تحقیق در مورد لایه های هفت گانه مدل مرجع (osi)

word قابل ویرایش
39 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

لایه های هفت گانه مدل مرجع (osi)

مقدمه

تا چند سال قبل ، طراحی شبکه های کامپیوتری ، هنری مرموز و پیچیده بود . هر سازنده سیستم های کامپیوتری برای شبکه اش معماری خاص خود را داشت و هیچ کدام از این معماری ها با یکدیگر سازگاری نداشتند ، ولی امروزه وضعیت به کلی با گذشته متفاوت است . تقریباً کلیه دست اندرکاران صنایع مرتبط با

کامپیوتر ، روی مجموعه ای از استانداردهای بین المللی برای تشریح شبکه های کامپیوتری به توافق رسیده اند . این استاندارد ها تحت عنوان مدل مرجع اُاِس آی شناخته می شوند . در آینده نزدیک ، تقریباً تمامی معماری های دیگر برای شبکه ها ناپدید خواهند شد و کامپیوتر های سازنده به سادگی خواهند توانست با کامپیوتر های سازنده دیگر ارتباط برقرار کنند و بدین ترتیب به کارگیری شبکه ها بیش از پیش عمومیت خواهد یافت .

معرفی

سه قرن گذشته هر کدام تحت تسلط یک تکنولوژی بوده است قرن هجدهم قرن سیستم های مکانیکی بود که انقلاب صنعتی را به همراه آورد و قرن نوزدهم دوران موتورهای بخار بود در قرن بیستم تکنولوژی مسلط ،تکنولوژی جمع آوری ،پردازش و توزیع اطلاعات بوده است.همراه با دیگر تغییرات شاهد نسب شبکه های جهانی تلفنی اختراع رادیو و تلویزیون،تولد و رشد بی سابقه صنعت کامپیوتر و پرتاب ماهواره های مخابراتی بوده ایم .

همان گونه که به سالهای پایانی این قرن نزدیک می شویم تفاوت های بین جمع آوری ،انتقال ،ذخیره سازی و پردازش اطلاعات از بین می روند .و این امور به سرعت به یکدیگر نزدیک می شود .سازمانهایی به صدها دفتر که در مناطق جغرافیایی پراکنده ای قرار گرفته اند توقع دارند که اطلاعات مربوط به وضعیت دورترین دفاتر خود را با فشار تکمه دریافت کنند به موازات ازدیاد توان ما در جمع آوری،پردازش و توزیع اطلاعات و تقاضا برای پردازش پیچیده تر اطلاعات با سرعت بیشتری افزایش می یابد.

هر چند صنعت کامپیوتر در مقایسه با دیگر صنایع (مانند صنایع اتومبیل و یا حمل و نقل هوایی )صنعت جوانی است اما در زمانی کوتاه پیشرفت خیره کنند های داشته ای است دردو دهه اول پیدایش سیستم های کامپیوتری ،این سیستم ها بسیار متمرکز بوده اند و اغلب در یک اطاق بزرگ قرار داشتند معمولا این اطاق دیوارهایی شیششه ای داشت تا بینندگان بخوبی از هیبت الکترونیکی دستگاهها حظ بصر ببرند یک دانشگاه یا شرکت متوسط ممکن بود یک یا دو دستگاه کامپیوتر داشته باشد در حالی که این تعداد در سازمانهای بزرگتر به حداکثر چندین دستگاه می رسید در آن زمان این فکر که طی بیست سال آینده کامپیوتر هایی با همان توان به اندازه ای کوچک تر از یک تمبر پستی به شکل انبوه میلیونی ساخته خواهد شد.از مقوله افسانه های علمی تخیلی بود.نزدیکی بین کامپیوتر و ارتباطات آثار عمیقی بر چگونگی سازماندهی کامپیوترها داشته است.

 

ساختار شبکه

در اینجا توجه خود را از تأثیرات اجتماعی شبکه های کامپیوتری به مسائل فنی درگیر در طراحی یک شبکه معطوف می کنیم در هر شبکه مجموعه ای از ماشینها برای اجرای برنامه های کاربران وجود دارند .ما با استفاده از واژه های به کاربرده شده در اولین شبکه اساسی و مهم یعنی آرپانت این ماشینها را میزبان می نامیم واژه سیستم انتهایی نیز در مواقعی به همین منظور به کار برده می شوند میزبان ها از طریق زیر شبکه ارتباطی که بهد اختصار زیر شبکه نامیده می شوند با یکدیگر در ارتباطند وظیفه یزر شبکه حمل پیامها بین میزبانها است همان طور که سیستم تلفن کلمات را از گوینده به شنونده حمل می کنند با جدا سازی امور کاملا مخابراتی شبکه(زیر شبکه) از امور کاربردی آن (میزبان)طراحی کامل شبکه بسیار آسانتر می شود.

در اکثر شبکه های منطقه ای زیر شبکه شامل دو جزء متمایز است خطوط انتقال و عناصر راه گزینی خطوط انتقال که آنها را مدارات ،کانالها یا شاه سیمها نیز می نامند بیت های اطلاعاتی را بین مکیزبانها انتقال می دهد .

