1-Lect_1.pptx.pdf.pdf

Computer Networks Lecture 1 Introduction to Network Lecture Outlines 1 Data communication ‫اتصال البيانات‬ Components of a data ‫مكونات البيانات‬ communication system ‫نظام االتصاالت‬ Data flo...

Computer Networks Lecture 1 Introduction to Network Lecture Outlines 1 Data communication ‫اتصال البيانات‬ Components of a data ‫مكونات البيانات‬ communication system ‫نظام االتصاالت‬ Data flow ‫تدفق البيانات‬ Topologies of networks ‫طوبولوجيات الشبكات‬ Categories of networks ‫فئات الشبكات‬ Data Communication The term telecommunication means communication at a distance..‫يعني مصطلح االتصاالت عن ُبعد االتصال عن ُبعد‬ Data communications are the exchange of data between two devices via some form of transmission medium such as a wire cable, or microwave. ‫اتصاالت البيانات هي تبادل البيانات بين جهازين عبر شكل من أشكال وسائط اإلرسال مثل‬.‫الكابالت السلكية أو الموجات الدقيقة‬ A data communications system must transmit data to the correct destination in an accurate and timely manner. ‫نظام اتصال البيانات يجب أن ينقل البيانات إلى الوجهة الصحيحة بطريقة دقيقة وفي الوقت‬.‫المناسب‬ 3 Components of Data Communications The five components that make up a data communications system are the message, sender, receiver, medium, and protocol. ،‫ الوسيط‬،‫ المستقبل‬،‫ المرسل‬،‫المكونات الخمسة التي يتكون منها نظام اتصاالت البيانات هي الرسالة‬.‫والبروتوكول‬ Text, numbers, images, audio, and video are different forms of information..‫ الصوت والفيديو هي أشكال مختلفة من المعلومات‬،‫ الصور‬،‫ األرقام‬،‫النصوص‬ 4 Elements of Data Communication 1. Sender: The computer or device that is used for sending data is called sender, source or transmitter. In modern digital communication system, the source is usually a computer. :‫ المرسل‬.1 ‫ وفي‬.‫يسمى الكمبيوتر أو الجهاز المستخدم إلرسال البيانات بالمرسل أو المصدر أو جهاز اإلرسال‬.‫ يكون المصدر عادًة حاسوبًا‬،‫نظام االتصاالت الرقمية الحديثة‬ 2. Medium: The means through which data is sent from one location to another is called transmission medium. If the receiver and transmitter are within a building, a wire connects them. If they are located at different locations, they may be connected by telephone lines, fiber optics or microwaves. :‫ الوسيط‬.2 ‫ إذا كان‬.‫الوسيلة التي يتم من خاللها إرسال البيانات من موقع إىل آخر تسمى وسيط اإلرسال‬ ‫ أما إذا كانا في موقعين‬.‫ فإن سلكًا يربط بينهما‬،‫جهاز االستقبال وجهاز اإلرسال داخل مبنى‬.‫ فقد يتم توصيلهما بواسطة خطوط الهاتف أو األلياف البصرية أو الموجات الدقيقة‬،‫مختلفين‬ 5 Elements of Data Communication 3. Receiver: The device or computer that receives the data is called receiver. The receiver can be a computer, printer or a fax machine. :‫جهاز االستقبال‬.3 ‫ ويمكن أن يكون جهاز االستقبال جهاز‬.‫الجهاز أو الكمبيوتر الذي يستقبل البيانات يسمى جهاز االستقبال‬.‫كمبيوتر أو طابعة أو جهاز فاكس‬ 4. Protocols: There are rules under which data transmission takes place between sender and receiver. The data communication s/w are used to transfer data from one computer to another. The s/w follows same communication protocols can communicate and exchange data. :‫ البروتوكوالت‬.4 ‫ وتستخدم هذه البروتوكوالت لنقل البيانات من‬.‫هناك قواعد يتم بموجبها نقل البيانات بين المرسل والمستقبل‬.‫ وتتبع هذه البروتوكوﻻت نفس بروتوكوﻻت اﻻتصال التي يمكن أن تتواصل وتتبادل البيانات‬.