتراضية)، ومن هنا جاءت طبقة الجلسات (التي يفتقر إليها نموذج TCP/IP). انصب اهتمام الأعضاء المؤسسين لمنظمة ISO بشكل أساسي على الشبكات واسعة النطاق، لذا ركز تطوير نموذج RM/OSI على الشبكات المتصلة، بينما ذُكرت الشبكات غير المتصلة لأول مرة في ملحق لنموذج RM/OSI [ 83 ] [ 84 ] ، ثم أُدمجت لاحقًا في تحديث لنموذج RM/OSI. [ 85 ]

في ذلك الوقت، واجهت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) هذا التحدي، بالإضافة إلى حاجة الإنترنت إلى بروتوكولات لم تكن متوفرة آنذاك. ونتيجةً لذلك، طورت فرقة عمل هندسة الإنترنت عملية توحيد معايير خاصة بها، تعتمد على "توافق مبدئي وبرمجيات قيد التشغيل". [ 86 ] وتصف وثيقة RFC 2026 عملية توحيد المعايير هذه . 

أصبحت فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF) اليوم منظمة معايير للبروتوكولات المستخدمة على الإنترنت. وقد وسّع نموذج RM/OSI نطاقه ليشمل الخدمات غير المتصلة، وبفضل ذلك، أمكن تطوير كل من بروتوكول TCP وبروتوكول IP ليصبحا معيارين دوليين.

صورة سلكية

صورة الشبكة للبروتوكول هي المعلومات التي يستطيع مراقب غير مشارك استخلاصها من خلال مراقبة رسائل البروتوكول، بما في ذلك المعلومات التي يمنحها البروتوكول معنىً صريحًا، بالإضافة إلى الاستنتاجات التي يتوصل إليها المراقب. [ 87 ] تُعد بيانات البروتوكول الوصفية غير المشفرة أحد مصادر صورة الشبكة، كما تُساهم القنوات الجانبية ، بما في ذلك توقيت الحزم، في تكوينها. [ 88 ] قد يرى مراقبون مختلفون، من خلال وجهات نظر مختلفة، صور شبكة مختلفة. [ 89 ] تُعد صورة الشبكة ذات صلة بخصوصية المستخدم النهائي وقابلية توسيع البروتوكول. [ 90 ]

If some portion of the wire image is not cryptographically authenticated, it is subject to modification by intermediate parties (i.e., middleboxes), which can influence protocol operation.[88] Even if authenticated, if a portion is not encrypted, it will form part of the wire image, and intermediate parties may intervene depending on its content (e.g., dropping packets with particular flags). Signals deliberately intended for intermediary consumption may be left authenticated but unencrypted.[91]

The wire image can be deliberately engineered, encrypting parts that intermediaries should not be able to observe and providing signals for what they should be able to.[92] If provided signals are decoupled from the protocol's operation, they may become untrustworthy.[93] Benign network management and research are affected by metadata encryption; protocol designers must balance observability for operability and research against ossification resistance and end-user privacy.[90] The IETF announced in 2014 that it had determined that large-scale surveillance of protocol operations is an attack due to the ability to infer information from the wire image about users and their behaviour,[94] and that the IETF would "work to mitigate pervasive monitoring" in its protocol designs;[95] this had not been done systematically previously.[95] The Internet Architecture Board recommended in 2023 that disclosure of information by a protocol to the network should be intentional,[96] performed with the agreement of both recipient and sender,[97] authenticated to the degree possible and necessary,[98] only acted upon to the degree of its trustworthiness,[99] and minimised and provided to a minimum number of entities.[100][101] Engineering the wire image and controlling what signals are provided to network elements was a "developing field" in 2023, according to the IAB.[102]

Ossification

يُعرَّف جمود البروتوكولات بأنه فقدان مرونة بروتوكولات الشبكة وقابليتها للتوسع والتطوير . ويعود ذلك في الغالب إلى أجهزة الوسيط التي تتأثر بصورة الشبكة للبروتوكول، والتي قد تقاطع أو تتداخل مع الرسائل الصحيحة التي لا يتعرف عليها جهاز الوسيط بشكل صحيح. [ 103 ] وهذا يُعد انتهاكًا لمبدأ الاتصال من طرف إلى طرف . [ 104 ] وتشمل الأسباب الثانوية عدم مرونة تطبيقات البروتوكولات في نقاط النهاية. [ 105 ]

