برق الشمال
05-09-2004, 09:29 PM
سنتناول في هذا الدرس إن شاء الله البنود التالية:
1- مقدمة عن وسائل الوصول Access Methods.
2- شرح ل CSMA/CD و CSMA/CA.
3- بعض الملاحظات حول Token Passing.
4- شرح لعمل أولوية الطلب Demand Priority .
وسيلة الوصول أو Access Method ، هي مجموعة من القواعد أو القوانين التي تحدد الطريقة التي يتبعها جهاز الكمبيوتر ليضع البيانات على وسط الإرسال.
الوظيفة الرئيسية لوسيلة الوصول هي تنسيق الدخول أو الوصول الى وسط الإرسال، و التأكد من أن كل الأجهزة على الشبكة تستطيع إرسال و استقبال البيانات بنجاح.
في كثير من الشبكات تتشارك الأجهزة بسلك شبكة وحيد ، و لهذا إذا حاول جهازان أن يضعا بياناتهما على السلك في وقت واحد فإن هذا سيؤدي الى حصول تصادم مما يؤدي إلى إعطاب البيانات المرسلة من كلي الجهازين.
لهذا و لكي يتم إرسال البيانات على الشبكة بنجاح لابد أن يتوفر للبيانات ما يلي:
1- الوصول الى السلك بدون التداخل مع بيانات أخرى.
2- أن يتم تسليمها الى الجهاز المستقبل دون أن تفسد نتيجة لأي اصطدام.
الكمبيوترات على الشبكة يجب أن تستخدم نفس وسيلة الوصول.
هناك نوعان من وسائل الوصول:
1- وسائل التنافس Contention Methods.
2- وسائل التحكم Control Methods.
في النوع الأول يجب على الأجهزة على الشبكة أن تتنافس للوصول الى وسط الإرسال و لكل جهاز حقوق متساوية في المحاولة لإرسال بياناته، و أول جهاز يستطيع أن يضع بياناته على السلك يكون له الحق بالتحكم به.
أما في النوع الثاني كما في شبكات Token Ring فإن أي جهاز لا يستطيع إرسال بياناته إلا إذا كان لديه تصريح بذلك ، و عملية الإرسال تتم وفقا لتسلسل أو تتابع محدد للأجهزة على الشبكة.
هناك وسائل وصول مختلفة و من أهمها :
1- CSMA/CD ( Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection) أو تحسس الناقل متعدد الوصول مع اكتشاف التصادم .
2- CSMA/CA ( Carrier-Sense Multiple Access/Collision Avoidance) أو تحسس الناقل متعدد الوصول مع تجنب التصادم.
3- Token Passing.
4- أولوية الطلب Demand Priority.
يقصد بالمصطلح CSMA أو تحسس الناقل متعدد الوصول أن الأجهزة على الشبكة لديها حقوق متساوية لإرسال البيانات على وسط الإرسال لهذا هي متعددة الوصول ، كما أن هذه الأجهزة تستطيع تحسس السلك لتعرف فيما إذا كان هناك أي إشارات تمر على السلك.
تنقسم CSMA الى قسمين :
1- CSMA/CD.
2- CSMA/CA.
كلا النوعان السابقان ينتميان الى النوع التنافسي من وسائل الوصول Contention Methods.
إذا أراد الكمبيوتر أن يرسل بياناته باستخدام الوسيلة CSMA/CD فإن عليه أولا أن يتسمع الى وسط الإرسال ليتأكد من خلوه من الإشارات ، فإن وجد أي إشارات فإنه يدخل في نمط الإنتظار Defer Mode.
في أول فرصة يتحسس فيها الجهاز أن السلك فارغ من أي إشارة فإنه يقوم بإرسال بياناته.
فرصة حدوث إصطدام للبيانات واردة باستخدام هذه الطريقة لأنه في أي لحظة ما هناك احتمال أن يقوم جهازان بتحسس السلك ليجداه فارغا من أي إشارات فيقوما بإرسال بياناتهما معا في وقت واحد مما يسبب التصادم.
