دانلود تحقیق شبکه های کامپیوتری (Network+)

شبکه های کامپیوتری (Network+)
مفاهیم پایه شبکه:
تعریف شبکه: مجموعه‌ای از نودهای پردازشگر، وسائل ارتباطی و وسائل جانبی است که توسط خطوط ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند.
نودهای پردازشگر: کامپیوترها از انواع مختلف را Node میگویند.
وسائل جانبی: شامل چاپگرها و .

.

وسائل ارتباطی: مانند کارت شبکه، Switch ، Hub و.

.
کانالهای ارتباطی:
Wired باسیم
Wireless بی سیم
اهداف شبکه:
1) بکارگیری منابع اشتراکی
الف- منابع سختافزاری مانند: چاپگر، پلاتر، دیسک سخت، سیدی درایو ، مودم و .

.
ب- منابع نرمافزاری مانند: (1- اطلاعات Data 2- برنامه‌های Programs)
2) سهولت مدیریت منابع :
-دسترسی به انواع منابع متصل در شبکه از طریق یک دستگاه برای کل شبکه میسر است.
-تامین امنیت بر روی منابع جزء مدیریت منابع است.
3) کاهش هزینه‌ها
4) انتقال فایل و پیامها (ارتباطات)
5) انجام کارهای گروهی: (بدون تمرکز نیروی انسانی امکان انجام کار گروهی میسر است)
6) پردازش توزیع شده (Distributed Processing)
به عنوان مثال ممکن است در شبکه از چندین کامپیوتر جهت پردازش استفاده شود.

و یک برنامه کاربردی بر روی سرور نصب کردهایم
که چندین کامپیوتر از نتایج آن استفاده میکنند.

اگر بیائیم برنامه‌های سرور را بر روی چند کامپیوتر پردازش کنیم، عملا پردازش را توزیع کرده‌ایم.
انواع مختلف شبکه:
1- از نظر وسعت جغرافیائی
الف) شبکه محلی (LAN) محدود به یک ناحیه کوچک است.

1- فاصله نودها از یکدیگر کم است
2- سرعت انتقال بالاست (10 گیگا بیت در ثانیه)
دقت انتقال بالا و خطا کم است.
عموما هرچه از عناصر واسطه کاسته میشود.

خطا کمتر است
ب) شبکه شهری.

(MAN) شبکه‌ای در گستره یک شهر، در این شبکه باید هر کامپیوتری با کامپیوتر دیگر در ارتباط باشد.

لازم است خطوط مخابراتی با هدف تبادل داده در سطح شهر موجود باشد تا شبکه شهری برقرار گردد.

خطوط تلفن موجود تا حدی میتواند این ارتباط را برقرار کند.
ج) شبکه گسترده (WAN) این شبکه محدوده جغرافیایی ندارد.

می‌تواند کل جهان را دربرگیرد.

این شبکه متشکل از تعداد بسیاری شبکه MAN و WAN می‌باشد
انواع شبکه از نظر ساختار:
1 نظیر به نظیر Peer To Peer
2 مبتنی بر سرویس دهنده Server Base
هر یک از نودهایی که سرویسدهی کند سرور است.
انواع سرویسها
الف) File Server (فایل سرور) – کامپیوتری که کتابخانهای از فایلها بر روی آن ایجاد شده باشد که در اختیار کاربران قرار گیرد.
ب) Application Server (سرور برنامههای کاربردی)- یک برنامه کاربردی که آماده استفاده کاربران شبکه باشد بر روی این سرویس دهنده قرار داده میشود.

(برخی از برنامههای کاربردی بصورت سرویس دهنده/سرویس گیرنده نصب میگردد).
ج) Print Server (پرینت سرور)- هرگاه بتوان از طریق آن سرویس دهنده مستندات چاپی را دریافت کرد.
د) Internet Server (اینترنت سرور)- مانند FTP Server – Chat Server – Mail Server – Web Server و ...
ه‍( Networking Server (سرویس دهندههای شبکهای) مانند Wins Server – DNS Server – DHCP Server و ....

این سرویس دهندهها جهت برقراری ارتباط و ایجاد امکان ارتباط بین اجزاء شبکه فعالیت می‌کنند.
Proxy: نقش یک وکیل را دارد.

این سرویس به صورت یک واسط بین کاربر شبکه LAN برای برقراری ارتباط با شبکه اینترنتی است.

این سرویسدهنده علاوه بر دریافت درخواست کاربران و اجابت آن ممکن است کنترلهایی نیز بر روی آنها داشته باشد.
ساختار نظیر به نظیر
در این شبکه جایگاه سرویس دهنده و ایستگاه کاری مشخص نیست.

بنابراین هر کامپیوتر در هر زمان میتوان سرویسدهی کند.
این نوع شبکه ها معمولا از نظر حفاظت و مدیریت اطلاعات ضعیف میباشند.

از این نوع شبکه هنگامی که قصد انجام کار گروهی را داشته باشیم استفاده میشود.

این نوع شبکه را معمولا با سیستم عاملهای Win95, Win98, WinMe, WinXp, WinNT.W.S استفاده می‌کنند.
ساختار Server Base
شبکه‌های قدرتمندی هستند که باید حداقل یک سرور در آن وجود داشته باشد.
انواع شبکه از نظر مکانیزم انتقال اطلاعات
1.