يُعدّ التجمّد مشكلة رئيسية في تصميم بروتوكولات الإنترنت ونشرها، إذ يُمكن أن يمنع نشر بروتوكولات أو امتدادات جديدة على الإنترنت، أو يفرض قيودًا على تصميمها؛ فقد يتعيّن تضمين البروتوكولات الجديدة في بروتوكول مُستخدم بالفعل أو محاكاة بنية بروتوكول آخر. [ 106 ] وبسبب هذا التجمّد، يُعدّ بروتوكول التحكم بالنقل (TCP) وبروتوكول بيانات المستخدم (UDP) الخيارين العمليين الوحيدين لبروتوكولات النقل على الإنترنت، [ 107 ] وقد تجمّد بروتوكول TCP نفسه بشكل كبير، مما يجعل توسيعه أو تعديله أمرًا صعبًا. [ 108 ]

تشمل الطرق الموصى بها لمنع التصلب تشفير بيانات تعريف البروتوكول، [ 109 ] وضمان تفعيل نقاط التوسعة وعرض تباين صورة الشبكة السلكية بأكبر قدر ممكن؛ [ 110 ] ويتطلب معالجة التصلب القائم التنسيق بين المشاركين في البروتوكول. [ 111 ] يُعدّ QUIC أول بروتوكول نقل من IETF مصمم بخصائص مضادة للتصلب بشكل مقصود. [ 87 ]

التصنيفات

تركز أنظمة تصنيف البروتوكولات عادةً على مجال الاستخدام والوظيفة. فعلى سبيل المثال، تُستخدم البروتوكولات الموجهة بالاتصال والبروتوكولات غير الموجهة بالاتصال في الشبكات الموجهة بالاتصال والشبكات غير الموجهة بالاتصال على التوالي. ومن أمثلة الوظيفة بروتوكول النفق ، الذي يُستخدم لتغليف الحزم في بروتوكول عالي المستوى، بحيث يمكن تمرير هذه الحزم عبر نظام النقل باستخدام ذلك البروتوكول.

يجمع نظام الطبقات بين الوظيفة ومجال الاستخدام. وتُعدّ أنظمة الطبقات التي طورتها كل من IETF وISO هي الأكثر شيوعًا. على الرغم من اختلاف الافتراضات الأساسية لكل نظام من هذه الأنظمة، ما يستدعي التمييز بينهما، إلا أنه من الشائع مقارنتهما بربط البروتوكولات المشتركة بطبقات كل نظام. [ 112 ] يُطلق على نظام الطبقات الصادر عن IETF اسم " طبقات الإنترنت" أو "طبقات TCP/IP" . أما نظام الطبقات الصادر عن ISO فيُطلق عليه " نموذج OSI" أو "طبقات ISO" .

في مجال تهيئة معدات الشبكات، يُستخدم مصطلحان رئيسيان للتمييز بين الخدمات: يشير مصطلح "البروتوكول" تحديدًا إلى طبقة النقل، بينما يشير مصطلح " الخدمة" إلى البروتوكولات التي تستخدم بروتوكولًا معينًا للنقل. في حالة بروتوكولي TCP وUDP الشائعين، تُفرّق الخدمات بأرقام المنافذ. يُعدّ الالتزام بهذه الأرقام اختياريًا، لذا في أنظمة فحص المحتوى، يشير مصطلح " الخدمة" تحديدًا إلى أرقام المنافذ، بينما يُستخدم مصطلح " التطبيق" غالبًا للإشارة إلى البروتوكولات التي يتم تحديدها من خلال توقيعات الفحص.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ عدم استلام إشعار الاستلام يشير إلى فقدان إما الإرسال الأصلي أو إشعار الاستلام. لا يملك المرسل وسيلة للتمييز بين هاتين الحالتين، ولذلك، ولضمان استلام جميع البيانات، يجب عليه افتراض فقدان الإرسال الأصلي.