عناصر راه گزینی کامپیوتر های خاص منظور برای اتصال دو یاچند خط انتقال هستند هنگام دریافت داده بر روی یکی از خطوط ورودی عنصر راه گزینی باید خط خروجی لازم برای انتقال آنرا تعیین کند .دوباره با پیروی از واژه شناسی بکار رفته در آرکانت عناصر راه گزینی را پردازنده های واسط پیام(آی.ام.پی)خواهیم نامید اگر چه عبارت گره راه گزین بسته سیستم میانی و یا مرکز راه گزینی داده نیز متداول اند .متاسفانه توافقی بر روی واژه شناسی در این مورد وجود ندارد و هر

نویسنده از یک نام متفاوت استفاده می کند واژه آی ام پی احتمالا به اندازه واژههای دیگر مناسب است در این مدل که در شکل ۱-۲ نشان داده شده است هر میزبان به یک (و گاهی چند) پردازنده واسط متصل می شود.کلیه ترافیک ورودی به هر میزبان یا خروجی از ‌آن از طریق پردازنده واسط متصل به آن میزبان هدایت می شود.

معماریهای شبکه

شبکه های کامپیوتری نوین به شکلی بسیار ساخت یافته طراحی می شوند .

سلسله مراتب پروتکل ها

برای کاهش پیچیدگی طراحی اکثر شبکه هابه شکل مجموعه ای از لایه ها یا
سطوح سازمان بندی می شوند که در آنها هر لایه بر روی لایه دیگر قرار گرفته
است تعداد لایه ها نام هر لایه محتویات و وظایف هر لایه از یک شبکه به شبک

دیگر متفاوت است با این همه در تمامی شبکه ها هدف هر لایه ارائه خدمات
مشخصی به لایه بالاتر است به گونه ای که لایه بالاتر مستقل از جزئیات ،پیاده
سازی ،خدمات ارائه شده به آن باشد.

لایه n ام در یک ماشین متصل به شبکه با لایه n ام ماشین دیگر محاوره می

کند مجموع قواعد و قرار دادهای بکار برده شده در این محاوره را پروتکل لایه n
می نامند در شکل ۱ پروتکل های شبکه هفت لایه ای نشان داده شده است به نهادهایی که لایه های یکسان در ماشین های مختلف را تشکیل می دهند فرایندهای هم تا می گویند به عبارت دیگر این فراتیندهایی همتا هستند کگه با استفاده از پروتکل محاوره می کنند در واقع هیچ داده ای به طور مستقیم از لایه n ام یک ماشین به لایه n ام کاشین دیگر منتقل نمی شود بجای آن هر لایه داده و اطلاعات کنترلی مربوط را به لایه زیری خود انتقال می دهد این امر ادامه می یابد تا به پائین ترین لایه برسیم در زیر لایه یک رسانه فیزیکی قرار دارد که از طریق آن ارتباط واقعی انجام می پذیرد در شکل ۱ ارتباطات مجازی با خط چین و ارتباطات واقعی با خطوط پیوسته نشان داده شده است .

بین هر جفت از لایه های مجاور یک واسط قرار دارد این واسط عملیات و خدمات پایه ای که لایه زیرین به لایه بالایی ارائه می دهند را تعریف می کنند
هنگامی که طراحان شبکه نسبت به تعداد لایه های لازم و خدمات هر یک از لایه ها تصمیم می گیرند یکی از مهمترین مسایلی که در ذهن دارند تعریف روشنی از واسط های لایه هاست .انجام این مهم نیاز بدان دارد که هر لایه مجموعه مشخصی از وظایف بخوبی قابل فهم را انجام دهد وجود واسطهای مجزا علاوه بر

کاهش مقدار اطلاعات منتقل شده بین لایه ها این امکان را بوجود می آورد که پیاده سازی یک لایه را بتوان کاملا تغییر داد(مثلا کلیه خطوط تلفن را باکانالهای ماهوارهای جایگزین کرد)آنچه فقط بوسیله لایه جدید باید ارائه شود بطور دقیق همان خدماتی است که لایه زیرین قبلی به لایه مجاور بالاییخود ارائه می کرد .

مجموعه لایه ها و پروتکل ها را معماری شبکه می گویند .مشخصه های معماری باید حاوی اطلاعات کافی برای نوشتن برنامه ها و ساختن سخت افزار های هر لایه باشد به طوری که آن لایه بتواند به شکلی صحیح از پروتکل مربوط به خود اطاعت کند جزئیات پیاده سازی و مشخصه های واسط ها هیچ کدام بخشی از معماری شبکه نیستند چه اینها درون ماشین مخفی شده اند و از خارج قابل رؤیت نیستند حتی لزومی به اینکه تمامی واسط ها در ماشینهای یک شبکه مثل هم باشند نیز وجود ندارند البته هر ماشین باید بتواند

از کلیه پروتکل ها استفاده صحیح کند.

