جلسه چهارم شبکه درباره لايه هاي مختلف شبکه طبق OSI است که در اينجا هر کدام از لايه هاي را بطور جداگانه توضيح داده و وظايف آنها را بررسي مي کنيم.

موسسه استاندارد جهاني ISO براي شبکه يک استاندارد طراحي کرده است که اين استاندارد پايه و اساس تمامي پروتکل هاي شبکه مي باشد. هر شرکت توليد کننده نرم افزار ملزم است در توليدات خود در صورتي که از شبکه استفاده مي کند، اين چهارچوب ها و قوانين را رعايت نموده و براساس آن عمل کند. در نتيجه تمامي تجهيزات شبکه و نرم افزارهاي مرتبط مي توانند با يکديگر ارتباط برقرار کنند. اين استاندارد OSI نام دارد و در آن هفت لايه عملکرد تعريف شده است. عملياتي که بايد در هر لايه انجام شود مشخص گرديده و درحقيقت تمام کامپيوترها در شبکه بايد طبق اين سلسله مراتب عمل نمايند تا بتوانند در شبکه به ارسال و دريافت اطلاعات بپردازند. لايه هاي بالايي نرم افزاري هستند و هرچه به سمت لايه هاي پاييني  پيش مي رويم به سخت افزار نزديک مي شويم. به صورتي که لايه پاييني از اين لايه ها تماما سخت افزاري بوده و عملياتي که در آن تعريف مي شود کاملا در حد تجهيزات سخت افزاري است. در لايه بالائي اطلاعات مورد نظر براي ارسال قطعه قطعه شده و هر Chunk اطلاعاتي به طور مجزا وارد OSI مي گردد. در هر لايه يک سري اعمال بر روي آن  Chunk  انجام مي شود و نتيجه آن عمليات در همان لايه به آن Chunk افروده مي شود. به اين قطعات که در هر لايه به Chunk افزوده مي شود Header مي گويند. هر چيزي که در يک لايه به Frame اضافه شده در لايه متناظر آن در کامپيوتر دريافت کننده تحليل شده و از Frame جدا مي شود. پس در حقيقت هر لايه از کامپيوتر ارسال کننده اطلاعات با لايه متناظر خود در کامپيوتر دريافت کننده به صورت غيرمستقيم در ارتباط است. هر لايه با لايه هاي بالاتر و پايين تر توسط يک Interface در ارتباط است. با توجه به اينکه سيگنال هاي اطلاعات توسط يک Media انتقال مي يابند و مديا يک ابزار سخت افزاري و فيزيکي براي انتقال است. در نتيجه هر کامپيوتر از طريق لايه فيزيکي Physical که پايين ترين لايه از OSI است با کامپيوتر طرف مقابل ارتباط دارد. نكته اي که در مورد لايه هـا مـي تـوان بـه آن اشاره کرد اين است که هر لايه فقط با لايه هاي قبلـي، بعـدي و لايه نظير خود در کامپيوتر مقصد ارتباط دارد. هرکدام از اين لايه ها قسمتي از فرآيند تغيير شكل اطلاعـات را در بر مي گيرند. اطلاعات از هفتمين لايه وارد اين چرخه شده و پس از تغيير شكل در هر لايه به لايه بعدي خود منتقل مي شود. اين عمل آن قدر ادامه پيدامي کند تا تغيير شكل کامل شـود و محصول فرآيند تبديل که يك بسته اطلاعاتي يـاPacket اسـت، بـه دسـت آمده و از لايه اول خارج شود. لايه اول يا لايه فيزيكي در پايين ترين سـطح قـراردارد و بـه طور مستقيم با توپولوژي شبكه در ارتباط است. لايه هفـتم يـا همان لايه کاربردي با کاربر در ارتباط بوده و ازکاربر داده هـا را دريافت کرده و به شبكه انتقال مي دهد و برعكس.

