📡 Networking Cheat Sheetملخص الشبكات
Navigation
التنقل
📡 Chapter 3 — Data Link Layer📡 الفصل 3 — طبقة ربط البيانات MAC Protocolsبروتوكولات MAC CSMA Typesأنواع CSMA CSMA/CD Controlled Accessالوصول المتحكم Channelizationالتقسيم 📝 Pop Quiz📝 اختبار 🖧 Chapter 4 — Ethernet🖧 الفصل 4 — الإيثرنت Frame Structureهيكل الإطار MAC Addressعنوان MAC Ethernet Typesأنواع الإيثرنت Full Duplexالدوبلكس الكامل 📝 Pop Quiz📝 اختبار 🔀 Chapter 6 — Connecting Devices🔀 الفصل 6 — أجهزة الاتصال Hubsالهاب Switchesالسويتش Routersالراوتر VLAN 📝 Pop Quiz📝 اختبار

Networking Cheat Sheet

ملخص الشبكات

Data-Link Layer · Ethernet · Connecting Devices & VLANs — with memory tricks, examples & quizzes

طبقة ربط البيانات · الإيثرنت · أجهزة الاتصال والشبكات الافتراضية — مع حيل الحفظ والأمثلة والاختبارات

Chapter 03
الفصل الثالث
Data-Link Layer — Multiple Access
طبقة ربط البيانات — الوصول المتعدد
The Big Picture
الصورة الكاملة

When multiple stations share ONE link, they need rules to avoid crashing into each other. These rules are called MAC Protocols, living in the MAC sublayer of the Data-Link Layer.

لما أكثر من جهاز يشارك نفس الخط، يحتاجون قواعد عشان ما يتضاربون. هذي القواعد اسمها بروتوكولات MAC، وتعيش في الطبقة الفرعية MAC داخل طبقة ربط البيانات.

🧠 Memory Trickحيلة الحفظ
Think of a shared road 🚗 — You need traffic rules or everyone crashes!
فكّر في طريق مشترك 🚗 — تحتاج قواعد مرور وإلا الكل يتصادم!
Multiple Access = Multiple cars on one road needing coordination
الوصول المتعدد = سيارات كثيرة على طريق واحد تحتاج تنسيق
LLC Sublayer
Error & Flow Control (upper part)
التحكم بالأخطاء والتدفق (الجزء العلوي)
MAC Sublayer
Framing + MAC Address + Access Control (lower part)
الإطارات + عنوان MAC + التحكم بالوصول (الجزء السفلي)
💡 Key Pointنقطة مهمة
The 3 categories of MAC protocols: Random Access, Controlled Access, Channelization الفئات الثلاث لبروتوكولات MAC: الوصول العشوائي، الوصول المتحكم، التقسيم القناتي
Random Access — CSMA Types
الوصول العشوائي — أنواع CSMA

CSMA = Carrier Sense Multiple Access — Before sending, LISTEN to check if the channel is busy. This reduces (but doesn't eliminate) collisions. The vulnerable time = maximum propagation delay.

CSMA = الوصول المتعدد باستشعار الحامل — قبل ما ترسل، استمع للتحقق إذا القناة مشغولة. هذا يقلل التصادمات لكن ما يلغيها. وقت الخطر = أقصى زمن انتشار.

🧠 Mnemonic: "NOP"حيلة: "NOP"
N = Non-persistent | 1 = 1-persistent | P = p-persistent
Nice guys wait randomly | 1 selfish person jumps immediately | Probability flip a coin
Nون-برسستنت ينتظر عشوائي | 1 الأناني يرسل فوراً | P يرمي عملة
Protocol If Idle?إذا فاضي؟ If Busy?إذا مشغول؟ Personalityالشخصية
Non-persistent Transmit!أرسل! Wait a RANDOM time, try againانتظر وقت عشوائي، حاول مرة ثانية Respectfulمحترم
1-persistent Transmit immediately!أرسل فوراً! Keep listening, send the MOMENT it's freeاستمر تسمع، أرسل في اللحظة اللي يفضي Selfishأناني
p-persistent Send with prob p, or wait 1 slot with prob (1-p)أرسل باحتمال p، أو انتظر سلوت واحد باحتمال (1-p) Keep listening until idleاستمر تسمع لحد ما يفضي Balancedمتوازن
💡 Key Comparisonsمقارنات مهمة
  • Non-persistent: ✅ Fewer collisions | ❌ Wasted idle time (bandwidth waste)
  • غير متواصل: ✅ تصادمات أقل | ❌ وقت ضائع (هدر في الباندويدث)
  • 1-persistent: ✅ No idle time | ❌ Guaranteed collision if 2+ stations ready at same time
  • 1-متواصل: ✅ لا وقت ضائع | ❌ تصادم مضمون إذا جهازين جاهزين بنفس الوقت
  • p-persistent: ✅ Best of both — reduces collisions AND idle time
  • p-متواصل: ✅ أفضل الاثنين — يقلل التصادمات وكمان الوقت الضائع
📝 Exampleمثال

