الموسوعة العربية

بحث متقدم

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

الإنترنت

انترنت

Internet - Internet

الإنترنِت

محمّد بسَّام الكردي

البنية التحتية

الوِب ومخدّماته

بروتوكولات الإنترنِت

تطبيقات وآفاق

تعود بداية شبكة الإنترنِت Internet إلى عام 1969 حين برزت حاجة وكالة مشاريع البحوث المتقدمة في وزارة الدفاع الأمريكية (DARPA ) Advanced Research Projects Agency Defense إلى بناء شبكة لتبادل معلومات البحوث المتقدمة بين مراكز البحوث المتعاونة مع وزارة الدفاع والموزَّعة على مناطق متباعدة في الولايات المتحدة الأمريكية. وقد أثمرت جهود هذه الوكالة بولادة داربانِت DARPANET وهي شبكة متواضعة تتألف من أربعة حواسيب (عقد nodes)، كانت هي المنطلق نحو التطورات اللاحقة؛ إذ حققت هذه الشبكة نمواً سريعاً، حتى أصبحت في عام 1972 شبكة واسعة تحتوي على 37 عقدة معلوماتية، وأُطلق عليها حينئذٍ اسم أربانِت ARPANET.

كان هدف تلك الوكالة إنشاء شبكة لا يمكن شلُّها ضمن ظروف العمل التي قد تحدث في أثناء الحروب، ولذلك جاء بناء الشبكة لا مركزياً؛ خوفاً من توجيه ضربة إلى مركز الشبكة تؤدي إلى تعطيلها كلياً. وانطلق تصميم شبكة أربانِت من تحقيق متطلبات اتصال أي حاسوبين أحدهما بالآخر بتوفير عدة طرائق بديلة للاتصال، وبدلاً من الاعتماد على مركز إداري للشبكة يتحكم في عملها، ويكون مسؤولاً عن الاتصال فيها؛ فقد أُعطي كل حاسوب مسؤولية الإشراف على اتصالاته والتوثق من صحة العنوان المرسل منه وإليه، وذلك وفقاً لبروتوكول الاتصال الذي ينظم الرسائل المتبادلة ضمن رزم متعددة تحمل كل منها العنوان الصحيح للحاسوب المرسل إليه. وفي عام 1984 أصبحت مجموعة البروتوكولات TCP/IP هي المعتمدة في شبكة أربانِت.

وفي العام ذاته أنشأت مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) National Science Foundation خمسة مراكز للحواسيب الفائقة الأداء؛ بهدف وضعها في خدمة الباحثين والمطوِّرين في أنحاء مختلفة من الولايات المتحدة، وقد تم الاكتفاء بالمراكز الخمسة نظراً لتكلفتها الباهظة، على أن تشارك بعضها بعضاً بالموارد، وكانت هذه الهيئة خططت عند إنشاء مراكزها لاستخدام شبكة أربانِت، ولكنها اصطدمت بحواجز بيروقراطية، وهذا ما أدى إلى الاتجاه نحو إنشاء شبكة خاصة بهذه المراكز - سميت شبكة مؤسسة العلوم الوطنية NSFNET- التي بُنيت على أساس بروتوكول شبكة أربانِت. وقد أتاحت شبكة NSFNET موقعاً واحداً في كل منطقة لديه ارتباط مباشر مع مركز حواسيب فائقة الأداء، ولذا أصبحت كل المواقع تملك إمكانية النفاذ إلى مراكز الحواسيب المختلفة، واستطاع الباحثون النفاذ أيضاً إلى الموارد الثانوية الواقعة في أطراف الشبكة وليس فقط في المراكز الخمسة. واعتمدت الشبكة الجديدة على شبكات إقليمية متصلة كالسلاسل ومرتبطة بالمراكز الإقليمية الخمسة، وهذا ما أتاح إمكانية كبيرة في تخفيف وطأة الحمل على خطوط الاتصالات.

