Networks MidKit

CSE 422 · Computer Networks · Prof. Nesreen ZiedanNetworks MidKit

🏠 الرئيسية · Hub
الميدترم: أول 3 بارتس + أسايمنتس 1–7. الشرح بالعربي، والجمل اللي تتحفظ بالإنجليزي زي ما هتكتبها في الامتحان. علامة EXAM = جه في ميدترم قبل كده.

PART 1Introduction

0/6

جزء صغير. اللي بييجي منه: تعريفات، الفرق بين شوية حاجات، والـ layers. احفظ الجمل الإنجليزي زي ما هي، وتحت كل جملة سطر بالعربي يفهّمك معناها.

خريطة الجزء — العناوين وتابعة لإيه (دوس على أي عنوان يوديك له)
Part 1 كله (20 سلايد) + Part 2 لحد سلايد 32 ← Assignment 1

Definitionsslides 2–4

ASG1 P1a,b
  • Network: a collection of nodes connected by communication links.الشبكة = مجموعة أجهزة (nodes) متوصلة ببعض بلينكات.
  • Communication link: a medium through which data travels (coax, fiber optics, radio spectrum).اللينك = الوسط اللي الداتا بتعدي فيه: سلك نحاس، فايبر، أو موجات راديو.
  • Internet: a network of networks that interconnects billions of computing devices.الإنترنت = شبكات كتير متوصلة ببعض.
  • WWW: a distributed system that runs on top of the Internet.الويب مش هو الإنترنت؛ الويب برنامج شغال فوق الإنترنت.
  • Computing devices (= hosts / end systems): Traditional: computers, smartphones, tablets. Non-traditional: TVs, home security systems, home appliances, watches, cars.أي جهاز على الشبكة اسمه host أو end system: تقليدي (كمبيوتر، موبايل) أو غير تقليدي (تلفزيون، ساعة، عربية).
  • Distributed system: a collection of nodes that appears to users as a single system; users are unaware of the underlying structure.كذا جهاز بيشتغلوا مع بعض وإنت شايفهم كأنهم جهاز واحد ومش شايف التفاصيل.
  • Network: users have to specify the location of resources.في الشبكة العادية إنت اللي لازم تقول الحاجة موجودة على أنهي جهاز.
  • Relation: a distributed system is a software system built on top of a network.العلاقة بينهم: الـ distributed system برنامج مبني فوق الشبكة.

Network Classificationslides 5–9

ASG1 P1c,e

By transmission

  • Broadcast: a single channel shared by all nodes; data sent as packets; supports unicast, multicast, broadcast; the intended recipient(s) are encoded in the address field.قناة واحدة الكل بيسمعها. الباكت فيها عنوان بيقول هي لمين: لواحد (unicast)، لمجموعة (multicast)، أو للكل (broadcast).
  • Point-to-point: many connections between individual pairs of nodes; a packet may pass through intermediate nodes; there could be multiple routes.لينكات بين كل جهازين. الباكت ممكن تعدي على أجهزة في النص، وممكن يكون فيه أكتر من طريق.
Broadcast network slide
Slide 5 · Broadcast: سلك واحد للكل
Point-to-point network slide
Slide 6 · Point-to-point: لينكات بين كل اتنين

By switching

  • Circuit switching (e.g. landline phones): dedicated links established between the communicating nodes → idle periods waste resources → poor utilization.زي التليفون الأرضي: الخط محجوز ليك طول المكالمة، حتى لو ساكت ← الخط ضايع على الباقي ← استغلال وحش.
  • Packet switching: no dedicated links; data sent in small messages (packets); different nodes use the same links at the same time → efficient utilization.مفيش حجز: الداتا بتتقطع باكتس صغيرة والكل بيشارك نفس اللينكات ← استغلال كويس.

By scale

Network scale table
Slide 9 · PAN 1 m · LAN 10 m–1 km · MAN 10 km · WAN 100–1000 km · Internet 10,000 km
  • PAN (1 m) · LAN (room, building, campus) · MAN (city) · WAN (country, continent) · the Internet (planet).التصنيف بالحجم: حواليك (PAN)، مبنى أو جامعة (LAN)، مدينة (MAN)، دولة أو قارة (WAN)، الكوكب كله (الإنترنت).