مراجع

  1. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 7529565 ، هيلبيش، روبرت إي.؛ دوشر، روب ؛ سيل، مارك وآخرون، "بروتوكول اتصال لاسلكي"، نُشرت في 5 مايو 2009، مُسجلة باسم شركة ستاركي لابوراتوريز وشركة أوتيكون إيه إس. 
  2. ↑ البروتوكول ، الموسوعة البريطانية ، مؤرشف من الأصل في 12 سبتمبر 2012 ، تم استرجاعه في 24 سبتمبر 2012
  3. 1 2 كومر 2000، القسم 11.2 - الحاجة إلى بروتوكولات متعددة، ص 177، "إنها (البروتوكولات) بالنسبة للاتصالات كما أن لغات البرمجة بالنسبة للحوسبة"
  4. 1 2 3 كومر 2000، القسم 1.3 - خدمات الإنترنت، ص 3، "البروتوكولات بالنسبة للاتصالات هي بمثابة الخوارزميات بالنسبة للحوسبة"
  5. ↑ نوتون، جون (24 سبتمبر 2015). تاريخ موجز للمستقبل . أوريون. ISBN 978-1-4746-0277-8.
  6. ↑ كامبل-كيلي، مارتن (يوليو 1987). "اتصالات البيانات في المختبر الفيزيائي الوطني (1965-1975)" . حوليات IEEE لتاريخ الحوسبة . 9 (3): 221-247 . Bibcode : 1987IAHC....9c.221C . doi : 10.1109/MAHC.1987.10023 .
  7. ↑ بيلكي، جيمس ل. "6.1 الشبكة الفرعية للاتصالات: BBN 1969" . الرأسمالية الريادية والابتكار: تاريخ اتصالات الحاسوب 1968-1988 . كما يتذكر كان: ... إسهامات بول باران ... أعتقد أيضًا أن بول كان مدفوعًا بشكل شبه كامل باعتبارات الصوت. إذا نظرت إلى ما كتبه، ستجد أنه كان يتحدث عن محولات إلكترونية منخفضة التكلفة. لم تكن فكرة وضع أجهزة حاسوب قوية في هذه المواقع قد خطرت بباله تمامًا باعتبارها فعالة من حيث التكلفة. لذلك كانت فكرة محولات الحاسوب غائبة. لم يكن مفهوم البروتوكولات موجودًا في ذلك الوقت. وكانت فكرة الاتصالات بين أجهزة الحاسوب في الواقع اهتمامًا ثانويًا.
  8. ↑ كلاينروك، ل. (1978). "مبادئ ودروس في اتصالات الحزم". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 66 (11): 1320-1329 . Bibcode : 1978IEEEP..66.1320K . doi : 10.1109/PROC.1978.11143 . ISSN 0018-9219 . ركز بول باران ... على إجراءات التوجيه وعلى قدرة أنظمة الاتصالات الموزعة على البقاء في بيئة معادية، لكنه لم يركز على الحاجة إلى مشاركة الموارد بالشكل الذي نفهمه الآن؛ في الواقع، لم يكن مفهوم مفتاح البرمجيات موجودًا في عمله. 
  9. ↑ معالج رسائل الواجهة: مواصفات الربط البيني بين المضيف ومعالج رسائل الواجهة (ملف PDF) (تقرير). بولت بيرانيك ونيومان (BBN). التقرير رقم 1822.
  10. ↑ كتب عالية الدقة. دليل UGC-NET/JRF/SET PTP ومهارات التدريس والبحث: UGC-NET بجودة عالية الدقة.
  11. ↑ "برنامج التحكم بالشبكة (NCP)" . الإنترنت الحي . مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه في 8 أكتوبر 2022 .
  12. ↑ بينيت، ريتشارد (سبتمبر 2009). "مصمم للتغيير: حجج شاملة، ابتكار الإنترنت، وجدل حيادية الإنترنت" (ملف PDF) . مؤسسة تكنولوجيا المعلومات والابتكار. الصفحات 7، 11. تاريخ الاطلاع: 11 سبتمبر 2017 . 
  13. ↑ أبّاتي، جانيت (2000). اختراع الإنترنت . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. الصفحات 124-127 . ISBN  978-0-262-51115-5في الواقع ، تم تصميم شبكة CYCLADES، على عكس شبكة ARPANET، خصيصًا لتسهيل الربط الشبكي؛ إذ يمكنها، على سبيل المثال، التعامل مع تنسيقات ومستويات خدمة متنوعة.