Circuit Switching
2.

Packet Switching
در این ارتباط، عناصر واسط با ساختارهای مختلف ارتباط دو نود را برقرار میکنند.

بعنوان مثال در مراکز تلفن در حالت Circuit قبل از برقراری ارتباط ابتدا مسیر ارتباط انتخاب میشود.

سپس اطلاعات منتقل میشود و نهایتا مسیر قطع می‌گردد.
مزیت:
کانالهای سوئیچ مداری عموما در دسترس میباشند.
معایب:
1.

بدلیل بسته شدن مسیر برای یک ارتباط استفاده دیگران از آن مسیر ممکن نمیباشد و از خطوط نمی‌توان استفاده بهینه کرد.
2.

در این روش اگر در هنگام انتقال خطا اتفاق بیافتد، مجددا باید دادهها منتقل گردد.
3.

حفاظت اطلاعات دراین روش پائین است.
در حالت Packet Switching دادهها به بسته‌های کوچکتر تقسیم میشود.

و این بسته‌ها را از مسیرهای مختلف به مقصد ارسال می‌کنند.

بنابراین در هر نود ذخیره و سپس ارسال میگردد.

به این روش Store & Forward گفته میشود.
در حالت Packet Switching دادهها به بسته‌های کوچکتر تقسیم میشود.

به این روش Store & Forward گفته میشود.

امنیت در این مکانیزم بالاست (به عنوان نمونه شبکه X25 بصورت Packet Switching می‌باشد.) توپولوژی (هم بندی) شبکه چگونگی اتصال نودها را در یک شبکه توپولوژی می‌گوئیم.

گذرگاه Bus ستاره Star حلقوی Ring توری Mesh گذرگاه (Bus): در این توپولوژی یک کانال اصلی وجود دارد و کامپیوترها به این کانال اصلی متصل شده اند.

در کانال Bus هنگامی که یک نود اطلاعات ارسال می‌کند، کل کانال اشغال می‌شود تا گیرنده بسته خود را دریافت کند.

سپس کانال خالی می‌گردد و نود دیگری نسبت به ارسال اطلاعات خود اقدام می‌کند.

از معایب این سیستم رویداد برخورد (Collision) می‌باشد.

این مکانیزم را CSMA/CD می‌گویند.

Carrir Sense Multiple access With Collision Detection معایب: 1- در اثر افزایش ایستگاه برخورد زیاد می‌گردد.

2- قطع یک کابل یا اتصال کل سیستم را مختل می‌کند.

تحمل پذیری خطا در این روش وجود ندارد.

(Fault Tolerance) 3- عیب‌یابی به سختی انجام می‌گیرد.

2- ستاره (Star): در این مدل یک عنصر مرکزی وجود دارد و اطلاعات از طریق این عنصر مرکزی ارسال می‌گردد.

این عنصر مرکزی Hub نام دارد.

- در عنصر Hub پدیده برخورد را به حداقل رسانده اند.

- نرخ برخورد کم است.

- سرعت انتقال افزایش یافته است.

- تحمل پذیری خطا زیاد است.

- شناسایی خطا و خرابی به سادگی انجام می‌گیرد.

معایب: انعطاف پذیری ضعیف است و با صرف هزینه های زیاد ممکن است.

3- توپولوژی حلقه (Ring): مکانیزم انتقال در حلقه توسط یک بسته اطلاعاتی به نام Token انجام می‌گیرد.

Token در کانال حلقه در حال چرخش می‌باشد.

هر نود که قصد ارسال اطلاعات داشته باشد بررسی می‌کند که آیا Token خالی است یا خیر، در صورت خالی بودن، اطلاعات خود را به Token اضافه می‌کند.

ایستگاه ها چون Token را می‌خوانند اگر اطلاعات مربوط به آنها باشد، اطلاعات Token را خوانده و آنرا آزاد می‌کنند.

- در این روش تداخل وجود ندارد.

- سرعت انتقال پائین است.

(سرعت 4 Mbps یا 16 Mbps).

بر روی مدیای فیبر سرعت را به 100 Mbps رسانده اند.

این شبکه در مواردی که بخواهیم زمان دریافت را تضمین کنیم استفاده می‌شود.

معایب: عدم سرعت بالا تحمل پذیری خطا ندارد.

برای رفع مشکل لینک های اضافی در نظر گرفته شده است.

عیب یابی به سختی انجام می‌گیرد.

حالات ابتکاری: برای رفع معایب حلقه، 2 حلقه بسته می‌شود.

اتصالات به طور هوشمند تشخیص می‌دهند که آیا مسیر برقرار است یا خیر اگر برقرار نباشد از مسیر دوم استفاده می‌کنند.

توپولوژی توری (Mesh): اتصال کامپیوترها در این روش با طرح‌های مختلفی انجام می‌گردد.

هیبرید : از ترکیب توپولوژیهای مختلف تشکیل میگردد سلسله مراتبی: Hierarchical انواع کانال های ارتباطی کانال ها به دو گروه تقسیم می‌شوند: 1) Wired (باسیم) 2) Wireless (بی سیم) انواع کابل به عنوان رسانه: کابل هم محور (Coaxial Cable) زوج سیم (Twisted Pair) فیبر نوری (Fiber Optic) 1 کابل هم محور علت استفاده از سیم توری شکل (یافته شده) جهت انتقال نویز به زمین است.

