پروتکل ssl در چه سطحی از مدل osi کار می کند. مدل مرجع OSI

دسترسی به محیط شبکه در همان زمان، لایه پیوندفرآیند قرار دادن داده های ارسالی در محیط فیزیکی را مدیریت می کند. از همین رو لایه پیوندبه 2 زیرسطح تقسیم شده است (شکل 5.1): سطح فرعی بالا کنترل کانال منطقی انتقال داده( کنترل پیوند منطقی - LLC) که در همه فناوری ها و زیرسطح پایینی مشترک است کنترل دسترسی رسانه ها(کنترل دسترسی به رسانه - مک). علاوه بر این، ابزارهای لایه پیوند به شما امکان می دهند خطاهای موجود در داده های ارسالی را شناسایی کنید.

برنج. 5.1.

تعامل گره های شبکه محلی بر اساس پروتکل های لایه پیوند رخ می دهد. انتقال داده در شبکه های محلی در فواصل نسبتاً کوتاه (داخل ساختمان ها یا بین ساختمان های نزدیک) اما با سرعت بالا (10 مگابیت بر ثانیه - 100 گیگابیت بر ثانیه) انجام می شود. فاصله و سرعت انتقالداده ها توسط تجهیزات استانداردهای مربوطه تعیین می شود.

موسسه بین المللی مهندسین برق و الکترونیک - IEEE) خانواده استانداردهای 802.x توسعه یافته است که عملکرد پیوند داده و لایه های فیزیکی مدل هفت لایه ISO/OSI را تنظیم می کند. تعدادی از این پروتکل ها برای همه فناوری ها مشترک هستند، به عنوان مثال استاندارد 802.2 دیگر (به عنوان مثال، 802.3، 802.3u، 802.5) ویژگی های فناوری های شبکه محلی را تعریف می کند.

زیرلایه LLCدر حال اجرا شدن نرم افزار. در لایه فرعی LLC، چندین روش وجود دارد که به شما امکان می دهد قبل از ارسال فریم های حاوی داده، ارتباط برقرار کنید یا برقرار نکنید، در صورت گم شدن یا تشخیص خطا، فریم ها را بازیابی یا بازیابی نکنید. سطح فرعی LLC ارتباط با پروتکل های لایه شبکه را پیاده سازی می کند، معمولاً با پروتکل IP. ارتباط با لایه شبکه و تعریف رویه های منطقی برای انتقال فریم ها روی شبکه، پروتکل 802.2 را پیاده سازی می کند. پروتکل 802.1 یک تعریف کلی از شبکه های محلی، مربوط به مدل ISO/OSI ارائه می دهد. همچنین تغییراتی در این پروتکل وجود دارد.

زیرلایه MAC ویژگی های دسترسی به رسانه فیزیکی را تعیین می کندهنگام استفاده از فناوری های مختلف شبکه محلی. هر فناوری لایه MAC (هر پروتکل: 802.3، 802.3u، 802.3z، و غیره) با چندین نوع مشخصات لایه فیزیکی (پروتکل ها) مطابقت دارد (شکل 5.1). مشخصاتفناوری لایه MAC - محیط لایه فیزیکی و پارامترهای اساسی انتقال داده را تعریف می کند. سرعت انتقال، نوع متوسط، باند باریک یا پهن باند).

در سطح پیوند سمت فرستنده، تشکیل می شود قاب، که در آن بسته کپسوله شده است. فرآیند کپسوله سازی یک فریم هدر و تریلر را به بسته پروتکل شبکه مانند IP اضافه می کند. بنابراین، چارچوب هر فناوری شبکه از سه بخش تشکیل شده است:

• سرتیتر,
• فیلدهای دادهجایی که بسته در آن قرار دارد،
• سوئیچ محدود.

در سمت دریافت کننده، فرآیند کپسولاسیون معکوس زمانی که یک بسته از قاب استخراج می شود، اجرا می شود.

سرفصلشامل جداکننده فریم، آدرس و فیلدهای کنترل است. جداکننده هافریم ها به شما این امکان را می دهند که شروع یک فریم را تعیین کنید و از همگام سازی بین فرستنده و گیرنده اطمینان حاصل کنید. آدرس هالایه پیوند آدرس های فیزیکی هستند. هنگام استفاده از فناوری های سازگار با اترنت، آدرس دهی داده ها در شبکه های محلی توسط آدرس های MAC انجام می شود که تحویل فریم به گره مقصد را تضمین می کند.

سرپوش انتهاییحاوی یک فیلد جمع کنترلی ( دنباله بررسی فریم - FCS) که هنگام انتقال یک فریم با استفاده از یک کد چرخه ای محاسبه می شود CRC. در سمت دریافت کننده چک جمعفریم دوباره محاسبه و با فریم دریافتی مقایسه می شود. اگر مطابقت داشته باشند، در نظر می گیرند که فریم بدون خطا منتقل شده است. اگر مقادیر FCS واگرا شوند، فریم کنار گذاشته می شود و باید دوباره ارسال شود.

هنگامی که یک فریم از طریق شبکه منتقل می شود، به طور متوالی از تعدادی اتصال عبور می کند که با محیط های فیزیکی متفاوت مشخص می شود. به عنوان مثال، هنگام انتقال داده از گره A به گره B (شکل 5.2)، داده ها به طور متوالی از طریق: اتصال اترنت بین گره A و روتر A (مس، جفت پیچ خورده بدون محافظ)، اتصال بین روترهای A و B (فیبر) عبور می کنند. کابل نوری)، یک کابل مسی سریال نقطه به نقطه بین روتر B و نقطه دسترسی بی سیم WAP، یک اتصال بی سیم (پیوند رادیویی) بین WAP و انتهای گره B. بنابراین هر اتصال چارچوب خاص خود را داردفرمت خاص

برنج. 5.2.

بسته تهیه شده توسط گره A در یک قاب شبکه محلی کپسوله می شود، که به روتر A منتقل می شود. روتر بسته را از فریم دریافتی کپسوله می کند، تعیین می کند که بسته به کدام رابط خروجی ارسال شود، سپس یک فریم جدید برای انتقال از طریق فریم تشکیل می دهد. محیط نوری روتر B بسته را از فریم دریافتی کپسوله می‌کند، تعیین می‌کند که بسته به کدام رابط خروجی ارسال شود، سپس یک فریم جدید برای انتقال روی محیط مسی سریال نقطه به نقطه ایجاد می‌کند. نقطه دسترسی بی سیم WAP، به نوبه خود، چارچوب خود را برای انتقال داده ها از طریق کانال رادیویی به انتهای گره B تشکیل می دهد.

هنگام ایجاد شبکه‌ها، توپولوژی‌های منطقی مختلفی استفاده می‌شوند که تعیین می‌کنند گره‌ها چگونه در میان رسانه ارتباط برقرار می‌کنند. کنترل دسترسیمتوسط. شناخته شده ترین توپولوژی های منطقی عبارتند از: نقطه به نقطه، چند دسترسی، پخش و ارسال رمز.