  14. ↑ كيم، بيونغ-كيون (2005). تدويل الإنترنت: التطور المشترك للتأثير والتكنولوجيا . إدوارد إلجار. ص 51-55 . ISBN  1845426754بالإضافة إلى شبكة NPL وشبكة ARPANET ، لعبت شبكة CYCLADES، وهي شبكة تجريبية أكاديمية وبحثية، دورًا مهمًا في تطوير تقنيات شبكات الحاسوب.
  15. ↑ "الرجل الخامس للإنترنت" . مجلة الإيكونوميست . 30 نوفمبر 2013. ISSN 0013-0613 . تاريخ الاطلاع: 22 أبريل 2020. في أوائل سبعينيات القرن الماضي، ابتكر السيد بوزان شبكة بيانات رائدة ربطت مواقع في فرنسا وإيطاليا وبريطانيا . وقد مهدت بساطتها وكفاءتها الطريق لشبكة قادرة على ربط ليس فقط عشرات الأجهزة، بل ملايين منها. وقد أثارت هذه الشبكة إعجاب الدكتور سيرف والدكتور كان، اللذين أدرجا جوانب من تصميمها في البروتوكولات التي تُشغّل الإنترنت اليوم. 
  16. ^ التهاب موسكو 1999 ، ص. 78-9 
  17. ↑ سيرف، ف.؛ خان، ر. (مايو 1974). "بروتوكول للاتصال بين شبكات الحزم" (ملف PDF) . معاملات IEEE في الاتصالات . 22 (5): 637-648 . Bibcode : 1974ITCom..22..637C . doi : 10.1109/TCOM.1974.1092259 . ISSN 1558-0857 . مؤرشف (PDF) من الأصل في 6 يناير 2017. تم الاسترجاع في 23 فبراير 2020. يود المؤلفون أن يشكروا عددًا من الزملاء على تعليقاتهم المفيدة خلال المناقشات المبكرة لبروتوكولات الشبكات الدولية، وخاصة ر. ميتكالف، ر. سكانتلبري، د. والدن، وهـ. زيمرمان؛ د. ديفيز ول. بوزين الذين علقوا بشكل بنّاء على قضايا التجزئة والمحاسبة؛ و إس. كروكر الذي علق على إنشاء الجمعيات وتدميرها. 
  18. ↑ ماكنزي، ألكسندر (يناير 2011). "مجموعة عمل الإنترنت الدولية ومفهوم الإنترنت: رواية شاهد عيان". حوليات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لتاريخ الحوسبة . 33 (1): 66-71 . رمز Bibcode : 2011IAHC...33a..66M . doi : 10.1109/MAHC.2011.9 . ISSN 1934-1547 . 
  19. ↑ شوارتز، ميشا (نوفمبر 2010). "الدوائر الافتراضية X.25 - ترانسباك في فرنسا - شبكات البيانات قبل الإنترنت [تاريخ الاتصالات]". مجلة IEEE للاتصالات . 48 (11): 40-46 . doi : 10.1109/MCOM.2010.5621965 . ISSN 1558-1896 . 
  20. ↑ ريبكزينسكي، توني (ديسمبر 2009). "تسويق تقنية تحويل الحزم (1975-1985): منظور كندي [تاريخ الاتصالات]". مجلة IEEE للاتصالات . 47 (12): 26-31 . doi : 10.1109/MCOM.2009.5350364 . ISSN 1558-1896 . 
  21. ↑ التاريخ "الخفي" لشبكات البحث الأوروبية . دار ترافورد للنشر. ص 354. ISBN  978-1-4669-3935-6.
  22. ↑ "بروتوكول الإنترنت TCP/IP" . الإنترنت الحي . مؤرشف من الأصل في 1 سبتمبر 2022. تم الاسترجاع في 8 أكتوبر 2022 .
  23. ↑ أندرو ل. راسل (30 يوليو 2013). "نموذج OSI: الإنترنت الذي لم يكن موجودًا" . مجلة IEEE Spectrum . المجلد 50، العدد 8.  
  24. ↑ راسل، أندرو ل. "التوافق التقريبي والبرمجة الجارية وحرب معايير الإنترنت-OSI" (ملف PDF) . حوليات IEEE لتاريخ الحوسبة. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 17 نوفمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2020 .
  25. ↑ "حروب المعايير" (ملف PDF) . 2006. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 24 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2020 .
  26. ↑ بن آري 1982، الفصل 2 - تجريد البرمجة المتزامنة، ص 18-19، ينص على الشيء نفسه.
