لایه ارائه مدل osi. مدل شبکه OSI شرح سطوح مدل شبکه

فقط به این دلیل که یک پروتکل توافقی است که توسط دو نهاد در حال تعامل، در این مورد دو رایانه که روی یک شبکه کار می کنند، پذیرفته شده است، به این معنی نیست که لزوماً استاندارد است. اما در عمل هنگام پیاده سازی شبکه ها معمولا استفاده می کنند پروتکل های استاندارد. اینها می توانند مارک، ملی یا استانداردهای بین المللی.

در اوایل دهه 80، تعدادی از سازمان های استاندارد بین المللی - ISO، ITU-T و برخی دیگر - مدلی را توسعه دادند که نقش مهمی در توسعه شبکه ها داشت. این مدل را مدل ISO/OSI می نامند.

مدل قابلیت همکاری سیستم های باز (اتصال سیستم باز، OSI) سطوح مختلف تعامل بین سیستم ها را در تعریف می کند شبکه های سوئیچینگ بسته، نام های استاندارد را به آنها می دهد و مشخص می کند که هر لایه چه عملکردی را باید انجام دهد.

مدل OSI بر اساس تجربه گسترده به دست آمده از ایجاد شبکه های کامپیوتری، عمدتاً جهانی، در دهه 70 توسعه یافت. شرح کامل این مدل بیش از 1000 صفحه متن را اشغال می کند.

در مدل OSI (شکل 11.6)، وسایل ارتباطی به هفت سطح تقسیم می شوند: کاربرد، نماینده، جلسه، حمل و نقل، شبکه، کانال و فیزیکی. هر لایه با جنبه خاصی از تعامل دستگاه شبکه سروکار دارد.

برنج. 11.6.

مدل OSI فقط ارتباطات سیستم پیاده سازی شده توسط سیستم عامل را توصیف می کند. ابزارهای کمکی سیستمو سخت افزار این مدل ابزاری برای تعامل برنامه کاربر نهایی ندارد. برنامه ها با دسترسی به ابزارهای سیستم، پروتکل های ارتباطی خود را پیاده سازی می کنند. بنابراین، لازم است بین سطح تعامل بین برنامه ها و سطح کاربردی.

همچنین باید در نظر داشت که برنامه می تواند عملکرد برخی از لایه های بالایی مدل OSI را بر عهده بگیرد. به عنوان مثال، برخی از DBMS ها دارای ابزارهای داخلی هستند دسترسی از راه دوربه فایل ها در این مورد، برنامه هنگام دسترسی به منابع راه دور از سرویس فایل سیستم استفاده نمی کند. لایه های بالایی مدل OSI را دور زده و مستقیماً به امکانات سیستم مسئول دسترسی پیدا می کند حمل و نقلپیام های روی شبکه که در سطوح پایین مدل OSI قرار دارند.

بنابراین، فرض کنید یک برنامه یک درخواست به یک لایه برنامه، مانند یک سرویس فایل ارسال می کند. بر اساس این درخواست، نرم افزار سطح اپلیکیشن پیامی را در قالب استاندارد تولید می کند. یک پیام معمولی از یک هدر و یک فیلد داده تشکیل شده است. هدر حاوی اطلاعات سرویس است که باید از طریق شبکه به لایه کاربردی ماشین مقصد ارسال شود تا به آن بگوید چه کاری باید انجام شود. در مورد ما، هدر باید حاوی اطلاعاتی در مورد محل فایل و نوع عملیاتی باشد که باید انجام شود. فیلد داده پیام می‌تواند خالی باشد یا حاوی داده‌هایی باشد، مانند داده‌هایی که باید روی یک کنترل از راه دور نوشته شوند. اما برای رساندن این اطلاعات به مقصد، هنوز کارهای زیادی باید حل شود که مسئولیت آنها بر عهده سطوح پایین تر است.

پس از ایجاد پیام سطح کاربردیآن را به پشته می فرستد سطح نمایندگی. پروتکل سطح نمایندگیبر اساس اطلاعات دریافتی از هدر سطح برنامه، اقدامات مورد نیاز را انجام می دهد و اطلاعات سرویس خود را به پیام - هدر اضافه می کند. سطح نمایندگی، که حاوی دستورالعمل های پروتکل است سطح نمایندگیماشین مقصد پیام حاصل ارسال می شود سطح جلسه، که به نوبه خود هدر خود را اضافه می کند و غیره (برخی از پروتکل ها اطلاعات سرویس را نه تنها در ابتدای پیام به صورت هدر، بلکه در انتهای پیام به صورت اصطلاحاً «تریلر» قرار می دهند.) در نهایت، پیام به پایین می رسد، سطح فیزیکی ، که در واقع آن را از طریق خطوط ارتباطی به ماشین گیرنده منتقل می کند. در این مرحله، پیام با سرصفحه‌های همه سطوح "بیش از حد رشد کرده است" (

مدل اتصال سیستم های باز (OSI)اسکلت، پایه و اساس همه موجودیت های شبکه است. این مدل پروتکل های شبکه را تعریف می کند و آنها را در 7 لایه منطقی توزیع می کند. توجه به این نکته مهم است که در هر فرآیندی، کنترل انتقال شبکه از لایه ای به لایه دیگر حرکت می کند و به طور متوالی پروتکل ها را در هر لایه به هم متصل می کند.

ویدئو: مدل OSI در 7 دقیقه

لایه های پایینی مسئول پارامترهای انتقال فیزیکی مانند سیگنال های الکتریکی هستند. بله - بله، سیگنال ها در سیم ها با استفاده از نمایش به جریان ها منتقل می شوند :) جریان ها به صورت دنباله ای از یک ها و صفرها (1s و 0s) نمایش داده می شوند، سپس داده ها رمزگشایی شده و از طریق شبکه هدایت می شوند. سطوح بالاتر سوالات مربوط به ارائه داده ها را پوشش می دهد. به طور نسبی، لایه های بالاتر مسئول داده های شبکه از دیدگاه کاربر هستند.

مدل OSI در ابتدا به عنوان ابداع شد رویکرد استاندارد، یک معماری یا الگویی که تعامل شبکه هر برنامه کاربردی شبکه را توصیف می کند. بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم، درست است؟

#01: سطح فیزیکی

در سطح اول مدل های OSIسیگنال های فیزیکی (جریان، نور، رادیو) از منبع به گیرنده منتقل می شوند. در این سطح ما با کابل ها، کنتاکت ها در کانکتورها، کدگذاری یک ها و صفرها، مدولاسیون و غیره کار می کنیم.

در میان فناوری هایی که در سطح اول زندگی می کنند، می توانیم اساسی ترین استاندارد - اترنت را برجسته کنیم. اکنون در هر خانه ای وجود دارد.

توجه داشته باشید که نه تنها جریان های الکتریکی. فرکانس های رادیویی، امواج نور یا مادون قرمز نیز در همه جا در شبکه های مدرن استفاده می شود.

دستگاه های شبکه ای که به سطح اول تعلق دارند، هاب ها و تکرار کننده ها هستند - یعنی قطعات سخت افزاری "احمقانه" که می توانند به سادگی با یک سیگنال فیزیکی بدون بررسی منطق آن (بدون رمزگشایی) کار کنند.

#02: سطح پیوند داده

تصور کنید، ما یک سیگنال فیزیکی از سطح اول دریافت کردیم - فیزیکی. این مجموعه ای از ولتاژهای دامنه، امواج یا فرکانس های رادیویی مختلف است. پس از دریافت، سطح دوم خطاهای انتقال را بررسی و تصحیح می کند. در سطح دوم، ما با مفهوم "قاب" یا به قول آنها "قاب" عمل می کنیم. در اینجا اولین شناسه ها ظاهر می شوند - آدرس های MAC. آنها از 48 بیت تشکیل شده اند و چیزی شبیه به این هستند: 00:16:52:00:1f:03.

لایه پیوند پیچیده است. بنابراین، به طور معمول به دو سطح فرعی تقسیم می شود: کنترل کانال منطقی (LLC، Logical Link Control) و کنترل دسترسی رسانه ها (MAC، Media Access Control).

