دانلود تحقیق نحوه ارسال داده ها به شبکه

در این درس چه می آموزید؟
این درس مفاهیم بسته های اطلاعاتی را به عنوان اجزاء اصلی ارتباطات شبکه شرح داده و به شما یک دید کلی در مورد مطالب زیر می دهد:
نقش و اهمیت بسته های اطلاعاتی در ارتباطات شبکه
بخشهای اصلی یک بسته اطلاعاتی
منشأ و آرایش بسته های اطلاعاتی
نحوه ارسال و دریافت بسته های اطلاعاتی
نحوه اتصال بسته های اطلاعاتی به یکدیگر جهت تکمیل ارسال داده ها
هدفها :
در پایان این درس شما می توانید:
واژه بسته اطلاعاتی و وظیفه آن را تعریف کنید و اجزاء آن را نام ببرید.
وظیفه و محتویات هر یک از اجزاء بسته اطلاعاتی شامل: هدر، داده ها و تریلر را شرح دهید.
نحوه ارسال بسته های اطلاعاتی را در طول شبکه شرح دهید.
این درس حدود 35 دقیقه طول می کشد.
وظیفه بسته های اطلاعاتی در ارتباطات شبکه :
داده ها اغلب به صورت فایل های بزرگ هستند.

اگر کامپیوتری در یک لحظه بسته اطلاعاتی بزرگی را در کابل قرار دهد، شبکه برای مدتی نمی تواند کار کند و به دو دلیل کند خواهد شد.

اول آنکه، کابل به دلیل ورود حجم زیادی از داده ها در آن به شدت اشغال می شود و برای مدتی امکان ارتباط غیرممکن خواهد شد.
دلیل دوم اینکه شبکه بلوک های بزرگ داده را به بسته های کوچکتر تقسیم می کند، بدین علت که اگر هنگام انتقافل اشکالی رخ داد، فقط یک بسته اطلاعاتی کوچک آسیب می بیند و تنها همان بسته باید دوباره ارسال شود نه تمام اطلاعات، به این ترتیب تصحیح خطا بسیار سریعتر و آسانتر انجام خواهد شد.
برای اینکه تعداد زیادی کاربر در آن واحد بتوانند داده ها را در شبکه براحتی و به سرعت ارسال کنند، داده ها باید به تکه های کوچک قابل مدیریت تقسیم شوند.

به این تکه ها بسته اطلاعاتی یا قاب گفته می شود.

هر چند واژه های بسته اطلاعاتی و قاب به جای یکدیگر به کار می روند، ولی بسته به نوع شبکه دارای تفاوتهایی نیز هستند.

در این درس از واژه بسته اطلاعاتی استفاده می شود.
بسته های اطلاعاتی، واحدهای اصلی ارتباطات شبکه هستند.

با تقسیم داده ها به بسته های اطلاعاتی، ارسال های مجزا سرعت می گیرند.

بدین ترتیب هر یک از کامپیوترهای شبکه شانس بیشتری برای ارسال و دریافت داده ها خواهد داشت.

بسته های اطلاعاتی در کامپیوتر مقصد (گیرنده) جمع آوری و به ترتیب سرهم می شوند تا به فرم اولیه داده ها بازگردند.
سیستم عامل کامپیوتر فرستنده هنگامی که داده ها را به بسته های اطلاعاتی تقسیم می کند، به هر بسته از داده ها یک سری اطلاعات کنترلی اضافه می نماید.

بدین ترتیب این امکان فراهم می گردد که:
داده های اولیه به صورت تکه های کوچک ارسال شوند.
داده ها در کامپیوتر گیرنده به ترتیب مناسب جمع آوری و سرهم شوند.
داده ها بعد از گردآوری به منظور خطایابی، کنترل شوند.
ساختار بسته های اطلاعاتی :
بسته های اطلاعاتی می توانند شامل انواع داده ها به قرار زیر باشند:
اطلاعاتی مانند پیغامها یا پرونده ها
فرمانها و برخی از اطلاعات کنترلی کامپیوتر مانند درخواست سرویس
کدهای کنترلی مانند کدهای تصحیح خطا که ارسال مجدد بسته بسته را خاطرنشان می سازند.
اجزاء بسته های اطلاعاتی :
به طور کلی بسته های اطلاعاتی دارای اجزاء معین زیر هستند:
یک آدرس منبع که کامپیوتر فرستنده را مشخص می کند.
داده ای که قرار است ارسال شود.
یک آدرس مقصد که کامپیوتر گیرنده را مشخص می کند.

