عالم شبكات سيسكو

Eng. Ahmad H Almashaikh 49 1- الموجهRouter : الموجه يعتبر من أهم ا جهزة المستخدمة في ربط الشبكات المختلفة الكبيرة و البعيدة و القريبة و يعمل في الطبقة الثلاثة Newtork Layer .  الموجه يقوم بعمل أكثر منوظيفة : 1- يقوم بربط الشبكات المختلفة عن بعض مثل يوجد شبكة بعنوان10.0.0.0 و شبكة بعنوان 192.168.1.0 الأنيوجد شبكتان نريد ربط ما بين هذه الشبكات ليتم التوصيل ما بينهم في هذه الحال نحتاج الموجه أو الراوتر ليقوم بربط هذه الشبكات و التوصيل ما بينهم . 1- يقوم بتحديد و اختيار افضل مسار من اصل مجموعة مسارات لتتم عمليةإرسال و استقبال البيانات من المرسل Source إلى المستقبل Destination أوالعكس من خلال هذا المسار و يستخدم ايضاً لعملية الربط على شبكة الانترنت . ملاحظة : الراوتر لا يعني المودم الـ ADSL الموجود في المنزل الموجود في المنزل هو عبارة عن مودم ADSL وليسه راوتر أو موجه . صورة الموجه - Router صورة المودمModem -

Eng. Ahmad H Almashaikh 51 5- جهاز البوابةGateway : يعتبر هذا الجهاز من اذكىأجهزة الشبكة و يعمل في جميع مستويات الـ OSI في البطقة السبعة و هو جهازيعرفه الكثير من الاشخاص ولكنه مهم جداً جداً و هو جهاز بأختصار يقوم بربط شبكتين مختلفة كلياً عن بعض حيث يقوم بعمل ترجمة أو وسيط بين الشبكتين و في الواقع فهو يعبر عن جهاز الموجه Router ولكن في جهاز الراوتر تمإضافة جهاز الـ Gateway ليتم العمل في داخل الراوتر بشكل أفضل .  ينقسم جهاز الـGateway إلى قسمين : 1- External Gateway : و هذا النوع يربط ما بين الشبكات المختلفة كلياً في البينة التحتية مثل ربط شبكة حاسوب بشبكة جوال . 1- Internal Gateway : و هذا النوع يستخدم بربط شبكتين في نفس المبنى على مختلف الشبكات مثل شبكة تختلف عن الآخر من ناحية الاي بي و نقوم بربطهم بهذا النوع من الـ Gateway ليتم التوصيل بينهم صورة جهاز الـ Gateway

Eng. Ahmad H Almashaikh 51 6- جهاز الجسرBridge : يعمل هذا الجهاز على ربط شبكتينLAN ببعضهما البعض بحيث يعملان في شبكة واحدة و ينشئ هذا الجهاز جدول توجيه Routing Table يتضمن العناوين الفعلية للأجهزة و يحدد هذا الجدول الواجهةالرئيسية للرسالة . صورة الجسر – Bridge --------------------------------------------------------------------------------- 7- كرت الشبكةNIC : كرت الشبكة وهو عبارة عن كرت الغرض منه نقل و استقبال البيانات من و إلى الـ NIC و تتم هذه العملية من خلال جهاز إرسال و استقبال الإشارة (Transceiver) في الـNIC وأهم شياء يجب معرفته عن الـ NIC هوإنه يحتوي على الـ MAC Address و كل كرت يختلف عن الآخر ولا يمكن تكرار الماك ادرس على اكثر من كرت . NIC = Network Interface Card 1- يعمل في الطبقةالأولى و الثانية من طبقة الـ OSI . 1- يخزن البيانات قبل معالجتها وإرسالها . 3- يتم التاكد من خلو الكابل الخاص في الشبكة قبل ارسال عن طريق الالية يستخدمه كل من أنواع تقنيات الشبكة المحلية في الإيثرنيت يتم استخدام الالية الـ .CSMA/CD 1- يقوم بتغليف البيانات بوضعها في داخل إطار و وضع عنوان المرسل و المرسل اليه

