الدرس الثالث: بروتوكول الإنترنت وأداة محاكاة الشبكة (١)

يقوم الدرس على فهم كيفية التواصل بين أجهزة الحاسب عبر بروتوكول الإنترنت وكيفية استخدام أداة محاكاة الشبكة لبناء هيكلية شبكة محلية. يرتكز على تخصيص عنوان IP فريد لكل جهاز، وتحويل الأعداد الثنائية إلى النظام العشري لتحديد عناوين الشبكة، وتوظيف أجهزة الشبكة مثل الموجهات والمحولات داخل برنامج سيسكو لمواكبة تصميم الشبكات واختبارها. مثال سريع: تحويل العدد الثنائي المؤلف من 32 بتا إلى أربع ثمانيات، مثل تحويل الجزء الثنائي إلى مكافئه العشري لإنتاج أجزاء مثل 192 و168 و132 و30 لتشكيل عنوان IP صحيح ومميز لكل حاسب متصل بالشبكة.

الفكرة الأساسية

يعتمد الدرس على فهم آلية التواصل الرقمي عبر بروتوكول الإنترنت وتخصيص عناوين IP فريدة لكل جهاز، مع التدرب العملي على محاكاة الشبكات وتوصيل الأجهزة باستخدام برنامج سيسكو.

الشرح

بروتوكول الإنترنت هو الطريقة التي تتم من خلالها إرسال البيانات من جهاز حاسب إلى آخر عبر الإنترنت، حيث يحتوي كل جهاز على عنوان IP واحد على الأقل يحدده بشكل فريد عن جميع الأجهزة الأخرى. يتم استخدام معيارين لعنوان IP هما الإصدار 4 والإصدار 6، حيث يستخدم الإصدار الرابع 32 بتا لتكوين عنوان منطقي فريد. يتم تقسيم هذا العنوان إلى أربع ثمانيات يتكون كل منها من 8 بتات، ويتم تحويل كل ثماني إلى مكافئه العشري مع الفصل بين كل ثنائي والآخر بنقطة لتكون 4 أعداد عشرية. تنقسم مساحة عنوان IP إلى خمس فئات من A إلى E لتعيين حجم الشبكة ومجموعات العناوين الصالحة. يمكن أن يكون عنوان IP ثابتا أو ديناميكيا، حيث يتم تكوين العنوان الثابت يدويا من خلال إعدادات شبكة الحاسب، بينما يتم تكوين العنوان الديناميكي تلقائيا بواسطة بروتوكول DHCP. إلى جانب عنوان IP، يوجد العنوان الفيزيائي الذي يعرف كل جهاز على شبكة معينة بشكل مميز ويتم إعطاؤه لمحولات شبكة الحاسب عند تصنيعه. أما في جانب البرمجيات، فيتم استخدام برنامج سيسكو لمحاكاة الشبكة لبناء ونمذجة الشبكات واختبار حركات البيانات ودون الحاجة لأجهزة حقيقية، حيث يحتوي على تصنيفات رئيسية لأجهزة الاتصال مثل الموجهات والمحولات والموزعات وبوابة المنزل والمودم، والتي تتيح بناء شبكة محلية عبر سحب الأجهزة وإسقاطها وتوصيلها بالكابلات المناسبة مثل الكابل النحاس المباشر.

مثال محلول خطوة بخطوة

لتحويل العدد الثنائي $11000000$ إلى النظام العشري، نطبق الجدول المكون من الخانات والقيم:

1. نوزع خ位的 العدد الثنائي على 8 خانات من اليمين لليسار حيث تمثل الأسس من $2^0$ حتى $2^7$.
2. نضرب كل بت في قيمته العشرية المقابلة: $1 \times 2^7 = 128$، و$1 \times 2^6 = 64$، وباقي البتات أصفار.
3. نجمع القيم الناتجة: $128 + 64 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 = 192$.
4. يظهر الناتج العشري الأول لعنوان IP وهو الرقم 192.

أخطاء شائعة

• الخلط بين عنوان IP المنطقي الذي يتغير حسب الشبكة والعنوان الفيزيائي الثابت للمحول.
• استخدام كابل غير مناسب عند توصيل الأجهزة في برنامج المحاكاة بدلا من كابل نحاس مباشر.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما هو البروتوكول المسؤول عن التكوين الديناميكي لعناوين IP على الشبكة؟ الإجابة: بروتوكول DHCP. السؤال الثاني: إلى كم ثماني يتم تقسيم عنوان الإصدار الرابع لـ IP؟ الإجابة: إلى أربع ثمانيات.