الطبقة الثانية: طبقة الاتصال - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 طبقات إنترنت الأشياء (الطبقات 2-7)

المفاهيم الأساسية

طبقة الاتصال (الطبقة الثانية): دورها نقل البيانات بطريقة موثوقة وفي الوقت المناسب، وتشمل جميع أجزاء الشبكات في إنترنت الأشياء.

طبقة الحوسبة الطرفية (الطبقة الثالثة): تركز على تقليل البيانات وتحويل تدفقات البيانات الشبكية إلى معلومات جاهزة للتخزين والمعالجة بمستويات أعلى.

طبقة تراكم البيانات (الطبقة الرابعة): يتم فيها التقاط وحفظ البيانات حتى تتمكن البرامج من الوصول إليها، وتحويل البيانات المستندة على الأحداث إلى تنسيقات يمكن الاستعلام عنها.

طبقة تجريد البيانات (الطبقة الخامسة): يتم فيها التوفيق بين تنسيقات البيانات المتنوعة وضمان اتساق الدلالات من المصادر المتنوعة، ودمج البيانات في مخازن.

طبقة التطبيقات (الطبقة السادسة): تستخدم البرامج لتفسير البيانات، مما يتيح مراقبة الأداء وتنظيمه وتطبيقه اعتماداً على تحليل البيانات.

طبقة التعاون والعمليات (الطبقة السابعة): يتم فيها "استهلاك" وتوزيع بيانات التطبيق، والحصول على بيانات تسهم في تغيير وتحسين عمليات الشركة.

خريطة المفاهيم

```markmap

تقنيات شبكات إنترنت الأشياء

هيكليات إنترنت الأشياء

هيكلية oneM2M

• صُممت لأجهزة وتطبيقاتها فقط
• تصميم منصة أفقية لمعايير التشغيل البيني
• تقسم الوظائف إلى: طبقة التطبيقات، طبقة الخدمات، طبقة الشبكات
• غنية ودائمة للتشغيل البيني عبر واجهات برمجة التطبيقات

#### طبقة الخدمات (Services layer)

• الطبقة العليا في الهيكل
• ممثلة افتراضياً عبر تطبيقات صناعية محددة
• تشمل: الوحدات الأفقية في الشبكة المادية، تطبيقات إنترنت الأشياء، بروتوكولات الإدارة الأساسية، الأجهزة
• أمثلة: الاتصالات الخلوية، MPLS، VPNs، SDNs

#### طبقة الشبكة (Network layer)

• مجال الاتصال بين أجهزة إنترنت الأشياء والنقاط النهائية
• تتكون من: الأجهزة، شبكة الاتصالات
• تربط أنواعاً مختلفة من الشبكات (مثل: الشبكات المتداخلة اللاسلكية، أنظمة النقطة إلى عدة نقاط)

#### طبقة التطبيقات (Application layer)

• تتواصل مع واجهات برمجية للتطبيقات لتصل بالمستشعرات
• تشمل: تطبيقات منزلية، تطبيقات نقل
• تقنيات الاتصال، الشبكات، وسائل وأجهزة الاتصال
• تتواصل الأجهزة الذكية وغير الذكية مع بعضها (آلة إلى آلة) أو مع تطبيقات خاصة
• Field Area Network (FAN) للأجهزة الطرفية
• جهاز البوابة: يوفر اتصالات بالشبكة الأساسية ويعمل كحد بين نطاقات الجهاز والشبكة

هيكلية أنظمة إنترنت الأشياء العالمي

• نموذج مرجعي مكون من 7 طبقات
• ينتقل التحكم من المركز إلى الحافة، والبيانات من الحافة إلى المركز
• أهداف النموذج:

- تقسيم تحديات إنترنت الأشياء إلى مشاكل فرعية

- تحديد التقنيات في كل طبقة والعلاقة بينها

- تعريف نظام متكامل من مكونات متعددة المزودين

- تحديد واجهات تعزز التشغيل البيني

- تحديد نموذج حماية متعدد الطبقات

#### الطبقات (من 1 إلى 7)

• الطبقة 1: الأجهزة المادية والمتحكمات

- تحتوي على "الأشياء" (مستشعرات، أجهزة طرفية، آلات)

- مهمتها: إنتاج البيانات والسماح بالتحكم عبر الشبكة

• الطبقة 2: الاتصال

- دورها: نقل البيانات بطريقة موثوقة وفي الوقت المناسب

- تشمل: جميع أجزاء الشبكات (شبكة الميل الأخير، شبكة البوابة، الشبكة الرئيسة)

• الطبقة 3: الحوسبة الطرفية

- دورها: تقليل البيانات وتحويل تدفقات البيانات إلى معلومات جاهزة

- تبدأ معالجة المعلومات بالقرب من حافة الشبكة

- تقوم بفحص وتصنيف وتجميع البيانات قبل نقلها

• الطبقة 4: تراكم البيانات

- دورها: التقاط وحفظ البيانات للوصول عند الضرورة

- تحول البيانات المستندة على الأحداث إلى تنسيقات قابلة للاستعلام

• الطبقة 5: تجريد البيانات

- دورها: التوفيق بين تنسيقات البيانات المتنوعة وضمان اتساق الدلالات

- التحقق من اكتمال البيانات ودمجها في مخازن

• الطبقة 6: التطبيقات

- دورها: استخدام البرامج لتفسير البيانات

- تتيح مراقبة الأداء وتنظيمه وتطبيقه بناءً على تحليل البيانات

• الطبقة 7: التعاون والعمليات

- دورها: "استهلاك" وتوزيع بيانات التطبيق

- تسهم بياناتها في تغيير وتحسين عمليات الشركة

تقنيات أساسية

آلة إلى آلة (M2M)

• تبادل البيانات وتنفيذ المهام دون تدخل بشري

الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)

• التحكم بالشبكة عبر واجهات برمجة التطبيقات (APIs)