دستگاه هایی مانند سوئیچ ها و پل ها در این سطح زندگی می کنند. راستی! استاندارد اترنت نیز اینجاست. به راحتی در سطوح اول و دوم (1 و 2) مدل OSI قرار دارد.

#03: لایه شبکه

بیا بریم بالا! لایه شبکه عبارت "مسیریابی" و بر این اساس آدرس IP را معرفی می کند. ضمناً برای تبدیل آدرس های IP به آدرس مک و برگشت از آن استفاده می شود پروتکل ARP.

در این سطح است که مسیریابی ترافیک به این صورت اتفاق می افتد. اگر بخواهیم به سایت برسیم سایت اینترنتی، سپس پاسخی را در قالب یک آدرس IP دریافت می کنیم و آن را در بسته جایگزین می کنیم. بله - بله، اگر در سطح دوم از عبارت فریم/قاب همانطور که قبلاً گفتیم استفاده کنیم، در اینجا از یک بسته استفاده می کنیم.

از بین دستگاه ها، اعلیحضرت روتر اینجا زندگی می کنند :)

فرآیند انتقال داده ها از لایه های بالایی به لایه های پایینی نامیده می شود کپسوله سازیداده ها، و هنگامی که برعکس، به سمت بالا، از اول، فیزیکی به هفتم، آنگاه این فرآیند نامیده می شود کپسولاسیونداده ها

#04: لایه حمل و نقل

لایه انتقال همانطور که از نام آن پیداست، انتقال داده ها را از طریق شبکه فراهم می کند. دو ستاره اصلی راک در اینجا وجود دارد - TCP و UDP. تفاوت این است که حمل و نقل مختلف برای دسته های مختلف ترافیک استفاده می شود. اصل این است:

• ترافیک نسبت به تلفات حساس است- مشکلی نیست، TCP (پروتکل کنترل انتقال)! کنترل انتقال داده را فراهم می کند.
• ما کمی ضرر خواهیم کرد - چیز مهمی نیست- در واقع، اکنون که این مقاله را می خوانید، ممکن است چند بسته گم شده باشد. اما این برای شما به عنوان یک کاربر احساس نمی شود. UDP (پروتکل دیتاگرام کاربر) برای شما خوب است. اگه تلفن بود چی؟ از دست دادن بسته‌ها در آنجا بسیار مهم است، زیرا صدا در زمان واقعی به سادگی شروع به "قار کردن" می‌کند.

#05: لایه جلسه

از هر مهندس شبکه بخواهید که لایه جلسه را برای شما توضیح دهد. 100% انجام این کار برای او دشوار خواهد بود. واقعیت این است که در کارهای روزمره، یک مهندس شبکه با چهار لایه اول - فیزیکی، کانال، شبکه و حمل و نقل تعامل دارد. بقیه یا سطوح به اصطلاح "بالا" بیشتر به کار توسعه دهندگان نرم افزار مربوط می شود :) اما ما سعی خواهیم کرد!

لایه جلسه مسئول مدیریت اتصالات یا به عبارت ساده جلسات است. آنها را پاره می کند. یادداشت میم در مورد " حتی یک وقفه وجود نداشت"؟ ما به یاد داریم. بنابراین، این پنجمین سطح امتحان شده است :)

#06 لایه ارائه

در سطح ششم، تبدیل فرمت های پیام، مانند رمزگذاری یا فشرده سازی، رخ می دهد. به عنوان مثال، JPEG و GIF در اینجا زندگی می کنند. تراز همچنین وظیفه انتقال جریان به چهارم (لایه حمل و نقل) را بر عهده دارد.

# 07 سطح برنامه

در طبقه هفتم، در نوک کوه یخ، لایه کاربردی زندگی می کند! در اینجا خدمات شبکه ای وجود دارد که به ما به عنوان کاربران نهایی امکان گشت و گذار در اینترنت را می دهد. ببینید، از چه پروتکلی برای باز کردن پایگاه دانش ما استفاده می کنید؟ درست است، HTTPS. این پسر از طبقه هفتم است. HTTP، FTP و SMTP ساده نیز در اینجا زندگی می کنند.

آیا این مقاله برای شما مفید بود؟

لطفا به من بگو چرا؟

متاسفیم که مقاله برای شما مفید نبود: (لطفاً اگر مشکل نیست دلیل آن را ذکر کنید؟ برای پاسخ دقیق بسیار سپاسگزار خواهیم بود. از اینکه ما را در بهتر شدن یاری می کنید سپاسگزاریم!

در علم شبکه، مانند هر حوزه دانش دیگری، دو رویکرد اساسی برای یادگیری وجود دارد: حرکت از عمومی به امر خاص و بالعکس. خوب، اینطور نیست که در زندگی مردم از این رویکردها به شکل خالص خود استفاده کنند، اما هنوز در مراحل اولیه، هر دانش آموز یکی از جهت های ذکر شده در بالا را برای خود انتخاب می کند. برای آموزش عالی (حداقل مدل (پسا) شوروی) روش اول معمولی تر است، برای خودآموزی اغلب روش دوم: شخصی در شبکه کار می کرد، هر از گاهی کارهای اداری تک کاربر کوچک را حل می کرد، و ناگهان او می خواست بفهمد که چگونه، در واقع، چگونه این همه مزخرف کار می کند؟

اما هدف این مقاله بحث های فلسفی در مورد روش شناسی تدریس نیست. من می خواهم به نتورکرهای تازه کار معرفی کنم که عمومیو مهمتر از همه، که از آن، مانند اجاق گاز، می توانید تا پیچیده ترین مغازه های خصوصی برقصید. با درک مدل هفت لایه OSI و یادگیری "تشخیص" لایه‌های آن در فناوری‌هایی که قبلاً می‌شناسید، می‌توانید به راحتی در هر جهتی از صنعت شبکه که انتخاب می‌کنید به جلو بروید. مدل OSI چارچوبی است که هر دانش جدید در مورد شبکه ها روی آن آویزان می شود.

تقریباً در هر ادبیات مدرن در مورد شبکه ها و همچنین در بسیاری از مشخصات پروتکل ها و فن آوری های خاص، این مدل به یک شکل یا دیگری ذکر شده است. بدون احساس نیاز به اختراع مجدد چرخ، تصمیم گرفتم گزیده هایی از کار N. Olifer، V. Olifer (مرکز) را منتشر کنم. فناوری اطلاعات) با عنوان "نقش پروتکل های ارتباطی و هدف عملکردی انواع اصلی تجهیزات در شبکه های شرکتی" که به نظر من بهترین و جامع ترین نشریه در این زمینه است.

سردبیر

مدل

فقط به این دلیل که یک پروتکل توافقی است بین دو نهاد در حال ارتباط، در این مورد دو رایانه که روی یک شبکه کار می کنند، به این معنی نیست که لزوماً یک استاندارد است. اما در عمل هنگام پیاده سازی شبکه ها تمایل به استفاده از پروتکل های استاندارد دارند. اینها ممکن است استانداردهای اختصاصی، ملی یا بین المللی باشند.

سازمان بین المللی استاندارد (ISO) مدلی را توسعه داده است که به وضوح سطوح مختلف تعامل بین سیستم ها را تعریف می کند، نام های استانداردی را به آنها می دهد و مشخص می کند که هر سطح چه کاری باید انجام دهد. این مدل را مدل Open System Interconnection (OSI) یا مدل ISO/OSI می نامند.

در مدل OSI ارتباطات به هفت لایه یا لایه تقسیم می شود (شکل 1.1). هر سطح با یک جنبه خاص از تعامل سروکار دارد. بنابراین، مسئله تعامل به 7 مسئله خاص تجزیه می شود، که هر یک می توانند مستقل از دیگران حل شوند. هر لایه رابطی را با لایه های بالا و پایین حفظ می کند.