دستوراتی که به اجزاء شبکه می گویند چگونه داده ها را عبور دهند.
اطلاعاتی که به کامپیوتر گیرنده می گوید چگونه بسته های اطلاعاتی را گردآوری کند تا داده اولیه به طور کامل بازسازی شود.
اطلاعات کنترل خطا که صحت داده های رسیده را تضمین می کند.
این اجزاء در 3 بخش گروه بندی می شوند: هدر، داده ها و تریلر.
این اجزاء در 3 بخش گروه بندی می شوند: هدر، داده ها و تریلر.

هدر : هدر هر بسته اطلاعاتی تشکیل شده است از: ـ یک سیگنال هشدار دهنده برای اعلام اینکه بسته اطلاعاتی در حال ارسال است.

ـ آدرس مبدأ ـ آدرس مقصد ـ اطلاعات ساعت برای سنکرون کردن عمل ارسال داده ها : این بخش شامل همان داده هایی است که باید فرستاده شوند.

بخش داده ها در بسته اطلاعاتی با توجه به نوع شبکه می تواند اندازه های مختلف داشته باشد.

این بخش در اکثر شبکه ها دارای اندازه ای بین 512 بایت (0.5 k) تا 4 کیلوبایت است.

از آنجا که اندازه اکثر داده های ارسالی بیش از k4 است، بنابراین داده ها باید به تکه های کوچکتری تقسیم شوند تا به صورت بسته های اطلاعاتی ارسال گردند.

به عنوان مثال برای ارسال یک فایل بزرگ، آن فایل باید به بسته های اطلاعاتی متعددی تقسیم شود.

تریلر : محتوای دقیق بخش تریلر به روش ارتباطی یا نوع پروتکل بستگی دارد.

اما در اغلب اوقات این بخش شامل اطلاعات کمترل خطا به نام CRC می باشد.

CRC عددی است که با یک محاسبه ریاضی روی بسته اطلاعاتی در مبدأ به دست می آید.

این محاسبه بعد از رسیدن بسته اطلاعاتی به مقصد دوباره انجام می شود.

اگر نتایج به دست آمده در مبدأ و مقصد یکسان باشند، بدین معناست که داده های درون بسته اطلاعاتی طی انتقال، صحت خود را حفظ کرده اند.

بالعکس اگر این نتایج یکسان نباشند، بدین مفهوم است که داده ها طی انتقال تغییر کرده اند.

در این حالت روتین CRC به کامپیوتر مبدأ می گوید که داده های موردنظر را دوباره ارسال کند.

بسته های اطلاعاتی در شبکه های مختلف دارای قالب بندی های متفاوت و بالطبع دارای اندازه های گوناگون می باشند.

با توجه به حدود اندازه هر بسته اطلاعاتی می توان تعیین کرد که سیستم عامل شبکه چه تعداد بسته اطلاعاتی برای ارسال یک قطعه بزرگ اطلاعاتی ایجاد خواهد کرد.

ایجاد بسته های اطلاعاتی : روند ایجاد یک بسته اطلاعاتی از لایه برنامه کاربردی (محل تولید داده ها) در مدل OSI آغاز می شود.

ارسال اطلاعات از لایه برنامه کاربردی آغاز می شود و از هفت لایه مدل OSI پایین می آید.

طی عبور از هر لایه، اطلاعاتی توسط آن لایه به داده ها اضافه می شود.

این اطلاعات مربوط به لایه متناظر با لایه جاری در کامپیوتر گیرنده است.

به عنوان مثال اطلاعاتی که در لایه اتصال داده ها در کامپیوتر فرستنده به بسته اطلاعاتی اضافه می شود، در کامپیوتر گیرنده در لایه متناظر با همین لایه خوانده خواهد شد.

در لایه انتقال، بلوک اولیه داده ها به بسته های اطلاعاتی تقسیم می شود.