```

نقاط مهمة

• تسلسل الطبقات: تبدأ من الاتصال (2) وتنتهي بالتعاون والعمليات (7)، حيث تنتقل البيانات من الحافة إلى المركز.
• هدف الحوسبة الطرفية: بدء معالجة المعلومات بالقرب من حافة الشبكة بأسرع ما يمكن لتقليل حجم البيانات المنقولة.
• فائدة طبقة التعاون: الحصول على بيانات تسهم في تغيير وتحسين عمليات الشركة، وهي الفائدة العملية من إنترنت الأشياء.

Layer 2: Connectivity Layer

يتمثل دور طبقة الاتصال في نقل البيانات بطريقة موثوقة وفي الوقت المناسب، ويشمل هذا عمليات النقل بين أجهزة الطبقة الأولى والشبكة، وكذلك عمليات النقل بين الشبكة وطبقة الحوسبة الطرفية (معالجة معلومات الطبقة الثالثة). تشتمل طبقة الاتصال على جميع أجزاء الشبكات في إنترنت الأشياء، ولا تميز بين شبكة (الميل الأخير) - الشبكة بين المستشعر أو نقطة النهاية وبوابة إنترنت الأشياء، والتي سيتم تناولها لاحقاً في هذا الفصل- وشبكة البوابة، والشبكة الرئيسة.

Layer 3: Edge Computing Layer

تلعب الحوسبة الطرفية دور الطبقة الثالثة في الهيكلية. تركز هذه الطبقة على تقليل البيانات وتحويل تدفقات البيانات الشبكية إلى معلومات جاهزة للتخزين والمعالجة بمستويات أعلى، وتتمثل إحدى الأهداف الأساسية لهذا النموذج المرجعي في بدء معالجة المعلومات بالقرب من حافة الشبكة بقدر الإمكان وبسرعة ما يمكن. كما تقوم طبقة البيانات أيضاً بفحص البيانات للتأكد من صحة الشبكة، يمكن تصنيفها أو تجميعها قبل نقلها إلى طبقة أعلى. يسمح هذا أيضاً بإعادة تنسيق تنسيق البيانات أو الأنماط الأخرى.

Layer 4: Data Accumulation Layer

يتم في هذه الطبقة التقاط وحفظ البيانات حتى تتمكن البرامج من الوصول إليها عند الضرورة، كما تحول البيانات المستندة على الأحداث إلى تنسيقات يمكن الاستعلام عنها بواسطة خدمات أخرى.

Layer 5: Data Abstraction Layer

في هذه الطبقة يتم التوفيق بين تنسيقات البيانات المتنوعة وضمان اتساق الدلالات من المصادر المتنوعة. وفي هذه الطبقة يتم التحقق باستخدام باستخدام الحوسبة والمحاكاة الافتراضية من أن مجموعة البيانات تحتوي على بيانات كاملة، كما تُدمج البيانات في موقع واحد أو عدة مخازن بيانات.

Layer 6: Applications Layer

هذه الطبقة تستخدم البرامج لتفسير البيانات، حيث تتيح البرامج والتطبيقات مراقبة الأداء، وتنظيمها، وتطبيقها اعتماداً على تحليل البيانات.

Layer 7: Collaboration and Processes Layer

يتم هنا "استهلاك" وتوزيع بيانات التطبيق، وتتبع فائدة إنترنت الأشياء من حقيقة أن المشاركة في بيانات إنترنت الأشياء تتضمن في كثير من الأحيان العديد من الخطوات، ويمكن من خلال هذه الطبقة الحصول على بيانات تسهم في تغيير عمليات الشركة وتحسينها، وذلك بالاستفادة من مزايا إنترنت الأشياء.