Station A wants to transmit. It senses the channel and finds it BUSY. Under 1-persistent, what does it do?

المحطة A تريد ترسل. تستمع للقناة وتلاقيها مشغولة. بـ 1-متواصل، إيش تسوي؟

✅ Keep listening continuously. The MOMENT the channel becomes idle, transmit IMMEDIATELY with probability 1. تفضل تسمع باستمرار. في اللحظة اللي تفضي فيها القناة، ترسل فوراً باحتمال 1.
CSMA/CD — Collision Detectionكشف التصادم

CSMA/CD fixes CSMA's problem: instead of transmitting the whole frame after a collision, you STOP and send a jam signal. Used in wired Ethernet (IEEE 802.3) with hub-based star topology.

CSMA/CD يصلح مشكلة CSMA: بدل ما تكمل تبث الإطار بعد التصادم، تقف وترسل إشارة JAM. يُستخدم في الإيثرنت السلكي (IEEE 802.3) مع توبولوجيا النجمة بالهاب.

Sense Channel
استشعر القناة
→
If Idle → Transmit
فاضية → أرسل
→
While Sending → Monitor
أثناء الإرسال → راقب
→
Collision? → STOP + JAM(48 bits)
تصادم؟ → وقّف + JAM (48 بت)
→
Backoff (random wait)
انتظر عشوائي
→
Retry
حاول مرة ثانية
🔥 How collision is detected?كيف يُكشف التصادم؟
A transceiver monitors the medium while transmitting. If observed power > transmitted power of its own signal → COLLISION! (two signals mixed = stronger signal) المرسل-المستقبل يراقب الوسط أثناء الإرسال. إذا الطاقة الملاحظة > طاقة إشارته الخاصة ← تصادم! (إشارتين تتخلطان = إشارة أقوى)
💡 Why JAM signal?ليش إشارة JAM؟
48-bit jam ensures the collision signal persists long enough to reach the farthest station, so ALL stations know about the collision and discard the corrupted frame. جام 48 بت يضمن أن إشارة التصادم تستمر بما يكفي للوصول إلى أبعد محطة، عشان كل المحطات تعرف عن التصادم وترمي الإطار المعطوب.
Controlled Access (Scheduling)
الوصول المتحكم (الجدولة)
💡 Key Difference from Randomالفرق الرئيسي عن العشوائي
Random Access = unfair (some may never get to transmit). Controlled = FAIR — every station gets a turn. Max throughput per node = R/M. Zero collisions! العشوائي = غير عادل (بعض المحطات ممكن ما ترسل أبداً). المتحكم = عادل — كل محطة تاخذ دورها. أقصى إنتاجية لكل عقدة = R/M. صفر تصادمات!
Methodالطريقة How it worksكيف تعمل Typeالنوع
Reservation Each cycle starts with a reservation frame (N mini-slots, one per station). Stations mark their slot to reserve. Then data frames are sent in order. كل دورة تبدأ بإطار حجز (N مي-سلوت، واحد لكل محطة). المحطات تحجز سلوتها. ثم ترسل الإطارات بالترتيب. Distributed Polling
Polling Centralized: Primary sends SELECT (to transmit to secondary) or POLL (to ask secondary if it has data). Distributed: stations pass access in known order. مركزي: الرئيسي يرسل SELECT (عشان يبعث للثانوي) أو POLL (يسأل الثانوي إذا عنده بيانات). موزع: المحطات تمرر الوصول بترتيب معروف. Centralized/Distributed
Token Passing A special "token" frame circulates the ring. Only the station holding the free token can transmit. After receiving data, destination marks token as free. إطار "رمز" خاص يدور في الحلقة. فقط المحطة اللي عندها الرمز الحر تقدر ترسل. بعد استلام البيانات، الوجهة تحرر الرمز. Distributed Polling
Channelization (FDMA / TDMA / CDMA)
التقسيم القناتي (FDMA / TDMA / CDMA)
🧠 Mnemonic: "FTC"حيلة: FTC
Frequency = your own FM radio lane | Time = take turns at the podium | Code = speak different languages in the same room
Fتردد = لك قناة FM خاصة | Tوقت = خذ دورك عند المنصة | Cود = يتكلمون بلغات مختلفة في نفس الغرفة
Protocol How Sharedطريقة المشاركة Throughput/nodeإنتاجية/عقدة Limitationالقيد
FDMA Each station gets its own frequency band — transmits continuouslyكل محطة تاخذ نطاق تردد خاص — ترسل باستمرار R/M Even if only 1 station needs to send, it's limited to R/Mحتى لو محطة وحدة تريد ترسل، محدودة بـ R/M
TDMA All share one channel, each gets a time slot in round-robinالكل يشارك قناة واحدة، كل محطة تاخذ سلوت زمني بالتناوب R/M Must wait for your slot even if no one else is sendingلازم تنتظر سلوتك حتى لو ما في أحد ثاني يرسل
CDMA All transmit simultaneously on one channel, each using a unique codeالكل يرسل في نفس الوقت على قناة واحدة، كل محطة بكود خاص بها No fixed limit per stationلا حد ثابت للمحطة Complex decoding at receiverفك تشفير معقد عند المستقبل
FDMA Analogy
مثال FDMA
🎵 Different radio stations on different frequencies — all playing at the same time
🎵 محطات راديو مختلفة على ترددات مختلفة — كلها تبث في نفس الوقت
TDMA Analogy
مثال TDMA
🎤 One microphone shared at a meeting — each person gets 2 minutes to talk
🎤 ميكروفون واحد في اجتماع — كل شخص يتكلم دقيقتين
CDMA Analogy
مثال CDMA
🗣️ A room where everyone speaks a different language at the same time — you only understand your own language
🗣️ غرفة فيها كل شخص يتكلم بلغة مختلفة في نفس الوقت — ما تفهم إلا لغتك
📝 Chapter 3 Pop Quizاختبار الفصل الثالث