وفي عام 1987 تم استبدال خطوط جديدة بخطوط مؤسسة العلوم الوطنية، تميزت بإتاحة سرعات أعلى بعشرين ضعفاً لنقل المعلومات، واندمجت شبكتا NSFNET وأربانِت معاً فيما يعرف الآن باسم إنترنِت.

وفي العام 1990 تولت شركة (ANS) Advanced Network and Services إدارة الهيكل الرئيس للشبكة، وتم فتح الشبكة أمام جهات تجارية عديدة، وبعد أشهر قليلة قامت الشركة نفسها ببيع بنيتها التحتية إلى شركة (AOL) America Online . وفي عام 1992 طرح المجلس الأوربي للبحوث النووية CERN برنامج خدمة البحث العالمي (WWW) World Wide Web وهو ما يُعرف الآن بـ «الوِب Web»، وقد ارتفع عدد الحواسيب المشتركة في الشبكة في ذلك العام إلى مليون حاسوب. وفي عام 1994 طرحت جامعة مينيسوتا برنامج «غوفر» Gopher لتسهيل عمليات التخاطب.

بدأت فكرة الإنترنِت أصلاً فكرة حكومية عسكرية، وامتدت إلى قطاع التعليم والأبحاث ثم التجارة حتى أصبحت في متناول الأفراد العاديين،؛ وخاصةً بعد إدخال نظم الوسائط المتعددةmultimedia حتى بلغ عدد مستثمري الإنترنِت أكثر من مليار مستخدم.

البنية التحتية

الإنترنِت هي شبكة حاسوبية عملاقة تتكوّن من شبكات أصغر؛ بحيث يمكن لأي شخص متصل بالإنترنت التجوّل في هذه الشبكة، والحصول على جميع المعلومات منها - إذا سُمح له بذلك- أو التحدث مع شخص آخر في أي مكان من العالم .تتألف الإنترنِت من عدة عقد، قد تمثل كل عقدة شبكة محلية صغيرة LAN أو شبكة واسعة WAN، وتتصل هذه العقد بعضها ببعض باستخدام الشبكة الهاتفية أو خطوط اتصال خاصة أو عبر السواتل (الأقمار الصنعية) والوصلات المِكروية.

من أهم ما يميز الإنترنِت بنيتها اللامركزية حيث يقف المستخدمون العاديون على قدم المساواة مع كبرى الشركات العالمية؛ إذ يحصل الجميع على حق نشر ما يريدونه على الشبكة بشتى المواضيع والمجالات؛ ولعل ذلك أحد الأسباب الرئيسة للانتشار الهائل لشبكة الإنترنِت. أما السبب الثاني فهو انخفاض كلفة تبادل المعلومات الذي لا يتعدى أجرة المكالمة المحلية، يُضاف إليها بدل اشتراك شهري ثابت ومنخفض نسبياً.

الوِب ومخدّماته

أهم عناصر الإنترنِت الرئيسة هي:

• الشبكة العنكبوتية WWW أو ما يسمى الوِبّ.

• بروتوكول نقل الملفات (FTP) File Transfer Protocol

• البريد الإلكتروني e-mail

• مجموعات الأخبار Usenet

الوِبّ هو إحدى الخدمات المتاحة على الإنترنِت مثل بقية الخدمات الأخرى على الإنترنِت، وهو ليس شبكة وإنما طريقة تنظيم المعلومات بحيث يستطيع أي حاسوب في العالم- يعمل وفق قواعد معينة- الوصول إليها. شهدت الإنترنت في تسعينيات القرن العشرين نمواً هائلاً؛ نظراً لظهور أول متصفحات الوِبّ البيانية وسماح الحكومة الأمريكية للمرة الأولى باستخدام الإنترنِت للأغراض التجارية. واستمرت التقنيات الجديدة بالظهور ومنها الوِب، فطوّر تيم بيرنرز-لي Tim Berners-Lee نظام وسائط تشعبيّة أتاح إمكانية الوصول بسهولة إلى المعلومات في مختلف أرجاء العالم لأغراض البحث، وأصبح هذا النظام بمنزلة القاعدة للوِبّ المعروف حالياً.