ساختار بسته های اطلاعاتی توسط پروتکل مورد استفاده کامپیوترهای فرستنده و گیرنده تعریف می شود.

با عبور بسته اطلاعاتی از لایه انتقال، اطلاعاتی به آن اضافه می شود که این اطلاعات کامپیوتر گیرنده را در بازسازی داده ها از طریق گردآوری بسته های اطلاعاتی یاری خواهد کرد.

در نهایت زمانی که بسته های اطلاعاتی از لایه فیزیکی عبور کرده و وارد کابل می شوند، دارای اطلاعات ضمیمه شده از شش لایه هستند.

آدرس دهی بسته اطلاعاتی : اغلب بسته های اطلاعاتی در شبکه برای یک کامپیوتر خاص آدرس دهی شده اند، با این هدف که تنها توجه یک کامپیوتر را جلب کنند.

هر کارت شبکه به کلیه بسته های اطلاعاتی که در کابل جاری هستند توجه می کند، اما تنها هنگامی کامپیوتر را باخبر می کند که آدرس بسته اطلاعاتی با آدرس منحصر به فرد کارت کامپیوتر مزبور یکسان باشد.

در شبکه می توان از روش آدرس دهی مخابره ای نیز استفاده کرد.

بسته های اطلاعاتی که به این روش آدرس دهی شده اند، بعد از ارسال به طور همزمان توجه تمامی کامپیوترهای شبکه را جلب می کنند.

هدایت بسته های اطلاعاتی : اجزاء شبکه از اطلاعات آدرس بسته های اطلاعاتی برای هدایت آنها به مقصد و دور نگهداشتن بسته های اطلاعاتی از نقاطی که مربوط به آنها نیستند، استفاده می کند.

دو وظیفه زیر در هدایت صحیح بسته های اطلاعاتی نقش کلیدی را ایفا می کنند: ـ ارسال بسته های اطلاعاتی : کامپیوترها می توانند بسته های اطلاعاتی را با توجه به آدرس هدر آنها به دستگاه خاصی از شبکه ارسال کنند.

ـ فیلتر کردن بسته های اطلاعاتی : روند انتخاب برخی از بسته های اطلاعاتی از میان بسته های اطلاعاتی دیگر با توجه به آدرس آنهاست.

پرسش و پاسخ : در پرسشهای 1 تا 4 جاهای خالی را با کلمات مناسب پر کنید و در پرسشهای 5 تا 8 دور کلمه درست یا نادرست خط بکشید.

1ـ با تقسیم بلوک های بزرگ داده به …………….

، سرعت انتقال هر یک از آنها بالا می رود و کامپیوترهای شبکه شانس بیشتری برای ارسال و دریافت داده ها خواهند یافت.

2ـ روند ایجاد بسته اطلاعاتی در لایه ……………… از مدل OSI آغاز می شود.

3ـ بسته های اطلاعاتی ممکن است دارای کدهای کنترلی مانند کدهای تصحیح خطا باشند که نیاز به ………………… را اعلام می کنند.

4ـ اجزاء یک بسته اطلاعاتی در سه بخش گروه بندی می شوند: ……………….

، داده و تریلر.

5ـ در یک بسته اطلاعاتی هدر معمولاً شامل بخشی برای کنترل خطا به نام CRC است.

درست نادرست 6ـ ساختار بسته های اطلاعاتی توسط روش ارتباطی یا پروتکل مورد استفاده دو کامپیوتر تعریف می شود.

درست نادرست 7ـ هر کارت شبکه کلیه بسته های اطلاعاتی موجود در کابل را بررسی می کند، اما تنها هنگامی به کامپیوتر وقفه ای ارسال می کند که آدرس بسته اطلاعاتی با آدرس منحصر به فرد کارت کامپیوتر مزبور یکسان باشد.

درست نادرست درست نادرست 8ـ بخش تریلر بسته اطلاعاتی شامل آدرس مقصد است.

پاسخ ها : 1ـ بسته های اطلاعاتی 2ـ برنامه کاربردی 3ـ ارسال مجدد 4ـ هدر 5ـ نادرست ـ تریلر شامل این بخش است.

6ـ درست 7ـ درست 8ـ نادرست ـ هدر شامل آدرس مقصد است.