برنج. 1.1. مدل اتصال سیستم های باز ISO/OSI

مدل OSI فقط ارتباطات سیستم را توصیف می کند، نه برنامه های کاربردی کاربر نهایی. برنامه ها با دسترسی به امکانات سیستم، پروتکل های ارتباطی خود را پیاده سازی می کنند. باید در نظر داشت که برنامه می‌تواند عملکرد برخی از لایه‌های بالای مدل OSI را بر عهده بگیرد، در این صورت، در صورت لزوم، کار اینترنتی مستقیماً به ابزارهای سیستمی دسترسی پیدا می‌کند که عملکرد لایه‌های پایین‌تر باقی مانده را انجام می‌دهند. مدل OSI

یک برنامه کاربردی کاربر نهایی می تواند از ابزارهای تعامل سیستمی نه تنها برای سازماندهی گفتگو با برنامه دیگری که در دستگاه دیگری اجرا می شود، بلکه برای دریافت خدمات یک سرویس شبکه خاص، به عنوان مثال، دسترسی به فایل های راه دور، دریافت نامه، یا چاپ بر روی آن استفاده کند. یک چاپگر مشترک

بنابراین، فرض کنید یک برنامه یک درخواست به یک لایه برنامه، مانند یک سرویس فایل ارسال می کند. بر اساس این درخواست، نرم افزار سطح برنامه یک پیام با فرمت استاندارد تولید می کند که حاوی اطلاعات سرویس (هدر) و احتمالاً داده های ارسال شده است. سپس این پیام به سطح نماینده ارسال می شود. لایه ارائه هدر خود را به پیام اضافه می کند و نتیجه را به لایه جلسه ارسال می کند که به نوبه خود هدر خود را اضافه می کند و غیره. برخی از پیاده‌سازی‌های پروتکل ارائه می‌کنند که پیام نه تنها شامل یک هدر، بلکه یک تریلر نیز می‌شود. در نهایت، پیام به پایین ترین لایه فیزیکی می رسد که در واقع آن را در طول خطوط ارتباطی منتقل می کند.

وقتی پیامی از طریق شبکه به ماشین دیگری می رسد، به طور متوالی از سطحی به سطح دیگر بالا می رود. هر سطح هدر سطح خود را تجزیه و تحلیل، پردازش و حذف می کند، عملکردهای مربوط به این سطح را انجام می دهد و پیام را به سطح بالاتر ارسال می کند.

علاوه بر واژه پیام، نام‌های دیگری نیز وجود دارد که توسط متخصصان شبکه برای تعیین واحد تبادل داده استفاده می‌شود. استانداردهای ISO برای پروتکل های هر سطحی از عبارت "واحد داده پروتکل" - واحد داده پروتکل (PDU) استفاده می کنند. علاوه بر این، نام فریم، بسته و دیتاگرام اغلب استفاده می شود.

توابع لایه مدل ISO/OSI

لایه فیزیکی: این لایه با انتقال بیت ها از طریق کانال های فیزیکی مانند کابل کواکسیال، کابل جفت تابیده یا کابل فیبر نوری سروکار دارد. این سطح به ویژگی های رسانه های انتقال داده های فیزیکی مانند پهنای باند، ایمنی نویز، امپدانس مشخصه و موارد دیگر مربوط می شود. در همان سطح، ویژگی های سیگنال های الکتریکی تعیین می شود، مانند الزامات برای لبه های پالس، سطوح ولتاژ یا جریان سیگنال ارسالی، نوع کدگذاری، سرعت انتقال سیگنال. علاوه بر این، انواع کانکتورها و هدف هر تماس در اینجا استاندارد شده است.

توابع لایه فیزیکی در تمام دستگاه های متصل به شبکه پیاده سازی می شوند. در سمت کامپیوتر، عملکردهای لایه فیزیکی توسط آداپتور شبکه یا پورت سریال انجام می شود.

نمونه ای از پروتکل لایه فیزیکی، مشخصات فناوری اترنت 10Base-T است که کابل مورد استفاده را به عنوان یک جفت پیچ خورده بدون محافظ رده 3 با امپدانس مشخصه 100 اهم، یک کانکتور RJ-45 تعریف می کند. حداکثر طولبخش فیزیکی 100 متری، کد منچستر برای نمایش داده ها روی کابل، و سایر مشخصات محیط و سیگنال های الکتریکی.

لایه پیوند داده: لایه فیزیکی به سادگی بیت ها را منتقل می کند. این در نظر نمی گیرد که در برخی از شبکه ها که خطوط ارتباطی به طور متناوب توسط چندین جفت رایانه در حال تعامل استفاده می شود (به اشتراک گذاشته می شود)، رسانه انتقال فیزیکی ممکن است اشغال شود. بنابراین، یکی از وظایف لایه پیوند، بررسی در دسترس بودن رسانه انتقال است. یکی دیگر از وظایف لایه پیوند پیاده سازی مکانیسم های تشخیص و تصحیح خطا است. برای انجام این کار، در لایه پیوند داده، بیت ها در مجموعه هایی به نام فریم گروه بندی می شوند. لایه پیوند با قرار دادن یک توالی خاص از بیت ها در ابتدا و انتهای هر فریم برای علامت گذاری، تضمین می کند که هر فریم به درستی منتقل می شود و همچنین با جمع کردن تمام بایت های فریم به روشی خاص و اضافه کردن چک جمع، یک چک جمع را محاسبه می کند. به قاب هنگامی که فریم می رسد، گیرنده مجدداً جمع کنترلی داده های دریافتی را محاسبه می کند و نتیجه را با جمع کنترلی فریم مقایسه می کند. اگر مطابقت داشته باشند، فریم صحیح تلقی می شود و پذیرفته می شود. اگر جمع های چک مطابقت نداشته باشند، یک خطا ثبت می شود.

در پروتکل های لایه پیوند مورد استفاده در شبکه های محلیساختار مشخصی از اتصالات بین رایانه ها و روش های آدرس دهی به آنها تعیین شده است. اگرچه لایه پیوند داده تحویل قاب را بین هر دو گره در یک شبکه محلی ارائه می دهد، اما این کار را فقط در شبکه ای با توپولوژی اتصال بسیار خاص انجام می دهد، دقیقا همان توپولوژی که برای آن طراحی شده است. توپولوژی های معمولی که توسط پروتکل های لایه پیوند LAN پشتیبانی می شوند شامل گذرگاه مشترک، حلقه و ستاره هستند. نمونه‌هایی از پروتکل‌های لایه پیوند عبارتند از اترنت، Token Ring، FDDI، 100VG-AnyLAN.

در شبکه های محلی، پروتکل های لایه پیوند توسط رایانه ها، پل ها، سوئیچ ها و روترها استفاده می شود. در رایانه ها، توابع لایه پیوند از طریق تلاش مشترک آداپتورهای شبکه و درایورهای آنها پیاده سازی می شوند.

در شبکه های جهانی که به ندرت توپولوژی منظمی دارند، لایه پیوند داده تبادل پیام بین دو کامپیوتر همسایه که توسط یک خط ارتباطی مجزا به هم متصل شده اند را تضمین می کند. نمونه‌هایی از پروتکل‌های نقطه‌به‌نقطه (همان‌طور که معمولاً به این پروتکل‌ها گفته می‌شود) پروتکل‌های پرکاربرد PPP و LAP-B هستند.

سطح شبکه در خدمت تشکیل یک سیستم حمل و نقل یکپارچه است که چندین شبکه را با اصول مختلف برای انتقال اطلاعات بین گره های انتهایی متحد می کند. بیایید به عنوان مثال به عملکرد لایه شبکه با استفاده از شبکه های محلی نگاه کنیم. پروتکل لایه پیوند شبکه محلی تحویل داده ها را بین هر گره فقط در یک شبکه با مناسب تضمین می کند توپولوژی معمولی. این یک محدودیت بسیار سخت است که اجازه ساخت شبکه‌هایی با ساختار توسعه‌یافته را نمی‌دهد، به عنوان مثال، شبکه‌هایی که چندین شبکه سازمانی را در یک شبکه واحد ترکیب می‌کنند، یا شبکه‌های بسیار قابل اعتماد که در آن‌ها ارتباطات اضافی بین گره‌ها وجود دارد. به منظور حفظ سادگی رویه‌های انتقال داده برای توپولوژی‌های استاندارد از یک سو و از سوی دیگر، امکان استفاده از توپولوژی‌های دلخواه، از یک لایه شبکه اضافی استفاده می‌شود. در این سطح مفهوم "شبکه" معرفی می شود. در این حالت، شبکه به عنوان مجموعه ای از رایانه های متصل به یکدیگر مطابق با یکی از توپولوژی های معمولی استاندارد و با استفاده از یکی از پروتکل های لایه پیوند تعریف شده برای این توپولوژی برای انتقال داده ها درک می شود.