يتضمن الوِب ثلاثة عناصر رئيسية:

• طريقة لإعطاء كل شيء عنواناً فريداً.

• بروتوكولاً لنقل تلك البتّات المرتبطة من البيانات.

• لغة لترميز المعلومات.

لاحظت معظم أوساط العمل والإعلام أهمية الإنترنِت عام 1993 بسبب إصدار أول متصفح بياني سُمِّي موزاييك Mosaic؛ إذ كان الوِب قبل ذلك وسيطاً نصياً فقط. أتاح المتصفح موزاييك للمستخدمين إمكانية رؤية الصور والرسوم. وفي عام 1994 تجاوزت الحركة على الوِب جميع الأنواع الأخرى للحركة على الإنترنِت، وأصبح الوِب عندئذٍ مركز الاستقطاب الرئيسي لمطوِّري تقنيات الإنترنِت، فتم تطوير محرِّكات البحث search engines؛ وتقنيات أخرى لزيادة فعالية الوِب.
وأخيراً يتمتع الوِب بسمات يتميز بها من بقية خدمات الإنترنِت الأخرى، وهي الآتية:

1. اللاخطية nonlinearity:

يمكن إعداد موقع الوِب بحيث يقود المستخدم عبر سلسلة محدّدة سلفاً من الصفحات، مع أن ذلك ليس من سمات الوِب، فهو يتميز بسماحه للمستخدم اختيار المسار الذي يريده.

2. التفاعلية interactivity

بخلاف المواد المطبوعة تستجيب المواد المنشورة على الوِب لإدخالات المستخدم؛ إذ يمكن للمستخدم الاتصال بمالك الموقع عن طريق طلب شراء منتجات، والاستفسار عن بعض المعلومات والإجابة على نماذج البيانات. وتستطيع مواقع الوِب الاستجابة لتفاعلات المستخدم عن طريق تشغيل رسوم متحركة حين يحوم المستخدم بمؤشر «الفأرة» فوق صورة، أو عن طريق سؤال المستخدم عن الخيارات التي يريدها؛ كأن يختار مثلاً ما يريد أن يراه في المرحلة التالية.

3. التوجه البياني graphic oriented

الوِبّ هو الخدمة الوحيدة على الإنترنِت التي تستطيع التعامل مع أي نوع من التصاميم البيانية؛ وذلك بسبب قدرة متصفحات الوِب على دعم الرسوم والأنماط الأخرى من الوسائط، وهذا الدعم للرسوم هو العامل الرئيسي في شعبية الوِب وانتشاره.

بروتوكولات الإنترنِت

لما كانت الإنترنِت شبكة عالمية مرتبطة بعقد مختلفة وموزَّعة؛ فإنها تسعى للحفاظ على البيانات؛ بهدف معالجتها أو نقلها من مكان إلى آخر. وتحتاج عملية النقل إلى وسائل قادرة على التعامل مع البيانات بحيث يجري نقلها بنجاح مع الحفاظ عليها لضمان وصولها كاملة من دون نقص، وتوفير التوافقية في ارتباط الشبكات المختلفة في أرجاء العالم بعضها ببعض. تسمى هذه الوسائل بحزمة النظم TCP/IP اختصاراً لـ بروتوكول التحكم بالنقل / بروتركول الإنترنت Transmission Control Protocol/ Internet Protocol، نسبة إلى البروتوكول TCP والبروتوكول IP.

من أهم بروتوكولات الإنترنِت:

1. بروتوكول TCP/IP المستَخدم في عمليات الربط وإرسال البيانات واستقبالها بين الحواسيب.

2. بروتوكول HTTP لنقل وثائق النصوص المترابطة عبر الإنترنِت.