  27. ↑ بن آري 1982، القسم 2.7 - ملخص، ص 27، يلخص تجريد البرمجة المتزامنة.
  28. 1 2 مارسدن 1986، القسم 6.1 - لماذا المعايير ضرورية؟، ص 64-65، يستخدم BSC كمثال لإظهار الحاجة إلى كل من البروتوكولات القياسية والإطار القياسي.
  29. ↑ يشرح كومر 2000، القسم 11.2 - الحاجة إلى بروتوكولات متعددة، ص 177، هذا من خلال رسم أوجه تشابه بين اتصالات الكمبيوتر ولغات البرمجة.
  30. 1 2 القسم 11.10 - عيوب الطبقات، ص 192، ينص على: تشكل الطبقات أساس تصميم البروتوكول.
  31. 1 2 Comer 2000، القسم 11.2 - الحاجة إلى بروتوكولات متعددة، ص 177، ينص على الشيء نفسه.
  32. ↑ Comer 2000، القسم 11.3 - الطبقات المفاهيمية لبرمجيات البروتوكول، ص 178، "تتحمل كل طبقة مسؤولية معالجة جزء واحد من المشكلة".
  33. ↑ Comer 2000، القسم 11.11 - الفكرة الأساسية وراء التعدد والتفكيك، ص 192، ينص على الشيء نفسه.
  34. ↑ كيرش، أولاف (16 يناير 2002). "بروتوكولات قائمة على النصوص" . مؤرشف من الأصل في 30 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2014 .
  35. ↑ كيرش، أولاف (16 يناير 2002). "بروتوكولات التمثيل الثنائي" . مؤرشف من الأصل في 30 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 4 مايو 2006 .
  36. ↑ كيرش، أولاف (16 يناير 2002). "بروتوكولات التمثيل الثنائي" . مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2006. تم الاطلاع عليه في 4 مايو 2006 .
  37. ↑ "مرحباً بكم في موقع UML الإلكتروني!" . Uml.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 سبتمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يناير 2017 .
  38. ↑ يشرح كتاب مارسدن 1986، الفصل 3 - مفاهيم البروتوكول الأساسية ومجالات المشاكل، ص 26-42، الكثير مما يلي.
  39. ↑ Comer 2000، القسم 7.7.4 - حجم حزمة البيانات، وحدة النقل القصوى للشبكة، والتجزئة، ص 104، يشرح التجزئة وتأثيرها على رأس الأجزاء.
  40. ↑ كومر 2000، الفصل 4 - عناوين الإنترنت المصنفة، ص 64-67؛71.
  41. ↑ يشرح Marsden 1986، القسم 14.3 - مفاهيم الطبقات والتعريفات العامة، ص 187، عملية تعيين العناوين.
  42. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 3.2 - أخطاء الكشف والإرسال، ص 27، مزايا تصحيح الخطأ العكسي.
  43. ↑ يشرح Marsden 1986، القسم 3.3 - الإقرار، ص 28-33، مزايا الإقرار الإيجابي فقط ويذكر بروتوكولات البيانات كاستثناءات.
  44. ↑ مارسدن 1986، القسم 3.4 - فقدان المعلومات - المهلات وإعادة المحاولات، ص 33-34.
  45. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 3.5 - اتجاه تدفق المعلومات، ص 34-35، مفهوم السيد/التابع والمفاوضات من أجل السيطرة.
  46. ↑ يشرح Marsden 1986، القسم 3.6 - التحكم في التسلسل، ص 35-36، كيف تضيع الحزم وكيف يحل التسلسل هذه المشكلة.
  47. ↑ مارسدن 1986، القسم 3.7 - التحكم في التدفق، ص 36-38.
  48. ↑ بن آري 1982، في مقدمته، ص. 13.
  49. ↑ بن آري 1982، في مقدمته، ص. 14.
  50. ↑ يتناول كتاب Hoare 1985، الفصل 4 - الاتصال، صفحة 133، موضوع الاتصال.
  51. ↑ إس. سرينيفاسان، الدوائر والأنظمة الرقمية ، دورات NPTEL، مؤرشفة من الأصل في 27 ديسمبر 2009
  52. 1 2 Comer 2000، القسم 11.2 - الحاجة إلى بروتوكولات متعددة، ص 177، يقدم التقسيم إلى طبقات.