Eng. Ahmad H Almashaikh 52 طرق إرسال البيانات في الوسط المادي للشبكات Methods of Sending Data in the Physical Media Networks يوجد أكثر من طريقة لعلميةإرسال البيانات في أجزز الشبكة أو الوسط المادي على مختلف أنواع الأجزز التي سيتم ذكره في الشرح . Simplex ارسال في اتجاه واحد من غير القدر على الرد Half Duplex ارسال نصف المزدوج بشكل متقطع Full Duplex ارسال و الاستقبال في نفس الوقت من دون انتظار

Eng. Ahmad H Almashaikh 53 (Simplex) يوفر نظام ارسال في اتجاه واحد الإرسال فقط من دون الاستقال أو الرد على المرسل مثل الراديو و التلفزيون . Half Duplex) يوفر نظام الازدواج النصفي عملية اتصال في كلا الجانبين ، لكن بالسماح باتجاه واحد في وقت ما غير لحظي، أي أن الاتجاه الآخر يتم في وقت آخر. عموماً، عندما ا يبدأ أحد الأطراف باستقبال إشارة ما، فإنه يبقى منتظراً حتى يتوقف المرسل عن عملية الإرسال، قبل الرد. يعد جهاز ووكي توكي أو الضغط للتحدث أحد أبرز الأمثلة على هذا النوع ، فعملية الاتصال ممكنة بين الطرفين إلاّ أنه في الوقت الذي يتحدث فيه أحدهما ينبغي للآخر الاستماع حتى الانتهاء بتحرير زر الاتصال وبالتالي يمكن للأخير ضغط زر الاتصال لبدء دوره وذلك لأن كلا الطرفين يبثاه عبر تردد واحد. Full Duplex) يسمح نظام الازدواج الكامل بالتواصل في كلا الاتجاهين وفي نفس الوقت ، على العكس من الازدواج النصفي. تمثل خطوط الهاتف المحلية و الهاتف النقال أمثلة على هذا النوع من الاتصالات. في الحاسوب يمكن أيضاً القول بأن الإيثرنيت تعمل بنفس المبدأ. لكي تتم عملية الاتصال بالازدواج الكامل ينبغي أن يكون هناك اختلاف مميز بين الطرفين مثل استعمال ترددين مختلفين لمنع تداخل الإشارات أو باستعمال مدأولة ذات تقسيم زمني بمعنى أن يتم إرسال عينات من إشارة كل طرف على فترات زمنية قصيرة غير ملحوظة للأذن البشرية بحيث يمكن إرسالها بشكل متعاقب ومن ثم إعادة فرزها حسب الوجهة.

Eng. Ahmad H Almashaikh 54 طرقإرسال البيانات في داخل الشبكات Methods of Sending Data in the Network طرقإرسال البيانات في داخل الشبكة و يوجد اربع طرق و تم إضافة الطريقة الجديد بما تمسى Any Cast و التي تعمل معIPv6 سأقوم بشرح كل واحد مع ذكر بعض الامثلة على ذالك . Unicast هذه العملية تقوم باخذ البيانات وإرساله بشكل موحد للجهاز المطلوب فقط لا غير ولا تقوم بإرسال البيانات لجهاز آخر بمعنى إنه تقوم بعملية الإرسال في اتجاه واحد فقط . --------------------------------------------------------------------- Multicast ارسال لمجموعة محددة مثل نقوم بتحديد مجموعة معينه و نقوم بإرسال البيانات لهذه المجموعة فقط مثل لو كان لدينا 51 جهاز و نريد ارسال لـ 15 جهاز هذه هي المجموعة التي تم تحديده و ستصل البيانات فقط للمجموعة المحددة فقط . ---------------------------------------------------------------------