3. بروتوكول FTP لنقل الملفات الكبيرة الحجم وتحميلها بين الأجهزة المرتبطة عبر الإنترنِت.

4. بروتوكول SMTP الذي يُستخدم في نقل رسائل البريد الإلكتروني وتبادلها.

5. بروتوكول POP وهو البروتوكول المسؤول عن تجميع رسائل البريد الإلكتروني وتخزينها والاحتفاظ بها.

البروتوكول TCP/IP- كغيره من بروتوكولات الاتصال- مؤلف من طبقات: طبقة الإنترنت IP وهي المسؤولة عن نقل رزم البيانات من حاسوب إلى آخر، حيث يقوم البروتوكول IP بإرسال كل رزمة بناءً على عنوان وجهة المعطيات المؤلف من أربعة بايتات، أو ما يُعرف بالرقم IP.

عندما يطلب المستخدم من المتصفح جلب صفحة من الإنترنِت، فإن المتصفح يجلب هذه الأوامر باستخدام بروتوكول يسمى بروتوكول التحكم في نقل البيانات TCP، وهو بروتوكول يضمن إرسال البيانات ووصولها على نحو صحيح. يُستخدم البروتوكول HTTP عن طريق الوِب لنقل البيانات من حاسوب إلى آخر.

ويجري التخاطب بين المتصفّح والمخدّم عن طريق الطلب HTTP الذي يقوم بإرسال طلبات المتصفّح إلى المخدّم الذي يبحث عن البيانات المطلوبة، وفي حال الحصول عليها يقوم بإرسالها على شكل حزم إلى الجهة الطالبة باستخدام بروتوكول TCP/IP. وتُعنوَن هذه الحزم بوساطة HTTP. وفي حال عدم الحصول على البيانات المطلوبة يقوم المخدّم بإرسال صفحة تحتوي على رسالة الخطأ 404، وتســـمى هذه الصفحة التي أُرسلت من المخدم إلى المتصفّح بالاستجابة HTTP response.

تأخذ الرسائل HTTP شكلاً معيناً بحيث يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أقسام:

• سطرا الطلب/الاستجابة request / response lines

• الترويسة HTTP header

• المتن HTTP body

إذا تمت معالجة الطلب بنجاح فإن الحقل «HTTP response body» يحوي الرماز HTML الذي يقوم متصفح الإنترنِت بتفسيره وتحويله إلى الصفحة النهائية المطلوبة.

ينقسم الرقم IP إلى قسمين: رقم الشبكة ورقم عنوان الحاسوب. وينقسم كذلك من جهة ثانية إلى ثلاث مراتب، وكل مرتبة لها عدد محدّد من الشبكات الفرعية والحواسيب الممكنة في كل قسم من الأقسام. ويمكن تلخيص مفهوم الرقم IP على النحو الآتي: يسمح الرقم IP بتعريف الجهاز في الشبكة (موقعه أو ربطه الفيزيائي على الشبكة) وهو يشبه كثيراً رقم الهاتف؛ فكل جهاز يدخل إلى الشبكة يكون له رقم متفرد خاص لا يملكه جهاز آخر.

يتألف العنوان IP- وفق الإصدار الرابع IPv4- من 32 بتاً مقسمة إلى أربع مجموعات. وكل مجموعة تحتوي على 8 بِتات، وتُمثّل هذه البتات بأرقام عشرية مثل 131.107.2.200. ويمكن أن تأخذ أي مجموعة القيمة من 1 إلى 255 بالنظام العشري.

يُقسم البروتوكول TCP/IP إلى بنية نموذجية ذات أربع طبقات وهي:

• طبقة التطـبيقات

• طبقة النـقل

• طبقة إنترنِت

• طبقة الربط

حيث تقابل كل طبقة من هذا النموذج طبقة واحدة أو عدة طبقات من نموذج OSI model . وتُعدّ كل طبقة من طبقات TCP/IP مسؤولة عن الفعاليات الخاصة بالطبقة المقابلة لها في النموذج OSI.

