مختبر 05-ب — اتصالات الشبكات

نموذج OSI السباعي الطبقات

نموذج OSI (Open Systems Interconnection) يقسّم الاتصالات الشبكية إلى 7 طبقات. انقر على كل طبقة لعرض تفاصيلها والبروتوكولات المرتبطة بها.

🔍 الطبقات السبع — انقر للاستكشاف

طبقة التطبيق — Application Layer

واجهة المستخدم مع الشبكة. توفر خدمات الشبكة للتطبيقات مثل المتصفحات والبريد الإلكتروني. تتعامل مع البيانات التي ينشئها المستخدم مباشرةً.

بروتوكولات: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS, DHCP, SSH, Telnet, SNMP

طبقة التقديم — Presentation Layer

مترجم البيانات. تتولى تشفير البيانات وضغطها وتحويل صيغها. تضمن أن البيانات المرسلة من نظام معين يمكن قراءتها بواسطة النظام المستقبِل.

تشفير SSL/TLS، ضغط JPEG/MPEG، ترميز ASCII/Unicode

طبقة الجلسة — Session Layer

مدير الجلسات. تنشئ جلسات الاتصال وتديرها وتنهيها. تتحكم في الحوار بين الجهازين وتتعامل مع التزامن ومعالجة الأخطاء على مستوى الجلسة.

بروتوكولات: NetBIOS, RPC, SIP, SQL, NFS

طبقة النقل — Transport Layer

مسؤول تسليم البيانات. توفر النقل الموثوق (TCP) أو السريع (UDP) من نقطة لأخرى. تتعامل مع تقسيم البيانات إلى مقاطع، والتحكم في التدفق، واسترداد الأخطاء. الوحدة: Segment.

بروتوكولات: TCP (موثوق، اتصالي) ، UDP (سريع، لا اتصالي)

طبقة الشبكة — Network Layer

مخطط المسار. مسؤولة عن عنونة IP والتوجيه (Routing) بين الشبكات المختلفة. تحدد أفضل مسار لنقل البيانات من المصدر إلى الوجهة عبر شبكات متعددة. الوحدة: Packet.

بروتوكولات: IP (IPv4/IPv6)، ICMP، ARP، OSPF، BGP

طبقة ربط البيانات — Data Link Layer

مدير الاتصال المحلي. تتحكم في وصول الوسائط (MAC) وتكتشف أخطاء البيانات على مستوى الشبكة المحلية. تتعامل مع عناوين MAC الفيزيائية. الوحدة: Frame. تنقسم إلى: LLC (التحكم في الارتباط المنطقي) و MAC (التحكم في الوصول للوسائط).

بروتوكولات/تقنيات: Ethernet، Wi-Fi (802.11)، VLAN (802.1Q)، PPP

الطبقة المادية — Physical Layer

الوسط الفيزيائي الفعلي. تتعامل مع الإشارات الكهربائية والضوئية واللاسلكية. تحدد مواصفات الكابلات والموصلات والإشارات ومعدلات البيانات. الوحدة: Bit.

تقنيات: UTP/STP، Fiber Optic، Wi-Fi، Bluetooth، RJ-45، SC/LC connectors

🎯 اختبر نفسك — أي طبقة؟

اقرأ الوصف وخمّن الطبقة المقصودة، ثم انقر "كشف الإجابة".

أنواع الكابلات والموصلات

تعرّف على أنواع الكابلات المستخدمة في شبكات الخوادم، مواصفاتها، ومتى تستخدم كل نوع.

🔌 كابلات النحاس الملتوية (Twisted Pair)

الفئة	السرعة القصوى	المسافة القصوى	الاستخدام
CAT 5	100 Mbps	100 م	شبكات قديمة — غير موصى به
CAT 5e	1 Gbps	100 م	الشبكات المنزلية والمكتبية الصغيرة
CAT 6	10 Gbps	55 م (10G) / 100 م (1G)	مراكز البيانات، شبكات المؤسسات
CAT 6A	10 Gbps	100 م	مراكز البيانات — الحل الأمثل لـ 10G
CAT 7	10 Gbps+	100 م	معزول بالكامل، للبيئات الصناعية

UTP (Unshielded Twisted Pair) — الأكثر شيوعاً، غير معزول، أرخص.
STP (Shielded Twisted Pair) — معزول لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، مناسب للبيئات الصناعية.
الموصل: RJ-45 (8 أطراف) للشبكات — RJ-11 (6 أطراف) للهاتف.