  53. ↑ Comer 2000، القسم 11.3 - الطبقات المفاهيمية لبرمجيات البروتوكول، ص 179، الفقرتان الأوليان تصفان إرسال رسالة عبر طبقات متتالية.
  54. ↑ Comer 2000، القسم 11.2 - الحاجة إلى بروتوكولات متعددة، ص 178، يشرح أوجه التشابه بين برامج البروتوكول والمترجم والمجمع والرابط والمحمل.
  55. ↑ Comer 2000، القسم 11.9.1 - حدود نظام التشغيل، ص 192، يصف حدود نظام التشغيل.
  56. ↑ IETF 1989، القسم 1.3.1 - التنظيم، ص 15، الفقرة الثانية: تتضمن العديد من خيارات التصميم "كسرًا" إبداعيًا للطبقات الصارمة.
  57. ↑ يشرح Comer 2000، القسم 11.10 - عيب الطبقات، ص 192، لماذا "يمكن أن تكون الطبقات الصارمة غير فعالة للغاية" مع إعطاء أمثلة على التحسينات.
  58. ↑ ويكيمان، آي (يناير 1992). "الطبقات تعتبر ضارة". شبكة IEEE : 20-24 .
  59. ↑ كوروس، جيمس؛ روس، كيث (2005). شبكات الحاسوب: منهج من أعلى إلى أسفل . بيرسون.
  60. ↑ لاسكانو، خورخي إديسون؛ كلايد، ستيفن؛ رضا، علي. "أنماط تصميم بروتوكول الاتصال (CommDP) - COMMDP" . مؤرشف من الأصل في 18 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 17 مارس 2017 .
  61. ↑ لاسكانو، جيه إي؛ كلايد، إس. (2016). لغة نمطية لبروتوكولات الاتصال على مستوى التطبيق . المؤتمر الدولي الحادي عشر حول تطورات هندسة البرمجيات ICSEA 2016. الصفحات 22-30 . 
  62. ↑ داينيو، ر. (2011). أنماط تصميم الخدمات: حلول التصميم الأساسية لخدمات الويب SOAP/WSDL وRESTful ( الطبعة الأولى). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: أديسون-ويسلي بروفيشنال. 
  63. ↑ فاولر، م. (2002). أنماط هندسة تطبيقات المؤسسات ( الطبعة الأولى). بوسطن: أديسون-ويسلي بروفيشنال. ISBN  0-321-12742-0.
  64. ↑ [1]F. Buschmann, K. Henney, and DC Schmidt, Pattern-Oriented Software Architecture Volume 4: A Pattern Language for Distributed Computing, Volume 4 edition. Chichester England; New York: Wiley, 2007.
  65. ↑ بوخمان، ج. (1978). "وصف الحالة المحدودة لبروتوكولات الاتصال". شبكات الحاسوب . 2 ( 4-5 ): 361-372 . doi : 10.1016/0376-5075(78)90015-6 .
  66. ↑ كومر 2000، مسرد مصطلحات واختصارات الشبكات، ص 704، مصطلح البروتوكول.
  67. ↑ براند، دانيال؛ زافيروبولو، بيترو (أبريل 1983). "حول آلات الحالة المحدودة المتصلة" . مجلة ACM . 30 (2): 323-342 . doi : 10.1145/322374.322380 .
  68. ↑ مارسدن 1986، القسم 6.3 - مزايا التوحيد القياسي، ص 66-67، يذكر نفس الشيء.
  69. ↑ براينت ومورو 2009 ، ص 4.
  70. ↑ مارسدن 1986، القسم 6.4 - بعض المشاكل المتعلقة بالتوحيد القياسي، ص. 67، يتبع HDLC لتوضيح العملية.
  71. ↑ "X.225 : تكنولوجيا المعلومات - الربط البيني للأنظمة المفتوحة - بروتوكول جلسة موجهة الاتصال: مواصفات البروتوكول" . مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه في 10 مارس 2023 . 
  72. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 6.1 - لماذا المعايير ضرورية؟، ص 65، الدروس المستفادة من ARPANET.
  73. ↑ مارسدن 1986، القسم 14.1 - مقدمة، ص 181، يقدم OSI.
  74. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.3 - مفاهيم الطبقات والتعريفات العامة، ص 183-185، المصطلحات.