‫حاسوب إلى آخر‬ 6 Elements of Data Communication Delivery. The system must deliver data to the correct destination. Data must be received by the intended device or user and only by that device or user..‫التسليم‬ ‫ يجب أن يتم استالم البيانات من قبل‬.‫يجب أن يقوم النظام بتسليم البيانات إلى الوجهة الصحيحة‬.‫الجهاز أو المستخدم المقصود ومن قبل هذا الجهاز أو المستخدم فقط‬ Accuracy. The system must deliver the data accurately. Data that have been altered in transmission and left uncorrected are unusable..‫الدقة‬ ‫ فالبيانات التي تم تغييرها أثناء اإلرسال ولم يتم تصحيحها غير‬.‫يجب أن يقدم النظام البيانات بدقة‬.‫قابلة لالستخدام‬ 7 Elements of Data Communication Timeliness. The system must deliver data in a specific time. Data delivered late are useless..‫حسن التوقيت‬.‫ البيانات التي يتم تسليمها في وقت متأخر تكون عديمة الفائدة‬.‫يجب أن يقدم النظام البيانات في وقت محدد‬ In the case of video and audio, timely delivery means delivering data as they are produced, in the same order that they are produced, and without significant delay. This kind of delivery is called real-time transmission. ‫ فإن التسليم في الوقت المناسب يعني تسليم البيانات في الوقت المناسب عند‬،‫في حالة الفيديو والصوت‬ ‫ ويسمى هذا النوع من التسليم باإلرسال في الوقت‬.‫إنتاجها وبنفس ترتيب إنتاجها ودون تأخير كبير‬.‫الحقيقي‬ 8 Data Flow Data flow between two devices can occur in one of three ways: simplex, half-duplex, full-duplex. :‫يمكن أن يحدث تدفق البيانات بين جهازين بإحدى الطرق الثالث‬ ‫البسيط‬ ,‫نصف مزدوج‬.‫ازدواجية كاملة‬ 9 Data Flow 1. Simplex: Data is transmitted in only one direction. A terminal can only send data and cannot receive it. :‫ البسيط‬.1.‫ يمكن للطرف إرسال البيانات فقط وال يمكنه استقبالها‬.‫يتم إرسال البيانات في اتجاه واحد فقط‬ Simplex mode is usually used for a remote device that is meant only to receive data. It is not possible to confirm successful transmission of data in simplex mode. ‫ ال يمكن تأكيد اإلرسال الناجح للبيانات في الوضع‬.‫يستخدم الوضع البسيط عادًة لجهاز بعيد مخصص فقط الستقبال البيانات‬.‫البسيط‬ e.g. Speaker, radio and television broadcasting are examples of simplex transmission, on which the signal is send from the transmission to your TV antenna. There is no return signal. ‫ حيث يتم إرسال اإلشارة من‬،‫على سبيل المثال مكبرات الصوت والبث اإلذاعي والتلفزيوني هي أمثلة على اإلرسال البسيط‬.‫ ال توجد إشارة عودة‬.‫اإلرسال إلى هوائي التلفزيون‬ 10 Data Flow 2. Half duplex: In half duplex mode, data can be transmitted in both directions but only in one direction at a time. :‫ نصف مزدوج‬.2.‫ يمكن إرسال البيانات في كال االتجاهين ولكن في اتجاه واحد فقط في كل مرة‬،‫في الوضع نصف المزدوج‬ During any transmission, one is the transmitter and the other is receiver..‫ يكون أحدهما هو المرسل واآلخر هو المستقبل‬،‫أثناء أي إرسال‬ So each time for sending or receiving data, direction of data communication is reversed, this slow down data transmission rate. ‫ مما يؤدي إلى إبطاء معدل‬،‫ يتم عكس اتجاه اتصال البيانات‬،‫لذلك في كل مرة يتم فيها إرسال أو استقبال البيانات‬.‫نقل البيانات‬ 11 Data Flow 3. Full duplex. In full mode, data can be transmitted in both directions simultaneously (at the same time)..‫ مزدوج كامل‬.3.)‫ يمكن إرسال البيانات في كال االتجاهين في نفس الوقت (في نفس الوقت‬،‫في الوضع الكامل‬ It is a faster mode for transmitting data because no time wastes in switching directions..