Q1. In Non-persistent CSMA, if the medium is busy, what does the station do?في CSMA غير المتواصل، إذا الوسط مشغول، إيش تسوي المحطة؟

  • ATransmit immediatelyترسل فوراً
  • BWait a random time, then try againتنتظر وقت عشوائي ثم تحاول مرة ثانية
  • CKeep listening until idle, then transmitتفضل تسمع لحد ما تفضي ثم ترسل
  • DSend a jam signalترسل إشارة جام

Q2. CSMA/CD's jam signal is how many bits?كم بت إشارة الجام في CSMA/CD؟

  • A32
  • B48
  • C64
  • D128

Q3. Which channelization method allows all stations to transmit simultaneously using unique codes?أي طريقة تقسيم قناتي تسمح لكل المحطات ترسل في نفس الوقت باستخدام أكواد فريدة؟

  • AFDMA
  • BTDMA
  • CCDMA
  • D1-persistent CSMA

Q4. What is the "vulnerable time" in CSMA?ما هو "وقت الخطر" في CSMA؟

  • AMaximum propagation delayأقصى تأخير انتشار
  • BTransmission time of one frameوقت إرسال إطار واحد
  • CDuration of the jam signalمدة إشارة الجام
  • DBackoff timeوقت الانتظار العشوائي

Q5. Token Passing is an example of:Token Passing مثال على:

  • ARandom Accessالوصول العشوائي
  • BCentralized Pollingالاستطلاع المركزي
  • CDistributed Polling / Controlled Accessالاستطلاع الموزع / الوصول المتحكم
  • DChannelizationالتقسيم القناتي
Chapter 04
الفصل الرابع
Ethernet — Local Area Networks
الإيثرنت — شبكات المنطقة المحلية
What is Ethernet?
ما هو الإيثرنت؟

Ethernet is a LAN Data-Link Layer protocol used in Bus and Star topologies. It uses CSMA/CD as its access method. Originally developed in 1980 by Digital, Intel, Xerox (DIX). Standardized as IEEE 802.3.