اشتراک گذاری محیط بین چندین دستگاه بر اساس دو روش اصلی اجرا می شود:

• روش دسترسی رقابتی (غیر قطعی).(دسترسی مبتنی بر محتوا)، زمانی که تمام گره های شبکه دارای حقوق مساوی هستند، ترتیب انتقال داده ها سازماندهی نمی شود. برای انتقال، این گره باید به رسانه گوش دهد، اگر رسانه آزاد باشد، می توان اطلاعات را منتقل کرد. در این مورد، ممکن است درگیری ایجاد شود ( برخوردها) هنگامی که دو (یا چند) گره به طور همزمان شروع به انتقال داده می کنند.
• روش دسترسی کنترل شده (قطعی).(دسترسی کنترل شده)، که گره ها را با اولویت دسترسی به رسانه برای انتقال داده ها فراهم می کند.

در مراحل اولیه ایجاد شبکه های اترنت، از توپولوژی "گذرگاه" استفاده شد، یک رسانه انتقال داده مشترک برای همه کاربران مشترک بود. در این مورد، روش اجرا شد دسترسی چندگانهبه یک رسانه انتقال مشترک (پروتکل 802.3). این به کنترل حامل نیاز داشت که وجود آن نشان می‌داد که برخی از گره‌ها قبلاً داده‌ها را روی یک رسانه مشترک ارسال می‌کردند. بنابراین، گره‌ای که مایل به انتقال داده است باید منتظر پایان انتقال می‌ماند و وقتی رسانه آزاد می‌شود، سعی می‌کند داده را منتقل کند.

اطلاعات ارسال شده به شبکه را می توان توسط هر رایانه ای که آدرس آداپتور شبکه NIC آن با آدرس MAC مقصد فریم ارسالی مطابقت دارد، یا توسط همه رایانه های موجود در شبکه در حین ارسال پخش دریافت کرد. با این حال، تنها یک گره می تواند اطلاعات را در هر زمان انتقال دهد. قبل از ارسال، یک گره باید با گوش دادن به رسانه اطمینان حاصل کند که گذرگاه مشترک آزاد است.

هنگامی که دو یا چند رایانه همزمان داده ها را انتقال می دهند، یک تضاد رخ می دهد ( برخورد) هنگامی که داده های گره های ارسال کننده با یکدیگر همپوشانی دارند، اعوجاج رخ می دهد و از دست دادن اطلاعات. بنابراین پردازش برخورد و ارسال مجدد فریم های درگیر در برخورد مورد نیاز است.

روش مشابه غیرقطعی(تداعی کننده) دسترسی داشته باشیدتا چهارشنبه نام را دریافت کرد دسترسی چند رسانه ای با حس حامل و تشخیص برخورد(Carrier Sense Multiply Access

مفهوم "سیستم باز"

به معنای وسیع سیستم بازهر سیستمی (رایانه، شبکه، سیستم عامل، بسته نرم افزاری، سایر محصولات سخت افزاری و نرم افزاری) که مطابق با مشخصات باز ساخته شده باشد را می توان نامید.

بیایید به یاد بیاوریم که اصطلاح "مشخصات" (در محاسبات) به عنوان یک توصیف رسمی از اجزای سخت افزار یا نرم افزار، روش های عملکرد آنها، تعامل با سایر اجزا، شرایط عملیاتی، محدودیت ها و ویژگی های خاص درک می شود. واضح است که هر مشخصاتی استاندارد نیست. از سوی دیگر، مشخصات باز به مشخصات منتشر شده و در دسترس عموم اشاره دارد که با استانداردها مطابقت دارند و پس از بحث کامل توسط همه طرف‌های ذینفع، با اجماع اتخاذ می‌شوند.

استفاده از مشخصات باز هنگام توسعه سیستم‌ها به اشخاص ثالث اجازه می‌دهد تا پسوندها و تغییرات سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری مختلفی را برای این سیستم‌ها توسعه دهند و همچنین نرم‌افزار و سیستم‌های سخت‌افزاری را از محصولات تولیدکنندگان مختلف ایجاد کنند.

برای سیستم های واقعی، باز بودن کامل یک ایده آل دست نیافتنی است. به عنوان یک قاعده، حتی در سیستم هایی که باز نامیده می شوند، فقط برخی از بخش هایی که از رابط های خارجی پشتیبانی می کنند، این تعریف را برآورده می کنند. برای مثال، باز بودن خانواده سیستم‌عامل‌های یونیکس، در میان چیزهای دیگر، شامل وجود یک رابط نرم‌افزار استاندارد شده بین هسته و برنامه‌ها است که انتقال برنامه‌ها از یک نسخه یونیکس به نسخه دیگر را آسان می‌کند. نمونه دیگری از باز بودن جزئی، استفاده از رابط درایور باز (ODI) در سیستم عامل نسبتاً بسته Novell NetWare برای گنجاندن درایورهای آداپتور شبکه شخص ثالث در سیستم است. هرچه مشخصات بازتر برای توسعه یک سیستم استفاده شود، بازتر است.

مدل OSI تنها به یک جنبه از باز بودن مربوط می شود، یعنی باز بودن ابزار تعامل بین دستگاه های متصل در یک شبکه کامپیوتری. در اینجا، یک سیستم باز به دستگاه شبکه ای اطلاق می شود که آماده تعامل با سایر دستگاه های شبکه با استفاده از قوانین استاندارد است که قالب، محتوا و معنای پیام هایی را که دریافت و ارسال می کند، تعریف می کند.

اگر دو شبکه با رعایت اصول باز بودن ساخته شوند، مزایای زیر را به همراه دارد:

توانایی ساخت شبکه از سخت افزار و نرم افزار تولید کنندگان مختلف که از استانداردهای یکسانی پیروی می کنند.

توانایی جایگزینی بدون دردسر اجزای شبکه با سایر اجزای پیشرفته تر، که به شبکه اجازه می دهد با حداقل هزینه توسعه یابد.

توانایی اتصال آسان یک شبکه به شبکه دیگر؛

سهولت توسعه و نگهداری شبکه

نمونه بارز یک سیستم باز شبکه بین المللی اینترنت است. این شبکه مطابق با الزامات سیستم های باز توسعه یافته است. هزاران کاربر متخصص این شبکه از دانشگاه های مختلف، سازمان های علمی و شرکت های سازنده سخت افزار و نرم افزار رایانه فعال در کشورهای مختلف در تدوین استانداردهای آن مشارکت داشتند. نام استانداردهایی که عملکرد اینترنت را تعیین می کنند - درخواست برای نظرات (RFC) که می تواند به عنوان "درخواست نظرات" ترجمه شود - ماهیت شفاف و باز استانداردهای اتخاذ شده را نشان می دهد. در نتیجه، اینترنت توانسته است طیف گسترده ای از سخت افزار و نرم افزار را از تعداد زیادی از شبکه های پراکنده در سراسر جهان ترکیب کند.

مدل OSI

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 نشان می‌دهند که پیام نه تنها شامل یک سربرگ، 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 اصطلاح "پیام"، نام های دیگری نیز وجود دارد که توسط متخصصان شبکه برای تعیین واحد تبادل داده استفاده می شود. 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 جفت پیچ خورده بدون محافظ رده 3 با امپدانس مشخصه 100 اهم، کانکتور RJ-45، حداکثر طول قطعه فیزیکی 100 متر تعریف می کند. کد منچستر برای نمایش داده ها روی کابل و سایر ویژگی های محیط و سیگنال های الکتریکی.

