[:ar]كيف تعمل شبكة الإنترنت How Internet Works[:]

[:ar]

كيف تعمل شبكة الإنترنت How Internet Works

شبكة الإنترنت هى  عدد كبير من الخوادم Servers والحاسبات الشخصية ووحدات التخزين Storage Units والموجهات Routers والمقسمات Switchs والوصلات الضوئية Fiber-optics وغير الضوئية الممتدة عبر الكرة الأرضية لتصل كل هذه الأجهزة معاً.

لكن كيف تعمل هذه الشبكة الكبيرة, وكيف تنتقل البيانات فيما بين أجهزتها؟

تخيل السيناريو التالى:
انت تدخل مركز تجارى كبير لأول مرة, وتريد الوصول الى متجر معين لشراء كتاب, لكنك لا تعرف أين يوجد المتجر بالضبط, فى أى طابق/جناح من المبنى الكبير. إلى أين ستذهب للسؤال عن موقع المتجر داخل المركز التجارى؟
الإجابة المنطقية هى التوجه للإستعلامات. هناك ستجد موظف يدلك على موقع المتجر. ثم هناك خريطة استرشادية للمكان التى توضح لك أقصر الطرق للوصول الى المتجر, فتدلك مثلا أن تصعد من الدرَج الفلانى ثم تمشى من الممر الفلانى حتى تصل.

هذه تقريبا هى طريقة عمل شبكة الإنترنت. الإنترنت هنا هى ‪كا‬لمركز التجارى, مملوءة بالمواقع المختلفة, وأنت تريد موقعا معيناً, تفتح متصفحك وتكتب اسم الموقع-تذكر: أنت لاتعرف عنوان رقم الإنترنت الخاص به-فيتصل المتصفح عن طريق إعدادات الإنترنت بحاسبك بخادم معين هو خادم الأسماء DNS Server  ويسأله عن عنوان الخادم الحامل للموقع -ووظيفته تماثل وظيفة موظف الإستعلامات- فيعطيه  عنوان رقم الإنترنت الخاص به وبعدها يتجه المتصفح الى هذا العنوان ويبدأ فى طلب وعرض صفحات الإنترنت لك. مابين الحصول على عنوان الإنترنت الخاص بالموقع وبين تصفحه, هناك أجهزة Routers تدل جهازك على أقصر الطرق Hops للوصول الى الموقع -تماثل الخريطة استرشادية التى تتبعها للوصول الى المتجر.

نشأة الإنترنت The Rise of Internet
نشأت الإنترنت عام ١٩٦٩ لخدمة الجيش الأميريكى عبر ربط كم كبير من الحاسبات الالية فى الجامعات ومراكز الأبحاث معا لتحقيق أفضل استغلال للقدرات الحسابية لها. كانت البداية عن طريق شبكة ARPANET ثم استبدلت وزارة الدفاع الأميريكية عام ١٩٨٣ بروتوكول NCP بحزمة بروتوكولات أخرى أفضل هى المعمول بها الى الان TCP‪/‬IP

البنية التحتية للإنترنت  Internet Infrastructure
بنية الإنترنت التحتية هى عدد مهول من الخوادم Servers والموجهات Routers والمقسمات Switchs والوصلات الضوئية Fiberoptics الممتدة عبر الكرة الأرضية لتصل كل هذه الأجهزة معاً. إستغرق بناء وتطوير هذه البنية مايزيد على أربعة عقود حتى وصلت الى ماهي عليه الان.

بروتوكول الإنترنت Internet Protocol
بروتوكول الإنترنت هو عبارة عن لغة وقواعد محددة لنقل وتبادل البيانات عبر الإنترنت. عند بداية ظهور الإنترنت كان هنام بروتوكول NCP لكن مع تقدم الشبكة وتطور استخداماتها برزت الحاجة لبروتوكولات جديدة تفى بمتطلبات المستخدمين. خاصة مع ظهور الوسائط المتعددة وخدمات البريد الإلكترونى وغير ذلك.
بروتوكول الإنترنت المعمول به حالياً هو TCP‪/‬IP وهذا البروتوكول عبارة عن حزمة أو مجموعة من بروتوكولات عدة تستخدم لنقل البيانات عبر شبكة الإنترنت. كل من هذه البروتوكولات يتخصص أو يتميز فى نقل نوع معين من البيانات. مثلا البروتوكولات المفضلة لبث ملفات الوسائط المتعددة  Media Streamin غير بروتوكولات تصفح المواقع HTTP وغير المستخدمة لتبادل البريد مثل ‪ SMTP‬وهكذا.