شکل ۱ – لایه ها ، پروتکل ها ، واسطه ها

شاید یک مثال بتواند ارتباطات چند لایه ای را بهتر تفهیم کند .دو فیلسوف (فرایندهای همتا در لایه سوم)را تصور کنید که یکی از آنها در کنیا و دیگری در اندونزی است و می خواهد با هم ارتباط برقرار کند چون آندو هیچکدام زبان دیگری را درک نمی کنند هر یک مترجمی را استخدام می کنند (فرایندهای همتا در لایه دوم )مترجم ها نیز هر کدام ا یک مهندس برای مخابره پیام تماس می گیرند (فرایندهای همتا در لایه اول )فیلسوف اول می خواهد مراتب احترام خود را به همتای

خود ابلاغ کند برای این منظور پیام خود را (به زبان سوواهیلی)از واسط ۳/۲ به مترجم خود می رساند تا با توجه به پروتکل لایه ۲ به زبان متقابل ترجمه شود .آنگاه مترجم پیام را برای مخابره به مهندس خود می دهد تا براساس توافق های انجام گرفته بین دو مهندس پیام به یکی از وسیله های تلگراف ،تلفن ،شبکه کامپیوتری یا روش دیگری ارسال شود (پروتکل لایه ۱)سپس پیام دریافت شده به زبان اندونزیایی از واسط۳/۲ عبور داده می شود و به فیلسوف دوم داده می شود.توجه داشته باشید که هر پروتکل تازمانی که واسط ها ثابت هستند کاملا مستقل از دیگر پروتکل ها است شاید مترجمان بخواهند ترجمه شان را به هلندی یا فرانسه انجام دهند تا زمانی که هر دو نسبت بدین امر توافق داشته باشند و واسط های خود با لایه های ۱ یا۳ را تغییر ندهند مشکلی به میان نخواهد آمد .

حال مثال فنی تری را در نظر می گیریم چگونه می توان بین لایه های بالایی شبکه هفت لایه ای شکل ۲ ارتباط بر قرار کرد ؟پیامی بنام m بوسیله فرایندی در لایه ۷ ایجاد می شوند پیام مذبور مطابق تعریف واسط لایه ۷/۶ از لایه ۷ به لایه ۶ منتقل می شود در این مثال لایه ۶ پیام را به روش خاصی تغییر می دهد ( مثلا فشرده می سازد)و پیام جدید را که آنرا m می نامیم مخابره می کند این پیام از واسط ۶/۵ به لایه ۵ منتقل می شود لایه ۵در این مثال پیام را تغییر نمی دهد بلکه فقط جریان اطلاعات را در شبکه راتنظیم می کنند (مثلا از ورود پیام های به لایه ۶ تا وقتی که آن لایه مشغول تحویل پیام هایش به لایه ۵ است جلوگیری کند).

 

شکل ۲ – مثالی از جریان اطلاعات بر اساس ارتباط مجازی در لایه ۷

در بسیاری از شبکه ها محدودیتی برای اندازه پیام ارسال شده بوسیله لایه ۴ وجود ندارد اما برای اندازه پیام ارسل شده بوسیله لایه ۳ محدودیت اعمال می شود به همین دلیل لایه ۴ باید پیام های دریافتی را به لایه های کوچکتر تقسیم کند و برای هر یک از آنها سرایند قرار دهد این سرایند شامل اطلاعات کنترلی شماره ترتیب و امکثال آن است تا لایه ۴ در ماشین مقصد بتواند پیام را به شکل یکجا شناسائی کند در بسیاری از لایه های سرایند ها شامل اندازه،زمان ،و دیگر مؤلفه های کنترلی نیز هستند.

لایه ۳ تصمیم می گیرد که از چه خط خروجی استفاده کند آنگاه سرایندهای لازم برای خود را ایجاد و به داده دریافت شده اضافه می کند سپس آنرا به لایه ۲ می فرستد لایه ۲ غلاوه بر سایند های مورد نظر خود یک پسایند نیز به داده دریافتی اضافه می کند سپس داده حاصل را به داده اول برای انتقال فیزیکی می دهد در ماشین دریافت کننده پیام رسیده به سمت بالا می رود و از لایه ها عبور می کند و در این مسیر سرایند ها پاک می شوند هیچ کدام از سرایند های متعلق به لایه هی زیرین لایه n به لایه n نمی رسد.

مهم ترین مطلبی که باید درباره شکل ۲ فهمیده شود رابطه بین ارتباطات واقعی و ارتباطات مجازی و تفاوت بین پروتکل ها و واسط ها است .فرایند های همتا در لایه ۴ تصور می کند ارتباط بین آنها به شکل افقی و بر اساس پروتکل لایه ۴ به انجام می گیرد احتمال دارد هر یک از آنها از پردازه هایی به نام های send to other side (ارسال به طرف دیگر)و Getfromotherside (دریافت از طرف دیگر )برای ارسال و دریافت پیام استفاده کنند اما در واقع این پردازنده ها تنها با لایه های زیرین خود و بوسیله واسط ۴/۳ ارتباط برقرار می کنند.