بنابراین، در داخل شبکه، تحویل داده توسط لایه پیوند داده تنظیم می شود، اما تحویل داده بین شبکه ها توسط لایه شبکه انجام می شود.

پیام های لایه شبکه معمولا نامیده می شوند بسته ها. هنگام سازماندهی تحویل بسته در سطح شبکه، از این مفهوم استفاده می شود "شماره شبکه". در این حالت آدرس گیرنده شامل شماره شبکه و شماره کامپیوتر موجود در این شبکه است.

شبکه ها توسط دستگاه های خاصی به نام روتر به یکدیگر متصل می شوند. روتردستگاهی است که اطلاعات توپولوژی اتصالات اینترنت را جمع آوری می کند و بر اساس آن بسته های لایه شبکه را به شبکه مقصد ارسال می کند. به منظور انتقال پیام از فرستنده ای که در یک شبکه قرار دارد به گیرنده ای که در شبکه دیگری قرار دارد، باید تعدادی انتقال ترانزیت (Hop) بین شبکه ها انجام دهید و هر بار مسیر مناسب را انتخاب کنید. بنابراین، یک مسیر، دنباله ای از مسیریاب ها است که یک بسته از آن عبور می کند.

مشکل انتخاب بهترین مسیر نامیده می شود مسیریابیو حل آن وظیفه اصلی سطح شبکه است. این مشکل با این واقعیت پیچیده می شود که کوتاه ترین مسیر همیشه بهترین نیست. معمولاً معیار انتخاب مسیر، زمان انتقال داده ها در این مسیر است که به ظرفیت کانال های ارتباطی و شدت ترافیک بستگی دارد که می تواند در طول زمان تغییر کند. برخی از الگوریتم های مسیریابی سعی می کنند خود را با تغییرات بار تطبیق دهند، در حالی که برخی دیگر بر اساس میانگین های بلندمدت تصمیم می گیرند. مسیر را می توان بر اساس معیارهای دیگری انتخاب کرد، به عنوان مثال، قابلیت اطمینان انتقال.

در سطح شبکه دو نوع پروتکل تعریف شده است. نوع اول به تعریف قوانین برای انتقال بسته های داده گره پایانی از گره به روتر و بین روترها اشاره دارد. اینها پروتکل هایی هستند که معمولاً وقتی در مورد پروتکل های لایه شبکه صحبت می کنند، منظور می شوند. لایه شبکه همچنین شامل نوع دیگری از پروتکل به نام است مسیریابی پروتکل های تبادل اطلاعات. با استفاده از این پروتکل ها، روترها اطلاعاتی در مورد توپولوژی اتصالات اینترنت گردآوری می کنند. پروتکل های لایه شبکه توسط ماژول های نرم افزاری سیستم عامل و همچنین نرم افزار و سخت افزار روتر پیاده سازی می شوند.

نمونه‌هایی از پروتکل‌های لایه شبکه عبارتند از پروتکل اینترنت کار IP پشته TCP/IP و پروتکل Internetwork پشته Novell IPX.

لایه انتقال: در مسیر فرستنده به گیرنده، بسته ها ممکن است خراب یا گم شوند. در حالی که برخی از برنامه‌ها مدیریت خطای خاص خود را دارند، برخی دیگر ترجیح می‌دهند فوراً با یک اتصال قابل اعتماد سروکار داشته باشند. وظیفه لایه انتقال این است که اطمینان حاصل کند که برنامه ها یا لایه های بالایی پشته - برنامه و جلسه - داده ها را با درجه اطمینان مورد نیاز منتقل می کنند. مدل OSI پنج کلاس از خدمات ارائه شده توسط لایه انتقال را تعریف می کند. این نوع خدمات با کیفیت خدمات ارائه شده متمایز می شوند: فوریت، توانایی بازیابی ارتباطات قطع شده، در دسترس بودن ابزاری برای مالتی پلکس کردن اتصالات چندگانه بین پروتکل های کاربردی مختلف از طریق یک پروتکل حمل و نقل مشترک، و مهمتر از همه، توانایی شناسایی و تصحیح خطاهای انتقال، مانند اعوجاج، از دست دادن و تکراری شدن بسته ها.

انتخاب کلاس سرویس لایه حمل و نقل از یک طرف به میزان حل مشکل اطمینان از قابلیت اطمینان توسط برنامه ها و پروتکل های سطوح بالاتر از حمل و نقل تعیین می شود و از طرف دیگر این انتخاب بستگی به چقدر کل سیستم انتقال داده آنلاین است. بنابراین، به عنوان مثال، اگر کیفیت کانال‌های ارتباطی بسیار بالا باشد و احتمال خطاهایی که توسط پروتکل‌های سطح پایین‌تر شناسایی نمی‌شوند، کم باشد، منطقی است که از یکی از سرویس‌های لایه حمل و نقل سبک استفاده کنید که بار بررسی‌های متعددی ندارند. ، دست دادن و سایر تکنیک ها برای افزایش قابلیت اطمینان. اگر وسايل نقليهدر ابتدا بسیار غیر قابل اعتماد هستند، سپس توصیه می شود به پیشرفته ترین سرویس سطح حمل و نقل مراجعه کنید، که با استفاده از حداکثر ابزار برای شناسایی و حذف خطاها کار می کند - ابتدا با ایجاد یک اتصال منطقی، نظارت بر تحویل پیام با استفاده از چک جمع هاو شماره گذاری چرخه ای بسته ها، تنظیم زمان های تحویل و غیره.

به عنوان یک قاعده، همه پروتکل ها، از لایه انتقال و بالاتر، پیاده سازی می شوند نرم افزارگره های انتهایی شبکه - اجزای سیستم عامل شبکه آنها. نمونه هایی از پروتکل های انتقال شامل پروتکل های TCP و UDP پشته TCP/IP و پروتکل SPX پشته Novell است.

لایه جلسه: لایه جلسه مدیریت مکالمه را برای ضبط اینکه کدام طرف در یک مکالمه فعال است را فراهم می کند. در حال حاضر، و همچنین امکانات همگام سازی را فراهم می کند. دومی به شما این امکان را می دهد که پست های بازرسی را در نقل و انتقالات طولانی وارد کنید تا در صورت شکست بتوانید به جای شروع دوباره به آخرین ایست بازرسی برگردید. در عمل، برنامه های کمی از لایه نشست استفاده می کنند و به ندرت پیاده سازی می شوند.

لایه ارائه: این لایه تضمین می کند که اطلاعات منتقل شده توسط لایه برنامه توسط لایه برنامه در سیستم دیگری درک می شود. در صورت لزوم، لایه ارائه فرمت های داده را به برخی از قالب های ارائه رایج تبدیل می کند و در پذیرش، بر این اساس، تبدیل معکوس را انجام می دهد. به این ترتیب، لایه های کاربردی می توانند برای مثال بر تفاوت های نحوی در نمایش داده ها غلبه کنند. در این سطح می توان رمزگذاری و رمزگشایی داده ها را انجام داد که به لطف آن، محرمانه بودن تبادل داده ها برای همه سرویس های برنامه به طور همزمان تضمین می شود. نمونه ای از پروتکلی که در لایه ارائه عمل می کند، پروتکل لایه سوکت امن (SSL) است که پیام ایمن را برای پروتکل های لایه کاربردی پشته TCP/IP فراهم می کند.

لایه برنامه در واقع فقط مجموعه ای از پروتکل های مختلف است که کاربران شبکه با آن به منابع مشترک مانند فایل ها، چاپگرها یا صفحات وب فوق متن دسترسی دارند و به عنوان مثال با استفاده از پروتکل، همکاری خود را سازماندهی می کنند. پست الکترونیک. معمولاً واحد داده ای که لایه برنامه روی آن کار می کند نامیده می شود پیام .

تنوع بسیار گسترده ای از پروتکل های لایه کاربردی وجود دارد. اجازه دهید حداقل چند مورد از رایج‌ترین پیاده‌سازی سرویس‌های فایل را مثال بزنیم: NCP در سیستم عامل Novell NetWare، SMB در ویندوز مایکروسافت NT، NFS، FTP و TFTP موجود در پشته TCP/IP.