Network Architecture (Layering) & Protocolsslides 10–12

ASG1 P2a,bMID 2026 P1a
  • Networks are organized as a stack of layers → reduces design complexity.الشبكة متقسمة طبقات فوق بعض؛ الفايدة إن التصميم يبقى أبسط (كل طبقة ليها شغلة محددة).
  • Each layer provides certain services to the layer above it.كل طبقة بتخدم الطبقة اللي فوقها.
  • Each adjacent pair of layers at the same node is connected by an interface.الطبقتين اللي فوق بعض في نفس الجهاز بيتكلموا من خلال interface.
  • Only corresponding layers at different nodes “communicate”, using protocols. Different layers at different nodes do NOT communicate.الطبقة في جهازك بتكلم نفس الطبقة في الجهاز التاني بس (مثلًا transport مع transport)، وده اسمه protocol.
  • Protocol: every activity on the Internet that involves two or more communicating nodes is governed by a protocol. A protocol defines the format and the order of messages exchanged, and the actions taken on the transmission and/or receipt of a message.الـ protocol = اتفاق بين الجهازين بيحدد 3 حاجات: شكل الرسالة، ترتيب الرسايل، والأكشن اللي يتعمل لما رسالة تتبعت أو توصل.
Layered architecture slide
Slide 11 · الخط الرأسي = interface (نفس الجهاز) · الخط المتقطع = protocol (نفس الطبقة في جهازين)

The 5 Internet Layersslides 13–18

ASG1 P2c
LayerPacket nameWhat to write
ApplicationmessageSupports network applications (HTTP → Web, SMTP → e-mail, FTP → file transfer); interfaces directly with application processes; an application-layer protocol is distributed over multiple end systems.طبقة البرامج: المتصفح (HTTP)، الإيميل (SMTP)، نقل الملفات (FTP). البرنامج عندك بيكلم البرنامج في الجهاز التاني.
TransportsegmentAccepts data from above and splits it into smaller units; controls link reliability (flow control, segmentation/de-segmentation, error control); determines type of service; isolates upper layers from hardware changes.بتاخد الرسالة وتقطعها حتت (segments)، وتتحكم في السرعة والأخطاء، وتخبي تفاصيل الهاردوير عن الطبقات اللي فوق.
NetworkdatagramRouting and addressing; end-to-end (source → destination) packet delivery; quality of service and error control.العناوين (IP) واختيار الطريق (routing) من المصدر للوجهة.
LinkframeTransfers data between nodes: buffer allocation, size of transmitted data, ensures correct reception; may detect and correct errors from the physical layer.نقل الداتا بين جهازين جنب بعض على لينك واحد، وتأكيد إنها وصلت صح.
PhysicalbitsTransmits raw bits over a channel: voltage levels for bits, duration of each bit, network connector type and shape, connection initiation and disconnection.الكهربا والأسلاك: الفولت اللي يمثل 0 و1، مدة كل bit، شكل الفيشة، وبدء وقطع الاتصال.

Encapsulationslide 19

ASG1 P2d
Encapsulation slide
Slide 19 · M → Ht M → Hn Ht M → Hl Hn Ht M · الـ switch بيفتح لحد Link، والـ router لحد Network
  • At the source (down): message M → transport adds Ht (segment) → network adds Hn (datagram) → link adds Hl (frame) → physical sends bits.وإنت نازل كل طبقة بتحط header قدام الرسالة (زي ظرف جوه ظرف): Ht ثم Hn ثم Hl.
  • In between: a link-layer switch processes up to the link layer; a router processes up to the network layer.الـ switch بيفتح الظرف الأول بس (frame)، والـ router بيفتح ظرفين (لحد الـ IP).
  • At the destination (up): each layer removes its own header and passes the rest up until M reaches the application.في الجهاز التاني وإنت طالع كل طبقة بتشيل الـ header بتاعها وتدي الباقي للي فوقها.

الخلاصة — Part 1أهم نقط البارت في سطور؛ راجعها قبل ما تقفله

Definitions
  • Network = nodes + links · Internet = network of networks
  • WWW = distributed system on top of the Internet
  • Distributed system: looks like one system · Network: user specifies location
Classification
  • Broadcast: one shared channel + address field · Point-to-point: links between pairs
  • Circuit = dedicated → poor utilization · Packet = shared → efficient
  • PAN < LAN < MAN < WAN < Internet
Layers & protocols
  • Layering → reduces design complexity
  • Interface = adjacent layers, same node · Protocol = peer layers, different nodes
  • Protocol = format + order + actions
  • message → segment → datagram → frame → bits
  • Encapsulation: + Ht, + Hn, + Hl · switch opens up to Link · router up to Network