هفت لايه OSI شامل موارد زير است:
۷- کاربردي (Application)

۶- نمايش (Presentation)

۵- جلسه (Session)

۴- انتقال (Transport)

۳- شبكه (Net work)

۲ - پيوند داده ها (Link Data)

۱- فيزيكي (physical)

۱- لايه فيزيکي(Physical Layer): لايه فيزيكي، اولين لايه مدل OSI بوده و در پايين ترين سطح اين مدل قرار گرفته است. اين لايه مسئوليت ارسال و دريافت سيگنال را در قالب هاي تعريف شده به عهده دارد. در اين لايه نحوه اتصال دوکامپيوتر بـه يكديگر از طريق کابل هاي شـبكه، نحـوه اتـصال کابـل شبـكه بـه کامپيوتر، توپولوژي هاي شبكه و سرعت هاي آن هـا توضـيح داده شده است. اين لايه مسئول تبديل اطلاعات از بيت ها ( صفر و يـك ديجيتال ) به سيگنال هاي الكتريكي است. به طور کلـي مـي تـوان گفت اين لايه فقط ولتاژ، اتصالات، کارت شبكه و جريـان الكتريكـي را مي شناسد.
۲- لايه پيوند دادها(Datalink Layer): لايه پيوند داده ها دومين لايه مدل OSI است. وظيفـه ايـن لايه اين است که اطلاعات را براي ارسال آمـاده کنـد و در واقـع اطلاعاتي را که از لايه بالاتر يعني لايه شبكه دريافت مي کنـد بـه واحدهاي کوچك تري به نام قاب تبديل کرده و آن هـا را ارسـال کند. هم چنين اين لايه وظيفه دارد که اطلاعـات را بـراي ارسـال صحيح و بدون خطا کنترل کرده و به کامپيوتر فرستنده صحت اطلاعات را اعلام کند. اين لايه خود از دو زير لايه به نام هاي LIC و MAC تشكيل شده است. هر کدام از اين زير لايـه هـا وظـايفي را بـه عهده دارند که شرح آن ها به اين قرار است: زير لايه LLC وظايفي برعهـد دارد کـه عبارتنـد از: برقـراري ارتباط نظير به نظير بين دو کامپيوتر فرسـتنده و گيرنـده، ايجـاد قاب ها و کنترل خطاهايي که در اثر عوامل محيطـي بـر رسـانه بـه وجود مي آيد. اين زير لايه عمل کنترل خطـا را بـه ايـن صـورت انجام مي دهد که هر قاب را ساخته و مرزهاي ابتـدا وانتـهاي آن را مشخص مي کند. سپس قاب ها را شماره گذاري و ارسال مي کنـد. کامپيوتر مقصد قاب هاي ارسال شده را دريافت کرده و به ترتيـب شماره، آن ها را پشت سرهم قرار مـي دهـد واطلاعـات را دوبـاره بازسازي مي کنـد. زيـر لايـه LLC در کامپيوتر گيرنـده پـس از دريافت هر قاب يك پاسخ براي کامپيوتر فرستنده مي فرسـتد. بـه اين پاسخAcknowledge گفته مي شود. کامپيوتري که فرسـتنده اطلاعـات است با دريافت اينAcknowledge متوجه مي شود که قاب مذکور به طـور صحيح و بدون بروز مشكل به مقصد رسيده است. کامپيوتر فرستنده تا مدتي منتظر مي ماند تا براي تمـامي قـاب هـاي ارسـال شـده، Acknowledge  دريافت نمايد. در صورتي که LLC براي قـابي Acknowledge دريافت نكند، متوجه مي شود که قاب مذکور آسيب ديـده يـا بـه مقصد نرسيده است؛ در اين حالت قاب مورد نظر را از روي شمـاره آن دوباره ساخته و براي کامپيوتر مقصد ارسال مـي کنـد. ايـن زير لايه با اين روش سالم رسيدن اطلاعات بـه مقـصد را تـضمين مـي کند. زير