انواع کابل هم محور: کابل ضخیم (Thick) کابل نازک (Thin) 2) کابل زوج سیم در این نوع کابل علت به هم تابیده شدن سیم ها، کاهش اثر نویز است.

انواع کابل های زوج سیم: الف) بدون شیلد – (UTP) – 4 زوج سیم داخل یک کابل اند.

ب) شیلددار (UTP) – 4 زوج سیم داخل یک کابل قرار دارند.

1) Foiled Twisted Pair 2) SFTP – کابل حاوی فویل و لایه شیلد پلاستیکی 3) SSTP- هر زوج حاوی شیلد و نهایتاً کال زوج ها شیلد دارند.

کاور و لایه های عایق از جنس PVC، تفلون یا Plenum می‌باشد.

برای هر یک از زوج سیم ها دسته بندی استاندارد در نظر گرفته شده است.

CAT 1 – کابل هایی هستند که برای Voice (تلفن) استفاده می‌شوند.

CAT 2 – در شبکه IBM برای ارتباط کامپیوترهای بزرگ با ترمینال استفاده شده است.

CAT 3 – برای سرعت 10 Mbps در شبکه محلی استفاده شده است.

دو زوج سیم بکار گرفته می‌شود.

از پروتکل دیگری استفاده شده که از 4 زوج سیم استفاده شده و سرعت را به 10 Mbps می‌رساند.

CAT 4 – از این کابل برای سرعت 16 Mbps در شبکه Ring استفاده می‌شود.

CAT 5- در شبکه های اترنت (ده مگابیت در ثانیه) و اترنت سریع (100 مگابیت در ثاینه) و شبکه های Token Ring با سرعت 16 مگابیت در ثانیه استفاده می‌شود.

CAT 5e – ارتقاء داده شده CAT 5 برای سرعت 1000 مگابیت در ثانیه است.

CAT 6 – زوج ها به هم چسبیده اند و به صورت Bounded (زوج ها از یکدیگر جدا ساز ی شده اند) تا اثرات نویز را کم کنند.

CAT 7- دارای شیلد بندی قویتری است.

3- کابل فیبر نوری در این کابل از یک مغزی شیشه ای یا پلاستیکی با نام تار نوری برای عبور سیگنال نور استفاده شده که با لایه عایق پوشانده شده است.

این لایه عایق برای جلوگیری از خارج شدن نور در نظر گرفته شده است.

پوشش دیگری نیز به دور آن قرار گرفته شده که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر است.

گاهی پوشش را آغشته به ماده ای می‌کنند که خزندگان و جوندگان را از خود دور کند.

(Anti Rodent) هریک از این رشته ها با پوشش آن را یک Core می‌گویند.

در یک کابل چندین Core وجود دارد.

جنس پوشش از الیاف مصنوعی یا فلز به منظور جلوگیری از شکستگی کابل است.

فیبرهای نوری در دو گروه عمده قرار می‌گیرند: - Single Mode - (تک حالته) فقط یک پرتو به منظور انتقال اطلاعات از تار نوری فرستاده می‌شود.

(به کمک لیزر) قطر تار در این حالت 125/9 میکرون است (قطر تار نوری 9 میکرون و به همراه پوشش آن 125 میکرون) برای مسافت های طولانی حداکثر 100 کیلومتر و با سرعت 1000 Mbps استفاده می‌شود Multi Mode – (چند حالته) در این حالت چند پرتو نوری داخل فیبر تابانده می‌شود.

قطر این تار 125/5، 62 میکرون است.

و حداکثر طول 512 متر را برای سرعت 1000 Mbps پشتیبانی می‌کنند.

در سرعت های پائین تر مسافت های طولانی تر نیز پشتیبانی می‌شود.

روش های اتصالات فیبر نوری: 1- Fusion – در این روش دو سر کابل با دستگاه خاصی جوش داده می‌شود.

2- Splicing – در این روش دو سر کابل کانکتور زده شده و این کار با ابزارهای دستی انجام می‌شود.

و اتلاف نور بیشتری نسبت به حالت قبل وجود دارد.

کابل فیبر نوری در توپولوژی ستاره با حلقه استفاده می‌شود.

کانال های بدون سیم Wire Less زمانی که امکان کابل کشی وجود نداشته باشد و با مقرون به صرفه نباشد و همچنین مبدإ و مقصد جایگاه ثابتی نداشته باشند، از این نوع ارتباط استفاده می‌شود.

انواع سیگنال های قابل استفاده در ارتباطات بی سیم: - مادون قرمز: در این روش مبدإ و مقصد باید در دید مستقیم هم باشند و حداکثر 10 الی 15 متر برد دارد.

مانند کنترل تلویزیون - لیزر: فاصله مبدإ و مقصد می‌تواند تا 50 متر باشد، از آنها که آسیب جسمی دارد کمتر استفاده می‌شود.

- امواج رادیویی: معمولاً در ارتباطات بی سیم از این نوع امواج استفاده می‌شود.

شبکه بی سیم در دو حالت استفاده می‌شود: 1)Ad Hoc در این حالت لازم است که همه PCها دارای یک کارت Wireless مجهز به آنتن باشند.

Access Point نقش همان عنصر متمرکز در توپولوژی ستاره را دارد.

هر Access Point یک دامنه پوشش دارد.