Eng. Ahmad H Almashaikh 55 Broadcast إرسال البيانات لكل الشبكة لجميع الأجهزة المتصلة في الشبكة و هذه العملية تقوم بعمل ثقل في الشبكة و ضغط كبير على الشبكة مما ينتج عن اختاق و حدوث مشاكل في الشبكة . --------------------------------------------------------------------- Any cast هذه الية لنقل البيانات في الشبكة على شكل اقرب نقطة مثلعندما يتواجد سيرفران أو خادمين من نفس النوع على سبيل المثال خادم ملفات يتكون من خادمين وعندما يرد أحد المستخدمين الوصول لي أحد الخوادم تقوم هذه العملية بفحص اقرب نقطة للوصول و يتم الربط فيزا و هذه التقنية افضل بكثير من تقنية الـ Broadcastمع العلم إنه تم حذف الـ Broadcast من الـIPv6 و تم عمل الية الـ Any cast . - مميزات الـAny cast : يوجد عدة مميزات تم وضعها مع هذه التقنية الجديدة : 1- الاعتماد عليه في الشبكة عند وجود اكثر من خادم يقوم بنفس الخدمة 1- الامان اصبح اقوى بكثير من ما سبق مثلعندما يحصل هجوم الـ DDOS على السيرفرات سيتم توقف السيرفرات ، ولكن مع هذه التقنية اصبح الأمر اصعب . 3- القدرة على توزيع الترافيك ما بين السيرفرات عندإرسال و استقبال بيانات . 1- تجنب المشاكل مثل عند حدوث توقف لسيرفر معين ويوجد سيرفر ثاني يعمل بنفس الخدمة سيتم الانتقال عليه من دون أن يعلم المستخدم إنه تم توقف أحد السيرفرات.

Eng. Ahmad H Almashaikh 56 مجال تصادم البيانات Collision Domain مجال تصادم البيانات : هو عبار عن التصادمات التي تحدث في داخل الشبكة مما ينتج عن اختاق في داخل الشبكة , و التصادمات يحدث ما بين حزم البيانات في شبكة الـ إيثرنت و يحدث التصادم عندما يقوم أكثر من جزاز على نفس الشبكة المحلية بإرسال حزم من بيانات و في نفس الوقت جزاز آخر يقوم بإرسال حزم من البيانات في هذه الحال ينتج التصادم أو حدوث اختناق في الشبكة .  يحدث الاختناق عندما نقوم بستخدام جزاز Hub أومكرر الإشار Repetar في الشبكة المحلية LAN ويتم حل هذه المشكلة بأستخدام الموزع Switch أوالموجه Router حيثإنزا يقوم بتقسيم مجال التصادم.  مع ملاحظة مهم جدا : الراوتر أو الموجه يقوم بكسر مجال التصادم و يقوم بتقسيم مجال البث ايضاً ويمكن حل مشكلة الاختناق بأستخدام خوارزمية تسمى ناقل متعدد الوصول مع تحسسى التصادم .  تحسس الناقل متعدد الوصول مع تحسس التصادم قبل قيام اي جزاز بإرسال البيانات, يجب أن يقوم بتحسس الناقل والتأكد من عدم وجود بيانات على ذلك الناقل, عندها يقوم بإرسال البيانات إلى وجزتزا. معلومات مهما جداً جداً :  الراوترRouter : كل انترفيس في الراوتر يعتر مجال بث مباشر Broadcastو في نفس الوقت كل انترفيس يعتبر Collision Domain.  السويتش Switch : كل انترفيس يعتبر و يعتبر ,Collision Domain يعتبر Broadcast.  الهاب Hub: الهاب يعتبرBroadcast و يعتبر ايضاًCollision Domain. الفرق ما بين الـDomain Broadcast وCollision Domain : Broadcast Domain : هو عبارة عن مجموعة أجهزة متصلة في شبكة اوحدة تحت نطاق واحد و تحت فئة واحد من عناوين الـ IP و تكون نهاية الـBroadcast Domain عند اخرى نقطة للوصول لجهاز الراوتر Collision Domain : هو عبارة عن التصادمات التي تحصلعندما تلتقي البيانات في مسار واحد مما يجعل الشبكة تختنق .