سطح 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.

پروتکل های لایه پیوند مورد استفاده در شبکه های محلی شامل ساختار خاصی از اتصالات بین رایانه ها و روش های آدرس دهی به آنها هستند. 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 می باشند. نمونه هایی از پروتکل های لایه پیوند عبارتند از اترنت، حلقه توکن، 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 این پروتکل‌ها اغلب نامیده می‌شوند) پروتکل‌های پرکاربرد PPP و LAP-B هستند.

لایه شبکه این سطح 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 پروتکل های تبادل اطلاعات مسیریابی. با استفاده از این پروتکل ها، روترها اطلاعاتی در مورد توپولوژی اتصالات کار اینترنتی جمع آوری 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 حمل و نقل در راه از 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 بالای پشته - برنامه کاربردی و جلسه - داده ها را با درجه ای از قابلیت اطمینان مورد نیاز انتقال می دهند. 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 چندگانه سازی 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 چگونه کل سیستم انتقال داده آنلاین قابل اعتماد 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 وسایل نقلیه در ابتدا بسیار غیرقابل اعتماد هستند، توصیه می شود به پیشرفته ترین سرویس سطح حمل و نقل مراجعه کنید، که با استفاده از حداکثر ابزار برای شناسایی و از بین بردن خطاها کار می کند - با استفاده از ایجاد اولیه یک اتصال منطقی، نظارت بر تحویل پیام ها با استفاده از چک سام ها و شماره گذاری چرخه ای بسته ها، ایجاد مهلت زمانی تحویل و غیره

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

سطح جلسه لایه جلسه مدیریت مکالمه را برای ضبط اینکه کدام طرف در حال حاضر فعال است 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 شود.

سطح 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 به عنوان 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.

سطح کاربردی. لایه برنامه در واقع فقط مجموعه‌ای از پروتکل‌های مختلف است که کاربران شبکه را قادر می‌سازد به منابع مشترک مانند فایل‌ها، چاپگرها یا صفحات وب ابرمتن دسترسی داشته باشند و مانند پروتکل ایمیل با یکدیگر همکاری کنند. 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 Microsoft Windows NT، NFS، FTP و TFTP که بخشی از پشته TCP/IP هستند.

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.

برای هماهنگ کردن عملکرد دستگاه های شبکه از سازندگان مختلف و اطمینان از تعامل شبکه هایی که از محیط های انتشار سیگنال مختلف استفاده می کنند، یک مدل مرجع تعامل سیستم های باز (OSI) ایجاد شده است. مدل مرجع بر اساس یک اصل سلسله مراتبی ساخته شده است. هر سطح خدماتی را به سطح بالاتر ارائه می دهد و از خدمات سطح پایین تر استفاده می کند.

پردازش داده ها در سطح برنامه آغاز می شود. پس از این، داده ها از تمام لایه های مدل مرجع عبور کرده و از طریق لایه فیزیکی به کانال ارتباطی ارسال می شوند. در هنگام دریافت، پردازش معکوس داده ها رخ می دهد.

مدل مرجع OSI دو مفهوم را معرفی می کند: پروتکلو رابط.

پروتکل مجموعه ای از قوانین است که بر اساس آن لایه های مختلف سیستم های باز با هم تعامل دارند.

رابط مجموعه ای از ابزارها و روش های تعامل بین عناصر یک سیستم باز است.

این پروتکل قوانین تعامل بین ماژول های هم سطح در گره های مختلف و رابط - بین ماژول های سطوح مجاور در همان گره را تعریف می کند.

در مجموع هفت لایه از مدل مرجع OSI وجود دارد. شایان ذکر است که پشته های واقعی از لایه های کمتری استفاده می کنند. به عنوان مثال، TCP/IP محبوب تنها از چهار لایه استفاده می کند. چرا اینطور است؟ کمی بعد توضیح می دهیم. حالا بیایید هر یک از هفت سطح را جداگانه بررسی کنیم.

لایه های مدل OSI:

• سطح فیزیکی. نوع رسانه انتقال داده، مشخصات فیزیکی و الکتریکی رابط ها و نوع سیگنال را تعیین می کند. این لایه با بیت های اطلاعات سروکار دارد. نمونه هایی از پروتکل های لایه فیزیکی: اترنت، ISDN، Wi-Fi.
• سطح پیوند داده مسئول دسترسی به رسانه انتقال، تصحیح خطا و انتقال قابل اعتماد داده است. در پذیرشداده های دریافتی از لایه فیزیکی در فریم ها بسته بندی شده و سپس یکپارچگی آنها بررسی می شود. اگر خطایی وجود نداشته باشد، داده ها به لایه شبکه منتقل می شوند. در صورت وجود خطا، فریم کنار گذاشته می شود و درخواست ارسال مجدد ایجاد می شود. لایه پیوند داده به دو زیر لایه تقسیم می شود: MAC (کنترل دسترسی رسانه) و LLC (کنترل لینک محلی). MAC دسترسی به رسانه فیزیکی مشترک را تنظیم می کند. LLC خدمات لایه شبکه را ارائه می دهد. سوئیچ ها در لایه پیوند داده کار می کنند. نمونه هایی از پروتکل ها: اترنت، PPP.
• لایه شبکه وظایف اصلی آن مسیریابی است - تعیین مسیر بهینه انتقال داده، آدرس دهی منطقی گره ها. علاوه بر این، این سطح ممکن است وظیفه عیب یابی مشکلات شبکه (پروتکل ICMP) را داشته باشد. لایه شبکه با بسته ها کار می کند. نمونه هایی از پروتکل ها: IP، ICMP، IGMP، BGP، OSPF).
• لایه حمل و نقل طراحی شده برای ارائه داده ها بدون خطا، تلفات و تکرار در ترتیبی که در آن ارسال شده اند. کنترل سرتاسر انتقال داده از فرستنده به گیرنده را انجام می دهد. نمونه هایی از پروتکل ها: TCP، UDP.
• سطح جلسه ایجاد / نگهداری / خاتمه یک جلسه ارتباطی را مدیریت می کند. نمونه هایی از پروتکل ها: L2TP، RTCP.
• سطح اجرایی. داده ها را به فرم مورد نیاز تبدیل می کند، رمزگذاری/رمزگذاری می کند و فشرده می کند.
• سطح کاربردی. تعامل بین کاربر و شبکه را فراهم می کند. با برنامه های سمت مشتری تعامل دارد. نمونه هایی از پروتکل ها: HTTP، FTP، Telnet، SSH، SNMP.

پس از آشنایی با مدل مرجع، به پشته پروتکل TCP/IP نگاهی می اندازیم.

در مدل TCP/IP چهار لایه تعریف شده است. همانطور که در شکل بالا مشاهده می شود، یک لایه TCP/IP می تواند با چندین لایه از مدل OSI مطابقت داشته باشد.