لايه ديگري که در لايه پيوند داده ها قـرار دارد، زيـر لايه MAC است. اين زير لايه چند وظيفـه برعهـده دارد. يكـي از وظايف آن کنترل نحوه دسترسي به خطوط انتقال است. از وظايف ديگر اين زير لايه کنترل آدرس فيزيكـي کارت هـاي شبكه کامپيوتر فرستنده و گيرنده است. هرکارت شبكه بـراي خـود يك آدرس فيزيكي منحصر به فرد دارد که غير قابل تغيير است. و توسط شرکت سازنده ثبت شده است. هر کامپيوتر در محيط LAN مثلا در محيط شبکه از نوع اترنت بايد از اين آدرس براي ارسال اطلاعات استفاده کند.
۳- لايه شبکه(Network Layer): آدرس دهي در شبکه يکي از اصلي ترين کارهاست که به دو صورت انجام مي شود. الف- آدرس دهي فيزيکي که توسط MAC Address انجام مي شود و توسط لايه قبل (لايه فيزيکي) که توضيح داده شد انجام مي شود. ب- آدرس دهي لاجيکال logical که توسط IP و يا IPX و غيره در پروتکل هاي متفاوت انجام مي شود. يــافتن آدرس کامپيوترهاي مبدأ و مقصد و ايجاد يك مسير ارتبـاطي بـين مبـدأ و مقصد و هم چنين مسير يابي در شبكه هاي بزرگ مثل شبكه اينترنت يا امثال آن وظيفه اصلي اين لايه است. اين لايه پيچيده ترين لايـه OSI است، زيرا عمل مسير يابي که فرآيند بسيار پيچيده اي است در اين لايه اتفاق مي افتد . اين لايه علاوه بر مسير يابي مي توانـد اعمال ديگري از جمله کنترل ترافيك را نيز انجام دهد. بدين معـني که در صورتي که بار ترافيك در مسير عبور بسته اطلاعاتي بالا رود، اين لايه وجود ترافيـك را تـشخيص داده و مـسير جديـدي را که ترافيك کمتري دارد براي عبور بسته ها انتخـاب مـي کنـد. يكـي ديگر از اعمالي که اين لايه انجام مي دهد، زماني است که يك بسته اطلاعاتي براي رسيدن به مقصد مجبور اسـت از شـبكه اي بـه شـبكه ديگر برود.  در اين شرايط ممكن است مشكلات زيادي بروز نمايـد. يكي از اين مشكلات اين است که روش آدرس دهـي کامپيوترهـا در شبكه مبدأ و مقصد متفاوت و نامتجانس است. رفـع ايـن مـشكل و مرتبط کردن دوشبكه نامتجانس نيز از ديگر وظايف اين لايه است.
۴- لايه انتقال(Transport layer): وظيفه اصلي لايه انتقال، دريافت داده ها از لايه جلسه، در صورت نياز شكستن داده ها به واحدهاي کوچك تر، انتقـال آن هـا به لايه شـبكه و حـصول اطمينـان از دريافـت صـحيح داده هـا در انتهاي ديگر ( کامپيوتر مقصد ) است. از وظايف ديگر لايه انتقال اين است که اين لايه بايد مراقـب برقراري و قطع اتصال در شبكه باشد. هم چنين اين لايه مكانيزمي براي کنترل جريان ارسال داده ها در اختيار دارد، به طوري که اين مكانيزم سـبب مـي شـود کامپيوتر فرسـتنده، داده هـا را باسرعتي ارسال کند که کامپيوتر گيرنده قادر بـه دريافـت آن هـا باشد. اين مكانيزم زماني کاربرد پيدا مي کند که يك کامپيوتر سريع بخواهد اطلاعاتي را ارسال ننمايد و کامپيوتر گيرنده، قدرت و سرعتي کمتر از کامپيوتر فرستننده داشته باشد. در اين شـرايط لايه انتقال، سرعت ارسـال کامپيوتر فرسـتنده را تاحـد سـرعت کامپيوتر گيرنده اطلاعات پايين مي آورد. در اين لايه عمل Error Recovery صورت مي پذيرد البته نظارت بر اين عمل در لايه اپليکيشن انجام مي شود.