Eng. Ahmad H Almashaikh 57  نموذجيعرض فيه جهاز الهاب HUBو كما ذكرنا من قبل جهاز الهاب يعتبر كل الجهاز One Collision Domain بمعنى كل الجهاز مجال تصادم واحد مما ينتج عن حدوث اختناق في الشبكة و ينتج ثقل و بطء في داخل الشبكة بسبب إرسال اكثر من جهاز في نفس الوقت حزم من البيانات مما يجعل جهاز الهاب غير قادر على تنسيق و معالجة الحزم التي تم إرساله مره واحد من اكثر من جهاز في نفس الوقت , و ايضاً يعتبر مجال بث مباشر واحد على كل الجهاز مثل عندما ا جهاز 5 يريدإرسال بيانات لجهاز 6 سيقوم جهاز5 بإرسال البيانات إلى جهاز الهاب سيقوم الهاب ببث هذه البيانات على جميع الأجهزة الموجودة بمعنى سيقوم بإرسال البيانات المرسلة من جهاز 5 إلى جهاز 1 و6 و7 في هذه الحالة سيتمإرسال البيانات لجميع الأجهزة المتصلة في جهاز الهاب و سيقوم كل من الأجهزة بالغاء هذه البيانات و فقط سيتم الموافقة على البيانات من قبل الجهاز المطلوب 6 فقط, مع العلم جهاز الهاب لا يفهم IP ) ) فقط يفهم اشارة كهربائية و شكل البث المباشر Broadcast سيكون كتاليffff.ffff.ffff , و ايضاً لا يدعم الماك ادرس - Mac Address . في هذا النموذج يوجد مجال بث مباشر واحد, و مجال تصادم واحد .  Broadcast Domain 1  Collision Domain 1

Eng. Ahmad H Almashaikh 58  نموذجيعرض فيه جهاز السويتش و يوجد في هذه النموذج سويتش واحد , ولكن كل انترفيس في السويتش مقسم مجال تصادم واحد كما هو موضح في الصورة التالية و كل انترفيس ياخذ سرعته لوحده على عكس الهاب الذي يشترك في سرعة جميع الإنترفيس و السويتش يفهم العناوين الفزيائية الماك ادرس ,Mac Address والسويتش كله Broadcast بث مباشر على جميعالإنترفيس المركبة على السويتش . في هذا النموذج يوجد مجال بث مباشر واحد , و يوجد اربعة مجالة تصادم .  Broadcast Domain 1  Collision Domain 4

Eng. Ahmad H Almashaikh 59  نموذج يعرض أكثر من جهاز : جهاز سويتش و جهاز هاب و جهاز راوتر الأن الراوتر بقوم بكسر مجال البث المباشر و كل انترفيس موجودة في الراوتر تعد مجال تصادم و مجال بث مباشر مثل الصورة التالية يظهر فيها راوتر واحد تم ربط 1 انترفيس الأن يوجد لدنيا مجال بث مباشر Aو B . - في هذا النموذج يوجد Broadcast A and B و يوجدCollision Domain 3 .  Broadcast Domain 2  Collision Domain 5 في هذا النموذج عليك انت أن تعرف و تحلل كما عدد الـ CD و كما عدد BD : النموذج التالي أكثر تعيقد ولكن موضح فيه من هو الـ Collision Domain و .Broadcast Domian