عند اكتشاف التصادم يتوقف الجهازان عن إرسال البيانات و يرسلان بدلا من ذلك إشارة Jam Signal الى باقي الأجهزة لإعلامها بحدوث التصادم و تنبيهها الى عدم نسخ البيانات من السلك لأن هذه البيانات قد أصبحت معطوبة بسبب التصادم.
الآن يجب على الجهازين أن ينتظرا فترة عشوائية لكل منهما قبل أن يعيدا محاولة الإرسال مما يقلل من احتمال حدوث تصادم جديد.
نظرا للتوهين الذي يصيب الإشارات المرسلة الى مسافة بعيدة فإن آلية اكتشاف الأخطاء في CSMA/CD تعمل في حدود مسافة لا تزيد عن 2.5 كيلومتر.
تعتبر CSMA/CD وسيلة سريعة للوصول و لكن مع زيادة حجم الشبكة فإن هذه الوسيلة تصبح غير فعالة نظرا لأن الشبكات الأكبر تكون عرضة أكثر لحصول تصادم بين البيانات و ذلك راجع للأمور التالية:
1- لأن عددا أكبر من المستخدمين يحاولون الوصول الى وسط الإرسال.
2- لأن بيانات أكثر يتم توليدها و تبادلها على الشبكة.
لهذا فإن وسيلة CSMA/CD مناسبة فقط للشبكات الصغيرة.
الوسيلة الثانية CSMA/CA تحاول منع حدوث التصادم و ذلك بأن كل كمبيوتر يرسل إشارة تشير الى نيته بإرسال بيانات و ذلك قبل أن يقوم فعليا بإرسال بياناته، و هو يقوم بذلك بإرسال إشارة حجز Reservation Burst للبيانات قبل الإرسال ، تخبر هذه الإشارة باقي الأجهزة أن هناك إرسال للبيانات على وشك الحدوث لألا يقوم جهاز آخر بإرسال بياناته في نفس الوقت و هذا الأمر يقلل من احتمال حدوث تصادم و لكنه لا يمنعه بشكل كامل لأنه إذا لاحظتم معي فإن هناك احتمال أن يقوم جهازان بإرسال إشارة الحجز في نفس الوقت مما يؤدي من جديد لحصول تصادم بين الإشارتين و يكون على الجهازين محاولة الإرسال من جديد فيما بعد.
نظرا لأن كل جهاز يحتاج الى إرسال إشارة قبل الإرسال الفعلي للبيانات فإن هذه الوسيلة تعتبر بطيئة و لهذا فإنها أقل استخداما من غيرها من الوسائل.
في وسيلة Token Passing فإن كل جهاز يرسل مرة واحدة ثم ينتظر دوره من جديد في تسلسل معين بحيث يتمكن جميع الأجهزة من إرسال بياناتها دون أي احتمال لحدوث تصادم ، وهذه الوسيلة تنتمي الى وسائل التحكم.
قد سبق أن شرحت طريقة عمل هذه الوسيلة في الدرس الخامس و الدرس الثاني عشر فليرجع إليهما عند الحاجة.
أحب أن أضيف فيما يخص وسيلة Token Passing أنها من الممكن استخدامها في كل من الشبكات ذات تصميم الناقل و تصميم الحلقة.
لإستخدام هذه الوسيلة في شبكات الناقل فإن كل جهاز على الشبكة يخصص له رقم محدد و ترتب أرقام الأجهزة بشكل تنازلي ، و يتم تمرير الإشارة من الرقم الكبير الى الأصغر منه بالترتيب أما الجهاز صاحب الرقم الأصغر من بين الأجهزة فإنه يمرر الإشارة الى الجهاز صاحب أكبر رقم.
كل جهاز يحتوي على جدول بعناوين الأجهزة التي تسبقه و الأجهزة التي تليه.
أما في شبكات الحلقة فإن الإشارة تنتقل من جهاز الى آخر على مدار الحلقة.
الوسيلة الأخيرة وهي أولوية الطلب أو Demand Priority تعتبر وسيلة جديدة نسبيا و تستخدم مع شبكات إثرنت السريعة من نوع 100VG-AnyLAN و هي تتوافق مع المعيار IEEE 802.12.