وزارة التعليم 2025 - 1447

--- SECTION: الطبقة الثانية: طبقة الاتصال --- Layer 2: Connectivity Layer يتمثل دور طبقة الاتصال في نقل البيانات بطريقة موثوقة وفي الوقت المناسب، ويشمل هذا عمليات النقل بين أجهزة الطبقة الأولى والشبكة، وكذلك عمليات النقل بين الشبكة وطبقة الحوسبة الطرفية (معالجة معلومات الطبقة الثالثة). تشتمل طبقة الاتصال على جميع أجزاء الشبكات في إنترنت الأشياء، ولا تميز بين شبكة (الميل الأخير) - الشبكة بين المستشعر أو نقطة النهاية وبوابة إنترنت الأشياء، والتي سيتم تناولها لاحقاً في هذا الفصل- وشبكة البوابة، والشبكة الرئيسة. --- SECTION: الطبقة الثالثة: طبقة الحوسبة الطرفية --- Layer 3: Edge Computing Layer تلعب الحوسبة الطرفية دور الطبقة الثالثة في الهيكلية. تركز هذه الطبقة على تقليل البيانات وتحويل تدفقات البيانات الشبكية إلى معلومات جاهزة للتخزين والمعالجة بمستويات أعلى، وتتمثل إحدى الأهداف الأساسية لهذا النموذج المرجعي في بدء معالجة المعلومات بالقرب من حافة الشبكة بقدر الإمكان وبسرعة ما يمكن. كما تقوم طبقة البيانات أيضاً بفحص البيانات للتأكد من صحة الشبكة، يمكن تصنيفها أو تجميعها قبل نقلها إلى طبقة أعلى. يسمح هذا أيضاً بإعادة تنسيق تنسيق البيانات أو الأنماط الأخرى. --- SECTION: الطبقة الرابعة: طبقة تراكم البيانات --- Layer 4: Data Accumulation Layer يتم في هذه الطبقة التقاط وحفظ البيانات حتى تتمكن البرامج من الوصول إليها عند الضرورة، كما تحول البيانات المستندة على الأحداث إلى تنسيقات يمكن الاستعلام عنها بواسطة خدمات أخرى. --- SECTION: الطبقة الخامسة: طبقة تجريد البيانات --- Layer 5: Data Abstraction Layer في هذه الطبقة يتم التوفيق بين تنسيقات البيانات المتنوعة وضمان اتساق الدلالات من المصادر المتنوعة. وفي هذه الطبقة يتم التحقق باستخدام باستخدام الحوسبة والمحاكاة الافتراضية من أن مجموعة البيانات تحتوي على بيانات كاملة، كما تُدمج البيانات في موقع واحد أو عدة مخازن بيانات. --- SECTION: الطبقة السادسة: طبقة التطبيقات --- Layer 6: Applications Layer هذه الطبقة تستخدم البرامج لتفسير البيانات، حيث تتيح البرامج والتطبيقات مراقبة الأداء، وتنظيمها، وتطبيقها اعتماداً على تحليل البيانات. --- SECTION: الطبقة السابعة: طبقة التعاون والعمليات --- Layer 7: Collaboration and Processes Layer يتم هنا "استهلاك" وتوزيع بيانات التطبيق، وتتبع فائدة إنترنت الأشياء من حقيقة أن المشاركة في بيانات إنترنت الأشياء تتضمن في كثير من الأحيان العديد من الخطوات، ويمكن من خلال هذه الطبقة الحصول على بيانات تسهم في تغيير عمليات الشركة وتحسينها، وذلك بالاستفادة من مزايا إنترنت الأشياء. وزارة التعليم 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram showing a router with antennas and indicator lights, representing the connectivity layer. Context: Illustrates the hardware involved in the connectivity layer of IoT. **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram showing a laptop connected to a server rack, representing edge computing. Context: Represents the edge computing layer where data is processed closer to the source. **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram showing stacked layers of data, representing data accumulation. Context: Illustrates the data accumulation layer where data is stored and organized. **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram showing abstract data representations with connections, representing data abstraction. Context: Depicts the data abstraction layer, focusing on data consistency and meaning. **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram showing a bar chart and a line graph with a circular indicator, representing the applications layer. Context: Illustrates the applications layer, showing data interpretation and analysis tools. **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram showing two stylized heads connected by dotted lines and a network of dots, representing collaboration and processes. Context: Represents the collaboration and processes layer, emphasizing interaction and data utilization.