Eng. Ahmad H Almashaikh 61 التصميم الهرمي لشبكات سيسكو Cisco Three Layers Hierarchical Model شركة سيسكو تقوم بتصنيع اجهزة الخاصة في الشبكات على شكل مستويات و تاتي هذه المستويات على شكل هرم من اسفل إلى الاعلى ولكل مستوى وظيفته الاساسية و يتم اختيار هذه الأجهزة على شكل تصميم الشبكة و ماذا تحتاج . تم تقسيم هذه المستويات على ثلاث مراحل : 1- Access Layer طبقة الوصول 2- Distribution Layer طبقة التوزيع 3- Core Layer طبقة قلب الشبكة سأقوم بشرح كل من هذه المستويات بشكل مفصل : 1- طبقة الوصولAccess Layer : هذه الطبقة من اسمها تستخدم للوصولإلى مصدر الشبكة , و يوجد فيها غالباً الأجهزة التي يتعامل معها المستخدمين مثل أجهزة الحاسوب و الطابعات و الهاتف الخاصة في الشبكة و يتم ربط هذه الأجهزة في هذه الطبقة بشكل مباشر .  لا يمنع هذا وجود اجهزة و المعدات الشبكية التي تصل ما بين تلك الطرفيات مثل السويتشات و الراوترات و الاكسس بوينت الخاص بالشبكات الاسلكية . .- طبقة التوزيع Distribution Layer :هذه الطبقة تندمج فيها الطبقة السفلي طبقة الوصول Access Layer و هي تتعامل بشكل اساسي مع شبكة الـ(Vlan) و التي سنقوم بشرحها في الدروس القادمة و هي التي فيه يتم التحكم في مرور البيانات . 1- طبقة قلب الشبكةCore Layer : هذه الطبقة تختص في تجميع البيانات من الطبقة السفلي Distribution بواسطة أجهزة شبكة عالية السرعة حيثإنها تتعامل مع كم هائل من البيانات المتدفقة . موديل أجهزة سيسكو التي تعمل في كل الطبقة : CORE Layer DISTRIBUTION Layer ACCESS Layer 6500 switches 4000 switches 700 routers 8500 switches 3600 routers 1900 Switches 12000 router 4000 routers 2820 Switches 6500 switches 4000 switches 1700 routers

Eng. Ahmad H Almashaikh 61 التصميم الهرمي لشبكات سيسكو Cisco Three Layers Hierarchical Model

Eng. Ahmad H Almashaikh 62 العنوان المنطقي الإصدار الرابع و السادس IP Address - IPv4 / IPv6 Internet protocol العنوان المنطقي الـIPv4 Address هو عنوان يتم توزيعها علىالحواسيب ليتم تعريف الحواسيب على الشبكة و يكون لكل حاسوب عنوان على الشبكة ليستطيع مشاركة باقي الحواسيب الآخر التي على الشبكة .  العنوان المنطقي الإصدار الرابع و هو بحجم 32 bit يتم تقسيمها على أربع خانات كل خانة يطلق عليها Octet و كل خانةبحجم ثمانية بت و ينقسم إلى قسمين قسم لعنوان الشبكة و قسم لعنوان الجهاز في داخل الشبكة .  ويجب أن نعرف أن كل خانة من الخانة الاربعة تحتوي على 8 اصفار و تبداء من صفر حتى 255 ،سأقوم بشرح هذا الموضع لنفهم كيف يتكون من اربعة خانة و كل خانات تحتوي على 8 اصفار .  في البداية يجب أن نعرف أن عنوان الاي بي يتكون من bit وByte و بعد عملية التكوين سيكون نظام العناوين الـ IP على هيئة نظامين النظام العشري أو النظام الثنائي و سأقوم بشرح هذا النظام بالتفصيل .  البت Bit : هو عبارة عن رقم واحد بمعنى رقم ثنائي واحد، يكون 0 أو1 و هذه القيمة تعتبر أصغر قيمة حاملة أو ناقلة للمعلومات، في الطبقة الفيزيائية من طبقة الـ OSI.  البايت Byte : هوعبارة عن تجميع اكثر من رقم واحد من البت ليصبح بايت ، مثل لو تم جمع 8 اصفار في خانة واحدة هذه الخانة تعتبر بايتسأقوم بتوضيح اكثر الان، البت كما قلنا سابقاً هي عبارة عن رقم واحد اما 0 أو1 الأنلو قمنا بجمع 8 اصفار سيتكون لدينا خانة بايت كما في المثال التالي :  00000000)) الأنهذه الخانة يوجد فيها 8 اصفار هذا يعني أن هذه الاصفار ستكون 8 بايت الأن بهذا المثال يجب أن نكون فهمنا ما الفرق بين الـ Bit وByte و فهمنا كيف يتكون عنوان الاي بي، الأن يجب أن نتذكر كما قلنا سابقنا أن عنوان الاي بي الإصدار الرابع مكون من اربعة خانات و بحجم 32 بايت بهذا الشكل يجب أن نكون فهمنا.