💡 الكابلات الضوئية (Fiber Optic)

SMF — Single-Mode Fiber

• نواة صغيرة جداً (8-10 ميكرون)
• مسافات طويلة جداً (حتى 100 كم+)
• ليزر أصفر/أزرق
• للاتصالات بين المواقع والـ WAN

MMF — Multi-Mode Fiber

• نواة أكبر (50-62.5 ميكرون)
• مسافات متوسطة (حتى 2 كم)
• LED أو ليزر برتقالي/فيروزي
• للشبكات داخل المباني والحرم الجامعي

موصلات الألياف الضوئية:
ST (Straight-Tip) — موصل دوّار قديم للـ MMF.
SC (Subscriber Connector) — موصل مربع الشكل، يُدفع للداخل.
LC (Lucent Connector) — موصل صغير الحجم، الأكثر شيوعاً في مراكز البيانات.
SFP/SFP+ — وحدة استقبال-إرسال صغيرة قابلة للإدخال في مقبس GBIC.

❓ اختبار الكابلات السريع

عنونة IPv4 والشبكات الفرعية

عنوان IPv4 مكوّن من 32 بتًا (4 أوكتيتات). يُقسَّم إلى جزء الشبكة (Network) وجزء المضيف (Host) باستخدام قناع الشبكة الفرعية (Subnet Mask).

🔢 حاسبة الشبكات الفرعية (CIDR)

أدخل عنوان IP مع بادئة CIDR (مثل: 192.168.1.100/24) لحساب معلومات الشبكة.

📊 فئات العناوين الخاصة (RFC 1918)

النطاق	قناع الشبكة الافتراضي	عدد الشبكات	الاستخدام
10.0.0.0 – 10.255.255.255	/8	1	شبكات المؤسسات الكبيرة
172.16.0.0 – 172.31.255.255	/12	16	شبكات المؤسسات المتوسطة
192.168.0.0 – 192.168.255.255	/16	256	الشبكات المنزلية والصغيرة

APIPA: 169.254.x.x — يُعيَّن تلقائياً عند فشل DHCP. يعني أن الجهاز لا يستطيع الوصول للشبكة.
Loopback: 127.0.0.1 — عنوان الاختبار الداخلي (localhost).
NAT/PAT: ترجمة العناوين — تخفي العناوين الخاصة خلف IP عام واحد.

🌐 مقدمة IPv6

الحجم: 128 بتًا (مقابل 32 بتًا في IPv4) — يكفي لـ 340 أُندِسيليون عنوان.
الصيغة: 8 مجموعات هكساديسيمالية مفصولة بنقطتين — مثال: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
تقصير: يمكن إسقاط الأصفار الأمامية وإحلال :: بدل مجموعات الأصفار المتتالية (مرة واحدة فقط).
Link-Local: fe80::/10 — يُعيَّن تلقائياً لكل واجهة شبكة.
Loopback: ::1
تقنيات الانتقال: 6to4، ISATAP، Teredo — تتيح تشغيل IPv6 فوق شبكات IPv4.

TCP مقابل UDP والمنافذ المشهورة

المنافذ (Ports) تعرّف خدمة الشبكة. المنافذ المعروفة (Well-Known) هي 0-1023. فهم الفرق بين TCP و UDP ضروري للإعداد الصحيح لجدران الحماية والخوادم.

⚖️ TCP مقابل UDP

TCP — موثوق واتصالي

✅ مصافحة ثلاثية (SYN → SYN-ACK → ACK)
✅ ضمان وصول الحزم بالترتيب
✅ إعادة إرسال الحزم الضائعة
✅ التحكم في التدفق (Flow Control)
❌ أبطأ من UDP بسبب الحمل الإضافي
استخدام: HTTP, HTTPS, FTP, SSH, Email

UDP — سريع ولا اتصالي

✅ لا مصافحة — يرسل مباشرة
✅ أسرع بكثير من TCP
✅ أقل حملاً على الشبكة
❌ لا ضمان لوصول الحزم
❌ لا ترتيب مضمون للحزم
استخدام: DNS, DHCP, VoIP, فيديو حي, DNS

المصافحة الثلاثية TCP (Three-Way Handshake):
1. العميل يرسل SYN (طلب الاتصال)
2. الخادم يرد بـ SYN-ACK (تأكيد القبول)
3. العميل يرسل ACK (تأكيد الاستلام) — الاتصال مُنشأ

📋 المنافذ المشهورة — صنّف هذه المنافذ

اسحب كل منفذ إلى العمود الصحيح (TCP / UDP / كلاهما).