تعتبر هذه الوسيلة من وسائل التنافس ، فالإجهزة تتنافس للوصول الى الوسط و هناك احتمال أن يقوم أكثر من جهاز بإرسال بياناته على السلك و لكن دون حدوث تصادم .
تستخدم شبكات 100VG-AnyLAN مكررات الإشارة أو المجمعات للمساعدة في توجيه البيانات الى الأجهزة المختلفة.
أي جهاز يريد الإرسال يقدم طلبا للمجمع ليقوم بتوجيهه الى الجهاز المطلوب و كل طلب يكون له أولوية محددة بحيث إذا تسلم المجمع طلبين من جهازين مختلفين فإنه يقوم بخدمة الطلب صاحب الأولوية الأعلى فإذا تساوى الطلبان في الأولوية فإنه يقوم بخدمة الجهازين معا بالتبديل بينهما بشكل متوازن.
تعتبر هذه الوسيلة أكثر فاعلية من غيرها نظرا للتالي:
1- نظام التشبيك المستخدم الفريد من نوعه.
2- استخدامها المجمعات لتوجيه عمليات الإرسال.
باستخدام هذه الوسيلة تستطيع الأجهزة أن ترسل و تستقبل البيانات في نفس الوقت و لتحقيق ذلك فإن كل جهاز يستخدم حزمة مكونة من أربع أزواج من الأسلاك ليتصل مع الشبكة.أنظر الصورة.
http://img.fares.net/internet/mcse/24-1.jpg
كل زوج من الأسلاك يستطيع إرسال الإشارات بتردد 25 ميجاهيرتز.
ملخص الدرس :
هناك نوعان من وسائل الوصول هما : وسائل التنافس و وسائل التحكم.
الأنواع الأربعة لوسائل الإتصال هي :
CSMA/CD التصادم محتمل
CSMA/CA التصادم أقل احتمالا
Token Passing لا يحدث تصادم
Demand Priority لا يحدث تصادم
الدرس القادم بعنوان مكونات الشبكة الواسعة : أولا المودمات و مكررات الإشارة.
1- مقدمة عن وسائل الوصول Access Methods.
2- شرح ل CSMA/CD و CSMA/CA.
3- بعض الملاحظات حول Token Passing.
4- شرح لعمل أولوية الطلب Demand Priority .
وسيلة الوصول أو Access Method ، هي مجموعة من القواعد أو القوانين التي تحدد الطريقة التي يتبعها جهاز الكمبيوتر ليضع البيانات على وسط الإرسال.
الوظيفة الرئيسية لوسيلة الوصول هي تنسيق الدخول أو الوصول الى وسط الإرسال، و التأكد من أن كل الأجهزة على الشبكة تستطيع إرسال و استقبال البيانات بنجاح.
في كثير من الشبكات تتشارك الأجهزة بسلك شبكة وحيد ، و لهذا إذا حاول جهازان أن يضعا بياناتهما على السلك في وقت واحد فإن هذا سيؤدي الى حصول تصادم مما يؤدي إلى إعطاب البيانات المرسلة من كلي الجهازين.
لهذا و لكي يتم إرسال البيانات على الشبكة بنجاح لابد أن يتوفر للبيانات ما يلي:
1- الوصول الى السلك بدون التداخل مع بيانات أخرى.
2- أن يتم تسليمها الى الجهاز المستقبل دون أن تفسد نتيجة لأي اصطدام.
الكمبيوترات على الشبكة يجب أن تستخدم نفس وسيلة الوصول.
هناك نوعان من وسائل الوصول:
1- وسائل التنافس Contention Methods.
2- وسائل التحكم Control Methods.
في النوع الأول يجب على الأجهزة على الشبكة أن تتنافس للوصول الى وسط الإرسال و لكل جهاز حقوق متساوية في المحاولة لإرسال بياناته، و أول جهاز يستطيع أن يضع بياناته على السلك يكون له الحق بالتحكم به.