در طراحی شبکه ها تجرید بوسیله فرایندهای همتا امری بسیار مهم است بدون این کار نمی توانیم طراحی کامل یک شبکه را که کار بسیار مشکلی است به طراحی تنها چند لایه مستقل ،کوچکتر و قابل مدیریت تبدیل کنیم .

نکات طراحی لایه ها

نکات مهمی در طراحی لایه های مختلف شبکه های کامپیوتری وجود دارند که در اینجا به اختصار به برخی از آنها اشاره می کنیم.
هر لایه باید ساز و کاری برای بر قرار کردن اتصال داشته باشند از آنجا که یک شبکه معمولا تعداد زیادی کامپیوتر را در بر می گیرد و برخی از این کامپیوتر ها می توانند چندین فرایند در حال اجرا داشته باشند یک فرایند بر روی یک ماشین باید اعلام کند که با کدام فرایندها در ماشین دیگر می خواهد ارتباط برقرار کند به علت امکان وجود چندین فرایند مقصد نوعی آدرس دهی برای مشخص کردن فرایند مقصد مورد نظر مورد نیاز است .

مسأله دیگر قطع اتصالهایی است که دیگر مورد نیاز نیستند که این نکته ظاهراً قابل اغماض در واقع می تواند مشکل ساز باشد .
تصمیمات دیگری که در طراحی شبکه ها مهم اند قواعد انتقال داده هستند در برخی سیستم ها داده فقط در یک جهت منتقل می شود اینگونه ارتباطات را یکطرفه می نامند در برخی سیستم های دیگر داده در یکی از دو جهت در حال حرکت است اما نه بشکل همزمان بدین نوع از ارتباطات ،ارتباطات نیمه دو طرفه نام نهاده اند پروتکل ارتباطی همچنین باید تعداد کانالهای منطقی و اولویت های هریک را معین کند بسیاری از شبکه ها حداقل دو کانال منطقی برای هر اتصال دارند یکی برای داده عادی و یکی برای داده اضطراری .

چون مدارهای فیزیکی ارتباطی صد در صد بدون خطا نیستندکنترل خطا نیز از نکات مهم شبکه ها است.کدهای بسیاری برای آشکار سازی و تصحیح خطا وجود دارند علاوه بر این دریافت کننده باید راهی برای مطلع ساختن ارسال کننده از این مطلب که کدام یک از پیام ها درست و کدام یک غلط دریافت شده اند داشته باشند.

همه کانالهای ارتباطاتی ترتیب پیامها را به ترتیب ارسال آنها حفظ نمی کنند برای جبران از دست دادن این ترتیب پروتکل باید روشهایی را اتخاذ کند تا دریافت کننده بتواند قطعات پیامهای دریافتی را به ترتیب ارسال ردیف کند یکی از روشهای بسیار ساده شماره گذاری قطعات پیام است اما باز این سئوال باقی می ماند که با قطعاتی از پیام که خارج از تزتیب دریافت می شود چه باید کرد؟

یکی از مسائلی که در هر لایه باید در نظر گرفت جلوگیری از غرق شدن یک دریافت کننده کند در پیامهایی است که یک فرستنده سریع تر برای او ارسال می کند راه حل های بسیاری پیشنهاد شده است که بعدا بررسی می شود.همه این راه حل ها شامل نوعی باز خورد مستقیم و یا غیر مستقیم از دریافت کننده به ارسال کننده است که وضعیت فعلی دریافت کننده را اطلاع دهد .

مشکل دیگری که در برخی لایه ها باید حل عدم توانائی همه فرایند ها در قبول پیامهائی به طول نامحدود است این امر دلیل ایجاد ساز و کارهایی برای قطعه قطعه کردن انتقال و دوباره به هم چسباندن قطعات پیامها است .یکی از مسائل هم ارز این مطلب این است که برخی فرایند ها اصرار بر ارسال واحدهایی بسیار کوچک از داده دارند که ارسال هر یک از آنها به تنهایی مقرون به صرفه نیست و کارایی را به پایین می آورد در اینجا راه حل ممکن جمع آوری چند پیام کوچک دارای مقصدی مشترک و ارسال یک جای آنها و سپس جدا سازی آنها در مقصد است .

هنگامی که ایجاد یک اتصال جداگانه برای هر زوج از فرایند های مایل به ایجاد ارتباط گرانقیمت و یا مشکل باشد لایه زیرین می تواند از یک اتصال بطور همزمان برای چند محاوره مختلف استفاده کنند این عمل تا زمانی که چند تافت سازی و سپس وا تافت سازی پیام ها به شکلی ناپیدا انجام پذیرد می تواند بوسیله هر لایه ای مورد استفاده قرار گیرد .چند تافت سازی در لایه فیزیکی در مواردی که مثلا همه ارتباطات فقط بوسیله چند مدار فیزیکی باید انجام پذیرد نیز مورد نیاز است .

