رحلة في عالم البيانات: تصميم بروتوكولات الشبكات

تخيل أنك تسير في طريق مظلم، لا تعرف ما ينتظرك في الزاوية التالية. ما الذي سيجعلك تشعر بالأمان؟ ما الذي سيوجهك في طريقك؟ في عالم البيانات، تلعب بروتوكولات الشبكات دورًا مشابهًا، فهي بمثابة "الإشارات الضوئية" و"لوحات الإرشاد" التي تحكم حركة المعلومات عبر الإنترنت.

نبدأ رحلتنا مع عالم البيانات:

مفهوم بروتوكول الشبكة: هو عبارة عن مجموعة من القواعد والاتفاقيات التي تحدد كيفية تبادل البيانات بين الأجهزة، مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية.

ماذا عن القواعد؟: تضع هذه القواعد مجموعة من القواعد التي يجب على جميع الأجهزة المتصلة بالشبكة اتباعها.

ببساطة: تُحدد هذه القواعد كيفية إرسال البيانات، كيفية استقبالها، كيفية تشفيرها، وكيفية التأكد من وصولها بشكل صحيح إلى وجهتها.

لماذا بروتوكول الشبكات مهم؟:

تخيل: بدون بروتوكولات الشبكات، ستكون البيانات مشوشة كحروف متحركة في صندوق.

مثال: تخيل أنك تريد إرسال رسالة إلى صديق عبر البريد. يجب أن تكتب الرسالة على ورقة، وأن تضعها في ظرف، وأن تضع عنوانًا عليها.

فكر: كل تلك الخطوات تشبه "بروتوكول الشبكة" الذي يحدد كيف يتم تحويل البيانات من هاتفك إلى هاتف صديقك.

ما هي أنواع بروتوكولات الشبكات؟:

• TCP/IP:

  • قاعدة الاتصال: مثل "اتصل ثم تحدث"،

  • ضمان وصول البيانات: مثل " التأكد من وصول الرسالة كاملة".

  • مثال:

    # استيراد مكتبة socket
    import socket
    
    # تعريف عنوان IP و المنفذ
    HOST = '127.0.0.1'  # عنوان الـ localhost
    PORT = 65432       # المنفذ 
    
    # إنشاء Socket
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
        s.bind((HOST, PORT))
        s.listen()
        conn, addr = s.accept()
        with conn:
            print('اتصال من', addr)
            while True:
                data = conn.recv(1024)
                if not data:
                    break
                conn.sendall(data) 

• UDP:

  • قاعدة الاتصال: مثل "اتصل ثم أرسل البيانات."
  • بدون ضمان وصول البيانات: مثل " قد لا تصل الرسالة بالكامل."
  • مثال:

    
    import socket

  تعريف عنوان IP و المنفذ

  HOST = '127.0.0.1' # عنوان الـ localhost PORT = 65432 # المنفذ

  إنشاء Socket

  with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as sock: sock.bind((HOST, PORT)) while True: data, addr = sock.recvfrom(1024) print('استلام بيانات من', addr) sock.sendto(data, addr)

• HTTP:

  • بروتوكول خاص بتصفح الويب: مثل "طلب الصفحة و تحميل المحتوى."
  • مثال:

    
    import requests

  طلب الصفحة الرئيسية من موقع google

  response = requests.get('https://www.google.com')

  عرض عنوان الـ URL

  print(response.url)

  عرض حالة الاستجابة

  print(response.status_code)

  عرض المحتوى

  print(response.text)

• HTTPS:

  • بروتوكول خاص بتصفح الويب: مثل "طلب الصفحة و تحميل المحتوى."
  • مُشفر:
  • مثال:

    
    import requests

  طلب الصفحة الرئيسية من موقع google

  response = requests.get('https://www.google.com')

  عرض عنوان الـ URL

  print(response.url)

  عرض حالة الاستجابة

  print(response.status_code)

  عرض المحتوى

  print(response.text)

هل تعلم؟:

• بروتوكول DNS هو بمثابة "كتاب الهاتف" للإنترنت، فهو يحول أسماء المواقع (مثل google.com) إلى عناوين IP الرقمية التي تُستخدم لمعرفة موقع كل موقع على الإنترنت.
• بروتوكول FTP يستخدم لنقل الملفات بين الأجهزة.
• بروتوكول SMTP يستخدم لإرسال رسائل البريد الإلكتروني.
• بروتوكول POP3 و IMAP يستخدمان لتلقي رسائل البريد الإلكتروني.

المستقبل: مع انتشار تقنيات مثل إنترنت الأشياء (IoT)، ستصبح بروتوكولات الشبكات أكثر تعقيدًا ودقة لضمان تبادل البيانات بين الأجهزة المختلفة بشكل سلس وآمن.

دعوة للتفاعل:

هل لديك أسئلة حول بروتوكولات الشبكات؟ شارِك أفكارك في التعليقات!