أما في النوع الثاني كما في شبكات Token Ring فإن أي جهاز لا يستطيع إرسال بياناته إلا إذا كان لديه تصريح بذلك ، و عملية الإرسال تتم وفقا لتسلسل أو تتابع محدد للأجهزة على الشبكة.
هناك وسائل وصول مختلفة و من أهمها :
1- CSMA/CD ( Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection) أو تحسس الناقل متعدد الوصول مع اكتشاف التصادم .
2- CSMA/CA ( Carrier-Sense Multiple Access/Collision Avoidance) أو تحسس الناقل متعدد الوصول مع تجنب التصادم.
3- Token Passing.
4- أولوية الطلب Demand Priority.
يقصد بالمصطلح CSMA أو تحسس الناقل متعدد الوصول أن الأجهزة على الشبكة لديها حقوق متساوية لإرسال البيانات على وسط الإرسال لهذا هي متعددة الوصول ، كما أن هذه الأجهزة تستطيع تحسس السلك لتعرف فيما إذا كان هناك أي إشارات تمر على السلك.
تنقسم CSMA الى قسمين :
1- CSMA/CD.
2- CSMA/CA.
كلا النوعان السابقان ينتميان الى النوع التنافسي من وسائل الوصول Contention Methods.
إذا أراد الكمبيوتر أن يرسل بياناته باستخدام الوسيلة CSMA/CD فإن عليه أولا أن يتسمع الى وسط الإرسال ليتأكد من خلوه من الإشارات ، فإن وجد أي إشارات فإنه يدخل في نمط الإنتظار Defer Mode.
في أول فرصة يتحسس فيها الجهاز أن السلك فارغ من أي إشارة فإنه يقوم بإرسال بياناته.
فرصة حدوث إصطدام للبيانات واردة باستخدام هذه الطريقة لأنه في أي لحظة ما هناك احتمال أن يقوم جهازان بتحسس السلك ليجداه فارغا من أي إشارات فيقوما بإرسال بياناتهما معا في وقت واحد مما يسبب التصادم.
عند اكتشاف التصادم يتوقف الجهازان عن إرسال البيانات و يرسلان بدلا من ذلك إشارة Jam Signal الى باقي الأجهزة لإعلامها بحدوث التصادم و تنبيهها الى عدم نسخ البيانات من السلك لأن هذه البيانات قد أصبحت معطوبة بسبب التصادم.
الآن يجب على الجهازين أن ينتظرا فترة عشوائية لكل منهما قبل أن يعيدا محاولة الإرسال مما يقلل من احتمال حدوث تصادم جديد.
نظرا للتوهين الذي يصيب الإشارات المرسلة الى مسافة بعيدة فإن آلية اكتشاف الأخطاء في CSMA/CD تعمل في حدود مسافة لا تزيد عن 2.5 كيلومتر.
تعتبر CSMA/CD وسيلة سريعة للوصول و لكن مع زيادة حجم الشبكة فإن هذه الوسيلة تصبح غير فعالة نظرا لأن الشبكات الأكبر تكون عرضة أكثر لحصول تصادم بين البيانات و ذلك راجع للأمور التالية:
1- لأن عددا أكبر من المستخدمين يحاولون الوصول الى وسط الإرسال.
2- لأن بيانات أكثر يتم توليدها و تبادلها على الشبكة.
لهذا فإن وسيلة CSMA/CD مناسبة فقط للشبكات الصغيرة.
الوسيلة الثانية CSMA/CA تحاول منع حدوث التصادم و ذلك بأن كل كمبيوتر يرسل إشارة تشير الى نيته بإرسال بيانات و ذلك قبل أن يقوم فعليا بإرسال بياناته، و هو يقوم بذلك بإرسال إشارة حجز Reservation Burst للبيانات قبل الإرسال ، تخبر هذه الإشارة باقي الأجهزة أن هناك إرسال للبيانات على وشك الحدوث لألا يقوم جهاز آخر بإرسال بياناته في نفس الوقت و هذا الأمر يقلل من احتمال حدوث تصادم و لكنه لا يمنعه بشكل كامل لأنه إذا لاحظتم معي فإن هناك احتمال أن يقوم جهازان بإرسال إشارة الحجز في نفس الوقت مما يؤدي من جديد لحصول تصادم بين الإشارتين و يكون على الجهازين محاولة الإرسال من جديد فيما بعد.
