امین صیامی

آموزش نتورک پلاس فصل چهارم

درس اول : شباهت ساختار پست با مدل OSI

قبل از اینکه درباره مدل OSI صحبت کنیم و توضیح دهیم که حقیقتا مدل OSI چیست بایستی کمی بیشتر درباره تعریف پروتکل صحبت کنیم .
اگر به یاد داشته باشید در مباحث قبلی توضیح دادیم که پروتکل مجموعه ای است از قوانین و رویه ها که برای برقراری ارتباط به آن نیاز داریم . برای این که این مفهوم را برای شما روشن کنیم به توضیح یک پروتکل خارج از دنیای شبکه می پردازیم .

فرض کنید که می خواهید نامه ای را برای دوست خود در شهر دیگری ارسال کنید . چه کارهایی انجام خواهید داد. در ابتدا نامه را نوشته و در پاکت نامه قرار می دهید . سپس شرکتی را برای ارسال نامه به مقصد انتخاب می کنید . در اینجا اداره پست را انتخاب می کنیم . اداره پست برای اینکه نامه شما از مقصد به مبدا به صورت مطمئن ارسال گردد , یکسری قوانین و رویه ها (پروتکل ها) را تعریف می کند . پس دراینجا اداره پست را مجموعه پروتکل ها (Protocol Stack) و هریک از قوانین آن را زیر پروتکل (Sub Protocol) در نظر می گیریم . حالا این زیر پروتکل ها چیست ؟ مثلا نوشتن آدرس مبدا و مقصد براساس فرمت خاصی بر روی پاکت نامه در مکان مشخصی . نوشتن کد پستی مبدا و مقصد بر روی پاکت نامه در محل مشخصی . انداختن پاکت نامه در صندوق پست .

حال فرض کنید که آدرس مقصد را وارد نکنید . یا اینکه به جای انداختن پاکت نامه در داخل صندوق پست آن را در داخل صندوق صدقات قرار دهید . چه اتفاقی رخ می دهد . واضح است نامه شما به مقصد نمی رسد .

دقیقا چنین پروسه ای در داخل شبکه برای ارتباط کامپیوتر ها با یکدیگر وجود دارد . کامپیوتر ها در شبکه برای برقراری ارتباط با یکدیگر بایستی یکسری قوانین و رویه های یکسان (پروتکل های مشخص) را قبول نمایند .

حال تمامی این مطالب چه ربطی به مدل OSI داشت ؟

در این مثال توضیح دادیم که برای ارسال نامه به مقصد بایستی رویه های زیر انجام گیرند :

بسته بندی , آدرس دهی , پرداخت هزینه , قرار دادن در میسر شبکه پست .
مدل OSI پروتکلی است که در شبکه کاربرد دارد و پروسه ای مشابه آنچه بیان کردیم را دنبال می کند .
اینترنت پر سرعت وایرلس

در سال ۱۹۷۰ سازمان بین المللی استاندارد (ISO (International Standards Organization مدل OSI را به عنوان مدل مرجع برای تعریف استاندارد های اصلی برای ایجاد ارتباط در شبکه به وجود آورد . در بخش هایلایت شده بیشتر دقت کنید . ** تعریف استانداردهای اصلی برای ایجاد ارتباط در شبکه **. در حقیقت OSI یکسری قوانین وضع می کند که همه کامپیوتر ها در شبکه بایستی از آن استفاده کنند . همه آنها بایستی داده ها را بسته بندی کنند , آدرس دهی کنند , و در مسیر شبکه قرار دهند .

اکنون که یک دید کلی از این مدل پیدا کردید , بیایید کمی عمیق تر به آن نگاه کنیم . اولین چیزی که بایستی درباره این مدل بدانید این است که این مدل از ۷ لایه تشکیل شده است و حقیقتا اولین چیزی که شما بایستی درباره این مدل بدانید این است که این اسامی و مفهوم این هفت لایه را فرا بگیرید .

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

قبل از شروع به توضیح این هفت لایه خوب است بدانید که مدل OSI در یک کورس آموزشی چند صفحه ای نمی گنجد و می توان درباره آن چندین کتاب نوشت ولی آنچه که در اینجا بیان می کنیم آن چیزی است که شما برای کورس Network + به آن نیاز دارید و دانستن این مفاهیم باعث درک درست شما از مطالبی می شود که در ادامه آموزش بیان خواهیم کرد .

این لایه ها از پایین به بالا شماره گذاری می شوند یعنی لایه Physical اولین لایه , لایه Data Link دومین لایه و تا لایه Application که هفتمین لایه است و دلیل این نحوه شماره گذاری سیر تکمیلی این لایه ها می باشد . زمانی که کامپیوتر ها بدون آی پی به انتقال داده می پرداختند لایه Network نیز وجود نداشت . با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی این لایه ها کامل گردیدند .

برای بسیاری از افراد دشوار است که تصور کنند که این هفت لایه کجا قرار دارند ؟ زیرا این لایه ها قابل لمس نیستند و به صورت شی فیزیکی وجود ندارند و مثلا نمی توان کنترل پانل را باز نمود و این هفت لایه را مشاهده کرد . با این وجود , این لایه ها به صورت حقیقی وجود دارند ولی در هیچ کجا قابل مشاهده نیستند . در حقیقت این لایه ها پروسه ای هستند که یک داده بوجود می آید در مسیر شبکه سازماندهی می شود و به مقصد می رسد .