سطوح مدل TCP/IP:

• سطح رابط شبکه مربوط به دو لایه پایینی مدل OSI است: پیوند داده و فیزیکی. بر این اساس مشخص می شود که این سطح مشخص کننده ویژگی های رسانه انتقال (جفت پیچ خورده، فیبر نوری، رادیو)، نوع سیگنال، روش کدگذاری، دسترسی به رسانه انتقال، تصحیح خطا، آدرس دهی فیزیکی (آدرس های MAC) است. . در مدل TCP/IP، پروتکل Ethrnet و مشتقات آن (Fast Ethernet، Gigabit Ethernet) در این سطح عمل می کنند.
• لایه اتصال. مربوط به لایه شبکه مدل OSI است. تمام عملکردهای آن را بر عهده می گیرد: مسیریابی، آدرس دهی منطقی (آدرس های IP). پروتکل IP در این سطح عمل می کند.
• لایه حمل و نقل مربوط به لایه انتقال مدل OSI است. مسئول تحویل بسته ها از مبدا به مقصد. در این سطح از دو پروتکل TCP و UDP استفاده می شود. TCP با ایجاد درخواست‌های پیش از اتصال برای ارسال مجدد در صورت بروز خطا، قابل اعتمادتر از UDP است. با این حال، در عین حال، TCP کندتر از UDP است.
• سطح کاربردی. وظیفه اصلی آن تعامل با برنامه ها و فرآیندهای موجود در هاست است. نمونه هایی از پروتکل ها: HTTP، FTP، POP3، SNMP، NTP، DNS، DHCP.

کپسوله‌سازی روشی برای بسته‌بندی یک بسته داده است که در آن سرصفحه‌های بسته مستقل از هدر سطوح پایین‌تر با گنجاندن آنها در سطوح بالاتر انتزاع می‌شوند.

بیایید به یک مثال خاص نگاه کنیم. فرض کنید می خواهیم از یک کامپیوتر به یک وب سایت برسیم. برای انجام این کار، کامپیوتر ما باید یک درخواست http برای به دست آوردن منابع وب سروری که صفحه سایت مورد نیاز ما در آن ذخیره شده است، آماده کند. در سطح برنامه، یک هدر HTTP به داده های مرورگر اضافه می شود. سپس، در لایه انتقال، یک هدر TCP به بسته ما اضافه می‌شود که حاوی شماره پورت فرستنده و گیرنده است (پورت 80 برای HTTP). در لایه شبکه، یک هدر IP حاوی آدرس های IP فرستنده و گیرنده تولید می شود. بلافاصله قبل از ارسال، یک هدر اترنت در لایه پیوند اضافه می شود که حاوی آدرس های فیزیکی (آدرس های MAC) فرستنده و گیرنده است. پس از تمام این مراحل، بسته به شکل بیت اطلاعات از طریق شبکه منتقل می شود. در پذیرش، روش معکوس رخ می دهد. وب سرور در هر سطح هدر مربوطه را بررسی می کند. اگر بررسی موفقیت آمیز باشد، هدر کنار گذاشته می شود و بسته به سطح بالایی منتقل می شود. در غیر این صورت، کل بسته دور ریخته می شود.

مشترک ما شوید

این مدل از 7 سطح تشکیل شده است که یکی بالای دیگری قرار گرفته اند. لایه ها از طریق واسط ها با یکدیگر (عمودی) تعامل دارند و با استفاده از پروتکل ها می توانند با یک لایه موازی از یک سیستم دیگر (به صورت افقی) تعامل داشته باشند. هر سطح فقط می تواند با همسایگان خود تعامل داشته باشد و عملکردهایی را که فقط به آن اختصاص داده شده است انجام دهد. جزئیات بیشتر در شکل قابل مشاهده است.

سطح برنامه (Application). سطح کاربردی)

سطح بالایی (7) مدل، تعامل بین شبکه و کاربر را تضمین می کند. این لایه به برنامه های کاربر اجازه می دهد تا به خدمات شبکه مانند پردازش پرس و جو پایگاه داده، دسترسی به فایل و ارسال ایمیل دسترسی داشته باشند. همچنین مسئول انتقال اطلاعات سرویس، ارائه اطلاعات مربوط به خطاها و ایجاد درخواست به برنامه ها می باشد سطح ارائه. مثال: POP3، FTP.

اجرایی (سطح ارائه) لایه نمایشی)

این لایه مسئول تبدیل پروتکل و رمزگذاری/رمزگشایی داده ها است. درخواست های برنامه دریافت شده از لایه برنامه را به قالبی برای انتقال از طریق شبکه تبدیل می کند و داده های دریافتی از شبکه را به قالبی تبدیل می کند که برنامه ها بتوانند آن را درک کنند. این لایه می‌تواند فشرده‌سازی/فشرده‌سازی یا رمزگذاری/رمزگشایی داده‌ها را انجام دهد و همچنین درخواست‌ها را در صورتی که نمی‌توان به صورت محلی پردازش کرد، به منبع شبکه دیگری هدایت کرد.

لایه 6 (ارائه) مدل مرجع OSI معمولاً یک پروتکل میانی برای تبدیل اطلاعات از لایه های همسایه است. این اجازه می دهد تا ارتباط بین برنامه های کاربردی در سیستم های کامپیوتری متفاوت به شیوه ای شفاف برای برنامه ها برقرار شود. لایه ارائه قالب بندی و تبدیل کد را فراهم می کند. قالب بندی کد برای اطمینان از اینکه برنامه اطلاعاتی را برای پردازش دریافت می کند استفاده می شود که برای آن منطقی است. در صورت لزوم، این لایه می تواند ترجمه را از یک فرمت داده به فرمت دیگر انجام دهد. لایه ارائه نه تنها با فرمت ها و ارائه داده ها سر و کار دارد، بلکه با ساختارهای داده ای که توسط برنامه ها استفاده می شود نیز سروکار دارد. بنابراین، لایه 6 سازماندهی داده ها را هنگام ارسال فراهم می کند.

برای درک اینکه چگونه این کار می کند، بیایید تصور کنیم که دو سیستم وجود دارد. یکی از کدهای مبادله اطلاعات باینری توسعه یافته (ASCII) برای نمایش داده ها استفاده می کند (بیشتر دیگر تولیدکنندگان رایانه از آن استفاده می کنند). اگر این دو سیستم نیاز به تبادل اطلاعات داشته باشند، یک لایه ارائه نیاز است که تبدیل را انجام دهد و بین دو فرمت مختلف ترجمه کند.

یکی دیگر از عملکردهایی که در لایه ارائه انجام می شود، رمزگذاری داده ها است که در مواردی که لازم است از اطلاعات ارسالی در برابر دریافت توسط گیرندگان غیرمجاز محافظت شود، استفاده می شود. برای انجام این کار، فرآیندها و کد در لایه ارائه باید تبدیل داده را انجام دهند. روال های دیگری در این سطح وجود دارد که متون را فشرده می کند و گرافیک ها را به جریان بیت تبدیل می کند تا بتوانند از طریق شبکه منتقل شوند.

استانداردهای لایه ارائه نیز نحوه نمایش تصاویر گرافیکی را مشخص می کند. برای این منظور می توان از فرمت PICT استفاده کرد، یک فرمت تصویری که برای انتقال گرافیک های QuickDraw بین برنامه های Macintosh و PowerPC استفاده می شود. فرمت دیگر ارائه، فرمت فایل تصویری JPEG با برچسب است.