در صورتی که موانع وجود داشته باشد برد آن کاهش می‌یابد.

معمولاً Access Point یک نشانگر دارد که کیفیت ارسال و دریافت سیگنال را نشان می‌دهد.

2) Infra structure هرگاه یک زیرساخت با سیم وجود داشته باشد و Access Point قابلیت اتصال به آن زیر ساخت را داشته باشد، حالت Infra structure گفته می‌شود.

گاهی از ارتباط بی سیم برای ارتباط ساختمان ها بکار گرفته می‌شود.

در این حالت باید دو آنتن همدیگر را ببینند.

(Line of Sight) انواع آنتن: 1- آنتن Omni که در 360 درجه سیگنال را پخش می‌کند و هر نودی که در آن حوزه باشد می‌تواند به شبکه متصل گردد.

2- آنتن های پارابولیک (Parabolic) این نوع آنتن ها یک زاویه پوشش دارند (حدود 30 تا 60 درجه) و برای مسافت های کوتاه یا متوسط استفاده می‌شود.

3- آنتن های پانل (Panel) که برای برد طولانی استفاده می‌شود.

4- آنتن های Solid Dish با زاویه کم برای مسافت های طولانی 30 تا 40 کیلومتر استفاده می‌شود.

5- آنتن های Sector آنتن های استوانه ای شکل مانند آنتن موبایل هستند که زاویه خاصی را تحت پوشش قرار می‌دهند.

به عنوان مثال 4 آنتن سکتور 90 درجه تمام اطراف را پوشش می‌دهد.

برد امواج رادیوئی بستگی به قدرت آنتن و رادیو دارد.

روش های انتقال اطلاعات 1) Simplex یک ارتباط یک طرفه است بطوریکه یک فرستنده در حال ارسال اطلاعات است.

مانند شبکه تلویزیونی و رادیوئی.

2) Half Duplex ارتباط دو طرفه غیر همزمان.

مانند بی سیم مکالماتی (نیمه دو طرفه) 3) Full Duplex ارتباط دو طرفه همزمان است.

مانند ارتباط تلفنی.

ارتباطات شبکه ای عموماً از این نوع می‌باشد.

انواع روش های انتشار اطلاعات 1) Uni Cast یک فرستنده و یک گیرنده داریم 2) multi Cast یک فرستنده به چند گیرنده (کنفرانس اینترنتی) 3) Broad Cast ارسال برای تمام نودهای شبکه پروتکل: Encapsulation Trailer Header Framing قالب بندی اطلاعات: مرتب سازی اطلاعات مطابق با استاندارد یک پروتکل را Framing می‌گویند.

بررسی مدل لایه ای نقل و انتقال شبکه سازمان بین المللی استاندارد (ISO) برای نقل و انتقال اطلاعات در شبکه یک مدل استاندارد ارائه کرده است.

این مدل دارای 7 لایه بوده و به آن مدل OSI (Open System Interconnection) می‌گوئیم.

(Open System- سیسمتی که بتواند محصولات مختلف شبکه‌ای را پذیرا باشد) بررسی لایه فیزیکی: این لایه بسته اطلاعاتی را در قالب Frame از لایه اتصال داده دریافت نموده آنرا تبدیل به یک سیگنال قابل حمل نموده تا آن سیگنال در کانال ارتباطی ارسال گردد.

همچنین این لایه اطلاعات دیجیتال را تبدیل به سیگنال آنالوگ می‌کند و با یک Coding مشخص بر روی کانال قرار می‌دهد.

در لایه فیزیکی استانداردهایی تعبیه شده است که به دو دسته تقسیم بندی می‌شوند.

استانداردهای الکتریکی: میزان جریان و ولتاژ برای امواج الکتریکی و میزان توان برای امواج رادیوئی.

استانداردهای مکانیکی: در این استانداردها چگونگی برقراری اتصالات شبکه ای، کابل کشی و ارتباط با عناصر ارتباطی مطرح می‌گردد.

استانداردهای مکانیکی در شبکه اترنت سه شرکت دیجیتال (Digital).

اینتل (Intel) و زیراکس (Xerox) استاندارد اترنت را تعریف کرده اند.

که اصطلاحاً DIX هم گفته می‌شود.

سرعت پایه این شبکه 10 Mbps می‌باشد و به دو دسته تقسیم می‌شوند: الف) شبکه اترنت Thicknet با نام استاندارد 10 Base 5 شناخته می‌شود.

طول سگمنت حداکثر 500 متر بوده و مقاومت کابل 50 اهم و نام تجاری کابل آن RG8 است.

10: نشان دهنده سرعت کانال Base: نشان دهنده نوع کانال (Base band) کانال های ارتباطی دو نوع اند: Base band: در هر لحظه یک سیگنال عبور می‌کند Broad band: در هر لحظه چند سیگنال عبور می‌کند.

5:‌ نشان دهنده ضریب طول سگمنت است.

100×5 برای انشعاب گرفتن از این نوع کابل از اتصالات خاصی استفاده می‌شود.

چون کابل ضخیم است از VamPire Tap استفاده می‌شود.

که دارای تیغه ای است که به مغزی سیم متصل شده سپس یک Trasceiver به آن وصل شده و با کابل به کارت شبکه متصل می‌گردد.

حداقل فاصله بین دو انشعاب باید 5/2 متر باشد.