  75. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.4 - طبقة التطبيق، صفحة 188، هذا الأمر.
  76. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.5 - طبقة العرض، صفحة 189، هذا الأمر.
  77. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.6 - طبقة الجلسة، صفحة 190، هذا الأمر.
  78. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.7 - طبقة النقل، ص 191، هذا الأمر.
  79. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.8 - طبقة الشبكة، ص 192، هذا الأمر.
  80. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.9 - طبقة ربط البيانات، صفحة 194، هذا الأمر.
  81. ↑ يشرح مارسدن 1986، القسم 14.10 - الطبقة المادية، ص 195، هذا الأمر.
  82. ↑ ISO 7498:1984 – أنظمة معالجة المعلومات - الربط البيني للأنظمة المفتوحة - النموذج المرجعي الأساسي . ISO . ص 5. يستند هذا النموذج المرجعي الأساسي للربط البيني للأنظمة المفتوحة إلى افتراض أن الاتصال مطلوب لنقل البيانات. 
  83. ↑ ISO 7498:1984/ADD 1:1987 – أنظمة معالجة المعلومات — الربط البيني للأنظمة المفتوحة — النموذج المرجعي الأساسي — الملحق 1. ISO .
  84. ↑ يذكر Marsden 1986، القسم 14.11 - الوضع غير المتصل و RM/OSI، صفحة 195، هذا.
  85. ↑ ISO 7498:1994 – أنظمة معالجة المعلومات - الربط البيني للأنظمة المفتوحة - النموذج المرجعي الأساسي . ISO .
  86. ↑ يشرح Comer 2000، القسم 1.9 - بروتوكولات الإنترنت والتوحيد القياسي، ص 12، لماذا لم تستخدم IETF البروتوكولات الموجودة.
  87. 1 2 تراميل وكوهلوند 2019 ، ص. 2.
  88. 1 2 تراميل وكوهلوند 2019 ، ص. 3.
  89. ↑ تراميل وكوهلوند 2019 ، ص 4.
  90. 1 2 فيرهرست وبيركنز 2021 ، 7. الاستنتاجات.
  91. ↑ تراميل وكوهلوند 2019 ، ص 5.
  92. ↑ تراميل وكوهلوند 2019 ، ص. 6.
  93. ↑ تراميل وكوهلوند 2019 ، ص 7-8.
  94. ↑ فاريل وتشوفينيج 2014 ، ص. 2.
  95. 1 2 فاريل وتشوفينيج 2014 ، ص. 3.
  96. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 2.1. التوزيع المتعمد.
  97. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 2.2. التحكم في توزيع المعلومات.
  98. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 2.3. حماية المعلومات والمصادقة.
  99. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 2.5. الحد من تأثير المعلومات.
  100. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 2.4. تقليل المعلومات.
  101. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 2.6. الحد الأدنى من مجموعة الكيانات.
  102. ↑ أركو وآخرون 2023 ، 3. المزيد من العمل.
  103. ^ باباسترجيو وآخرون. 2017 ، ص. 619.
  104. ^ باباسترجيو وآخرون. 2017 ، ص. 620.
  105. ^ باباسترجيو وآخرون. 2017 ، ص. 620-621.
  106. ^ باباسترجيو وآخرون. 2017 ، ص. 623-4.
  107. ↑ ماكويستين، بيركنز وفايد 2016 ، ص. 1.
  108. ↑ Thomson & Pauly 2021 ، A.5. TCP.
  109. ↑ هاردي 2019 ، ص 7-8.
  110. ↑ Thomson & Pauly 2021 ، 3. الاستخدام النشط.
  111. ↑ Thomson & Pauly 2021 ، 3.5. استعادة الاستخدام النشط.
  112. ↑ Comer 2000، القسم 11.5.1 - نموذج TCP/IP المرجعي ذو 5 طبقات، صفحة 183، ينص على الشيء نفسه.

فهرس