‫وهو وضع أسرع لنقل البيانات ألنه ال يضيع الوقت في تبديل االتجاهات‬ 12 Networks A network is a set of devices (referred to nodes) connected by communication links..‫الشبكة هي مجموعة من األجهزة (يشار إليها بالعقد) متصلة بواسطة روابط اتصال‬ A node can be a computer, printer, or any other device capable of sending and/or receiving data generated by other nodes on the network. ‫أو‬/‫ويمكن أن تكون العقدة عبارة عن حاسوب أو طابعة أو أي جهاز آخر قادر على إرسال و‬.‫استقبال البيانات التي تولدها العقد األخرى على الشبكة‬ 13 Connection Types point-to-point connection, Only two devices are connected by a link. ,‫ نقطة‬-‫إلى‬-‫اتصال من نقطة‬.‫يتم توصيل جهازين فقط بواسطة وصلة‬ Point-to-point networks contains exactly two hosts (computer or switches or routers or servers) connected back to back using a single piece of cable. ‫تحتوي الشبكات من نقطة إلى نقطة على مضيفين اثنين فقط (كمبيوتر أو مفاتيح أو موجهات أو خوادم) متصلين ظهرًا‬.‫إلى ظهر باستخدام قطعة واحدة من الكابل‬ The receiving end of one host is connected to sending to the other end and vice-versa..‫يتم توصيل طرف االستقبال ألحد المضيفين باإلرسال إلى الطرف اآلخر والعكس بالعكس‬ 14 Connection Types Multi-Point connection, Three or more devices share a link. ,‫اتصال متعدد النقاط‬.‫ثالثة أجهزة أو أكثر تشترك في وصلة واحدة‬ 15 Categories of topology Topology is the physical or logical arrangement of a network. Devices may be arranged in a mesh, star, bus, or ring topology..‫الطوبولوجيا هي الترتيب المادي أو المنطقي للشبكة‬.‫قد تكون األجهزة مرتبة في طوبولوجيا شبكية أو نجمية أو ناقل أو حلقة‬ 16 A fully Connected - Mesh Topology A host is connected to one, two or more than two hosts..‫يتصل المضيف بمضيف واحد أو اثنين أو أكثر من مضيفين‬ This topology may have hosts having point-to-point connection to every other hosts or may also have hosts which are having point to point connection to few hosts only. ‫قد تحتوي هذه الطوبولوجيا على مضيفين لديهم اتصال من نقطة إلى نقطة بكل مضيفين آخرين أو قد‬.‫فقط‬ 17 ‫تحتوي أيًض ا على مضيفين لديهم اتصال من نقطة إلى نقطة بعدد قليل من المضيفين‬ Advantages and Disadvantages of Mesh Network Advantages Each node has the possibility to transmit data from one node to many other nodes at the same time. ‫المزايا‬.‫كل عقدة لديها إمكانية نقل البيانات من عقدة واحدة إلى العديد من العقد األخرى في نفس الوقت‬ The failure of a single node does not cause the entire network to fail as there are alternate paths for data transmission..‫ال يؤدي فشل عقدة واحدة إلى فشل الشبكة بأكملها نظًر ا لوجود مسارات بديلة لنقل البيانات‬ It can handle heavy traffic..‫يمكنها التعامل مع حركة المرور الكثيفة‬ Point-to-point contact between every pair of nodes, makes it easy to identify faults..‫ مما يجعل من السهل تحديد األعطال‬،‫االتصال من نقطة إلى نقطة بين كل زوج من العقد‬ 18 Advantages and Disadvantages of Mesh Network Disadvantages Every network node is connected to every other node of the network. This leads to redundancy of many network connections. ‫العيوب‬ ‫ يؤدي ذلك إلى تكرار العديد من‬.‫كل عقدة شبكة متصلة بكل عقدة أخرى من الشبكة‬.‫اتصاالت الشبكة‬ A lot of cabling is required. Thus, the costs incurred in setup and maintenance are high..‫ فإن التكاليف المتكبدة في اإلعداد والصيانة مرتفعة‬،‫ وبالتالي‬.‫يتطلب الكثير من الكابالت‬ The complexity, the administration of a mesh network is difficult..