چنانچه طول سگمنت (500 متر) کوتاه باشد، می‌توان از Trasceiver انشعاب را به یک تکرار کننده (Repeater) وصل کرد.

که با این ترتیب 500 متر دیگر اضافه می‌شود.

برای توسعه شبکه از استاندارد 5-4-3 استفاده می‌شود.

5: نشان دهنده تعداد سگمنت ها 4: نشان دهنده تعداد تکرار کننده 3: حداکثر تعداد سگمنتی که می‌توان از آن انشعاب گرفت.

ب) شبکه اترنت Thinnet حاوی کابل کواکسیال 50 اهم با نام تجاری RG58 است، طول کابل حداکثر 185 متر است و با استفاده 10base2 شناخته می‌شود.

برای انشعاب کابل را بریده و دو کانکتور BNG به آن وصل می‌گردد.

فاصله هر دو نود حداقل 5/0 متر باید باشد.

استاندارد 5-4-3 برای توسعه این شبکه به کار گرفته می‌شود.

می توان شبکه Thinnet و Thicknet را با یکدیگر ترکیب نمود ج) استاندارد اترنت 10 base T عنصر مرکزی در این استاندارد HUB است که سیگنال ورودی را تقویت کرده و به گیرنده ارسال می‌کند.

(مانند تکرار کننده عمل می‌کند ها پسیو (Passive Hub) تقویت کننده ندارد.

فاصله نود تا نود حداکثر 100 متر است.

هاب اکتیو (Active Hub) دارای تقویت کننده است.

فاصله نود تا هاب حداکثر 100 متر است.

نوع کابل زوج سیم می‌باشد.

و دارای مقاومت 100 اهم است.

پورت موجود بر روی هاب و کارت را Rj45 می‌گویند.

برای توسعه این شبکه نیز از قانون 5-4-3 تبعیت می‌شود.

5: حداکثر 5 سگمنت 100 متری 4: تعداد هاب 3: تعداد لینک های 100 متری برای Cascade کردن هاب ها لایه پیوند داده Data Link 1- این لایه بسته اطلاعاتی را در قالب دیتاگرام (Datagram) از لایه Network دریافت کرده و آن را با افزودن Header و Trailer تبدیل به فریم اطلاعاتی می‌کند.

در قسمت Header آدرس فیزیکی (هر یک از وسائل ارتباطی مانند کارت شبکه دارای یک آدرس می‌باشند که 12 رقم در مبنای هگزادسیمال است.

6 رقم آن کد تولید کننده و 6 رقم دیگر مربوط به خود Device است این آدرس منحصر به فرد بوده و با نام Mac Address شناخته می‌شود) مبدإ و مقصد قرار می‌گیرد.

و در قسمت Trailer اطلاعات مربوط به کنترل خطا درج می‌شود.

2- وظیفه دیگر این لایه کنترل (مدیریت) خطا است.

در صورت تشخیص خطا دستور ارسال مجدد می‌دهد.

یکی از روش های کنترل خطا روش Parity Bit (بیت توازن) است.

به عنوان مثال Even Parity تعداد بیت های یک را شمرده اگر زوج باشد عدد صفر درج شده و در غیر این صورت عدد یک قرار داده می‌شود.

در روش انتقال شبکه ای از روش CRC (Cyclic Redundancy) استفاده می‌شود.

در این روش فریم دیتا را به صورت ضریب یک چند جمله ای در نظر می‌گیرند.

این چند جمله ای به یک چند جمله ای خاص تقسیم شده و باقیمانده به فریم اضافه می‌شود.

گیرنده نیز این بررسی را انجام می‌دهد.

اگر باقیمانده ها برابر بود.

یعنی اطلاعات صحیح است.

در غیر این صورت تفاوت باقیمانده نشان دهنده تعداد بیت های خراب ارسالی می‌باشد.

3- کنترل جریان اطلاعات: فرستنده و گیرنده باید در ارسال و دریافت اطلاعات دارای سرعت یکسان باشند.

برای این منظور فرستنده و گیرنده سرعت خود را یکسان کرده و سپس انتقال اطلاعات انجام می‌گیرد.

پروتکل های موجود در لایه پیوند داده 1) پروتکل اترنت Ethernet 2) پروتکل حلقه Token Ring 3) پروتکل FDDI (Fiber Data Distributed) 4) پروتکل Wire Less لایه شبکه (Network) این لایه بسته های اطلاعاتی را در قالب پیام Message از لایه Transport دریافت نموده و پس از افزودن اطلاعات مسریابی و آدرس دهی منطقی آن را تبدیل به دیتاگرام کرده و برای لایه دیتا لینک ارسال می‌کند.

این لایه وظایف زیر را به عهده دارد: 1) آدرس دهی منطقی بسته های اطلاعاتی – آدرس منطقی آدرسی است که مدیر شبکه به هر یک از نودها اختصاص می‌دهد.

مانند آدرس IP 2) مسیریابی – انتخاب بهترین مسیر از مبدإ به مقصد را مسیریابی می‌گویند.

عملیات مسیریابی در این لایه با استفاده از اطلاعات جداول مسیریابی و الگوریتم های مسیریابی انجام می‌گیرد.

جدول مسیریابی به دو روش ساخته می‌شود: الف) دستی توسط مدیر سیستم ب) به طور خودکار توسط مسیریاب (روتر) 3) Segmentaion:‌ تقسیم فریم های اطلاعاتی به قطعات کوچکتر جهت سازگاری با استاندارد شبکه مقصد را Segmentaion می‌گویند.