اگر مسیر های متعددی بین ارسال کننده و دریافت کننده موجود باشد باید یکی از این مسیر ها انجام شود گاهی تصمصم باید بین دو یا چند لایه اتخاذ شود مثلا برای انتقال داده از لندن به رم ممکن است تصمیمی در سطوح بالا اتخاذ شود که انتقال از طریق فرانسه یا آلمان بسته به قوانین داخلی خاص آنها انجام گیرد و یا بر اساس حجم ترافیک فعلی تصمیمی در سطوح پائین تر برای انتخاب یکی از خطوط قابل استفاده اتخاذ شود .

مدل مرجع اُ اِس آی

اکنون که در خصوص لایه ها بشکل عمومی بحث کرده ایم لازم است در مورد مجموعه لایه هایی که در تمامی این کتاب مورد استفاده قرار می گیرد نیز اشاره ای داشته باشیم مدل مورد نظر در شکل ۳ نشان داده شده است این مدل بر مبنای پیشنهاد سازماناستانداردهای بین المللی (آی اس ا) بنا شده است که بعنوان اولین قدم بسوی استاندارد سازی پروتکل های مختلف است.(دی و زیمبرمان ۱۹۸۳) این مدل ،مدل مرجع (آی اس ا) برای اتصال سیستم های باز (ااس آی ) نامیده می شوند چون که این مدل در رابطه با متصل کردن سیستم هایی که برای ارتباط با سیستم های دیگر باز هستند تعریف شده اند برای اختصار آنرا مدل (ا ای آی ) می نامیم.

مدل (ا اس آی) دارای هفت لایه است اصولی که منجر به این هفت لایه شده اند به شرح زیر هستند .
۱-لایه جدید در جائی ایجاد می شوند که یک سطح جدید از تجرید مورد نیاز باشند .
۲-هر لایه باید اعمال خاص و کاملا تعریف شده خود را انجام دهند.
۳- اعمالی که هر لایه انجام می دهد باید با توجه به پروتکل های بین المللی استاندارد شده انتخاب شوند.
۴- محدوده لایه ها باید چنان انتخاب شود که جریان اطلاعات بین واسط ها به حداقل ممکن برسد .
۵-تعداد لایه ها آنقدر کم انتخاب نشود که یک لایه مجبور به انجام اعمال مجزا و مستقل زیادی شود و این تعداد آن زیاد نباشد که معماری آن غیر قابل مدیریت شود.

شکل ۳ – معماری شبکه که بر اساس مدل اواس آی تهیه شده است

در زیر بخشهایی از لایه های مدل (ا اس آی ) را به ترتیب مورد بحث قرار خواهیم داد .توجه داشته باشید که این مدل به تنهایی یک معماری شبکه نیست چون خدمات هر لایه و پروتکل های آن رامشخص نمی کند این مدل فقط اعمال انجام گرفته بوسیله هر لایه را معین می کند.با وجود این ا اس آی استانداردهایی بای هر لایه به وجو آورده است هر چند این استانداردها لزوما بخشی از مدل نیستند هر یک از این استانداردها به شکل جداگانه تحت عنوان یک استاندارد بین المللی چاپ شده است .

لایه فیزیکی

لایه فیزیکی مسئول ارسال بیت های خام بر روی یک کانال ارتباطی است در طراحی این لایه مهم این است که یک بیت ارسالی با مقداری یک بوسیله دریافت کننده نیز با مقدار یک و نه صفر دریافت شود سئوالاتی که معمولا در این طراحی باید به آن پاسخ داد این است که چند ولت الکتریسیته روی کانال نشانگر مقدار یک و چند ولت نشانگر صفر باشد و اینکه هر بیت میکروثانیه طول بکشد همچنین آیا می توان به شکل هم زمان ارتباطی دو طرفه بر قرار کرد و یا چگونه می توان اتصال اولیه را بر قرار و در انتهای ارتباط آنرا قطع کرد تعداد پلیه های اتصال دهنده شبکه چه تعدادی باید باشد و اینکه هر پایه به چه منظوری مورد استفاده قرار خواهد گرفت نکات طراحی در این مرحله مربوط به واسط های مکانیکی ،الکتریکی و رویه ای است و نیز به رسانه فیزیکی انتقال که زیر لایه فیزیکی قرار دارد مربوط می شود طراحی لایه فیزیکی در محدوده فعالیت های یک مهندس برق است .

لایه پیوند داده

کار مهم لایه پیوند داده این است که با استفاده از امکانات انتقال اطلاعات خام یک خط را از دید لایه شبکه به خطی تبدیل کند که بدون خطا عمل انتقال اطلاعات را انجام دهد برای انجام این کار لایه پیوند داده فرستنده را وادار می کند تا داده ورودی را به تعدادی قاب داده (معمولا چند صد بایت ) تقسیم کند این قابها را به ترتیب و پشت سر هم برای دریافت کننده ارسال دارد و قابهای تصدیق را از طرف دریافت کننده ارسال می شوند.پردازش کنند بدلیل اینکه لایه فیزیکی فقط رشته هایی از بیت را دریافت و بدون توجه به ساختمان و معنای این بیت ها آنها را ارسال میدارند این بر عهده لایه پیوند داده است.که محدوده قاب داده را تشخیص دهد این امر می تواند با اضافه کردن یک الگو از بیت ها در ابتدا و انتهای قاب داده انجام گیرد البته باید ترتیبی اتخاذ گردد تا اگر این الگو از بیت ها بطور اتفاقی در بین داده یافت شود موجب اختلال در کار ارسال نشود.