مدل OSI اگرچه بسیار مهم است، اما تنها یکی از بسیاری از مدل های ارتباطی است. این مدل‌ها و پشته‌های پروتکل مرتبط با آن‌ها ممکن است در تعداد لایه‌ها، عملکرد آنها، قالب‌های پیام، خدمات ارائه‌شده در لایه‌های بالایی و سایر پارامترها متفاوت باشند.

ویژگی های پشته های پروتکل های ارتباطی محبوب

بنابراین، تعامل رایانه ها در شبکه ها مطابق با قوانین خاصی برای تبادل پیام ها و قالب های آنها، یعنی مطابق با پروتکل های خاص اتفاق می افتد. مجموعه ای از پروتکل های سازمان یافته به صورت سلسله مراتبی، حل مشکلتعامل گره های شبکه، پشته پروتکل ارتباطی نامیده می شود.

پشته های پروتکل زیادی وجود دارد که به طور گسترده در شبکه ها استفاده می شود. اینها پشته هایی هستند که استانداردهای بین المللی و ملی هستند و پشته های اختصاصی که به دلیل رواج تجهیزات یک شرکت خاص گسترده شده اند. نمونه‌هایی از پشته‌های پروتکل محبوب شامل پشته IPX/SPX Novell، پشته TCP/IP مورد استفاده در شبکه های اینترنتیو در بسیاری از شبکه های مبتنی بر عملیات سیستم های یونیکس، پشته OSI سازمان بین المللی استاندارد، پشته DECnet شرکت تجهیزات دیجیتال و برخی دیگر.

استفاده از یک پشته پروتکل ارتباطی خاص در یک شبکه تا حد زیادی چهره شبکه و ویژگی های آن را تعیین می کند. شبکه های کوچکتر ممکن است فقط از یک پشته استفاده کنند. در شبکه های بزرگ شرکتی در حال اتصال شبکه های مختلف، به عنوان یک قاعده، چندین پشته به صورت موازی استفاده می شود.

تجهیزات ارتباطی پروتکل‌های لایه پایین‌تری را پیاده‌سازی می‌کنند که استانداردتر از پروتکل‌های لایه بالاتر هستند و این پیش‌نیاز موفقیت است. همکاریتجهیزات تولید کنندگان مختلف لیست پروتکل های پشتیبانی شده توسط یک دستگاه ارتباطی خاص یکی از مهم ترین ویژگی های این دستگاه است.

رایانه ها پروتکل های ارتباطی را در قالب عناصر نرم افزاری متناظر یک سیستم عامل شبکه پیاده سازی می کنند، به عنوان مثال، پروتکل های سطح پیوند معمولاً در قالب درایورهای آداپتور شبکه و پروتکل های سطح بالا در قالب مؤلفه های سرور و مشتری پیاده سازی می شوند. خدمات شبکه

توانایی کارکرد خوب در یک محیط سیستم عامل خاص یکی از ویژگی های مهم تجهیزات ارتباطی است. اغلب می توانید در آگهی های یک آداپتور شبکه یا هاب بخوانید که به طور خاص برای کار در شبکه NetWare یا UNIX طراحی شده است. این بدان معنی است که توسعه دهندگان سخت افزار ویژگی های آن را برای پروتکل های مورد استفاده در آن سیستم عامل شبکه یا برای نسخه معینی از پیاده سازی آنها در صورتی که این پروتکل ها در سیستم عامل های مختلف استفاده می شود، بهینه کرده اند. با توجه به ویژگی های پیاده سازی پروتکل ها در سیستم عامل های مختلف، یکی از ویژگی های تجهیزات ارتباطی، گواهینامه آن برای توانایی کار در محیط یک سیستم عامل معین است.

در سطوح پایین - پیوند فیزیکی و داده - تقریباً همه پشته ها از پروتکل های یکسانی استفاده می کنند. اینها پروتکل های استاندارد شده ای هستند: اترنت، Token Ring، FDDI و برخی دیگر که امکان استفاده از تجهیزات مشابه در همه شبکه ها را فراهم می کنند.

پروتکل های شبکه و لایه بالاتر پشته های استاندارد موجود بسیار متغیر هستند و عموماً با لایه بندی توصیه شده توسط مدل ISO مطابقت ندارند. به طور خاص، در این پشته ها، توابع لایه جلسه و ارائه اغلب با لایه برنامه ترکیب می شوند. این اختلاف به این دلیل است که مدل ISO در نتیجه تعمیم پشته های موجود و واقعی استفاده شده ظاهر شد و نه برعکس.

پشته OSI

باید بین پشته پروتکل OSI و مدل OSI تمایز قائل شد. در حالی که مدل OSI به طور مفهومی روش تعامل سیستم های باز را تعریف می کند، وظیفه را به 7 لایه تجزیه می کند، هدف هر لایه را استاندارد می کند و نام های استانداردی را برای لایه ها معرفی می کند، پشته OSI مجموعه ای از مشخصات پروتکل بسیار خاص است که یک پروتکل سازگار را تشکیل می دهد. پشته پروتکل این پشته پروتکل توسط دولت ایالات متحده در برنامه GOSIP پشتیبانی می شود. همه شبکه های کامپیوترتأسیسات دولتی پس از سال 1990 یا باید مستقیماً پشته OSI را پشتیبانی کنند یا وسیله ای برای مهاجرت به آن پشته در آینده فراهم کنند. با این حال، پشته OSI در اروپا محبوب تر از ایالات متحده است، زیرا اروپا شبکه های قدیمی کمتری نصب کرده است که از پروتکل های خود استفاده می کنند. همچنین نیاز زیادی به یک پشته مشترک در اروپا وجود دارد، زیرا کشورهای مختلف زیادی وجود دارد.

این یک استاندارد بین المللی و مستقل از سازنده است. می تواند همکاری بین شرکت ها، شرکا و تامین کنندگان را فعال کند. این تعامل با پرداختن به مسائل، نامگذاری و امنیت داده ها پیچیده می شود. تمام این مشکلات تا حدی در پشته OSI حل شده است. پروتکل های OSI به قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارند پردازنده مرکزی، آنها را برای ماشین های قدرتمند به جای شبکه ها مناسب تر می کند کامپیوترهای شخصی. بیشتر سازمان ها فقط در حال برنامه ریزی برای انتقال به پشته OSI هستند. از جمله کسانی که در این راستا کار می کنند، وزارت نیروی دریایی ایالات متحده و شبکه NFSNET هستند. یکی از بزرگترین تولید کنندگان پشتیبانی کننده OSI AT&T است. شبکه Stargroup آن کاملاً مبتنی بر پشته OSI است.

به دلایل واضح، پشته OSI، بر خلاف سایر پشته های استاندارد، به طور کامل با مدل اتصال OSI مطابقت دارد که شامل مشخصات هر هفت لایه مدل اتصال بین سیستم های باز است (شکل 1.3).

برنج. 1.3. پشته OSI

بر پشته OSI از پروتکل های اترنت، Token Ring، FDDI و همچنین پروتکل های LLC، X.25 و ISDN پشتیبانی می کند. این پروتکل‌ها به طور مفصل در بخش‌های دیگر کتابچه راهنما مورد بحث قرار خواهند گرفت.

خدمات شبکه، حمل و نقل و جلسهسطوحدر پشته OSI نیز موجود هستند، اما چندان رایج نیستند. لایه شبکه پروتکل های بدون اتصال و مبتنی بر اتصال را پیاده سازی می کند. پروتکل حمل و نقل پشته OSI، مطابق با توابع تعریف شده برای آن در مدل OSI، تفاوت های بین خدمات شبکه اتصال گرا و بدون اتصال را پنهان می کند تا کاربران بدون توجه به لایه شبکه زیرین، کیفیت خدمات مورد نظر را دریافت کنند. برای ارائه این، لایه انتقال از کاربر می خواهد که کیفیت خدمات مورد نظر را مشخص کند. 5 کلاس خدمات حمل و نقل از پایین ترین کلاس 0 تا بالاترین کلاس 4 تعریف شده است که در درجه تحمل خطا و الزامات بازیابی اطلاعات پس از خطا متفاوت است.