برای اتصال دو شبکه که در محدوده آدرس های مختلف قرار دارند از روتر استفاده می‌شود.

روترها دارای 3 لایه فیزیکی، پیوند داده و شبکه هستند.

اگر آدرس منطقی که لایه شبکه به Message اضافه کرده در شبکه مبدإ وجود نداشته باشد، توسط روتر و جدول مسیریابی آن، آدرس فیزیکی روتر مقصد به جای آدرس فیزیکی نود مقصد قرار داده می‌شود.

در لایه شبکه پروتکل های زیر فعال اند: 1) پروتکل IP که پروتکل پایه یونیکس است.

2) پروتکل IPX برای شبکه ناول 3) پروتکل Apple Talk برای اپل 4) پروتکل Net BEUI برای مایکروسافت لایه انتقال ‌Transport این لایه کنترل جریان و خطا را در سطوح بالا بر عهده دارد.

بسته های اطلاعاتی پس از تقسیم شدن به بسته های کوچکتر بدرستی مسیریابی شده و لایه دیتالینک ضمانت می‌کند تا بسته های کوچک به درستی به مقصد برسند.

اما ممکن است یک بسته کوچک در مسیر انتقال خود گم شود در این حالت لایه اتصال داده از این موضوع آگاه نمی شود.

و وظیفه لایه انتقال است تا پس از دریافت بسته های کوچک آنها را در کنار هم قرار داده تا متوجه مفقود شدن این بسته شود.

وظیفه دیگر این لایه کنترل جریان اطلاعات در سطح بالااست بدین معنی که در فرستنده و در لایه 4 میزان بافر موجود برای گیرنده ارسال می‌گردد.

تا گیرنده در صورت تمایل به ارسال اطلاعات از این میزان بافر اطلاعات بیشتر ارسال نکند.

پروتکل ها لایه انتقال 1- پروتکل TCP 2- پروتکل UDP 3- پروتکل SPX 4- پروتکل NCP لایه جلسه Session وظیفه این لایه ایجاد جلسه ارتباطی بین مبدإ و مقصد می‌باشد.

و این لایه مشخص می‌کند که اطلاعات بصورت دوطرفه همزمان منقل شده یا بصورت دوطرفه غیر همزمان.

لایه ارائه Presentation وظیفه این لایه تبدیل قالب اطلاعات به شکلی است که در شبکه مقصد قابل بکارگیری باشد.

همچنین این لایه عملیات فشرده سازی و رمزگذاری را انجام می‌دهد.

فرضاً ممکن است دو طرف از یک قالب استفاده نکنند.

یک طرف از استاندارد ASCII و طرف دیگر استاندارد دیگری داشته باشد.

این لایه کدهای ارسالی را برای استاندارد مقابل ترجمه می‌کند.

لایه Application بالاترین لایه در مدل OSI لایه Application یا کاربردی است.

این لایه نقطه ورود برنامه های کاربردی تحت شبکه جهت بکارگیری سرویس های شبکه ای است.

نمونه ای از برنامه های لایه کاربردی عبارتند از: IE، Outlook Express .Microsoft Outlookو ...

در این لایه پروتکل های بسیاری در حال اجرا می‌باشند.

از جمله:‌ پروتکل های DNS, DHCP, POP3, SMTP, FTP, HTTPو ...

نکته: در برخی از مدل ها لایه های 5 و 6 7 را لایه Application می‌گویند.

بررسی لایه فیزیکی در این قسمت دو تا از مهمترین عناصر این لایه یعنی کارت شبکه و هاب مورد بررسی قرار می‌گیرند.

کارت شبکه (Network Interface Card) NIC یکی از مهمترین وسائل ارتباطی در لایه فیزیکی کارت شبکه می‌باشد.

این کارت با کانال ارتباطی، ارتباط برقرار کرده و اطلاعات را مطابق استاندارد کانال ارتباطی بر روی کانال قرار می‌دهد.

عموما کارت‌های شبکه از نظر خصوصیات تابع پروتکل‌های لایه اتصال داده می‌باشند.

کارت شبکه مجموعه وظایف زیر را به عهده دارد: 1- کپسوله کردن اطلاعات (در سیستم فرستنده) و باز کردن آن در (در سیستم گیرنده) 2- کد کردن اطلاعات دیجیتال به سیگنال قابل حمل در فرستنده و بالعکس در سیستم گیرنده 3- کنترل دسترسی به کانال: بررسی CSMA/CD و یا Token 4) انتقال اطلاعات در کانال ارتباطی بررسی خصوصیات کارت شبکه 1- تعیین نوع گذرگاه قابل استفاده مانند: ISA (16 بیتی)- Industry Standard Architecture EISA (32 بیتی)- Enhanced ISA MCA (Micro Channel Adapter) این گذرگاه مربوط به کامپیوترهای IBM است) PCI (Peripheral Component Interface) ACR (Advanced Communication Riser) AMR (Audio/Modem Riser) ANR (Audio/Network Riser CNR (Communication and Networking Riser) PCMCIA کامپیوترهای نوت بوک دارای اسلاتی با این نام هستند (PC Multi Channel Interface Adapter) پورت‌ها قرار می‌گیرند را PC CARD می‌گویند.