اکنون به شرح هفت لایه شبکه می پردازیم

ابتدا به توضیح لایه Application می پردازیم و دلیل این که از لایه هفتم شروع می کنیم این است که اولین پروسه از سازماندهی داده در این لایه صورت می پذیرد تا به لایه های پایین تر برسد . لایه Application Network API در حقیقت لایه رابط برنامه نویسی بین کامپیوتر و شبکه می باشد . برنامه های کامپیوتر از طریق این رابط با شبکه ارتباط برقرار می کنند .

لایه ششم Presentation می باشد که وظیفه فرمت دهی داده را بر عهده دارد (Formatting Data) .

لایه پنجم Session می باشد که وظیفه آن همگام سازی و همزمان سازی ارتباط بین دو کامپیوتر مبدا و مقصد می باشد و بررسی می کند که دو کامپیوتر هماهنگ هستند و هیچ داده ای از بین نمی رود . (Synchronization) .

لایه چهارم Transport است . وقتی می خواهیم یک داده را در شبکه ارسال کنیم نمی توانیم تمام بیت های اطلاعاتی را به یک باره و یکجا ارسال کنیم . در نتیجه بایستی آنرا به Packet هایی تبدیل کنیم . وظیفه لایه Transport یا انتقال همین تبدیل داده به بسته های کوچک است . (Packets)

لایه سوم Network . به یاد دارید که گفتیم برای این که یک بسته به مقصد برسد , بایستی آدرس مبدا و مقصد بر روی آن قرار داشته باشد . در اینجا نیز وظیفه لایه Network آدرس دهی و مسیریابی بسته است . آدرس دهی در کامپیوتر توسط IP Address صورت می پذیرد که در مباحث بعدی درباره آن به صورت کامل شرح می دهیم . (Addressing / Routing)

لایه دوم Data Link که وظیفه آن Data Frames یا بسته بندی داده را برعهده دارد در این لایه همچنین برچسب مک آدرس به بسته اضافه می شود . (Data Frames)

لایه آخر یا بهتر است بگوییم لایه شماره یک لایه Physical یا فیزیکی شبکه است و حالتی را که کامپیوتر به شبکه متصل شده است را نشان می دهد . (Hardware)

درس چهارم : جریان داده در مدل OSI

حال که مفهوم و وظیفه هرکدام از این لایه ها را درک نمودید . با توجه به شکل زیر مسیر حرکت یک داده از کامپیوتر فرستنده داده (Sending Computer) به کامپیوتر گیرنده داده (Receiving Computer) را ببینید .

همانطور که در شکل می بینید کامپیوتر فرستند در سمت چپ شروع به ارسال داده می کند .
در لایه Application برنامه با شبکه ارتباط برقرار می کند
در لایه Presentation داده فرمت دهی می شود
در لایه Session داده ها همزمان سازی و همگام سازی می شوند
در لایه Transport داده ها به بسته ها کوچک تر تقسیم می شوند

در لایه Network مسیر یابی و آدرس دهی (Ip Addressing) صورت می گیرد
در لایه Data Link داده ها در چارچوب و به اصطلاح پاکت نامه قرار داده می شوند و مک به آن اضافه می گردد
در لایه Physical پاکت نامه از طریق کارت شبکه و مسیر کابل به لایه Physical کامپیوتر مقصد می رسد .

در طول مسیری که ذکر کردیم داده خام ما در لایه Application به یک داده بسته بندی شده در لایه Physical تبدیل شد و در هر لایه یکسری اطلاعات به آن اضافه شد . اکنون در کامپیوتر مقصد هرکدام از این اطلاعات چک می شود و بسته اطلاعاتی ما دوباره به داده خام تبدیل می گردد .

بعد از عبور بسته از لایه فیزیکی مقصد به لایه Data Link می رسد

در لایه Data Link بسته اطلاعاتی باز می شود مک آدرس چک می شود و در صورت صحت آن به لایه بعدی منتقل می گردد
در لایه Network آدرس مبدا و مقصد چک می شود و در صورت صحت اطلاعات به لایه بالاتر منتقل می گردد
در لایه Transport داده ای که به بسته های کوچک تبدیل شده بود یکی شده

در لایه Session بار دیگر همزمان بودن بسته ها چک می شود

در لایه Formatting داده به فرمت و شکل اولیه بازگشته
و در نهایت از طریق رابط نرم افزاری یا لایه Application داده از مسیر شبکه با نرم افزار مورد نظر ارتباط برقرار می کند و یک داده خام مجددا به مقصد می رسد .
تنها مطلبی که بایستی در اینجا پرداخت این است که برخی از دیوایس های شبکه در لایه خاصی از مدل OSI فعالیت می کنند .
منظور از فعالیت یک دیوایس سخت افزاری در لایه خاصی از شبکه چیست ؟
منظور این است که هر دیوایس شبکه دانش محدودی دارد . با مثال بیان می کنم . Hub و Repeater که تنها مانند یک دریچه در انتقال داده کار می کنند, در لایه Physical شبکه کار می کنند و درکی از لایه های بالاتر ندارند . یا دیوایسی همچون Switch در لایه Data Link فعالیت می کند و دانش به کار رفته در لایه Network را ندارد در حالی که دیوایس همچون Router دانش به کار رفته در لایه Network را دارند . جالب است بدانید که سوییچ های جدید دانش کار با آی پی آدرس را دارند و می توانند در لایه Network نیز کار کنند .

به یاد دارید که گفتیم برای این که دو کامپیوتر قادر به صحبت با یکدیگر باشند بایستی از پروتکل یکسانی استفاده کنند . حال در صورتی که این اتفاق صورت نپذیرد می توان با استفاده از Gateway یا همان مترجم پروتکل ها این ارتباط را صورت داد . Gateway به دلیل ماهیت نرم افزاری در لایه Application فعالیت می کند .