خدمات سطح برنامه شامل انتقال فایل، شبیه سازی ترمینال، خدمات دایرکتوری و نامه می باشد. از این میان، امیدوارکننده ترین خدمات دایرکتوری (استاندارد X.500)، پست الکترونیکی (X.400)، پروتکل ترمینال مجازی (VT)، پروتکل انتقال فایل، دسترسی و مدیریت (FTAM)، پروتکل حمل و نقل و مدیریت کار (JTM) است. . اخیرا، ایزو تلاش های خود را بر روی خدمات سطح بالا متمرکز کرده است.

توصیه‌های X.400 حداقل مجموعه خدمات مورد نیاز زیر را برای ارائه به کاربران تعریف می‌کند: کنترل دسترسی، نگهداری از شناسه‌های پیام سیستم منحصر به فرد، اعلان تحویل یا عدم تحویل پیام با دلیل، نشان‌دهنده نوع محتوای پیام، نشان‌دهنده تبدیل محتوای پیام، انتقال و مهرهای زمان تحویل، انتخاب دسته تحویل (فوری، غیر فوری، عادی)، تحویل چندپخشی، تحویل با تأخیر (تا یک نقطه خاص از زمان)، تبدیل محتوا به رابط با سیستم‌های پستی ناسازگار مانند خدمات تلکس و فکس، پرسش در مورد اینکه آیا یک پیام خاص تحویل داده شد، لیست‌های پستی، که ممکن است ساختار تودرتو داشته باشند، ابزاری برای محافظت از پیام‌ها در برابر دسترسی غیرمجاز، بر اساس یک سیستم رمزگذاری نامتقارن کلید عمومی.

هدف از توصیه ها X.500توسعه استانداردهای جهانی است میز کمک. فرآیند ارسال پیام مستلزم آگاهی از آدرس گیرنده است که در شبکه های بزرگ مشکل ساز است، بنابراین وجود میز کمکی که به دریافت آدرس فرستنده و گیرنده کمک می کند ضروری است. به طور کلی، یک سرویس X.500 یک پایگاه داده توزیع شده از نام ها و آدرس ها است. همه کاربران به طور بالقوه مجاز به ورود به این پایگاه داده با استفاده از مجموعه خاصی از ویژگی ها هستند.

عملیات زیر بر روی پایگاه داده نام ها و آدرس ها تعریف شده است:

• خواندن - گرفتن آدرس با نام شناخته شده،
• درخواست - به دست آوردن یک نام بر اساس ویژگی های آدرس شناخته شده،
• اصلاح شامل حذف و افزودن رکوردها در پایگاه داده.

چالش‌های اصلی برای اجرای توصیه‌های X.500 از مقیاس این پروژه ناشی می‌شود که ظاهراً یک سرویس مرجع جهانی است. بنابراین، نرم‌افزاری که توصیه‌های X.500 را پیاده‌سازی می‌کند، بسیار دست و پا گیر است و عملکرد سخت‌افزاری را بالا می‌برد.

پروتکل VTمشکل ناسازگاری بین پروتکل های شبیه سازی ترمینال های مختلف را حل می کند. در حال حاضر، کاربر یک رایانه شخصی سازگار با رایانه شخصی IBM باید سه عدد خریداری کند برنامه های مختلفبرای شبیه سازی ترمینال انواع مختلفو با استفاده از پروتکل های مختلف اگر هر کامپیوتر میزبان دارای نرم افزار پروتکل شبیه سازی ترمینال ISO باشد، کاربر فقط به یک برنامه نیاز دارد که از پروتکل VT پشتیبانی کند. ISO در استاندارد خود، توابع شبیه سازی ترمینال پرکاربرد را جمع آوری کرده است.

انتقال فایل رایج ترین سرویس کامپیوتری است. دسترسی به فایل ها، چه محلی و چه از راه دور، برای همه برنامه ها مورد نیاز است - ویرایشگرهای متن، ایمیل، پایگاه های داده یا برنامه های راه اندازی از راه دور. ISO چنین سرویسی را در پروتکل ارائه می دهد FTAM. این استاندارد همراه با استاندارد X.400، محبوب ترین استاندارد پشته OSI است. FTAM امکاناتی را برای بومی سازی و دسترسی به محتوای فایل فراهم می کند و شامل مجموعه ای از دستورالعمل ها برای درج، جایگزینی، گسترش و پاکسازی محتوای فایل است. FTAM همچنین امکاناتی را برای دستکاری فایل به طور کلی فراهم می کند، از جمله ایجاد، حذف، خواندن، باز کردن، بستن فایل و انتخاب ویژگی های آن.

پروتکل حمل و نقل و کنترل کار JTMبه کاربران اجازه می دهد کارهایی را که باید در رایانه میزبان تکمیل شوند، فوروارد کنند. زبان کنترل شغل که ارسال کار را فعال می کند به رایانه میزبان می گوید که چه اقداماتی باید روی چه برنامه ها و فایل هایی انجام شود. پروتکل JTM از پردازش دسته ای سنتی، پردازش تراکنش، ورود کار از راه دور و دسترسی به پایگاه داده توزیع شده پشتیبانی می کند.

پشته TCP/IP

پشته TCP/IP که پشته DoD و پشته اینترنت نیز نامیده می‌شود، یکی از محبوب‌ترین و امیدوارکننده‌ترین پشته‌های پروتکل ارتباطی است. اگر در حال حاضر عمدتاً در شبکه هایی با سیستم عامل یونیکس توزیع شده است، پیاده سازی آن در آخرین نسخه هاسیستم عامل های شبکه برای رایانه های شخصی (Windows NT، NetWare) پیش نیاز خوبی برای رشد سریع تعداد نصب های پشته TCP/IP است.

این پشته به ابتکار وزارت دفاع ایالات متحده (DoD) بیش از 20 سال پیش برای اتصال شبکه آزمایشی ARPAnet با سایر شبکه های ماهواره ای به عنوان مجموعه ای از پروتکل های مشترک برای محیط های محاسباتی ناهمگن توسعه یافت. شبکه ARPA از توسعه دهندگان و محققان در زمینه های نظامی پشتیبانی می کرد. در شبکه ARPA، ارتباط بین دو رایانه با استفاده از پروتکل اینترنت (IP) انجام می شد که تا به امروز یکی از اصلی ترین آنها در پشته TCP / IP است و در نام پشته ظاهر می شود.

دانشگاه برکلی با پیاده سازی پروتکل های پشته در نسخه سیستم عامل یونیکس خود سهم عمده ای در توسعه پشته TCP/IP داشت. پذیرش گسترده سیستم عامل یونیکس همچنین منجر به پذیرش گسترده IP و سایر پروتکل های پشته شد. در سراسر جهان روی یک پشته کار می کند شبکه اطلاعاتاینترنت، که بخش آن، گروه ویژه مهندسی اینترنت (IETF) است، سهم عمده‌ای در بهبود استانداردهای پشته منتشر شده در قالب مشخصات RFC دارد.

از آنجایی که پشته TCP/IP قبل از ظهور مدل اتصال سیستم های باز ISO/OSI توسعه یافته بود، اگرچه ساختار چند سطحی نیز دارد، مطابقت سطوح پشته TCP/IP با سطوح مدل OSI مشروط است. .

ساختار پروتکل های TCP/IP در شکل 1.4 نشان داده شده است. پروتکل های TCP/IP به 4 لایه تقسیم می شوند.

برنج. 1.4. پشته TCP/IP

پایین ترین ( سطح IV ) - سطح بین رابط های شبکه- مربوط به لایه های فیزیکی و پیوند داده ای مدل OSI است. این سطح در پروتکل‌های TCP/IP تنظیم نمی‌شود، اما از تمام استانداردهای رایج لایه پیوند فیزیکی و داده پشتیبانی می‌کند: برای کانال‌های محلی اینها اترنت، Token Ring، FDDI، برای کانال‌های جهانی - پروتکل‌های خودشان برای کار بر روی شماره‌گیری آنالوگ هستند. خطوط SLIP/PPP که اتصالات نقطه به نقطه را از طریق پیوندهای سریال ایجاد می کنند و اجاره می کنند شبکه های جهانیو پروتکل های WAN X.25 و ISDN. مشخصات ویژه ای نیز توسعه داده شده است که استفاده از فناوری ATM را به عنوان انتقال لایه پیوند داده تعریف می کند.