الإيثرنت بروتوكول شبكة محلية في طبقة ربط البيانات، يُستخدم في توبولوجيا الحافلة والنجمة. يستخدم CSMA/CD كطريقة وصول. طُوّر أصلاً عام 1980 بواسطة Digital وIntel وXerox (DIX). مقنَّن كـ IEEE 802.3.

💡 IEEE 802.3 Data-Link Sublayersالطبقات الفرعية IEEE 802.3
  • MAC (IEEE 802.3): Bottom part — Framing, MAC Addressing, CSMA/CD access, specific per LAN type
  • MAC (IEEE 802.3): الجزء السفلي — الإطارات، عناوين MAC، وصول CSMA/CD، خاص بكل نوع LAN
  • LLC (IEEE 802.2): Top part — Additional framing, error & flow control, makes MAC transparent (allows different LANs to interconnect)
  • LLC (IEEE 802.2): الجزء العلوي — إطارات إضافية، التحكم بالأخطاء والتدفق، يجعل MAC شفافاً (يسمح لأنواع مختلفة من LAN بالاتصال)
Ethernet Frame Structure
هيكل إطار الإيثرنت
Fieldالحقل Sizeالحجم Descriptionالوصف
Preamble 7 bytes 56 bits alternating 1s and 0s (10101010...) — synchronizes clocks56 بت متناوبة 1 و0 — تزامن الساعات
SFD 1 byte Start Frame Delimiter = 10101011 — "Frame starts NOW!"محدد بداية الإطار = 10101011 — "الإطار يبدأ الآن!"
Dest. Address 6 bytes MAC address of recipient (unicast/multicast/broadcast)عنوان MAC للمستقبل (أحادي/متعدد/بث)
Source Address 6 bytes MAC address of sender — always unicastعنوان MAC المرسل — دائماً أحادي
Type/Length 2 bytes DIX: Protocol type (IP=0800, ARP=0806). IEEE 802.3: Length of dataDIX: نوع البروتوكول. IEEE 802.3: طول البيانات
Data + Pad 46–1500 bytes Actual payload. Pad = zeros added if data < 46 bytes البيانات الفعلية. الحشو = أصفار تُضاف إذا البيانات أقل من 46 بايت
CRC (FCS) 4 bytes CRC-32 error check — frame discarded if error detectedفحص خطأ CRC-32 — الإطار يُرمى إذا اكتُشف خطأ
🧠 Frame Size Mnemonicحيلة حجم الإطار
"64 to 1518 — Never Forget My Size!" → Min=64 bytes (512 bits) | Max=1518 bytes
"من 64 إلى 1518 — ما أنساش حجمي!" → الحد الأدنى=64 بايت (512 بت) | الأقصى=1518 بايت
Why min 64? So the sender is still transmitting when a collision reaches it from the farthest point → enables CSMA/CD to work!
ليش الحد الأدنى 64؟ عشان المرسل لا يزال يبث حين يصله التصادم من أبعد نقطة → يمكّن CSMA/CD من العمل!
💡 Min data = 46 bytes. Why?الحد الأدنى للبيانات = 46 بايت. ليش؟
Frame = Preamble(8) + Dest(6) + Src(6) + Type(2) + Data(46–1500) + CRC(4). Overhead = 8+6+6+2+4 = 26 bytes. Min frame = 64 bytes → 64-18 = 46 bytes minimum data (18 = 6+6+2+4, preamble+SFD are physical layer headers). الإطار = بريامبل(8)+وجهة(6)+مصدر(6)+نوع(2)+بيانات(46-1500)+CRC(4). الحد الأدنى للإطار = 64 بايت → 64-18 = 46 بايت بيانات كحد أدنى.
Ethernet MAC Address
عنوان MAC للإيثرنت
Format
الصيغة
06-01-02-01-2C-4B
6 bytes = 48 bits, in Hexadecimal
6 بايت = 48 بت، بالهيكساديسيمال
Storage
التخزين
Burned into NIC ROM (flat address, NOT hierarchical)
محروق في ROM بطاقة الشبكة (عنوان مسطّح، غير هرمي)
Vendor ID
معرّف المورّد
First 3 bytes = OUI (vendor). Cisco: 00-00-0C, Juniper: 00-05-85
أول 3 بايت = معرّف المورّد. سيسكو: 00-00-0C، جونيبر: 00-05-85
🔥 Address Type Trick — Look at the 2nd HEX digit from left!حيلة نوع العنوان — شوف الرقم الهيكساديسيمال الثاني من اليسار!
  • Even 2nd digit → Unicast (one recipient). E.g., 4A:... → A=1010, last bit=0 → Unicast ✅
  • الرقم الثاني زوجي → يونيكاست (مستقبل واحد). مثال: 4A... → A=1010، آخر بت=0 → يونيكاست ✅
  • Odd 2nd digit → Multicast (group). E.g., 47:... → 7=0111, last bit=1 → Multicast ✅
  • الرقم الثاني فردي → مالتيكاست (مجموعة). مثال: 47... → 7=0111، آخر بت=1 → مالتيكاست ✅
  • FF:FF:FF:FF:FF:FF → Broadcast (everyone receives)
  • FF:FF:FF:FF:FF:FF → برودكاست (الكل يستقبل)
📝 Exampleمثال