‫تعقيد إدارة الشبكة المتشابكة وصعوبة إدارتها‬ 19 A star Topology All hosts in star topology are connected to a central device, known as Hub device, using a point-to-point connection. ‫ ُيعرف‬،‫يتم توصيل جميع المضيفين في طوبولوجيا النجوم بجهاز مركزي‬.‫نقطة‬-‫إىل‬-‫ باستخدام اتصال من نقطة‬،‫باسم الجهاز المحوري‬ Hosts and Hubs use point to point connection..‫يستخدم المضيفون والمحاور االتصال من نقطة إىل نقطة‬ 20 Advantages and Disadvantages of Star Network Advantages Due to its centralization, the topology offers simplicity of operation and it is easy to detect faults in the network devices. ‫المزايا‬.‫ توفر الطوبولوجيا بساطة التشغيل وسهولة اكتشاف األعطال في أجهزة الشبكة‬،‫نظرًا لمركزيتها‬.‫تحقق عزل كل جهاز في الشبكة‬ It achieves isolation of each device in the network..‫تحقق عزل كل جهاز في الشبكة‬ Adding or removing network nodes is easy, and can be done without affecting the entire network..‫ ويمكن القيام به دون التأثير عىل الشبكة بأكملها‬،‫إضافة أو إزالة عقد الشبكة أمر سهل‬ As the analysis of traffic is easy, the security risk can be discovered..‫ يمكن اكتشاف المخاطر األمنية‬،‫بما أن تحليل حركة المرور سهل‬ Data packets do not have to pass through many nodes..‫ال يجب أن تمر حزم البيانات عبر العديد من العقد‬ 21 Advantages and Disadvantages of Star Network Disadvantages Network operation depends on the functioning of the central hub. Hence, central hub failure leads to failure of the entire network. ‫العيوب‬ ‫ يؤدي فشل المحور المركزي إلى‬،‫ وبالتالي‬.‫يعتمد تشغيل الشبكة على عمل المحور المركزي‬.‫فشل الشبكة بأكملها‬ Also, the number of nodes that can be added, depends on the capacity of the central hub..‫كما أن عدد العقد التي يمكن إضافتها يعتمد على سعة المحور المركزي‬ The setup cost is quite high..‫تكلفة اإلعداد عالية جدًا‬ 22 A bus Topology In contrast to point-to-point, in bus topology all device share single communication line or cable. ‫ تشترك جميع‬،‫ في طوبولوجيا الناقل‬،‫نقطة‬-‫إىل‬-‫عىل عكس طوبولوجيا االتصال من نقطة‬.‫األجهزة في خط أو كابل اتصال واحد‬ All devices are connected to this shared line..‫جميع األجهزة متصلة بهذا الخط المشترك‬ Bus topology may have problem while more than one hosts sending data at the same time..‫قد تواجه طوبولوجيا الناقل مشكلة أثناء قيام أكثر من مضيف بإرسال البيانات في نفس الوقت‬ 23 Advantages and Disadvantages of Bus Network Advantages ‫المزايا‬ It is easy to set up, handle, and implement..‫من السهل إعداده والتعامل معه وتنفيذه‬ It is best-suited for small networks..‫هو األنسب للشبكات الصغيرة‬ It costs very less..‫تكلفته أقل بكثير‬ 24  Disadvantages ‫العيوب‬ The cable length is limited. This limits the number of network nodes that can be connected..‫ وهذا يحد من عدد عقد الشبكة التي يمكن توصيلها‬.‫طول الكابل محدود‬ It works well only for a limited number of nodes. When the number of devices connected to the bus increases, the efficiency decreases. ،‫ عندما يزداد عدد األجهزة المتصلة بالناقل‬.‫يعمل بشكل جيد فقط لعدد محدود من العقد‬.‫تنخفض الكفاءة‬ It is heavily dependent on the central bus. A fault in the bus leads to network failure..‫ يؤدي حدوث خلل في الناقل إىل فشل الشبكة‬.‫يعتمد بشكل كبير عىل الناقل المركزي‬ It is not easy to isolate faults in the network nodes..‫ليس من السهل عزل األعطال في عقد الشبكة‬ Each device on the network "see" all the data being transmitted, thus posing a security risk..