2- بررسی پروتکل ارتباطی کارت شبکه: شامل Wire Less, FDDI, Token Ring, Ethernet 3- میزان بافر در کارت شبکه باعث افزایش سرعت عملیاتی کارت شبکه می‌گردد.

معمولا این میزان از 16 کیلوبایت شروع می‌شود.

مناسب‌ترین آن از 256 کیلوبایت به بالاست.

4- شاخص دیگر در کارت شبکه سرعت انتقال آن می‌باشد.

(چند سرعته باشد) 5- تعداد وتنوع پورت: برخی از کارت‌ها تک پورت می‌باشند و برخی دیگر دارای چند پورت هستند از قبیل BNC، RJ45، AUI، ST، SC و ...

(البته در صورت استفاده از یک پورت بقیه غیرفعال هستند).

برخی از کارت‌های شبکه به صورت Duplex هستند یعنی دارای 2 پورت می‌باشند که هر دو پورت می‌تواند فعال گردد.

به عبارت دیگر دو کارت شبکه بر روی یک Device قرار دارد.

پورت‌های مربوط به فیبر نوری نیز دارای دو نوع ST‌و SC هستند که هر دو می‌توانند مودهای تک حالته (Single Mode و چند حالته (Multi Mode را پشتیبانی کنند.

نکته: اهداف استفاده از چندین کارت شبکه: الف) اتصال کامپیوتر به چند شبکه مختلف ب) استفاده از کامپیوترهای Firewall، دیتا از طریق یک کارت شبکه وارد دستگاه شده و از طریق کارت دیگر ارسال می‌گردد.

6- دارا بودن بوت رام (Boot ROM): این ویژگی باعث می‌گردد کامپیوتر بدون استفاده از فلاپی، CD-ROM یا دیسک سخت و با استفاده از روتین‌های ROM کارت شبکه و فایل‌های راه‌اندازی واقع در یک سرویس‌دهنده شبکه، راه‌اندازی شود.

حسن این روش ایمن بودن ارتباط و همچنین هزینه کمتر است.

معمولا در سیستم عامل‌هایی که دارای Command Line هستند این روش می‌تواند مفید باشد.

7- دارا بودن LED اعلام وضعیت: برخی از کارت‌های شبکه دارای یک LED و برخی دیگر دارای 2 LED در کنار Port اتصال کارت شبکه هستند.

این LEDها وضعیت اتصال و همچنین نقل و انتقال دیتا را اعلام می‌نمایند.

8- بررسی اینکه کارت شبکه به صورت Full Duplex و یا Half Duplex کار می‌کند.

9- دارا بدون ویژگی Wake Up LAN: داشتن این ویژگی موجب می‌شود چنانچه کامپیوتر در حالت Stand by قرار داشته باشد، از طریق درخواست‌های شبکه فعال گردد.

فرآیند نصب کارت شبکه 1- نصب فیزیکی کارت شبکه 2- پس از نصب فیزیکی کارت شبکه می‌بایست نحوه استفاده از منابع سیستمی برای این کارت تنظیم شود.

این منابع عبارتند از: الف) IRQ: هر ابزاری برای اعلام تقاضا از یک شماره استفاده می‌کند.

این شماره‌ها می‌توانند از 0 تا 15 باشند.

ب) I/O Port: هر وسیله ورودی / خروجی دارای یک شماره شناسایی است که به آن Port No گفته می‌شود.

مثلا پرینتر دارای شماره پورت 378 است.

از این شماره برای تبادل اطلاعات با بخش‌های دیگر کامپیوتر استفاده می‌شود.

ج) DMA: (Direct Memory Address) هنگامی که سرعت CPU برای I/O کافی نباشد ابزارهای I/O مستقیما با حافظه کار می‌کنند.

مانند CD-ROM و HDD.

اگر وسائلی وجود داشته باشند که بخواهند از DMA استفاده کنند به هر یک از آنها یک شماره نسبت داده می‌شود.

که این شماره‌ها از 0 الی 7 است.

(کارت شبکه از DMA استفاده نمی‌کند).

د) Memory Address: آدرس مربوط به بافر دستگاه I/O است.

کارت‌های I/O می‌توانند دو حالت Plug & Play و یا Non Plug & Play داشته باشند.

تنظیم این چهار ویژگی برای دستگاه‌های Plug & Play به صورت خودکار انجام می‌گردد.

یعنی کامپیوتر کارت شبکه را تشخیص داده، آن را شناسایی می‌کند، همچنین منابع آزاد را مکان‌یابی کرده و به پیکربندی کارت شبکه برای استفاده از آنها اقدام می‌کند.

3- مرحله سوم شامل نصب درایورهای کارت شبکه است.

نرم‌افزار راه‌اندازی (Device Driver) برنامه‌ای است که کامپیوتر را قادر می‌سازد با کارت شبکه ارتباط برقرار کرده و کارکردهای موردنیاز را اجرا کند.

در حقیقت تمامی کارت‌های شبکه برای پشتیبانی از سیستم‌های عامل مطرح، با یک نرم‌افزار راه‌اندازی عرضه می‌شوند، اما در بسیاری از موارد، حتی به این نرم‌افزارها احتیاج پیدا نخواهد شد، زیرا سیستم‌های عاملی مثل ویندوز، مجموعه‌ای از درایورها را برای مدلهای کارت شبکه پر استفاده و رایج شامل می‌گردند.