Classify: a) 4A:30:10:21:10:1A   b) 47:20:1B:2E:08:EE   c) FF:FF:FF:FF:FF:FF

صنّف: أ) 4A:30:10:21:10:1A   ب) 47:20:1B:2E:08:EE   ج) FF:FF:FF:FF:FF:FF

✅ a) Unicastيونيكاست — A=1010, last bitآخر بت=0 (even)  |  b) Multicastمالتيكاست — 7=0111, last bitآخر بت=1 (odd)  |  c) Broadcastبرودكاست — all F'sكل F's
Ethernet Generations
أجيال الإيثرنت
🧠 Mnemonic: "10-100-1000-10000"حيلة: "10-100-1000-10000"
S-F-G-10G → "Some Friendly Giant Tablets" (Standard, Fast, Gigabit, 10-Gigabit)
S-F-G-10G → "سريع فائق جيجا عشرة جيجا" (قياسي، سريع، جيجابت، 10 جيجابت)
Generationالجيل Speedالسرعة Topologyالتوبولوجيا Mediaالوسيط Standardsالمعايير
Standard 10 Mbps Starنجمة UTP / Fiber 10Base-T, 10Base-F
Fast 100 Mbps Starنجمة UTP / Fiber 100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T4
Gigabit 1000 Mbps Starنجمة UTP / Fiber 1000Base-SX, 1000Base-LX, 1000Base-T
10 Gigabit 10 Gbps Starنجمة Fiber ONLYفايبر فقط 10GBase-F
💡 Standard naming: XBase-Yتسمية المعيار: XBase-Y
X = speed (10/100/1000). Base = baseband (digital). Y = T (twisted pair) or F (fiber). X = السرعة. Base = نطاق أساسي (رقمي). Y = T (زوج ملتوي) أو F (فايبر).
Full Duplex Ethernet
الإيثرنت الدوبلكس الكامل
Half Duplex (traditional)
نصف دوبلكس (تقليدي)
Either transmit OR receive — not both. Requires CSMA/CD. Uses HUB.
إما إرسال أو استقبال — مش الاثنين. يحتاج CSMA/CD. يستخدم هاب.
Full Duplex (modern)
دوبلكس كامل (حديث)
Transmit AND receive simultaneously. Throughput DOUBLED. Uses SWITCH. No CSMA/CD needed!
إرسال واستقبال في نفس الوقت. الإنتاجية تتضاعف. يستخدم سويتش. لا يحتاج CSMA/CD!
💡 4 Requirements for Full Duplex4 متطلبات للدوبلكس الكامل
  • 1️⃣ Full-duplex NIC cards at each station
  • 1️⃣ بطاقات NIC دوبلكس كامل في كل محطة
  • 2️⃣ Two pairs of wire (one pair for each direction)
  • 2️⃣ زوجان من الأسلاك (زوج لكل اتجاه)
  • 3️⃣ Must use a SWITCH as central device (NOT a hub)
  • 3️⃣ يجب استخدام سويتش كجهاز مركزي (مش هاب)
  • 4️⃣ Point-to-point dedicated connection to switch
  • 4️⃣ اتصال مخصص نقطة-إلى-نقطة مع السويتش

Result: 100 Mbps Full-Duplex = 200 Mbps effective throughput!

النتيجة: 100 Mbps دوبلكس كامل = 200 Mbps إنتاجية فعلية!