Eng. Ahmad H Almashaikh 63  الأن كما تعرفنا ساقباً إنه عنوان الـ IP بعدأن يتكون من البت و البايت سيتم الانتقال الى النظام العشري أو الثنائي ، و سنتعرف عليهم بشكل مبسط . 1- النظام الثنائي :Binary System و هو النظام الذي يتعامل مع الخانة بشكل0 أو1 حيث يقوم بتقسيم الخانات الى اربعة خانات كما في المثال التالي Octet 8 bits Octet 8 bits Octet 8 bits Octet 8 bits 00000000.00000000.00000000.00000000 11111111.11111111.11111111.11111111 هذه شكل عنوان الـIP بنظام الثنائي و كل خانة بحجم 8 بايت و إذا قمنا بجمع الاربعة خانة هذه سيكون الناتج 32 بايت ، الأن بهذا الشكل نكون قد فهمنا النظام الثنائي . 1- النظام العشري Decimal System : وهو النظام الذي يتعمل مع الخانة بشكل ارقام تبداء من 0 حتى255، و هذا النظام ايضاً يقوم بتقسيم الخانات على اربعة خانات كما في المثال التالي : 0.0.0.0 255.255.255.255 هذا شكل عنوان الـIP بنظام العشري ويتم ايضاً تقسيم الخانات الى اربعة خانات كل خانة بحجم 8 بايت و إذا قمنا بجمع هذه الخانات سينتج لدينا ايضاً 32 بايت ، ولكن في النظام العشري يقوم باختصار الاصفار بدل من كتابة 8 اصفار في الخانة الواحد سيتم كتابة صفر0 واحد في الخانة الواحدة و هذا الصفر يعبر عن8 اصفار في النظام الثنائي كما في المثال التالي : 0.0.0.0 هذا شكل عنوان الـIP في النظام العشري و مقابل له في النظام الثنائي يكون بهذا الشكل 00000000.00000000.00000000.00000000 هذا شكل الاصفار في النظام الأول و الثاني. 255.255.255.255 هذا شكل عنوان الـIP ايضاً في النظام العشري و مقابل له في النظام الثنائي يكون بهذا الشكل 11111111.11111111.11111111.11111111 هذا شكل الواحد في النظام الأول و الثاني. - بهذه الطريق يجب أن نعرف إنه هذه الارقام تساوي بعضها البعض كما في التوضيح التالي: 255.255.255.255 = 11111111.11111111.11111111.11111111 0.0.0.0 = 00000000.00000000.00000000.00000000

Eng. Ahmad H Almashaikh 64 فئات العناوين المنطقيةIP Address Class  يوجد خمسة فئات من العناوينA , B , C , D , E  ولكن سيتم فقط أستخدام فئاتA , B , C اما بنسبه لـ فئاتD , E يتم استخدامهم في اعمال اخرى مثل :  يتم استخدام A و B و C للوصول لشبكة الانترنت ولكل فئة نطاق معين تم شرح هذه الفئة في الجدول التالي .  Class D: خاصة بمجموعات ارسال المتعدد.  Class E :مخصصه لأي استخدامات مستقبلية أو بغرض البحث والتطوير. الأن سأقوم بشرح الفئات A , B , C , D , E كما في الجدول التالي  الأن هذا الجدول يوضح أنواع الفئات في عنوان الـ IPv4 ، و الأن سنقوم بتحليل كل فئة من هذه العناوين لنتعرف على مدى كل عنوان IP و نتعرف على كيفية تقسيمه، و نتعرف ايضاً على بداية و نهاية العناوين . Class A : يبداء عنوان الفئةA من1 حتى126 مع العلمإنه يبداء من 0 حتى127 ولكن تم حجز الـ0 و ا127 لوظيفة اخرى لهذا السبب يبداء عنوان الفئةA بتوزيع من 1 حتى126 ، و سنتعرف لماذا تم حجز الـ 0 وا127 فيما بعد