با وجود امکان Plug & play، علاوه بر تنظیم پیکربندی منابع سخت‌افزاری کارت شبکه، درایور مناسب نیز نصب می‌شود.

جدیدترین درایورهای مربوط به کارت شبکه را از سایت سازنده آن نیز می‌توان بدست آورد.

تنظیم منابع سیستمی به صورت دستی برای بررسی تنظیمات سخت‌افزارها در سیستم از ابزار System Information استفاده می‌شود.

در این برنامه می‌توانیم منابع تخصیص داده شده به سخت‌افزارها و منابع آزاد را شناسایی کنیم و در صورت لزوم منابع آزاد را به سخت‌افزارهای جدید نسبت دهیم.

در صورت بروز Conflict آدرس‌ها می‌بایست سعی نمائیم به روش دستی تنظیمات را تغییر داده و یا Deviceها را از سیستم جدا نموده و Device‌های دیگری بکار ببریم.

برای انجام تنظیمات به صورت دستی به شکل زیر عمل کنید: 1- پنجره Computer Management را باز کرده سپس گزینه Device Manager را انتخاب کنید.

2- از لیستی که در پانل سمت راست مشاهده می‌شود، Network Adapters را انتخاب کرده و بر روی نام کارت شبکه کلیک راست کنید.

3- بر روی گزینه Properties کلیک کنید.

4- در پنجره‌ای که باز می‌شود بر روی Resources Tab کلیک کنید.

در صورت وجود Conflict گزینه Use Automatic Settings برای تغییرات فعال می‌گردد.

چک مارک آن را برداشته و با کلیک بر روی دکمه Change Settings تنظیمات جدیدی را برای Device خود انجام دهید.

یادآوری: پارالل پورت دارای سه مود است: الف) (Standard Paralel Port): SPP فقط برای خروجی ب) (Enhanced Paralel Port): EPP برای ورود و خروجی ج) (Extended Patalel Port): ECP برای ورودی و خروجی که از DMA استفاده می‌کند.

هاب (Hub) این عنصر به عنوان عنصر متمرکزکننده در شبکه Star استفاده می‌شود.

این وسیله کامپیوترها را در لایه فیزیکی به یکدیگرمتصل می‌نماید.

(هاب فقط لایه فیزیکی دارد) برخی از هاب‌ها سیگنال ورودی را تقویت کرده و به دستگاه مقصد ارسال می‌کنند (Active Hub) و برخی دیگر عمل تقویت سیگنال را انجام نمی‌دهند (Passive Hub) Ports: پورت‌ها در هاب به دو دسته تقسیم می‌شوند: الف) (Data Terminsl Equipment): DTE که برای ارتباط با ترمینال و کامپیوترها استفاده می‌شود.

ب) (Data Communication Equipment): DCE که برای ارتباط با سایر وسائل ارتباطی مانند ارتباط هاب با هاب یا هاب با سوئیچ استفاده می‌شود.

در پورت‌های DCE چرخشی که برای تعویض سیگنال ارسال و دریافت لازم است در داخل پورت انجام گرفته است.

بنابراین برای اتصال پورت DTE‌یک هاب به پورت DCE یک هاب دیگر می‌بایست از کابل مستقیم (Straight Through) استفاده کنیم.

همچنین برای اتصال کامپیوتر به هاب نیز از کابل مستقیم استفاده می‌شود.

اما چنانچه برای اتصال دو هاب پورت DCE وجود نداشته باشد، باید از کابل Cross Over استفاده گردد.

Auto Negotiate: معمولا این قابلیت باعث می‌گردد پورت، ماهیت خود را با توجه به نوع کابل تغییر دهد.

یعنی در صورت لزوم پورت DTE به پورت DCE تغییر پیدا می‌کند.

Auto Sence: این ویژگی باعث می‌شود هاب سرعت خود را بر اساس سرعت عناصر متصل تنظیم نماید.

به عنوان مثال یک هاب با سرعت 10/100 با کارتی که دارای سرعت 10 باشد، ارتباطی با سرعت 10 mbps برقرار می‌کند.

Auto Partition: در حالتی که یک کارت شبکه معیوب شده باشد و ترافیک شبکه را افزایش دهد، کل شبکه را مختل می‌نماید.

هاب‌هاب‌هایی که این عیب را تشخیص داده و پورت معیوب را شناسایی کرده و آنرا از سایر پورت‌ها جدا می‌کنند، دارای خاصیت Auto Partitioning هستند.

روش‌های ارتباط هاب‌ها: برخی از هاب‌ها برای ارتباط با هاب دیگر از پورتی با نام Stack‌ استفاده می‌کنند.

سرعت ارتباطی این پورت معادل سرعت پایه هاب ضربدر تعداد پورت‌های آن می‌باشد.

زمانی که از چندین هاب به صورت Cascade استفاده می‌شود، از مکانیزمی با نام Stack استفاده می‌گردد.

در این حالت هاب‌ها با استفاد هاز پورت Stack‌بر روی هم قرار می‌گیرند تا تشکیل یک هاب با ظرفیت بالاتر را بدهند.

در این حالت چون کابل ارتباطی کوتاهترین اندازه را دارد سرعت ارتباطی هاب‌ها به حداکثر خود می‌رسد.