گروه دیگری از استانداردهای سطح ارائه وجود دارد که ارائه قطعات صوتی و فیلم را تعریف می کند. اینها شامل رابط ابزارهای موسیقی الکترونیک MPEG است که برای فشرده‌سازی و رمزگذاری ویدئوهای CD-ROM، ذخیره‌سازی آن‌ها به شکل دیجیتالی، و انتقال با سرعت تا 1.5 مگابیت بر ثانیه استفاده می‌شود. لایه جلسه)

سطح 5 مدل مسئول حفظ یک جلسه ارتباطی است و به برنامه ها اجازه می دهد برای مدت طولانی با یکدیگر تعامل داشته باشند. این لایه ایجاد/خاتمه جلسه، تبادل اطلاعات، همگام سازی کار، تعیین واجد شرایط بودن انتقال داده و نگهداری جلسه را در طول دوره های عدم فعالیت برنامه مدیریت می کند. همگام سازی انتقال با قرار دادن نقاط بازرسی در جریان داده تضمین می شود که در صورت ایجاد اختلال در تعامل، فرآیند از سر گرفته می شود.

لایه حمل و نقل لایه حمل و نقل)

سطح چهارم مدل به گونه ای طراحی شده است که داده ها را بدون خطا، تلفات و تکرار در ترتیبی که در آن ارسال شده اند ارائه دهد. مهم نیست چه داده ای از کجا و کجا منتقل می شود، یعنی خود مکانیسم انتقال را فراهم می کند. بلوک‌های داده را به قطعاتی تقسیم می‌کند که اندازه آن‌ها به پروتکل بستگی دارد، بلوک‌های کوتاه را در یک قطعه و بلوک‌های طولانی را تقسیم می‌کند. پروتکل های این سطح برای ارتباط نقطه به نقطه طراحی شده اند. مثال: UDP.

کلاس‌های زیادی از پروتکل‌های لایه انتقال وجود دارد، از پروتکل‌هایی که فقط توابع انتقال اولیه را ارائه می‌کنند (مثلاً توابع انتقال داده بدون تأیید)، تا پروتکل‌هایی که تضمین می‌کنند بسته‌های داده‌های متعدد با ترتیب مناسب به مقصد تحویل می‌شوند. جریان ها، مکانیزم کنترل جریان داده ها را فراهم می کند و قابلیت اطمینان داده های دریافتی را تضمین می کند.

برخی از پروتکل‌های لایه شبکه که پروتکل‌های بدون اتصال نامیده می‌شوند، تضمین نمی‌کنند که داده‌ها به ترتیبی که توسط دستگاه مبدأ ارسال شده‌اند به مقصد تحویل داده می‌شوند. برخی از لایه‌های انتقال با جمع‌آوری داده‌ها به ترتیب صحیح قبل از ارسال آن به لایه نشست، با این مشکل کنار می‌آیند. مالتی پلکس شدن داده به این معنی است که لایه انتقال قادر به پردازش همزمان چند جریان داده (جریان ها ممکن است از برنامه های مختلف باشند) بین دو سیستم می باشد. مکانیزم کنترل جریان مکانیزمی است که به شما امکان می دهد میزان داده های منتقل شده از یک سیستم به سیستم دیگر را تنظیم کنید. پروتکل های لایه حمل و نقل اغلب دارای یک تابع کنترل تحویل داده هستند که سیستم دریافت کننده را مجبور می کند تا تأییدیه هایی را به طرف ارسال کننده ارسال کند که داده ها دریافت شده است.

لایه شبکه لایه شبکه)

لایه 3 مدل شبکه OSI برای تعریف مسیر انتقال داده طراحی شده است. مسئولیت ترجمه آدرس ها و نام های منطقی به فیزیکی، تعیین کوتاه ترین مسیرها، سوئیچینگ و مسیریابی، نظارت بر مشکلات و ازدحام در شبکه را بر عهده دارد. یک دستگاه شبکه مانند روتر در این سطح کار می کند.

پروتکل های لایه شبکه داده ها را از یک منبع به مقصد هدایت می کنند و می توانند به دو دسته تقسیم شوند: پروتکل های اتصال گرا و بدون اتصال.

عملکرد پروتکل های برقراری اتصال را می توان با استفاده از مثال عملکرد یک تلفن معمولی توصیف کرد. پروتکل‌های این کلاس، انتقال داده‌ها را با فراخوانی یا ایجاد مسیری برای بسته‌ها از مبدا به مقصد آغاز می‌کنند. پس از آن، انتقال اطلاعات سریال آغاز می شود و پس از اتمام انتقال، اتصال قطع می شود.

پروتکل های بدون اتصال، که داده های حاوی اطلاعات آدرس کامل را در هر بسته ارسال می کنند، مشابه سیستم پستی عمل می کنند. هر نامه یا بسته حاوی آدرس فرستنده و گیرنده است. در مرحله بعد، هر اداره پست میانی یا دستگاه شبکه اطلاعات آدرس را می خواند و در مورد مسیریابی داده ها تصمیم می گیرد. یک نامه یا بسته داده از یک دستگاه میانی به دستگاه دیگر منتقل می شود تا زمانی که به گیرنده تحویل داده شود. پروتکل های بدون اتصال تضمین نمی کنند که اطلاعات به ترتیبی که ارسال شده به دست گیرنده برسد. هنگام استفاده از پروتکل های شبکه بدون اتصال، پروتکل های حمل و نقل وظیفه نصب داده ها را به ترتیب مناسب بر عهده دارند.

لایه پیوند داده لایه پیوند داده)

این لایه برای اطمینان از تعامل شبکه ها در لایه فیزیکی و کنترل خطاهایی که ممکن است رخ دهد طراحی شده است. داده های دریافتی از لایه فیزیکی را در فریم ها بسته بندی می کند، آن را از نظر یکپارچگی بررسی می کند، در صورت لزوم خطاها را تصحیح می کند (یک درخواست مکرر برای یک فریم آسیب دیده ارسال می کند) و آن را به لایه شبکه می فرستد. لایه پیوند داده می تواند با یک یا چند لایه فیزیکی ارتباط برقرار کند و این تعامل را نظارت و مدیریت کند. مشخصات IEEE 802 این لایه را به 2 زیرلایه تقسیم می کند - MAC (کنترل دسترسی رسانه) دسترسی به رسانه فیزیکی مشترک را تنظیم می کند، LLC (کنترل پیوند منطقی) سرویس لایه شبکه را ارائه می دهد.

در برنامه نویسی، این سطح نشان دهنده درایور کارت شبکه در سیستم عامل ها است . نمونه هایی از این رابط ها: ODI،

سطح فیزیکی لایه فیزیکی)

پایین ترین سطح مدل برای انتقال مستقیم جریان داده در نظر گرفته شده است. سیگنال های الکتریکی یا نوری را به یک کابل یا رادیو پخش می کند و بر این اساس آنها را دریافت می کند و مطابق با روش های کدگذاری سیگنال دیجیتال آنها را به بیت های داده تبدیل می کند. به عبارت دیگر، یک رابط بین رسانه شبکه و دستگاه شبکه فراهم می کند.