مثال : بسته های اطلاعاتی در چاپ مثال زیر نشان می دهد که چگونه به صورت گام به گام بسته های اطلاعاتی در ارتباطات شبکه مورد استفاده قرار می گیرند.

یک کار چاپی بزرگ باید از یک کامپیوتر به سرور چاپ ارسال شود.

1ـ ابتدا کامپیوتر فرستنده ارتباط خود را با سرور چاپ برقرار می کند.

2ـ سپس کامپیوتر فرستنده، کار چاپی را به بسته های اطلاعاتی تقسیم می کند که هر یک از آنها شامل آدرس مقصد، آدس مبدأ، داده ها و اطلاعات کنترلی است.

(شکل 14ـ3) 3ـ کارت شبکه هر کامپیوتر، آدرس گیرنده تمام بسته های اطلاعاتی ارسال شده را بررسی می کند.

با وجود این مادامی که آدرس مقصد بسته اطلاعاتی با آدرس کارت شبکه یکسان نباشد، کارت شبکه وقفه ای به کامپیوتر ارسال نخواهد کرد.

(15ـ3) 4ـ در کامپیوتر مقصد که در این مثال سرور چاپ است، بسته های اطلاعاتی از طریق کابل به کارت شبکه منتقل می شوند.

5ـ نرم افزار شبکه بسته های اطلاعاتی ذخیره شده در بافر کارت شبکه را پردازش می کند.

قدرت پردازش کافی برای دریافت و بررسی بسته های اطلاعاتی در خود کارت شبکه از قبل تعبیه شده است.

به عبارت دیگر هیچ یک از منابع کامپیوتر استفاده نخواهند شد تا زمانی که کارت شبکه بسته اطلاعاتی اراسل شده برای کامپیوتر را تشخیص دهد.

6ـ سیستم عامل شبکه در کامپیوتر گیرنده، بسته اطلاعاتی را ابتدا بازسازی می کند تا به حالت فایل متن اولیه بازگردد، سپس آن را در حافظه کامپیوتر بارگذاری می کند و بالاخره فایل از حافظه به چاپگر ارسال خواهد شد.

خلاصه درس : کامپیوتر فرستنده قبل از ارسال داده ها به شبکه، آنها را به بسته های اطلاعاتی کوچکتر که ارسال آنها در شبکه آسانتر است، تقسیم می کند.

این بسته های اطلاعاتی واحدهای اصلی ارتباطات شبکه هستند و زمان بندی ارتباطات شبکه را ممکن می سازند.

اجزاء اصلی تمام بسته های اطلاعاتی عبارتند از: آدرس مبدأ، داده ها، آدرس مقصد، دستورات و اطلاعات کنترل خطا.

هر بسته اطلاعاتی دارای سه بخش است: 1ـ هدر که شامل یک سیگنال هشداردهنده، آدرس مبدأ و مقصد و اطلاعات ساعت است.

2ـ داده ها 3ـ تریلر که شامل اطلاعات کنترل خطا (CRC) است.

ایجاد بسته اطلاعاتی در لایه برنامه کاربردی از مدل OSI آغاز می شود و از تمام لایه های این مدل پایین می آید و در هر لایه اطلاعاتی به آن اضافه خواهد شد.

قدم بعدی شما : حال که اطلاعات کافی در مورد مفاهیم بسته های اطلاعاتی به دست آورید، دقت آن رسیده که بیاموزید چگونه کامپیوترها بسته های اطلاعاتی را در شبکه ارسال می کنند.

کامپیوترها در شبکه مشابه سازمانهای بین المللی هستند که می خواهند با هم ارتباط برقرار کنند.

از طرفی زبانها و روشهایی که برای ارتباطات می توانند استفاده کنند، متفاوت است.

مسأله حائز اهمیت این است که هر کامپیوتری بخواهد در این ارتباطات شرکت کند، باید از یک زبان خاص و قواعد یا پروتکل های یکسانی استفاده نماید تا ارتباط موفقیت آمیز باشد.

برای اینکه کامپیوترهای متفاوت بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند باید از یک پروتکل خاص استفاده نمایند.

در درس بعدی شما با پروتکل های مهم کامپیوتر آشنا می شوید.