عناوين الإنترنت Internet Protocol Address
هى أرقام مميزة لكل جهاز متصل بشبكة الإنترنت بحيث يستحيل تشابه جهازين فى نفس الرقم حال وجودهما على الشبكة بنفس اللحظة-إلا إذا كان هناك هجوم من قبل شخص ما لأنتحال هوية الجهاز الأخر.
تتكون-فى الجيل الرابع منها وهو المنتشر حاليا- من أربع مجموعات من الأرقام من صفر الى ٢٥٥ فى كل مجموعة. مثلا الرقم 34‪.‬12‪.‬222‪.‬165 هو رقم عنوان انترنت لجهاز ما.
يتم توزيع هذه العناوين عن طريق مزودى الخدمة وليس عن طريق المستخدم.
مع زيادة أعداد الأجهزة المتصلة بالإنترنت ظهرت مشكلة محدودية أرقام ال IP المتاحة, ولتلبية إحتياجات الدول المتزايدة تم تقديم الإصدار السادس من عناوين الإنترنت الرقمية.

خوادم أسماء النطاقات DNS Servers
خوادم أسماء النطاقات Domain Name Servers هى خوادم مختصة بتحليل اسماء النطاقات Domain Names الى أرقام عناوين الإنترنت المقابلة لها IP Addresses
حيث تعمل هذه الخوادم بنفس طريقة عمل دفتر العناوين على هاتفك تقريبا. تحتفظ هذه الخوادم بقوائم لأسماء النطاقات وكذلك عناوين الإنترنت المقابلة لها. وعندما تكتب أنت فى متصفحك اسم موقع ما يقوم المتصفح بإرسال طلبك الى نظام التشغيل الذى يتفقد إعدادات إتصالك بالإنترنت ثم يقوم بدوره بإرسال طلبك الى مزود الخدمة الذى يرسله بدوره الى أحد خوادم أسماء النطاقات مستفسراً منه عن عنوان الإنترنت المرادف لإسم النطاق, و بعد حصوله على إجابة لإستفساره يمد نظامك به ليقوم بالإتصال بهذا العنوان ويبدأ المتصفح فى عرض صفحات الموقع المطلوب. وتسمى هذه العملية بمطابقة أسماء النطاقات بعناوين الإنترنت Hostname-to-IP-address mapping
إذن, كى يتمكن الزوار من الوصول الى موقعك لابد من أن يكون مسجلاً لدى أحد خوادم أسماء النطاقات ليمكن الإتصال به وتصفحة. بدون ذلك وبدون معرفة رقم عنوان الإنترنت الخاص به, لن يمكن الوصول اليه.
وقبل استخدام خوادم ال DNS كانت هناك شبكة ARPANET وكان على كل جهاز يرغب بالإتصال بجهاز أخر على تلك الشبكة ان يتصل بأحد الأجهزة الحاملة لملف hosts‪.‬txt والحصول على عنوان الإنترنت المقابل له من ذلك الملف- ولازالت معظم أنظمة التشغيل الحديثة تحتفظ بملف hosts**- وكانت هذه هى الصورة البدائية لخوادم ال DNS الحديثة التى كان الهدف من إنشائها هو التخلص من ملف hosts. فيما بعد تطورت خدمات ال DNS لتشمل تقديم بيانات عن الموقع الجغرافى للأجهزة, بيانات عن المكونات الصلبة للأجهزة, وكذلك بيانات عن البريد الإلكترونى MX Records*