منابع

• الکساندر فیلیمونوف ساخت شبکه های اترنت چندسرویس، bhv، 2007 ISBN 978-5-9775-0007-4
• کتابچه راهنمای فناوری های کار اینترنتی //سیستم های سیسکو، ویرایش چهارم، ویلیامز 2005 ISBN 584590787X

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «مدل OSI» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

مدل شبکه OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model) یک مدل شبکه انتزاعی برای ارتباطات و توسعه پروتکل شبکه است. نشان دهنده یک رویکرد لایه ای به... ... ویکی پدیا

این مقاله فاقد پیوند به منابع اطلاعاتی است. اطلاعات باید قابل تایید باشد، در غیر این صورت ممکن است مورد سوال و حذف قرار گیرد. شما می توانید ... ویکی پدیا

مدل مرجع پایه اتصال سیستم های باز یک مدل شبکه انتزاعی برای توسعه ارتباطات و پروتکل شبکه است. نشان دهنده یک رویکرد لایه ای به شبکه است. هر سطح...... فرهنگ لغت اصطلاحات تجاری

- (مدل TCP/IP) (وزارت دفاع انگلیسی وزارت دفاع ایالات متحده) مدل تعامل شبکه ای که توسط وزارت دفاع ایالات متحده توسعه یافته است که اجرای عملی آن پشته پروتکل TCP/IP است. مطالب 1 سطح ... ویکی پدیا

نام ATP: لایه پروتکل Apple Talk (مدل OSI): خانواده حمل و نقل: TCP/IP ایجاد شده در: 2002 پورت/ID: 33/IP هدف پروتکل: مشابه UDP با کنترل تراکم ترافیک مشخصات: RFC 4340 پیاده سازی های اصلی ... ویکی پدیا

مدل شبکه OSI(انگلیسی) باز کن سیستم های اتصال متقابل پایه ای ارجاع مدل- مدل مرجع اساسی برای تعامل سیستم های باز) - مدل شبکه پشته پروتکل شبکه OSI/ISO.

با توجه به توسعه طولانی پروتکل های OSI، پشته اصلی پروتکل در حال استفاده TCP/IP است که قبل از پذیرش مدل OSI و بدون ارتباط با آن توسعه یافته است.

مدل OSI
نوع داده	لایه	کارکرد
	7. کاربرد	دسترسی به خدمات شبکه
	6. ارائه	نمایش داده ها و رمزگذاری
	5. جلسه	مدیریت جلسه
بخش ها / داده ها	4. حمل و نقل	ارتباط مستقیم بین نقاط پایانی و قابلیت اطمینان
	3. شبکه	تعیین مسیر و آدرس دهی منطقی
	2. کانال (لینک داده)	آدرس دهی فیزیکی
	1. فیزیکی	کار با رسانه های انتقال، سیگنال ها و داده های باینری

سطوح مدل osi

در ادبیات، اغلب مرسوم است که لایه‌های مدل OSI را از لایه 7 شروع کنیم، به نام لایه برنامه، که در آن برنامه‌های کاربر به شبکه دسترسی پیدا می‌کنند. مدل OSI با لایه اول - فیزیکی به پایان می رسد که استانداردهای مورد نیاز تولید کنندگان مستقل را برای رسانه های انتقال داده تعریف می کند:

نوع رسانه انتقال (کابل مسی، فیبر نوری، هوای رادیویی و غیره)

نوع مدولاسیون سیگنال،

سطوح سیگنال حالت های گسسته منطقی (صفر و یک).

هر پروتکلی از مدل OSI باید یا با پروتکل‌های موجود در لایه‌اش یا با پروتکل‌هایی که یک واحد بالاتر و/یا پایین‌تر از لایه‌اش است، تعامل داشته باشد. تعامل با پروتکل های یک سطح افقی و با سطوح یک بالاتر یا پایین تر - عمودی نامیده می شود. هر پروتکلی از مدل OSI فقط می تواند عملکرد لایه خود را انجام دهد و نمی تواند عملکرد لایه دیگری را انجام دهد که در پروتکل های مدل های جایگزین انجام نمی شود.

هر سطح، با درجاتی از قرارداد، با عملوند خود مطابقت دارد - یک عنصر منطقی تقسیم ناپذیر از داده ها، که در یک سطح جداگانه می تواند در چارچوب مدل و پروتکل های مورد استفاده عمل کند: در سطح فیزیکی کوچکترین واحد یک واحد است. بیت، در سطح پیوند اطلاعات در فریم ها، در سطح شبکه - به بسته ها (داده گرام ها)، در حمل و نقل - به بخش ها ترکیب می شوند. هر قطعه داده ای که به طور منطقی برای انتقال ترکیب شود - فریم، بسته، دیتاگرام - یک پیام در نظر گرفته می شود. این پیام ها به طور کلی عملگرهای سطح جلسه، نماینده و برنامه هستند.

فناوری های اساسی شبکه شامل لایه های پیوند فیزیکی و داده است.

سطح کاربردی

لایه برنامه (لایه برنامه) - سطح بالای مدل، اطمینان از تعامل برنامه های کاربردی کاربر با شبکه:

به برنامه های کاربردی اجازه می دهد تا از خدمات شبکه استفاده کنند:

• دسترسی از راه دور به فایل ها و پایگاه های داده،

  ارسال ایمیل؛

مسئول انتقال اطلاعات خدمات است.

برنامه ها را با اطلاعات خطا ارائه می دهد.

پرس و جوهایی را در لایه ارائه ایجاد می کند.

پروتکل های سطح برنامه: RDP HTTP (پروتکل انتقال ابرمتن)، SMTP (پروتکل انتقال ایمیل ساده)، SNMP (پروتکل مدیریت شبکه ساده)، POP3 (پروتکل پست دفتر نسخه 3)، FTP (پروتکل انتقال فایل)، XMPP، OSCAR، Modbus، SIP، TELNET و دیگران.

سطح اجرایی

سطح اجرایی (سطح ارائه، انگلیسی) ارائه لایه) تبدیل پروتکل و رمزگذاری/رمزگشایی داده ها را فراهم می کند. درخواست های برنامه دریافتی از لایه برنامه به قالبی برای انتقال از طریق شبکه در لایه ارائه تبدیل می شوند و داده های دریافتی از شبکه به فرمت برنامه تبدیل می شوند. این لایه می‌تواند فشرده‌سازی/فشرده‌سازی یا رمزگذاری/رمزگشایی داده‌ها را انجام دهد و همچنین درخواست‌ها را در صورتی که نمی‌توان به صورت محلی پردازش کرد، به منبع شبکه دیگری هدایت کرد.

لایه ارائه معمولا یک پروتکل میانی برای تبدیل اطلاعات از لایه های مجاور است. این اجازه می دهد تا ارتباط بین برنامه های کاربردی در سیستم های کامپیوتری متفاوت به شیوه ای شفاف برای برنامه ها برقرار شود. لایه ارائه قالب بندی و تبدیل کد را فراهم می کند. قالب بندی کد برای اطمینان از اینکه برنامه اطلاعاتی را برای پردازش دریافت می کند استفاده می شود که برای آن منطقی است. در صورت لزوم، این لایه می تواند ترجمه را از یک فرمت داده به فرمت دیگر انجام دهد.