نویز روی خط می تواند یک قاب داده را کاملا از بین ببرد در چنین حالتی نرم افزار لایه پیوند داده در ماشین مبدأ باید آن قاب را دوباره ارسال دارد اما انتقال دوباره قابها می تواند قابهای تکراری در شبکه ایجاد کند مثلا در صورتی که تصویر یک قاب که از دریافت کننده به فرستنده ارسال می شود در راه گم شود فرستنده ممکن است آن قاب را دوباره بفرستد وظیفه لایه پیوند داده است که مشکلات ناشی از خراب شدن ،گم شدن و تکراری شدن قابها را حل کند لایه پیوند داده همچنین ممکن است خدمات مختلفی را به لایه شبکه ارائه کند این خدمات از کیفیت های مختلفی بر خوردار است و ایجاد آنها هزینه های متفاوتی خواهد

داشت مطلب دیگری که درلایه پیوند داده و همچنین دیگر لایه ها مورد توجه قرار می گیرد اینست که چگونه می توان از غرق شدن دریافت کننده ای کند در اطلاعات ارسالی از سوی یک فرستنده سریع جلوگیری کرد.برخی قواعد ترافیک باید مورد استفاده قرارگیرد تا بدین وسیله فرستنده مطلع شود که دریافت کننده چه تعداد میانگین جهت دریافت پیام در اختیار دارد به منظور ایجاد سهولت،امر تنظیم جریان داده و تحمل خرابی و خطا به شکل یک پارچه پیاده سازی می شود .
یک خط می تواند برای ارسال داده درهر دو جهت مورد استفاده قرار گیرد این امر مشکلات تازه ای برای لایه پیوند داده شده ایجاد می کند مشکل این است که ترافیک قابهای تصدیق برای قابهای ارسالی از A بهB با ترافیک قابهای معمولی که B می خواهد به A ارسال کند برای در اختیار گرفتن خط بین A و B رقابت می کنند یک راه حل زیرکانه برای این مسئله این است کهتصدیق قابهای ارسالی از A به B را بر قابی را B می خواهد برای A بفرستد سوار کند در باره این راه حل بهدا بطور مفصل صحبت خواهیم کرد.

لایه شبکه

لایه شبکه امور مربوط به کنترل عملیات زیر شبکه را انجام می دهد مطلب مهم در طراحی این لایه تعیین این امر است که چگونه بسته های ارسالی از مبدأ به مقصد مسیر یابی می شوند.مسیر های مختلف می توانند بر اساس جدولهایی باشند که در شبکه تعبیه شده اند و به ندرت تغغیر می کنند این مسیرها همچنین می توانند در ابتد ا ی هر مکالمه مثلا یک اجلاس پایانه ای و یا در نهایت به شکل کاملا پویا تعیین شوند در حالت کاملا پویا مسیر هر بسته به طور

مستقل و بر اساس بار شبکه تعیین می شوند اگر تعداد زیادی بسته در یک زمان و در زیر شبکه موجود باشد این بسته ها در راه یکدیگر قرار می گیرند و موجب تنگنا هایی در شبکه می شوند کنترل این ازدحام نیز بر عهده لایه شبکه است با توجه به اینکه استفاده از شبکه هزینه های در بر دارد نرم افزارهایی برای

حساب داری در لایه شبکه تعبیبه شده است این نرم افزارها حداقل باید تعداد بسته ها و یا تعداد بیت و یا نویسه هایی را که هر مشتری روی شبکه می فرستد محاسبه و صورت حساب تنظیم کند هنگامی که یک بسته از مرز یک کشور می گذرد ممکن است نرخهای مختلفی بر آن اعمال شود که این امر حساب داری را مشکل می سازد .

هنگامی که یک بسته در راه رسیدن به مقصد از یک شبکه به شبکه دیگر می شود مشکلات بسیاری میتواند بروز کند نحوه آدرس دهی در شبکه ممکن است با شبکه اول متفاوت باشد شبکه دوم ممکن است اصولا بسته های شبکه اول را به دلیل مثلا اندازه خیلی بزرگشان قبول نکند پروتکل ها نیز ممکن است متفاوت باشند وظیفه لایه شبکه است که این مشکلات را مرتفع سازد و امکان متصل شدن شبکه های ناهمگن را فراهم سازد در شبکه های داده فرا کم مسئله مسیر یابی بسیار ساده است بنابراین لایه شبکه در چنین شبکه هایی خیلی نازک است و ممکن است حتی وجود نداشته باشد .