أسماء النطاقات  Domain Names
أسماء النطاقات هى أسماء قد تتكون من حروف لغوية أو أرقام عددية أو كلاهما معاً, ويرمز كل من تلك الأسماء الى موقع/خادم معين على شبكة الإنترنت.
اسماء النطاقات مميزة لكل خادم متصل بالإنترنت ويحمل احدها- تماما كما أرقام عناوين الإنترنت حيث يستحيل تشابه جهازين فى نفس الرقم- فإنه يستحيل تطابق اسمى موقعين حال وجودهما على الشبكة بنفس اللحظة.
تحجز أسماء النطاقات بالتنسيق مع منظمة ICANN التى ترعى وضع المعايير المتبعة فى أسماء النطاقات والترخيص للشركات العاملة فى مجال تسجيل أسماء النطاقات مثل enom‪.‬com
لكى يكون اسم النطاق صالحاً للإستخدام على شبكة الإنترنت لابد أن يتكون كل اسم نطاق من ثلاثة أجزاء:اسم نطاق مستوى القمة: اسم نطاق المستوى الثانى: اسم نطاق المستوى الثالث. لفهم هذا التركيب إنظر الى الشكل التالى

مثلا اسم النطاق لموقع blog‪.‬arabhosters‪.‬com -وهو مايعرف باسم النطاق المؤهل بالكامل FQDN- يتكون من ثلاثة أجزاء:
الجزء الأول وهو ‪.‬com يعرف باسم نطاق مستوى القمة top‪-‬level domain name وهذا المستوى يشمل أسماء كثيرة غالباً ماتتكون من ثلاث أحرف مثل ‪.‬com‪, .net, .org, .edu‬
يلى هذا الجزء اسم نطاق المستوى الثانى second‪-‬level domain name  وهو فى حالتنا هذه arabhosters
ثم يليه اسم نطاق المستوى الثالث وهو blog.
نفهم من ذلك أن أجزاء أسم النطاق مرتبة ترتيبا تنازليا بدأً من خاتمة اسم النطاق والتى تعتبر أعلى منطقة فيه, وإنتهاءاً بما يعرف بالدومينات التحتية subdomains  ‪ ‬

محركات البحث Search Engines
عند بداية تشغيل شبكة الإنترنت لم تكن هناك محركات بحث بالشكل المعروف اليوم. كانت أعداد الأجهزة قليلة ولم يكن هناك وفرة فى المواقع والمحتوى كما هو الحال الان. ومع تطور الشبكة وزيادة عدد المواقع وتنوع المحتويات, ظهرت الحاجة لمحركات البحث لتسهل على المستخدمين الوصول الى المواقع والصفحات التى تلبى رغباتهم.
كانت محركات البحث فى البداية عبارة عن صفحات HTML بسيطة بها روابط للمواقع الموجودة على الشبكة. تطورت مع الوقت لتصبح شبكات عملاقة من الحاسبات تخزن مليارات من الصفحات المنتقاة من الإنترنت وتعرض النتائج طبقا لمحددات بحث المستخدم فيها. أشهر هذه المحركات الان هو جوجل.
تحصل محركات البحث على تلك الصفحات المخزنة لديها عن طريق استخدام برمجيات خاصة تسمى بالعنكبوتيات Spiders تتجول داخل صفحات المواقع وتقوم بحصد النتائج وفهرستها وتخزينها فى قواعد بيانات عملاقة.
كما بدأت فى الظهور الان مايعرف بمحركات البحث المنطقية Logic Search Engines وهى محركات بحث تفكر فى إجابات منطقية على اسئلة محددة مثل ” أقصر الطرق للإسكندرية” بدلا من ” طريق الإسكندرية” كما هو الحال مع جوجل. أحد أهم هذه المحركات هو WolframAlpha والذى تطوره شركة وولف رام للأبحاث بالتعاون مع الجامعات الأميريكية

والان وبعد أن شرحنا تعريف شبكة الإنترنت وكيفية عملها, اليك مخطط بيانى لكيفية إتمام اتصال متصفحك بأحد المواقع -موقع جوجل فى هذا المثال- لعرض إحدى صفحاته.

——————————————————————————–
References

http://en.wikipedia.org/wiki/Internet
http://www.theshulers.com/whitepapers/internet_whitepaper/index.html#dns
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_Internet
http://en.wikipedia.org/wiki/IP_address
http://arstechnica.com/old/content/2008/09/peering-and-transit.ars
http://www.yourhtmlsource.com/starthere/historyofthenet.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Google
http://www.wolframalpha.com/
-‫—————-‬————————————————————‫–‬
Footnotes
*برجاء مراجعة شرح خوادم أسماء النطاقات على البلوج الخاص بنا[:]