📝 Chapter 4 Pop Quizاختبار الفصل الرابع

Q1. What is the minimum Ethernet frame size?ما هو الحد الأدنى لحجم إطار الإيثرنت؟

  • A46 bytes
  • B64 bytes
  • C128 bytes
  • D1500 bytes

Q2. What type of address is FF:FF:FF:FF:FF:FF?ما نوع العنوان FF:FF:FF:FF:FF:FF؟

  • AUnicast
  • BMulticast
  • CBroadcast
  • DInvalidغير صالح

Q3. Which Ethernet standard uses fiber ONLY?أي معيار إيثرنت يستخدم الفايبر فقط؟

  • AFast Ethernet
  • BGigabit Ethernet
  • C10 Gigabit Ethernet
  • DStandard Ethernet

Q4. In full-duplex mode, a 1 Gbps Ethernet card has a theoretical throughput of:في وضع الدوبلكس الكامل، بطاقة إيثرنت 1 Gbps لها إنتاجية نظرية:

  • A1 Gbps
  • B2 Gbps
  • C500 Mbps
  • D10 Gbps

Q5. The SFD (Start Frame Delimiter) byte value is:قيمة بايت SFD (محدد بداية الإطار) هي:

  • A10101010
  • B10101011
  • C11111111
  • D00000000
Chapter 06
الفصل السادس
Connecting Devices & Virtual LANs
أجهزة الاتصال والشبكات الافتراضية
3 Types of Connecting Devices
3 أنواع من أجهزة الاتصال
🧠 Mnemonic: "Hub Switch Router = H S R → Higher Smarter Routing"حيلة: "هاب سويتش راوتر → أعلى طبقة = أذكى"
Hub = Physical Layer (dumb repeater) | Switch = Data Link Layer (smart forwarder) | Router = Network Layer (intelligent router)
هاب = طبقة فيزيائية (مكرّر غبي) | سويتش = طبقة ربط البيانات (موجّه ذكي) | راوتر = طبقة الشبكة (توجيه ذكي)
Hubs — Physical Layer Device
الهاب — جهاز الطبقة الفيزيائية
  • Operates on bits, NOT frames — it's "dumb"
  • يعمل على البتات، مش الإطارات — "غبي"
  • Physical star topology, but logically a bus (everyone hears everything)
  • توبولوجيا نجمة فيزيائية لكن منطقياً حافلة (الكل يسمع كل شيء)
  • Does NOT do filtering — copies bits to ALL other ports
  • لا يعمل الفلترة — ينسخ البتات إلى كل المنافذ الأخرى
  • Max cable length per segment: 100m, max between 2 nodes: 200m
  • أقصى طول للكابل لكل مقطع: 100م، أقصى بين عقدتين: 200م
Collision Domain
1 (entire hub) — More hubs connected = still 1 collision domain!
1 (كل الهاب) — ربط هابات أكثر = لا يزال مجال تصادم واحد!
Broadcast Domain
1 (entire hub)
1 (كل الهاب)
💡 Hub Advantage vs Disadvantageميزة وعيب الهاب
✅ Extends max distance between nodes. ❌ All segments become ONE large collision domain → reduces performance. ✅ يمتد المسافة بين العقد. ❌ كل المقاطع تصبح مجال تصادم واحد كبير → يقلل الأداء.
Switches — Data Link Layer Device
السويتش — جهاز طبقة ربط البيانات
  • Operates on frames — examines MAC addresses
  • يعمل على الإطارات — يفحص عناوين MAC
  • Performs filtering: forwards frames only to the correct port based on destination MAC
  • يقوم بـالفلترة: يوجّه الإطارات فقط للمنفذ الصحيح بناءً على MAC الوجهة
  • Each port = separate collision domain
  • كل منفذ = مجال تصادم منفصل
  • Maintains a MAC table (forwarding table) — initially empty, filled by learning
  • يحتفظ بـجدول MAC (جدول التوجيه) — فارغ في البداية، يُملأ بالتعلم
  • Plug-and-play: no configuration needed
  • Plug-and-play: لا يحتاج إعداد
🔥 Switch Learning & Forwarding Processعملية التعلم والتوجيه في السويتش

LEARNING: When frame arrives → look at SOURCE MAC → if not in table: ADD it with the incoming port. If already there: UPDATE time.