‫ مما يشكل خطرًا أمنيًا‬،‫كل جهاز عىل الشبكة ”يرى“ جميع البيانات التي يتم إرسالها‬ 25  A ring Topology Each host machine connects to exactly two other machines, creating a circular network structure. ‫ مما يؤدي إىل إنشاء‬،‫يتصل كل جهاز مضيف بجهازين آخرين بالضبط‬.‫بنية شبكة دائرية‬ When one host tries to communicate or send message to a host which is not adjacent to it, the data travels through all intermediate hosts. ‫عندما يحاول أحد المضيفين االتصال أو إرسال رسالة إىل مضيف غير‬26 Advantages and Disadvantages of Ring Network Advantages The data being transmitted between two nodes passes through all the intermediate nodes. The traffic is uni-directional and the data transmission is high-speed. In comparison to a bus, a ring is better at handling load. The adding or removing of network nodes is easy, as the process requires changing only two connections. The configuration makes it easy to identify faults in network nodes. Each node has the opportunity to transmit data. It is less costly than a star topology. 27 Advantages and Disadvantages of Ring Disadvantages Network ‫العيوب‬ The failure of a single node in the network can cause the entire network to fail..‫يمكن أن يؤدي فشل عقدة واحدة في الشبكة إىل فشل الشبكة بأكملها‬ Data sent from one node to another has to pass through all the intermediate nodes. This makes the transmission slower in comparison to that in a star topology. The transmission speed drops with an increase in the number of nodes. ‫ وهذا‬.‫يجب أن تمر البيانات المرسلة من عقدة إىل أخرى عبر جميع العقد الوسيطة‬ ‫ تنخفض‬.‫يجعل عملية اإلرسال أبطأ مقارنًة بتلك الموجودة في طوبولوجيا النجوم‬.‫سرعة اإلرسال مع زيادة عدد العقد‬ There is heavy dependency on the wire connecting the network nodes in the ring..‫هناك اعتماد كبير عىل السلك الذي يربط عقد الشبكة في الحلقة‬ 28 Categories of networks A network can be categorized as : : ‫يمكن تصنيف الشبكة عىل أنها‬ A local area network (LAN), ,)LAN( ‫شبكة محلية‬ A metropolitan-area network (MAN), ,)MAN( ‫شبكة منطقة حضرية‬ A wide area network (WAN)..)WAN( ‫شبكة منطقة واسعة‬ 29 LAN A LAN is a data communication system within a building, plant, or campus, or between nearby buildings. ‫الشبكة المحلية هي نظام اتصاالت بيانات داخل مبنى أو مصنع أو حرم جامعي أو بين المباني‬.‫القريبة‬ Covers distance up to 100-1000meters..‫ متر‬1000-100 ‫يغطي مسافة تصل إلى‬ 30 LAN 31 WANs: A switched WAN and a point-to- point WAN A WAN is a data communication system spanning states, countries, or the whole world..‫ هي نظام اتصاالت بيانات يمتد عبر الدول أو البلدان أو العالم بأسره‬WAN ‫شبكة‬ Covers distance up to 1000 kilo-meters and also goes up to 100km..‫ كم‬100 ‫ كيلو متر ويصل أيضًا إىل‬1000 ‫يغطي مسافة تصل إىل‬ 32 MAN A MAN is a data communication system covering an area the size of a town or city..‫ هو نظام اتصاالت بيانات يغطي مساحة بحجم بلدة أو مدينة‬MAN MAN occupies coverage in between LANs and WANs. MAN has distance coverage and data rate higher than LAN, but less than WAN. ‫ بتغطية مسافة‬MAN ‫ ويتمتع نظام‬.‫ تغطية بين الشبكات المحلية والشبكات الواسعة‬MAN ‫يشغل نظام‬.)WAN( ‫ ولكن أقل من تغطية الشبكات الواسعة‬،)LAN( ‫ومعدل بيانات أعلى من تغطية الشبكات المحلية‬ A typical example of MAN is Local Cable TV system. 33  Thanks Questions 34