TCP فقط

UDP فقط

📖 جدول المنافذ المرجعي

المنفذ	البروتوكول	النقل	الوصف
20/21	FTP	TCP	نقل الملفات (بيانات/تحكم)
22	SSH	TCP	الوصول الآمن للخوادم
23	Telnet	TCP	وصول بعيد غير مشفر (قديم)
25	SMTP	TCP	إرسال البريد الإلكتروني
53	DNS	TCP/UDP	تحليل أسماء النطاقات
67/68	DHCP	UDP	توزيع عناوين IP تلقائياً
80	HTTP	TCP	تصفح الويب (غير مشفر)
110	POP3	TCP	استلام البريد الإلكتروني
143	IMAP	TCP	استلام البريد مع البقاء على الخادم
389	LDAP	TCP	خدمات الدليل (Active Directory)
443	HTTPS	TCP	تصفح الويب المشفر
3389	RDP	TCP	سطح المكتب البعيد (Windows)

DHCP و DNS و WINS

هذه الخدمات أساسية في أي شبكة خوادم. DHCP يوزّع عناوين IP تلقائياً، DNS يترجم أسماء النطاقات، وWINS يحل أسماء NetBIOS.

🔄 DHCP — تبادل الحزم الأربع (DORA)

يتفاوض العميل مع خادم DHCP عبر 4 رسائل. انقر كل خطوة لعرض التفاصيل.

Discover — اكتشاف

العميل يبث رسالة على المنفذ UDP 67 بحثاً عن أي خادم DHCP متاح. المصدر: 0.0.0.0 — الوجهة: 255.255.255.255 (بث عام).

نوع الرسالة: UDP Broadcast ← العميل

Offer — عرض

خادم DHCP يعرض عنوان IP محجوزاً مؤقتاً مع معلومات الشبكة (قناع الشبكة، البوابة الافتراضية، DNS، مدة الإيجار). يُرسَل إلى عنوان MAC الخاص بالعميل.

نوع الرسالة: UDP Unicast/Broadcast ← الخادم

Request — طلب

العميل يقبل العرض ويطلب رسمياً استخدام العنوان المعروض. يُرسَل كبثّ (Broadcast) حتى يعلم خوادم DHCP الأخرى أن عرضها رُفض.

نوع الرسالة: UDP Broadcast ← العميل

Acknowledgment — تأكيد

الخادم يؤكد تخصيص العنوان للعميل بشكل رسمي ويرسل جميع معلومات الإعداد النهائية. يبدأ العميل بعدها باستخدام العنوان رسمياً.

نوع الرسالة: UDP Unicast/Broadcast ← الخادم

APIPA (169.254.x.x): إذا فشل الاتصال بخادم DHCP، يعيّن ويندوز عنوان APIPA تلقائياً (169.254.1.0 – 169.254.254.255). هذا يعني عدم وجود اتصال بالشبكة الخارجية.

🌍 DNS — نظام أسماء النطاقات

الهرمية: Root (.) → TLD (.com, .org) → Domain (google.com) → Subdomain (mail.google.com)
FQDN (Fully Qualified Domain Name): الاسم الكامل المؤهل — مثال: www.example.com. (مع نقطة في النهاية)
Forward Lookup: اسم النطاق → عنوان IP (السجل A أو AAAA)
Reverse Lookup: عنوان IP → اسم النطاق (سجل PTR)
سجلات DNS الرئيسية:

نوع السجل	الوظيفة	مثال
A	اسم نطاق → IPv4	example.com → 93.184.216.34
AAAA	اسم نطاق → IPv6	example.com → 2606:2800::1
CNAME	اسم نطاق → اسم آخر (مستعار)	www → example.com
MX	خادم البريد للنطاق	mail.example.com
PTR	IP → اسم نطاق (عكسي)	34.216.184.93.in-addr.arpa
SOA	معلومات منطقة DNS الأصلية	—

WINS (Windows Internet Name Service): يحل أسماء NetBIOS إلى عناوين IP. يُستخدم في شبكات Windows القديمة. مهجور في الشبكات الحديثة لصالح DNS.

مختبر — اتصالات الشبكات

نموذج OSI السباعي الطبقات

🔍 الطبقات السبع — انقر للاستكشاف

🎯 اختبر نفسك — أي طبقة؟

أنواع الكابلات والموصلات

🔌 كابلات النحاس الملتوية (Twisted Pair)

💡 الكابلات الضوئية (Fiber Optic)

❓ اختبار الكابلات السريع

عنونة IPv4 والشبكات الفرعية

🔢 حاسبة الشبكات الفرعية (CIDR)

📊 فئات العناوين الخاصة (RFC 1918)

🌐 مقدمة IPv6

TCP مقابل UDP والمنافذ المشهورة

⚖️ TCP مقابل UDP

📋 المنافذ المشهورة — صنّف هذه المنافذ

📖 جدول المنافذ المرجعي

DHCP و DNS و WINS

🔄 DHCP — تبادل الحزم الأربع (DORA)

🌍 DNS — نظام أسماء النطاقات

اختبار الفصل الخامس — اتصالات الشبكات

🎓 نتيجتك النهائية