الطبقات على الإنترنت

تشير الطبقات على الإنترنت إلى الهيكل التنظيمي الذي يقسم أنظمة الاتصالات إلى طبقات وظيفية متعددة، حيث تتولى كل طبقة مسؤوليات محددة تتيح نقل البيانات من طرف إلى طرف. يتيح هذا التصميم الطبقي لأنظمة الشبكات أن تكون أكثر مرونة وقابلية للتوسع، ويساعد في تطوير التقنيات وحل المشكلات التقنية. ويكتسب فهم هذا النموذج الطبقي أهمية خاصة في تقنية البلوكشين، إذ تعتمد شبكات البلوكشين عادةً على البنية التحتية الحالية للإنترنت وتضيف طبقات البروتوكول الجديدة التي تتيح نقل القيمة بشكل لامركزي وتنفيذ العقود الذكية.

خلفية: نشأة بنية الطبقات على الإنترنت

ظهر مفهوم بنية الطبقات على الإنترنت في سبعينيات القرن الماضي عندما موّلت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) تطوير بروتوكول TCP/IP، الذي أصبح أساس الإنترنت الحديث. وقد صُمم هذا النموذج الطبقي لمعالجة مشاكل الربط بين الشبكات غير المتجانسة.

ومن أشهر نماذج طبقات الشبكات:

1. نموذج الطبقات السبع OSI: اقترحته المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، ويشمل طبقات الفيزيائية، ربط البيانات، الشبكة، النقل، الجلسة، العرض، والتطبيق.
2. نموذج الطبقات الأربع TCP/IP: وهو أكثر عملية واعتماداً، ويشمل طبقات واجهة الشبكة، الإنترنت، النقل، والتطبيق.

تطورت هذه النماذج الطبقية مع تطور الإنترنت، وشكلت الأساس الذي بُنيت عليه تقنيات مثل البلوكشين.

آلية العمل: كيف تعمل بنية الطبقات على الإنترنت

نموذج TCP/IP هو الهيكل الطبقي السائد للإنترنت حالياً، ويعتمد على الآليات التالية:

1. التغليف وفك التغليف للبيانات:

• عند إرسال البيانات، تمر من طبقة التطبيق إلى الأسفل، حيث تضيف كل طبقة رؤوس البيانات لتشكيل وحدة بيانات تلك الطبقة
• يقوم المستلم بالعكس، إذ يفك التغليف من الأسفل إلى الأعلى، ويزيل رؤوس البيانات ويستخرج البيانات لتمريرها للطبقات الأعلى

2. استقلالية الطبقات:

• تتعامل كل طبقة فقط مع الطبقة العليا والسفلى المجاورة، دون الحاجة لفهم تفاصيل الطبقات الأخرى
• يمكن لكل طبقة أن تتطور بشكل مستقل طالما بقيت الواجهات متسقة

3. العلاقة بين البلوكشين وطبقات الإنترنت:

• غالباً ما تبني تقنية البلوكشين فوق طبقة التطبيق، وتشكل طبقات البروتوكول الجديدة
• مشاريع مثل Polkadot وCosmos تبني طبقات توافقية بين شبكات البلوكشين، شبيهة بطبقة الإنترنت في الشبكات التقليدية
• حلول الطبقة الثانية مثل Lightning Network (شبكة البرق) والسلاسل الجانبية تمثل طبقات إضافية تُضاف فوق البلوكشين الأساسي لتعزيز قابلية التوسع

ما هي المخاطر والتحديات في بنية الطبقات على الإنترنت؟

رغم أن بنية الطبقات على الإنترنت أرست أساس أنظمة الاتصالات الحديثة، إلا أنها تواجه تحديات أساسية:

1. الكفاءة والعبء التشغيلي:

• عمليات التغليف وفك التغليف في كل طبقة تزيد من العبء التشغيلي
• الاتصالات بين الطبقات قد تؤدي إلى اختناقات في الأداء، خاصة في التطبيقات عالية التدفق

2. الأمان:

• كل طبقة قد تحتوي على ثغرات أمنية مختلفة
• تنسيق السياسات الأمنية عبر الطبقات يمثل تحدياً معقداً
• الهجمات العابرة للطبقات قد تتجاوز آليات الحماية الخاصة بكل طبقة

3. التكيف مع التقنيات الجديدة:

• النماذج الطبقية الحالية قد لا تستوعب بالكامل الأنماط الشبكية الناشئة مثل إنترنت الأشياء (IoT) والبلوكشين
• الابتكار مع الحفاظ على التوافق يمثل تحدياً

4. تحديات البلوكشين:

• بروتوكولات البلوكشين تحتاج إلى تنفيذ الإجماع والأمان واللامركزية فوق بنية الطبقات الحالية للإنترنت
• مشاريع البلوكشين قد تعتمد على تطبيقات طبقة الشبكة المختلفة، مما يؤدي إلى مشاكل في التوافقية
• تحديات قابلية التوسع في البلوكشين تنبع جزئياً من الاعتماد على بنية الشبكة الأساسية

سيستمر تطور بنية الطبقات على الإنترنت في التأثير على تطوير تقنية البلوكشين ومسار الحلول الممكنة لها.

تُعد بنية الطبقات على الإنترنت أساس الاتصالات الرقمية الحديثة، كما تشكل حجر الأساس للأنظمة الموزعة مثل البلوكشين. من خلال تقسيم الأنظمة المعقدة إلى طبقات وظيفية مستقلة، يمكن بناء شبكات عالية القابلية للتوسع والموثوقية. وقد وسعت تقنية البلوكشين وظائف الإنترنت على هذا الأساس، لتنتقل من نقل المعلومات إلى نقل القيمة. ومع تطور Web3 والتطبيقات اللامركزية، سيساعد فهم بنية الطبقات على الإنترنت المطورين في تصميم حلول بلوكشين أكثر كفاءة وأماناً، وتعزيز التشغيل البيني بين أنظمة البلوكشين المختلفة، مما يدفع القطاع بأكمله نحو النضج.