لایه ارائه نه تنها با فرمت ها و ارائه داده ها سر و کار دارد، بلکه با ساختارهای داده ای که توسط برنامه ها استفاده می شود نیز سروکار دارد. بنابراین، لایه 6 سازماندهی داده ها را هنگام ارسال فراهم می کند.

برای اینکه بفهمیم این چگونه کار می کند، بیایید تصور کنیم که دو سیستم وجود دارد. یکی از کد تبادل اطلاعات باینری توسعه یافته EBCDIC برای نمایش داده ها استفاده می کند، به عنوان مثال، این می تواند پردازنده مرکزی IBM باشد، و دیگری از کد استاندارد تبادل اطلاعات آمریکایی ASCII استفاده می کند (اکثر تولیدکنندگان رایانه دیگر از آن استفاده می کنند). اگر این دو سیستم نیاز به تبادل اطلاعات داشته باشند، یک لایه ارائه نیاز است که تبدیل را انجام دهد و بین دو فرمت مختلف ترجمه کند.

یکی دیگر از عملکردهایی که در لایه ارائه انجام می شود، رمزگذاری داده ها است که در مواردی که لازم است از اطلاعات ارسالی در برابر دریافت توسط گیرندگان غیرمجاز محافظت شود، استفاده می شود. برای انجام این کار، فرآیندها و کد در لایه ارائه باید تبدیل داده را انجام دهند.

استانداردهای لایه ارائه نیز نحوه نمایش تصاویر گرافیکی را مشخص می کند. برای این منظور، می توان از فرمت PICT استفاده کرد - فرمت تصویری که برای انتقال گرافیک های QuickDraw بین برنامه ها استفاده می شود. فرمت دیگر نمایش، فرمت فایل تصویری TIFF است که معمولاً برای تصاویر شطرنجی با وضوح بالا استفاده می شود. استاندارد لایه ارائه بعدی که می تواند برای گرافیک استفاده شود، استاندارد JPEG است.

گروه دیگری از استانداردهای سطح ارائه وجود دارد که ارائه قطعات صوتی و فیلم را تعریف می کند. این شامل رابط ابزار الکترونیکی موسیقی (MIDI) برای نمایش دیجیتالی موسیقی است که توسط استاندارد MPEG گروه کارشناسان موشن پیکچر توسعه یافته است.

پروتکل های لایه ارائه: AFP - Apple Filing Protocol، ICA - Independent Computing Architecture، LPP - Lightweight Presentation Protocol، NCP - NetWare Core Protocol، NDR - Network Representation، XDR - External Data Representation، X.25 PAD - Packet Assemblertocol/ .

لایه جلسه

سطح جلسه جلسه لایه) مدل حفظ یک جلسه ارتباطی را تضمین می کند و به برنامه ها اجازه می دهد برای مدت طولانی با یکدیگر تعامل داشته باشند. این لایه ایجاد/خاتمه جلسه، تبادل اطلاعات، همگام سازی کار، تعیین واجد شرایط بودن انتقال داده و نگهداری جلسه را در طول دوره های عدم فعالیت برنامه مدیریت می کند.

پروتکل های لایه جلسه: ADSP، ASP، H.245، ISO-SP (پروتکل لایه جلسه OSI (X.225، ISO 8327))، iSNS، L2F، L2TP، NetBIOS، PAP (پروتکل احراز هویت رمز عبور)، PPTP، RPC، RTCP ، SMPP، SCP (پروتکل کنترل جلسه)، ZIP (پروتکل اطلاعات منطقه)، SDP (پروتکل مستقیم سوکت ها)..

لایه حمل و نقل

لایه حمل و نقل حمل و نقل لایه) مدل برای اطمینان از انتقال داده های قابل اعتماد از فرستنده به گیرنده طراحی شده است. با این حال، سطح قابلیت اطمینان می تواند به طور گسترده ای متفاوت باشد. کلاس‌های زیادی از پروتکل‌های لایه انتقال وجود دارد، از پروتکل‌هایی که فقط توابع انتقال اولیه را ارائه می‌کنند (مثلاً توابع انتقال داده بدون تأیید)، تا پروتکل‌هایی که تضمین می‌کنند بسته‌های داده‌های متعدد با ترتیب مناسب به مقصد تحویل می‌شوند. جریان ها، مکانیزم کنترل جریان داده ها را فراهم می کند و قابلیت اطمینان داده های دریافتی را تضمین می کند. به عنوان مثال، UDP محدود به نظارت بر یکپارچگی داده ها در یک دیتاگرام است و امکان از دست دادن یک بسته کامل یا بسته های تکراری را رد نمی کند، و ترتیب دریافت بسته های داده را مختل می کند، به استثنای از دست دادن داده ها، انتقال مداوم داده ها را تضمین می کند یا اختلال در ترتیب ورود یا تکثیر آنها، می تواند داده ها را با شکستن بخش های بزرگی از داده ها به قطعات و برعکس، ادغام قطعات در یک بسته، دوباره توزیع کند.

پروتکل های لایه انتقال: ATP، CUDP، DCCP، FCP، IL، NBF، NCP، RTP، SCTP، SPX، SST، TCP (پروتکل کنترل انتقال)، UDP (پروتکل دیتاگرام کاربر).

لایه شبکه

لایه شبکه شبکه لایه) مدل برای تعیین مسیر انتقال داده طراحی شده است. مسئولیت ترجمه آدرس ها و نام های منطقی به فیزیکی، تعیین کوتاه ترین مسیرها، سوئیچینگ و مسیریابی، نظارت بر مشکلات و ازدحام در شبکه را بر عهده دارد.

پروتکل های لایه شبکه داده ها را از مبدا به مقصد هدایت می کنند. دستگاه هایی (روترها) که در این سطح کار می کنند معمولاً دستگاه های سطح سوم (بر اساس شماره سطح در مدل OSI) نامیده می شوند.

پروتکل های لایه شبکه: IP/IPv4/IPv6 (پروتکل اینترنت)، IPX، X.25، CLNP (پروتکل شبکه بدون اتصال)، IPsec (امنیت پروتکل اینترنت). پروتکل های مسیریابی - RIP، OSPF.

لایه پیوند داده

لایه پیوند داده داده ها ارتباط دادن لایه) برای اطمینان از تعامل شبکه ها در سطح فیزیکی و کنترل خطاهایی که ممکن است رخ دهد طراحی شده است. داده های دریافتی از لایه فیزیکی را که به صورت بیت ارائه می شود در فریم ها بسته بندی می کند، یکپارچگی آنها را بررسی می کند و در صورت لزوم، خطاها را تصحیح می کند (یک درخواست مکرر برای فریم آسیب دیده ایجاد می کند) و آنها را به لایه شبکه ارسال می کند. لایه پیوند داده می تواند با یک یا چند لایه فیزیکی ارتباط برقرار کند و این تعامل را نظارت و مدیریت کند.

مشخصات IEEE 802 این لایه را به دو زیر لایه تقسیم می کند: MAC. رسانه ها دسترسی داشته باشید کنترل) دسترسی به یک رسانه فیزیکی مشترک، LLC (eng. کنترل لینک منطقی) سرویس لایه شبکه را ارائه می دهد.