(TCP/IP)طبقــات بـروتوكـول

إن طبقة الشبكة layer network مسؤولة عن الاتصال مباشرةً مع الشبكة، حيث تقوم بتعرّف بنية الشبكة مثل شبكة الإثرنت Ethernet أو حلقة العلّام Token Ring.

أما طبقة الإنترنِت فهي مسؤولة عن الاتصال مباشرة بطبقة الشبكة. كما ترتبط هذه الطبقة أساساً بعمليات توجيه وإيصال الرزم packets بوساطة برتوكول الإنترنِت IP، حيث تُستخدم جميع البروتوكولات المتوافرة في طبقة النقل لإرسال المعطيات.

ثمة بروتوكولات أخرى في طبقة الإنترنت، منها:

• البروتوكول (ICMP ) Internet Control Message Protocol

• البروتوكول (ARP )Protocol Resolution Address

يرفع البروتوكول ICMP موثوقية عمل البروتوكول IP في إرسال البيانات. وبافتراض أن حزمة البروتوكول IP قد تمت عنونتها على نحو خاطئ، وأُرسلت إلى وجهة خاطئة، فإن دور البروتوكولين ICMP وARP يتمثل بإصدار تقرير عن المشكلة وتوجيهها للبرنامج الشبكي لحل هذه المشكلة.

تُعدّ طبقة النقل مسؤولة عن توفير الاتصال بين الحواسيب والتطبيقات، وهذا الاتصال يمكن أن يكون موثقاً connection-based أو غير موثق. إن الفارق الرئيسي بينهما هو إمكانية توافر آلية لمراقبة المعطيات وضمان وصولها من المكان المطلوب. يُعدّ بروتوكول TCP بطيئاً في عمله لهذا كان لا بد من توفير بروتوكول آخر أسرع. يسمح البروتوكول (UDP) User Datagram Protocol بتوفير خدمة سريعة عديمة الاتصال لتنفيذ وظائف البروتوكول TCP نفسها.

إن طبقة التطبيقات application مسؤولة عن جميع النشاطات التي تحدث في طبقة الجلسة session وطبقة التمثيل presentation. وفي طبقة التطبيقات- بحسب النموذج OSI model- يتوفر العديد من البروتوكولات منها:

• البروتوكول (SNMP) Simple Network Management Protocol .

وهو مخصص لإدارة البيانات على الشبكة ويقوم بجمع معلومات الإدارة من كل جهاز متصل بالشبكة، كما يستقبل التقارير عن حدوث مشكلات أو أخطاء على الشبكة.

• البروتوكول (File Transfer Protocol (FTP.

وهو البروتوكول المسؤول عن نسخ الملفات بين جهاز وآخر على الشبكة (وهو يشبه البروتوكول Telnet)، ويسمح بما يلي:

1. الدخول إلى جهاز آخر من بُعد.

2. التنقل بين المجلدات.

3. تنفيذ الأوامر وتشغيلها.

4. معالجة الملفات.

• البروتوكول (SMTP) Simple Mail Transfer Protocol .

وهو البروتوكول المسؤول عن إرسال البريد الإلكتروني ويستخدم البروتوكولين TCP و IP لتبادل الرسائل.

تطبيقات وآفاق

تقدم شبكة الإنترنِت اليوم خدمات ومزايا عديدة وخاصة بعد تطوير برامج تخاطبية جديدة لتيسير عملية النفاذ، واستخدام نظم الوسائط المتعددة التي توفّر إمكانية الاتصال والتخاطب بين الأجهزة الحاسوبية بالصوت والصورة والنص المكتوب. كل ذلك حوَّل الشبكة الدولية إلى فضاء يعجّ بالحركة وأصبح بإمكان المستخدمين زيارة مدن العالم وأسواقها لانتقاء المنتجات وشرائها وطلب شحنها إليهم. ومن هنا نشأت فكرة إطلاق اسم خدمات شبكة الإنترنِت والفضاء السبراني cyberspace على الشبكة العالمية الحديثة.