التعلم: لما يصل إطار → شوف MAC المصدر → إذا مش في الجدول: أضفه مع المنفذ. إذا موجود: حدّث الوقت.

FORWARDING: Look at DESTINATION MAC → if found & different port: FORWARD to that port. If same port: DISCARD (already there). If NOT found: FLOOD (send to all ports except incoming).

التوجيه: شوف MAC الوجهة → إذا موجود ومنفذ مختلف: وجّه. إذا نفس المنفذ: ارمِ. إذا مش موجود: فيّض (أرسل لكل المنافذ ما عدا الوارد).

💡 Special casesحالات خاصة
  • Broadcast/Multicast frame: always flooded to ALL ports
  • إطار برودكاست/مالتيكاست: يُفيَّض دائماً لكل المنافذ
  • Loop problem: Multiple paths between hosts → broadcast storm → solved by Spanning Tree Protocol which blocks redundant ports
  • مشكلة الحلقة: مسارات متعددة بين المضيفين → عاصفة بث → تُحل بـبروتوكول شجرة الامتداد الذي يحجب المنافذ الزائدة
Collision Domain
Multiple — one per port
متعددة — واحد لكل منفذ
Broadcast Domain
1 — entire switched network
1 — كل الشبكة المبدَّلة
Two Types
نوعان
Store-and-forward: buffer + error check (delay). Cut-through: forward immediately (no error check).
تخزين وإعادة توجيه: بافر + فحص أخطاء (تأخير). اختصار: توجيه فوري (لا فحص أخطاء).
📝 Example — Switch Throughputمثال — إنتاجية السويتش

4 hosts connected to a 100 Mbps HUB vs a 100 Mbps SWITCH (full duplex). What's the effective bandwidth per host?

4 أجهزة متصلة بـ هاب 100 Mbps مقابل سويتش 100 Mbps (دوبلكس كامل). ما الباندويدث الفعلي لكل جهاز؟

✅ HUB: 100/4 = 25 Mbps per host (shared). SWITCH (Full Duplex): 200 Mbps per host (dedicated!). الهاب: 100/4 = 25 Mbps لكل جهاز (مشتركة). السويتش (دوبلكس كامل): 200 Mbps لكل جهاز (مخصصة!).
Routers — Network Layer Device
الراوتر — جهاز طبقة الشبكة
  • Operates on packets — uses IP addresses
  • يعمل على الحزم — يستخدم عناوين IP
  • Each router interface has both a MAC address AND an IP address
  • كل واجهة راوتر لها عنوان MAC وعنوان IP
  • Isolates BOTH collision domains AND broadcast domains
  • يعزل مجالات التصادم ومجالات البث كليهما
  • Drops packets if destination not in routing table (unlike switch which floods)
  • يرمي الحزم إذا الوجهة مش في جدول التوجيه (عكس السويتش الذي يفيّض)
  • Needs manual configuration (NOT plug-and-play)
  • يحتاج إعداد يدوي (مش plug-and-play)
Hub vs Switch vs Router — Quick Comparison
الهاب vs السويتش vs الراوتر — مقارنة سريعة
Featureالميزة Hubالهاب Switchالسويتش Routerالراوتر
Layerالطبقة Physical (1) Data Link (2) Network (3)
Processesيعالج Bits Frames Packets
Addresses usedالعناوين المستخدمة Noneلا شيء MAC IP + MAC
Collision Domainمجال التصادم 1 (all ports)1 (كل المنافذ) Per portلكل منفذ Per interfaceلكل واجهة
Broadcast Domainمجال البث 1 (all ports)1 (كل المنافذ) 1 (whole LAN)1 (كل الشبكة) Per interfaceلكل واجهة
Configurationالإعداد None neededلا يحتاج Plug & Play Manual requiredيدوي مطلوب
Unknown destinationوجهة مجهولة Flood allفيّض للكل Flood all (except src port)فيّض (ما عدا منفذ المصدر) DROP packetارمِ الحزمة
Virtual LANs (VLANs)
الشبكات الافتراضية (VLANs)

VLAN = Virtual (logical) LAN — create separate broadcast domains using software rather than physical wiring.

VLAN = شبكة محلية افتراضية (منطقية) — إنشاء مجالات بث منفصلة باستخدام البرمجيات بدلاً من الأسلاك الفيزيائية.