مرحله ی بعد ( سطح III ) لایه کار اینترنتی است که با انتقال دیتاگرام ها با استفاده از شبکه های محلی مختلف، شبکه های منطقه X.25، خطوط ad hoc و غیره سروکار دارد. پشته از پروتکل استفاده می کند. IP، که در ابتدا به عنوان پروتکلی برای انتقال بسته ها در شبکه های ترکیبی متشکل از تعداد زیادی شبکه محلی که توسط اتصالات محلی و سراسری به هم متصل شده اند طراحی شد. بنابراین، پروتکل IP در شبکه هایی با توپولوژی های پیچیده به خوبی کار می کند و به طور منطقی از وجود زیرسیستم ها در آنها استفاده می کند و صرفه جویی اقتصادی می کند. توان عملیاتیخطوط ارتباطی کم سرعت پروتکل IP یک پروتکل دیتاگرام است.

سطح اینترنت کار همچنین شامل کلیه پروتکل های مربوط به تدوین و اصلاح جداول مسیریابی مانند پروتکل های جمع آوری اطلاعات مسیریابی می باشد. پاره كردن.(پروتکل مسیریابی اینترنت) و OSPF(ابتدا کوتاهترین مسیر را باز کنید)، و همچنین پروتکل پیام کنترل اینترنت ICMP(پروتکل پیام کنترل اینترنت). پروتکل دوم برای تبادل اطلاعات خطا بین روتر و دروازه، سیستم مبدا و سیستم مقصد طراحی شده است، یعنی سازماندهی بازخورد. با استفاده از بسته های ویژه ICMP، گزارش شده است که تحویل یک بسته غیرممکن است، طول عمر یا مدت زمان مونتاژ یک بسته از قطعات تجاوز کرده است، مقادیر پارامترهای غیرعادی، تغییر در مسیر ارسال و نوع سرویس، وضعیت سیستم و غیره

مرحله ی بعد ( سطح II) اساسی نامیده می شود. پروتکل کنترل انتقال در این سطح عمل می کند TCP(پروتکل کنترل انتقال) و پروتکل دیتاگرام کاربر UDP(پروتوکل دیتاگرام کاربر). پروتکل TCP یک اتصال مجازی پایدار بین فرآیندهای برنامه از راه دور فراهم می کند. پروتکل UDP انتقال بسته های برنامه را با استفاده از روش دیتاگرام، یعنی بدون برقراری اتصال مجازی تضمین می کند و بنابراین نیاز به سربار کمتری نسبت به TCP دارد.

سطح بالا ( سطح I) کاربردی نامیده می شود. پشته TCP/IP طی سال‌ها استفاده در شبکه‌های کشورها و سازمان‌های مختلف، تعداد زیادی پروتکل و سرویس‌های سطح برنامه را جمع‌آوری کرده است. اینها شامل پروتکل های پرکاربرد مانند پروتکل کپی فایل FTP، پروتکل شبیه سازی ترمینال telnet، نامه می باشد. پروتکل SMTP، در ایمیل های اینترنتی و شعبه روسی آن RELCOM، خدمات فرامتن برای دسترسی به اطلاعات از راه دور، مانند WWW و بسیاری دیگر استفاده می شود. بیایید نگاهی دقیق تر به برخی از آنها بیندازیم که بیشترین ارتباط را با موضوعات این دوره دارند.

پروتکل SNMP(پروتکل مدیریت شبکه ساده) برای سازماندهی مدیریت شبکه استفاده می شود. مشکل مدیریت در اینجا به دو مسئله تقسیم می شود. اولین وظیفه مربوط به انتقال اطلاعات است. پروتکل های انتقال اطلاعات کنترل، رویه تعامل بین سرور و برنامه کلاینت در حال اجرا در میزبان مدیر را تعیین می کنند. آنها فرمت های پیامی را که بین کلاینت ها و سرورها رد و بدل می شود و همچنین فرمت های نام ها و آدرس ها را تعریف می کنند. چالش دوم مربوط به داده های کنترل شده است. استانداردها تنظیم می‌کنند که چه داده‌هایی باید در دروازه‌ها ذخیره و انباشته شوند، نام این داده‌ها و نحو این نام‌ها. استاندارد SNMP یک مشخصات را تعریف می کند پایگاه اطلاع رسانیداده های مدیریت شبکه این مشخصات، که به عنوان پایگاه اطلاعات مدیریت (MIB) شناخته می شود، عناصر داده ای را که یک میزبان یا دروازه باید ذخیره کند و عملیات مجاز روی آنها را تعریف می کند.

پروتکل انتقال فایل FTP(انتقال فایلپروتکل) دسترسی به فایل از راه دور را پیاده سازی می کند. به منظور اطمینان از انتقال مطمئن، FTP از پروتکل اتصال گرا - TCP - به عنوان انتقال خود استفاده می کند. علاوه بر پروتکل انتقال فایل، FTP خدمات دیگری نیز ارائه می دهد. این به کاربر این فرصت را می دهد کار تعاملیبرای مثال، با یک ماشین راه دور، می تواند محتویات دایرکتوری های خود را چاپ کند. در نهایت، FTP احراز هویت کاربران را تأیید می کند. قبل از دسترسی به فایل، پروتکل از کاربران می خواهد که نام کاربری و رمز عبور خود را ارائه دهند.

در پشته TCP/IP، FTP جامع ترین مجموعه خدمات فایل را ارائه می دهد، اما همچنین پیچیده ترین برای برنامه ریزی است. برنامه‌هایی که به تمام قابلیت‌های FTP نیاز ندارند، می‌توانند از پروتکل دیگری و مقرون به صرفه‌تر استفاده کنند - پروتکل انتقال فایل ساده. TFTP(پروتکل انتقال فایل بی اهمیت). این پروتکل فقط انتقال فایل را اجرا می کند و انتقال استفاده شده ساده تر از پروتکل بدون اتصال TCP - UDP است.

پروتکل شبکه راه دورانتقال جریانی از بایت ها را بین فرآیندها و همچنین بین یک فرآیند و یک ترمینال فراهم می کند. اغلب، این پروتکل برای شبیه سازی یک ترمینال کامپیوتر از راه دور استفاده می شود.

پشته IPX/SPX

این پشته، پشته پروتکل اصلی Novell است که در اوایل دهه 80 برای سیستم عامل شبکه NetWare خود توسعه داد. پروتکل های Internetwork Packet Exchange (IPX) و Sequnced Packet Exchange (SPX) که نام این پشته را می دهند، انطباق مستقیم پروتکل های XNS زیراکس هستند که بسیار کمتر از IPX/SPX رایج هستند. از نظر نصب، پروتکل های IPX/SPX پیشتاز هستند و این به دلیل این واقعیت است که سیستم عامل NetWare خود با سهم نصب تقریباً 65 درصدی در سراسر جهان، جایگاه پیشرو را به خود اختصاص داده است.

خانواده پروتکل Novell و مطابقت آنها با مدل ISO/OSI در شکل 1.5 ارائه شده است.

برنج. 1.5. پشته IPX/SPX

بر سطوح پیوند فیزیکی و داده شبکه های نوول از تمام پروتکل های محبوب این سطوح (اترنت، حلقه توکن، FDDI و غیره) استفاده می کنند.

بر سطح شبکه پروتکل در پشته Novell کار می کند IPXو همچنین مسیریابی پروتکل های تبادل اطلاعات پاره كردن.و NLSP(مشابه پروتکل OSPF پشته TCP/IP). IPX پروتکلی است که به آدرس دهی و مسیریابی بسته ها در شبکه های Novell می پردازد. تصمیمات مسیریابی IPX بر اساس فیلدهای آدرس در هدر بسته آن و همچنین اطلاعات حاصل از پروتکل های تبادل اطلاعات مسیریابی است. برای مثال، IPX از اطلاعات ارائه شده توسط RIP یا NLSP (NetWare Link State Protocol) برای ارسال بسته ها به رایانه مقصد یا روتر بعدی استفاده می کند. پروتکل IPX فقط از روش تبادل پیام دیتاگرام پشتیبانی می کند، به همین دلیل منابع محاسباتی را صرفه اقتصادی مصرف می کند. بنابراین، پروتکل IPX سه عملکرد را ارائه می دهد: تنظیم یک آدرس، ایجاد یک مسیر، و ارسال دیتاگرام.