سوئیچ ها، پل ها و سایر دستگاه ها در این سطح کار می کنند. این دستگاه ها از آدرس دهی لایه 2 (بر اساس شماره لایه در مدل OSI) استفاده می کنند.

پروتکل های لایه پیوند - ARCnet، ATMEthernet، سوئیچینگ حفاظت خودکار اترنت (EAPS)، IEEE 802.2، IEEE 802.11 LAN بی سیم، LocalTalk، (MPLS)، پروتکل نقطه به نقطه (PPP)، پروتکل نقطه به نقطه (PPPoE) روی اترنت )،StarLan، حلقه توکن، تشخیص پیوند یک طرفه (UDLD)، x.25.

لایه فیزیکی

سطح فیزیکی فیزیکی لایه) - پایین ترین سطح مدل، که تعیین کننده روش انتقال داده ها، ارائه شده به صورت باینری، از یک دستگاه (رایانه) به دستگاه دیگر است. آنها سیگنال های الکتریکی یا نوری را به یک کابل یا پخش رادیویی منتقل می کنند و بر این اساس آنها را مطابق با روش های رمزگذاری سیگنال دیجیتال دریافت و به بیت های داده تبدیل می کنند.

هاب ها، تکرار کننده های سیگنال و مبدل های رسانه نیز در این سطح کار می کنند.

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. لایه فیزیکی به رابط فیزیکی، الکتریکی و مکانیکی بین دو سیستم اشاره دارد. لایه فیزیکی انواع رسانه های انتقال داده را مانند فیبر نوری، جفت پیچ خورده، کابل کواکسیال، پیوند داده ماهواره ای و غیره تعریف می کند. انواع استاندارد رابط های شبکه مربوط به لایه فیزیکی عبارتند از: V.35، RS-232، RS-485، کانکتورهای RJ-11، RJ-45، AUI و BNC.

پروتکل های لایه فیزیکی: IEEE 802.15 (بلوتوث)، IRDA، EIARS-232، EIA-422، EIA-423، RS-449، RS-485، DSL، ISDN، SONET/SDH، 802.11Wi-Fi، Etherloop، رابط رادیویی GSMUm ,ITU و ITU-T,TransferJet,ARINC 818,G.hn/G.9960.

خانواده TCP/IP

خانواده TCP/IP دارای سه پروتکل حمل و نقل است: TCP، که به طور کامل با OSI مطابقت دارد، تأیید دریافت داده ها را ارائه می دهد، که تنها با وجود یک پورت با لایه انتقال مطابقت دارد، و تبادل دیتاگرام بین برنامه ها را تضمین می کند. عدم تضمین دریافت داده ها؛ و SCTP، طراحی شده برای غلبه بر برخی از کاستی های TCP، و برخی از نوآوری ها را اضافه می کند. (حدود دویست پروتکل دیگر در خانواده TCP/IP وجود دارد که معروف ترین آنها پروتکل سرویس ICMP است که برای نیازهای عملیاتی داخلی استفاده می شود؛ بقیه نیز پروتکل های انتقال نیستند).

خانواده IPX/SPX

در خانواده IPX/SPX، پورت‌ها (به نام سوکت یا سوکت) در پروتکل لایه شبکه IPX ظاهر می‌شوند و امکان تبادل داده‌ها بین برنامه‌ها را فراهم می‌کنند (سیستم عامل برخی از سوکت‌ها را برای خود ذخیره می‌کند). پروتکل SPX به نوبه خود، IPX را با تمام قابلیت های لایه انتقال دیگر در انطباق کامل با OSI تکمیل می کند.

به عنوان یک آدرس میزبان، IPX از یک شناسه تشکیل شده از یک شماره شبکه چهار بایت (تخصیص داده شده توسط روترها) و آدرس MAC آداپتور شبکه استفاده می کند.

مدل TCP/IP (5 لایه)

لایه کاربردی (5)یا لایه برنامه خدماتی را ارائه می دهد که به طور مستقیم از برنامه های کاربردی کاربر پشتیبانی می کند، به عنوان مثال، نرم افزار انتقال فایل، دسترسی به پایگاه داده، پست الکترونیکی و خدمات ثبت سرور. این سطح تمام سطوح دیگر را کنترل می کند. به عنوان مثال، اگر کاربر با صفحات گسترده اکسل کار می کند و تصمیم می گیرد یک فایل کاری را در دایرکتوری خود در سرور فایل شبکه ذخیره کند، لایه برنامه تضمین می کند که فایل از رایانه کاری به درایو شبکه به طور شفاف به کاربر منتقل می شود. .

لایه حمل و نقل (4) (لایه حمل و نقل)تحویل بسته ها را بدون خطا و تلفات و همچنین به ترتیب مورد نیاز تضمین می کند. در اینجا داده های ارسالی به بلوک ها تقسیم می شوند، در بسته ها قرار می گیرند و داده های دریافتی از بسته ها بازیابی می شوند. تحویل بسته هم با برقراری ارتباط (کانال مجازی) و هم بدون آن امکان پذیر است. لایه انتقال، لایه مرزی و پل بین سه لایه بالایی است که بسیار ویژه برنامه هستند و سه لایه پایینی که بسیار خاص شبکه هستند.

لایه شبکه (3) (لایه شبکه)مسئول آدرس دهی بسته ها و ترجمه نام های منطقی (آدرس های منطقی مانند آدرس های IP یا آدرس های IPX) به آدرس های MAC شبکه فیزیکی (و بالعکس) است. در همین سطح، مشکل انتخاب مسیر (مسیری) که بسته در طول آن به مقصد تحویل می‌شود (در صورت وجود چندین مسیر در شبکه) حل می‌شود. در سطح شبکه، دستگاه های شبکه میانی پیچیده مانند روترها کار می کنند.

لایه کانال (2) یا لایه کنترل خط انتقال (لایه پیوند داده)مسئول تولید بسته‌ها (فریم‌ها) از نوع استاندارد برای یک شبکه معین (اترنت، Token-Ring، FDDI)، شامل فیلدهای کنترل اولیه و نهایی است. در اینجا، دسترسی به شبکه کنترل می شود، خطاهای انتقال با محاسبه جمع های چک شناسایی می شوند و بسته های اشتباه دوباره به گیرنده ارسال می شوند. لایه پیوند داده به دو زیر لایه تقسیم می شود: LLC بالا و MAC پایین. دستگاه های شبکه میانی مانند سوئیچ ها در سطح پیوند داده کار می کنند.

لایه فیزیکی (1) (لایه فیزیکی)- این پایین ترین سطح مدل است که وظیفه رمزگذاری اطلاعات ارسالی به سطوح سیگنال پذیرفته شده در رسانه انتقال مورد استفاده و رمزگشایی معکوس را بر عهده دارد. همچنین الزامات اتصالات، کانکتورها، تطابق الکتریکی، زمین، حفاظت از تداخل و غیره را تعریف می کند. در لایه فیزیکی، دستگاه های شبکه مانند فرستنده گیرنده، تکرار کننده ها و هاب های تکرار کننده عمل می کنند.