۵- لايه جلسه(Session Layer): برقراري هر ارتباط بين دو کامپيوتر نيازمند تعريف نوع و دليل ارتباط بين دو کامپيوتر است. در اين لايه تعريف ارتباط کامپيوترها با هم انجام مي شود. وقـتي دو کامپيوتر باهم ارتباط برقرار مي کنند، ترافيك مـي توانـد در يك لحظه يك طرفه يا دو طرفه باشد. اگر اين ترافيك يك طرفه باشد، لايه جلسه مي تواند در حفظ نوبت کمک کند. يكي ديگر ازخدمات اين لايـه، مـديريت Token اسـت. در بعـضي پروتكل ها لازم است هيچ کدام از طرفين، کاري را هم زمان شـروع نكنند. براي مديريت بر فعاليت هاي لايه جلسه،Token هـايي تهيـه مي شود که بين مبدأ و مقصد قابل مبادله انـد. در ايـن شـرايط فقط طرفي که Token را در اختيار دارد مي تواند فعاليت کند و طرف مقابل بايد منتظر باشد تا نوبت او براي اسـتفاده از Token فـرا برسد. يكي ديگر از اعمال لايه جلسه اين است که روي قسمت هـايي از رشته داده ها را علامت گذاري مي کند؛ در صـورتي که بـسته اي هنگام ارسال مفقود يا خراب شود، لايـه جلـسه بـسته را از روي کدهاي آن شناسايي و دوباره ارسال مي کند.
۶- لايه نمايش(Presentation Layer): لايه نمايش ششمين لايه OSI است. ايـن لايـه داده هـا را بـه روش استاندارد کد گذاري مي کند. اکثر کامپيوترهـا اطلاعـاتي ماننـد نـام افـراد، تـاريخ، مقادير پول و اطلاعات مشابه ديگري را ارسال مي کنند.  اين اطلاعات به صورت کاراکتر بـوده و هـيچ کدام رشـته هـاي دودويي نيستند. کدهاي نمايش رشته هاي کاراکتري، اعداد صحيح و غيره ممكن اسـت درکامپيوترهاي مختلف متفاوت باشد. براي اين که کامپيوترها با کدهاي مختلف بتوانند با يكديگر ارتباط برقرار کنند، اطلاعـاتي که انتقال مي يابند بايـد بـا اسـتفاده از کدهاي اسـتاندارد تعريف و ارسال شوند تا در تمامي کامپيوتر ها و با سيستم عامـل هاي متفاوت قابل دريافت و درك باشند. در اين لايه عمل فشرده سازي اطلاعات Compression و در مقابل آن از حالت فشرده درآوردن اطلاعاتDeompression انجام مي شود و همچنين به رمز درآوردن اطلاعات Encryption و از رمز خارج کردن Decryption اطلاعات براي حفاظت از اطلاعات در اين لايه صورت مي گيرد.
۷- لايه کاربردي(Application Layer): اين لايه اطلاعات مورد نظر براي ارسال در شبکه را قطعه قطعه وارد لايه هاي پاييني مي نمايد تا سلسله مراتب لازم در مورد اطلاعات ارسالي در لايه ها به ترتيب انجام پذيرد و ارسال داده ها انجام شود. از طرفي در کامپيوتر دريافت کننده اين لايه آنچه که از لايه پائيني يعني Presentation دريافت مي کند را به ترتيب به هم متصل مي کند تا اصل اطلاعات ارسال شده از مبدا، در مقصد به وجود آيد. در عين حال نظارت بر Error Recovery بر عهده اين لايه است.

دانلود پي دي اف جلسه ۴ شبکه