لایه انتقال مدل OSI در پشته Novell با پروتکل SPX مطابقت دارد که انتقال پیام اتصال گرا را انجام می دهد.

در بالا سطوح برنامه، ارائه و جلسهپروتکل های NCP و SAP کار می کنند. پروتکل NCP(NetWare Core Protocol) پروتکلی برای تعامل بین سرور NetWare و پوسته ایستگاه کاری است. این پروتکل لایه کاربردی معماری سرویس گیرنده-سرور را در لایه های بالایی مدل OSI پیاده سازی می کند. با استفاده از توابع این پروتکل، ایستگاه کاری به سرور متصل می شود، دایرکتوری های سرور را به حروف درایو محلی نگاشت، سیستم فایل سرور را مرور می کند، کپی می کند. فایل های حذف شده، صفات آنها و ... را تغییر می دهد و تقسیم را نیز انجام می دهد چاپگر شبکهبین ایستگاه های کاری

سرورها و روترها از SAP برای تبلیغ خدمات و آدرس شبکه خود استفاده می کنند. پروتکل SAP به دستگاه های شبکه اجازه می دهد تا به طور مداوم اطلاعات مربوط به خدمات موجود در شبکه را به روز کنند. هنگام راه اندازی، سرورها از SAP برای اطلاع رسانی به بقیه شبکه در مورد خدمات خود استفاده می کنند. هنگامی که یک سرور خاموش می شود، از SAP استفاده می کند تا به شبکه اطلاع دهد که خدماتش متوقف شده است.

در شبکه های Novell، سرورهای NetWare 3.x هر دقیقه بسته های پخش SAP را ارسال می کنند. بسته های SAP به طور قابل توجهی شبکه را مسدود می کند، بنابراین یکی از وظایف اصلی روترهایی که به ارتباطات جهانی دسترسی دارند، فیلتر کردن ترافیک از بسته های SAP و بسته های RIP است.

ویژگی های پشته IPX/SPX با ویژگی های سیستم عامل NetWare، یعنی جهت گیری آن تعیین می شود. نسخه های قبلی(تا 4.0) برای کار در شبکه های محلی کوچک متشکل از رایانه های شخصی با منابع متوسط. بنابراین، ناول به پروتکل‌هایی نیاز داشت که به حداقل تعداد نیاز داشت حافظه دسترسی تصادفی(محدود در رایانه های سازگار با IBM که دارای MS-DOS تا 640 کیلوبایت هستند) و به سرعت روی پردازنده هایی با قدرت پردازش پایین اجرا می شوند. در نتیجه، پروتکل‌های پشته IPX/SPX تا همین اواخر به خوبی در شبکه‌های محلی کار می‌کردند و در شبکه‌های بزرگ شرکتی چندان خوب کار نمی‌کردند، زیرا آنها پیوندهای جهانی کند را با بسته‌های پخش بارگذاری می‌کردند که به‌شدت توسط چندین پروتکل در این پشته استفاده می‌شد (به عنوان مثال، برقراری ارتباط بین مشتریان و سرورها).

این شرایط و همچنین این واقعیت که پشته IPX/SPX متعلق به Novell است و برای پیاده سازی آن نیاز به مجوز دارد، برای مدت طولانی توزیع آن را فقط به شبکه های NetWare محدود کرده است. با این حال، تا زمانی که NetWare 4.0 منتشر شد، ناول تغییرات عمده‌ای را در پروتکل‌های خود ایجاد کرده بود و به آن ادامه می‌دهد تا آنها را برای کار در شبکه‌های شرکتی تطبیق دهد. اکنون پشته IPX/SPX نه تنها در NetWare، بلکه در چندین سیستم عامل شبکه محبوب دیگر - SCO UNIX، Sun Solaris، Microsoft Windows NT نیز پیاده سازی شده است.

پشته NetBIOS/SMB

مایکروسافت و آی‌بی‌ام روی ابزارهای شبکه‌ای برای رایانه‌های شخصی با هم کار کردند، بنابراین پشته پروتکل NetBIOS/SMB زاییده فکر مشترک آنهاست. NetBIOS در سال 1984 به عنوان یک توسعه شبکه از ویژگی های استاندارد IBM PC Basic Input/Output System (BIOS) برای برنامه شبکه PC Network از IBM که در سطح برنامه (شکل 1.6) از پروتکل SMB (Server Message Block) برای پیاده سازی خدمات شبکه استفاده می کرد.

برنج. 1.6. پشته NetBIOS/SMB

پروتکل NetBIOSدر سه سطح از مدل تعامل سیستم های باز کار می کند: شبکه، حمل و نقل و جلسه. NetBIOS می تواند سطح بالاتری از خدمات را نسبت به پروتکل های IPX و SPX ارائه دهد، اما قابلیت مسیریابی ندارد. بنابراین، NetBIOS یک پروتکل شبکه به معنای دقیق کلمه نیست. NetBIOS شامل بسیاری از توابع شبکه مفید است که می تواند به لایه های شبکه، انتقال و جلسه نسبت داده شود، اما نمی توان از آن برای مسیریابی بسته ها استفاده کرد، زیرا پروتکل تبادل فریم NetBIOS چنین مفهومی را به عنوان شبکه معرفی نمی کند. این امر استفاده از پروتکل NetBIOS را به شبکه های محلی که زیر شبکه نیستند محدود می کند. NetBIOS از دیتاگرام و ارتباطات مبتنی بر اتصال پشتیبانی می کند.

پروتکل SMBمطابق با کاربرد و سطوح نماینده مدل OSI، تعامل ایستگاه کاری با سرور را تنظیم می کند. توابع SMB شامل عملیات زیر است:

• مدیریت جلسه. ایجاد و شکستن یک کانال منطقی بین ایستگاه کاری و منابع شبکه فایل سرور.
• دسترسی به فایل یک ایستگاه کاری می‌تواند با درخواست‌هایی برای ایجاد و حذف دایرکتوری‌ها، ایجاد، باز کردن و بستن فایل‌ها، خواندن و نوشتن در فایل‌ها، تغییر نام و حذف فایل‌ها، جستجوی فایل‌ها، دریافت و تنظیم ویژگی‌های فایل، و قفل کردن رکوردها، با سرور فایل تماس بگیرد.
• خدمات چاپ. ایستگاه کاری می تواند فایل ها را برای چاپ روی سرور در صف قرار دهد و اطلاعاتی در مورد صف چاپ به دست آورد.
• سرویس پیام رسانی SMB از پیام رسانی ساده با توابع زیر پشتیبانی می کند: ارسال یک پیام ساده. ارسال پیام پخش؛ ارسال شروع بلوک پیام؛ ارسال متن بلوک پیام؛ ارسال انتهای بلوک پیام؛ نام کاربری فوروارد؛ لغو حمل و نقل؛ نام دستگاه را دریافت کنید

به دلیل تعداد زیاد برنامه هایی که از توابع API ارائه شده توسط NetBIOS استفاده می کنند، بسیاری از سیستم عامل های شبکه این توابع را به عنوان یک رابط برای پروتکل های انتقال خود پیاده سازی می کنند. NetWare برنامه ای دارد که توابع NetBIOS را بر اساس پروتکل IPX شبیه سازی می کند و شبیه سازهای نرم افزاری برای NetBIOS برای ویندوز NT و پشته TCP/IP وجود دارد.

چرا به این دانش ارزشمند نیاز داریم؟ (سرمقاله)

یک بار یکی از همکاران از من یک سوال پیچیده پرسید. خوب میگه میدونی مدل OSI چیه... و چرا بهش نیاز داری، فایده عملی این دانش چیه: مگر اینکه جلوی آدمک ها خودنمایی کنی؟ این درست نیست، مزایای این دانش یک رویکرد سیستماتیک برای حل بسیاری از مشکلات عملی است. مثلا:

• عیب یابی (