🧠 Analogyتشبيه
🏢 A company has employees on different floors but the same TEAM can be on the same "virtual floor" (VLAN) without running new cables!
🏢 شركة فيها موظفين في طوابق مختلفة لكن نفس الفريق ممكن يكون في "طابق افتراضي" واحد (VLAN) بدون أسلاك جديدة!
💡 3 Key Advantages of VLAN3 ميزات رئيسية للـ VLAN
  • 1️⃣ Reduce cost: Move users by software, not by re-wiring
  • 1️⃣ تقليل التكلفة: نقل المستخدمين بالبرمجيات بدل إعادة التمديد
  • 2️⃣ Security: Isolate sensitive groups — users outside the VLAN can't reach them
  • 2️⃣ الأمان: عزل المجموعات الحساسة — مستخدمين خارج الـ VLAN ما يوصلون لهم
  • 3️⃣ Virtual Workgroups: People from different physical locations can share a broadcast domain (e.g., project team)
  • 3️⃣ مجموعات افتراضية: ناس من مواقع فيزيائية مختلفة يشاركون مجال بث واحد (مثل فريق مشروع)
VLAN 1
Ports 1, 2, 5, 7المنافذ 1، 2، 5، 7
→ One broadcast domain
← مجال بث واحد
VLAN 2
Ports 3, 4, 6المنافذ 3، 4، 6
→ Separate broadcast domain
← مجال بث منفصل
VLAN 3
Ports 8, 9, 10المنافذ 8، 9، 10
→ Separate broadcast domain
← مجال بث منفصل
💡 Key note — VLANs create broadcast domains!ملاحظة مهمة — VLANs تنشئ مجالات بث!
To communicate between VLANs, you NEED a router (or Layer-3 switch). A regular switch alone cannot route between VLANs. للتواصل بين الـ VLANs، تحتاج راوتر (أو سويتش Layer-3). السويتش العادي وحده ما يقدر يوجّه بين الـ VLANs.
📝 Chapter 6 Pop Quizاختبار الفصل السادس

Q1. A hub connected to 4 computers creates how many collision domains?هاب متصل بـ 4 أجهزة — كم مجال تصادم يُنشئ؟

  • A1
  • B4
  • C2
  • DDepends on trafficيعتمد على حركة البيانات

Q2. A switch receives a frame with an unknown destination MAC. What does it do?السويتش يستقبل إطاراً بـ MAC وجهة مجهول. ماذا يفعل؟

  • ADrop the frameيرمي الإطار
  • BSend it back to sourceيرجعه للمصدر
  • CFlood it to all ports except the incoming portيفيّضه لكل المنافذ ما عدا المنفذ الوارد
  • DAsk the router for helpيسأل الراوتر عن المساعدة

Q3. Which device isolates BOTH collision domains AND broadcast domains?أي جهاز يعزل مجالات التصادم ومجالات البث كليهما؟

  • AHub
  • BSwitch
  • CRouter
  • DNIC card

Q4. VLANs create:الـ VLANs تنشئ:

  • ACollision domainsمجالات تصادم
  • BBroadcast domainsمجالات بث
  • CPhysical subnetsشبكات فرعية فيزيائية
  • DRouting tablesجداول التوجيه

Q5. In a "store-and-forward" switch, what happens before forwarding a frame?في سويتش "تخزين وإعادة توجيه"، ماذا يحدث قبل توجيه الإطار؟

  • AThe frame is flooded to all ports firstالإطار يُفيَّض لكل المنافذ أولاً
  • BThe entire frame is received, buffered, and error-checkedالإطار كاملاً يُستقبل ويُخزَّن مؤقتاً ويُفحص للأخطاء
  • COnly the destination MAC is checked, then forwarded immediatelyفقط MAC الوجهة يُفحص ثم يُوجَّه فوراً
  • DThe router is consultedالراوتر يُستشار

Q6. To communicate between two different VLANs, you need:للتواصل بين VLAN مختلفتين، تحتاج:

  • AA hubهاب
  • BA regular switchسويتش عادي
  • CA router or Layer-3 switchراوتر أو سويتش Layer-3
  • DNothing — they can communicate directlyلا شيء — يتواصلون مباشرة
📡 Networking Cheat Sheet — Data Communications & Networking (Forouzan 6th Ed.) 📡 ملخص الشبكات — الاتصالات والشبكات (فروزان، الطبعة السادسة)