إن من أهم تطبيقات الإنترنِت البريد الإلكتروني e-mail، وهو طريقة شائعة جداً لإرسال الرسائل الإلكترونية واستقبالها. وقد توافرت هذه الخدمة على الإنترنِت منذ أكثر من عشرين عاماً. وتجري قراءة الرسائل الإلكترونية وكتابتها عادةً باستخدام برامج قارئات البريد. وفي الشركات الكبرى تكون برامج البريد الإلكتروني عادةً جزءاً من مجموعة برمجيات أعقد وظيفةً، مثل Lotus Notes و Microsoft Exchange و Novell GroupWise.

يمكن للشركات الصغرى أو الأفراد استخدام برامج البريد المجانية أو المنخفضة التكاليف، مثل Microsoft Outlook Express، أو برنامج Eudora. ويُعدّ استخدام مواقع الوِب لتوفير البريد الإلكتروني المجاني ابتكاراً حديثاً، وهذه المواقع لا تتطلب أي برمجيات خاصة، باستثناء متصفح الوِب.

وثمة تطبيقات عديدة أخرى، منها:

• خدمة الدردشة IRC.

• المجموعات الإخبارية Usenet.

• خدمة نقل الملفات بالبروتوكول FTP.

• خدمة Telnet.

• القناة الدفعية (دفع المعلومات Push Channel).

• المحادثات الهاتفية عن طريق الإنترنِت VoIP.

• المنتديات وشبكات التواصل الاجتماعية.

يُعدّ الإصدار السّادس من بروتوكول الإنترنِت IPv6 من البروتوكولات التي قد تغيّر مفهوم الإنترنِت، وهو تطوير لبروتوكول الإنترنِت الإصدار الرّابع IPv4 مع العديد من التّحسينات منها:

• توسيع فضاء العنونة على نحو هائل: فهو يستخدم 128 بِتاً للعنوان الواحد (مثلاً: 2001:1234:5678:9:1:2:3:4)، في حين أنّ الإصدار الرابع يستخدم 32 بِتاً فقط (مثلاً: 192.0.2.1). يتيح هذا التّمديد لجميع الحواسيب اليوم في الإنترنِت، وجميع الأجهزة الإلكترونيّة الأخرى التي سترتبط لاحقاً بالإنترنِت؛ الحصول على عناوين فريدة لا يشاركها فيها أحد، تمكّنها عندئذ من الاتصال بعضها ببعض والتّخاطب مباشرة، أي من دون استخدام التجهيزات التي تسمّى «مترجم عناوين الشّبكة» (NAT) Network Address Translator . ومن الأجهزة التي يمكنها الانتفاع بهذا التوسع في فضاء العنونة: الهواتف الخلوية والسيّارات والطّائرات والبواخر المربوطة بشبكة من طراز «IPv6 نقّال» Mobile IPv6.

• التّشكيل الذّاتي auto-configuration.

• الأمان والتّجول المتضمنان built-in security and mobility.

ومن المتوقع أنه في المستقبل القريب لأي «شيء من «الأشياء» طريقة تعرّف فريدة لتحديد الهوية، وهو ما يُعرَف بـ «العنونة الفريدة unique address»، ويمكن الحصول على متوالية قابلة للعنونة من الحواسيب؛ وأجهزة الاستشعار؛ والمحرّكات؛ والهواتف المحمولة؛ ونحوها. وهذا ما يجعلها تملك القدرة على التخاطب فيما بينها والتّحقّق من هويّات بعضها بعضاً. وستتمكّن كل هذه «الأشياء» (أي الأغراض) من تبادل المعلومات، وإذا لزم الأمر معالجة المعلومات بفعالية وفقاً لخطط محدّدة سلفاً، وهذا ما يُعرف بـ «إنترنِت الأشياء (IoT) Internet of Things ».