نظرا لأن كل جهاز يحتاج الى إرسال إشارة قبل الإرسال الفعلي للبيانات فإن هذه الوسيلة تعتبر بطيئة و لهذا فإنها أقل استخداما من غيرها من الوسائل.
في وسيلة Token Passing فإن كل جهاز يرسل مرة واحدة ثم ينتظر دوره من جديد في تسلسل معين بحيث يتمكن جميع الأجهزة من إرسال بياناتها دون أي احتمال لحدوث تصادم ، وهذه الوسيلة تنتمي الى وسائل التحكم.
قد سبق أن شرحت طريقة عمل هذه الوسيلة في الدرس الخامس و الدرس الثاني عشر فليرجع إليهما عند الحاجة.
أحب أن أضيف فيما يخص وسيلة Token Passing أنها من الممكن استخدامها في كل من الشبكات ذات تصميم الناقل و تصميم الحلقة.
لإستخدام هذه الوسيلة في شبكات الناقل فإن كل جهاز على الشبكة يخصص له رقم محدد و ترتب أرقام الأجهزة بشكل تنازلي ، و يتم تمرير الإشارة من الرقم الكبير الى الأصغر منه بالترتيب أما الجهاز صاحب الرقم الأصغر من بين الأجهزة فإنه يمرر الإشارة الى الجهاز صاحب أكبر رقم.
كل جهاز يحتوي على جدول بعناوين الأجهزة التي تسبقه و الأجهزة التي تليه.
أما في شبكات الحلقة فإن الإشارة تنتقل من جهاز الى آخر على مدار الحلقة.
الوسيلة الأخيرة وهي أولوية الطلب أو Demand Priority تعتبر وسيلة جديدة نسبيا و تستخدم مع شبكات إثرنت السريعة من نوع 100VG-AnyLAN و هي تتوافق مع المعيار IEEE 802.12.
تعتبر هذه الوسيلة من وسائل التنافس ، فالإجهزة تتنافس للوصول الى الوسط و هناك احتمال أن يقوم أكثر من جهاز بإرسال بياناته على السلك و لكن دون حدوث تصادم .
تستخدم شبكات 100VG-AnyLAN مكررات الإشارة أو المجمعات للمساعدة في توجيه البيانات الى الأجهزة المختلفة.
أي جهاز يريد الإرسال يقدم طلبا للمجمع ليقوم بتوجيهه الى الجهاز المطلوب و كل طلب يكون له أولوية محددة بحيث إذا تسلم المجمع طلبين من جهازين مختلفين فإنه يقوم بخدمة الطلب صاحب الأولوية الأعلى فإذا تساوى الطلبان في الأولوية فإنه يقوم بخدمة الجهازين معا بالتبديل بينهما بشكل متوازن.
تعتبر هذه الوسيلة أكثر فاعلية من غيرها نظرا للتالي:
1- نظام التشبيك المستخدم الفريد من نوعه.
2- استخدامها المجمعات لتوجيه عمليات الإرسال.
باستخدام هذه الوسيلة تستطيع الأجهزة أن ترسل و تستقبل البيانات في نفس الوقت و لتحقيق ذلك فإن كل جهاز يستخدم حزمة مكونة من أربع أزواج من الأسلاك ليتصل مع الشبكة.أنظر الصورة.
http://img.fares.net/internet/mcse/24-1.jpg
كل زوج من الأسلاك يستطيع إرسال الإشارات بتردد 25 ميجاهيرتز.
ملخص الدرس :
هناك نوعان من وسائل الوصول هما : وسائل التنافس و وسائل التحكم.
الأنواع الأربعة لوسائل الإتصال هي :
CSMA/CD التصادم محتمل
CSMA/CA التصادم أقل احتمالا
Token Passing لا يحدث تصادم
Demand Priority لا يحدث تصادم
الدرس القادم بعنوان مكونات الشبكة الواسعة : أولا المودمات و مكررات الإشارة.