لایه حمل

کار اصلی لایه حمل دریافت داده از لایهاجلاس تقسیم آن به قطعات کوچک تر برای انتقال به لایه شبکه و تضمین این امر است که این قطعات صحیح و سالم به مقصد برسند به علاوه کلیه این امور باید به شکل کارا و با هزینه کم انجام گیرد به طوری که لایه اجلاس از تغییرات غیر قابل اجتناب د ر سخت افزار در امان و بدون تغییر باقی بماند .

در شرایط معمولی لایه حمل برای هر اتصال در سطح لایه خود که از سوی لایه اجلاس در خواست می شود یک اتصال مستقل در شبکه ایجاد می کنند با وجود این اگر اتصال در سطح لایه حمل نیاز به توان عملیاتی بالایی داشته باشد لایه حمل ممکن است چندین اتصال در سطح لایه شبکه ایجاد کند تا بتواند داده انتقالی را در این اتصالات تقسیم کند و توان عملیاتی را بالا ببرد از طرف دیگر اگر ایجاد و نگهداری اتصالات در سطح لایه شبکه گران تمام شود لایه حمل می تواند چندین اتصال در سطح لایه حمل را در یک اتصال در سطح لایه شبکه چند تافت سازد با این کار هزینه کل پائین می اید در کلیه حالات لازم است که لایه حمل امر چند تافت سازی را از دیدگاه لایه اجلاس مخفی کند.

لایه حمل همچنین تعیین می کند که چه نوع خدماتی را به لایه اجلاسو در نهایت به استفاده کننده شبکه ارائه می دهد رایج ترین نوع اتصال در سطح این لایه کانال نکته به نکته ای است که عاری از خطا بوده و پیام ها را به ترتیب ارسال به دریافت کننده تحویل می دهد با وجود این دیگر خدمات لایه حمل می تواند ارسال پیام های مستقل بدون هیچگونه تضمینی در ترنیب دریافت آنها بوسیله دریافت کننده و یا داده پراکنی پیامها برای چندین مقصد باشد نوع این خدمات در زمان بر قراری اتصال مشخص می شود .

لایه حمل یک لایه مبدأ-به-مقصد و یا انتها به انتها است بعبارت دیگر یک برنامه برروی ماشین مبدأ مکالمه ای را به کمک سرایند ها و پیامهای کنترلی با برنامه مشابهی بر روی ماشین مقصد بر قرار می کند در لایه های پائینی پروتکل بین یک ماشین و ماشین مجاور آن عمل می کند نه بین ماشین مبدا و مقصد که ممکن است بوسیله چندین پردازنده واسط از یکدیگر جدا باشد فرق بین لایه های اول تا سوم و لایه های چهارم تا هفتم که لایه های انتها به انتها هستند در شکل ۷-۱ نشان داده شده است.

بسیاری از مییزبان ها سیستم های چند برنامه ای هستند این بدان معنا است که چندین اتصال وارد سیستم میزبان و از آن خارج می شوند بنابر این لازم است بوسیله اطلاعاتی مشخص شود که چه پیامی به چه اتصالی مربوط می شود سراید حمل (H4 در شکل ۲)یکی از محلهایی است که می توان این اطلاعات را در آن قرار داد.

علاوه بر چند تافت سازی چند جریان از پیامها در یک کانال لایه حمل در بر قراری و قطع اتصالها نیز فعال است برای رسیدن به هدف نامگذاری خاصی برای مشخص کردن اینکه هر فرایند در یک ماشین با چه فرایندی در ماشین دیگرمی خواهد ارتباط بر قرار کند لازم است همچنین سازوکاری برای تنظیم جریان داده در شبکه لازم است تا یک میزبان سریع نتواند یک میزبان کند تر را در اطلاعات ارسالی قطع کند کنترل جریان بین میزبانها از کنترل جریان بین پردازنده های واصل متفاوت است هر چند در آینده خواهیم دید که قوانین مشابهی بر هر دو حاکم است.

لایه اجلاس

لایه اجلاس به کاربران ماشین های مختلف این امکان را می دهد که اجلاسی بین یکدیگر داشته باشند یک اجلاس حمل عادی داده را همانند لایه حمل اما با ارائه برخی خدمات برای کاربردهای خاص ممکن می سازد یک اجلاس می تواند برای ورود کاربران به یک سیستم اشتنراک زمانی از راه دور یا برای انتقال پرونده ها بین دو ماشین بکار برده می شود.

یکی از خدمات لایه اجلاس مدیریت و کنترل محاوره است ،اجلاس ها انتقال دو طرفه و همزمان یا یکطرفه داده را ممکن می سازد در صورتی که ترافیک فقط در یک جهت در هر زمان ممکن باشد (مانند یک ریا راه آهن)لایه اجلاس حساب نوبت ها را نگه خواهد داشت .
یکی دیگر از خدمات لایه اجلاس مدیریت نشانه است در برخی از پروتکل لازم است تا دو طرف محاوره یک کار را همزمان با هم شروع نکند برای مدیریت این کار لایه اجلاس نشانه هایی را تأمین می کند که می تواند بین ماشین های مبدا و مقصد رد و بدل شود فقط طرفی را که نشانه در اختیار دارد می تواند عملیات حساس از نوع فوق را انجام دهد .

از دیگر خدمات این لایه همگام سازی است مثلا به مشکلات ناشی از یک انتقال پرونده دو ساعته که از طریق کانالی انجام می گیرد که زمان بین دو خرابی آن یک ساعت است توجه کنید پس از هر قطعه ارتباط پرونده باید از ابتدا انتقال یابد و بدین ترتیب عملا انتقال آن با استفاده از کانال مذبور غیر ممکن خواهد بود برای از بین بردن این مشکل لایه اجلاس در داده ارسالی نقاط وارسی اضافه می کنند تا پس از قطع ارتباط تنها داده های‌که بعد از آخرین نقطه وارسی ارسال شده‌اند دوباره فرستاده شوند .

لایه ارائه

لایه ارائه وظایفی را انجام می دهد که درخواست انجام آنها به حدی رسیده است که یافتن راه حل عمومی را اجتناب ناپذیر می سازد و نمی توان کاربران را در یافتن راه حل آنها‌آزاد گذاشت بخصوص بر خلاف لایه های زیرین که فقط متوجه انتقال بیت ها زا جائی بجائی دیگر هستند لایه ارائه قواعد نحوی و معنای اطلاعات ارسالی رابررسی می کند.

نمونه بارز از خدمات لایه ارائه کد گذاری داده مطابق یک استاندارد از پیش توافق شده است برنامه های کاربدی معمولا مجموعه ای از بیت های دودویی تصادفی را رد و ب دل نمی کند آنها اطلاعاتی چون نام ها ،تاریخ ها،مقادیر پول و امثال آنرا منطقل می کنند چنین مواردی بوسیله رشته های نویسه ای اعداد صحیح و اعشاری و یا بشکل ساختار داده ای مرکب متشکل از چندین گونه داده ای ساده تر نشان داده می شوند کامپیوتر های مختلف کدهای متفاوتی برای نشان

دادن نویسه ها (مانند کد اسکی و یا ابسیدیک)اعداد صحیح(مانند مکمل یک و مکمل دو)و دیگر موارد بکار می رود برای ممکن سازی ارتباط بین داده کامپیوتر هایی که بروش مختلف کد گذاری می کنند ساختار داده ای تبادل شده را می توان بشکلی مجرد تعریف کرد و سپس بر اساس یک استاندارد کد گذاری بر روی خط برد مدیریت تجرید ساختار داده ای و تبدیل نمادهای مورد استفاده یک کامپیوتر به نمادهای مورد استفاده شبکه بوسیله لایه ارائه انجام می پذیرد .
لایه ارائه با جوانب دیگر کد گذاری اطلاعات نیز سر و کاتر دارد مثلا فشرده سازی داده می تواند برای کاهش بیدهای انتقالی و همچنین رمز گذاری به منطظور حفاظت از اطلاعات بکار برده شود.

لایه کاربرد

لایه کاربرد حاوی مجموعه ای از پرو تکل های متفاوت است که مورد استفاده عموم قرار می گیرد مثلا صد نوع پایانه نا سازگار در جهان وجود دارد مشکلات طراحی یک نرم افزار ویراستار متن را که قرار است بر روی شبکه با همه این پایانه ها کار کند را تصور کنید.

یکی از راه حل های این مشکل تعریف پایانه مجازی شبکه است که می توان ویراستارها را برای کار با آن طراحی کرد برای یک پایانه واقعی باید نرم افزاری نوشت که عملیات پایانه مجازی شبکه را در آن پایانه واقعی انجام دهد مثلا هنگامی که یک کاربر مکان نما را به سمت چپ بالای صفحه تصویر در پایانه مجازی حرکت می دهد این برنامه باید چنان عمل کند که مکان نما در پایانه واقعی نیز به همان محل منتقل شود نرم افزارهای لازم برای کار با پایانه مجازی در لایه کاربرد قرار می گیرند.

از دیگر اعمال لایه کاربرد انتقال پرونده هاست سیستم های مختلف قرار دادهای متفاوتی برای نام گذاری پرونده هاو نیز برای نشان دادن خطوط متن دارد انتقال یک پرونده بین دو سیستم متفاوت نیاز به بررسی اختلاف موجود در سیستم پروند های آنها دارد این کار نیز برعهده لایه کاربرد قرار داده شده است علاوه بر این پست الکترونیکی ورود به سیستم از راه دور جستجوی فهرست راهنما و تعبیه دیگر امکانات همه منظوره و خاص منظوره بر عهده این لایه است.

انتقال داده در مدل اُ اِس آی

مثالی از چگونگی انتقال داده با استفاده مدل ا اس آی در شکل ۴ نشان داده شده است فرایندی می خواهد داده ای را برای فرایند دیگر ارسال کند این داده به لایه کاربرد منتقل میشود که در آنجا سرایند کاربرد که ممکن است تهی باشد بدان اضافه میشود و آنگاه مجموعه داده حاصل به لایه ارائه تحویل داده میشود .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 39 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد