دانلود ‫پروژه شبکه های کامپیوتری

سخت افزار شبکه با توجه به جنبه تکنیکی شبکه طبقه بندی خاصی وجود ندارد که تمام شبکه های کامپیوتری را در برگیرد، اما دو بعد قضیه مهم است : فناوری انتقال و مقیاس.

اکنون هر کدام از آن ها را به نوبت بررسی می کنیم .

دو نوع فناوری انتقال به وفور مورد استفده قرار می گیرد: 1.

شبکه های پخشی .

2.شبکه های نقطه به نقطه .

شبکه های پخشی کانال ارتباطی منفردی دارن که بین تمام ماشین های موجود در شبکه مشترک است .

پیام های کوتاهی که یک ماشین در شبکه ارسال می کند ، تمام ماشین های موجود در شبکه می توانند ان را دریافت کنند.

این پیام های کوتاه ، بسته نام دارد .

فیلد آدرس موجود در بسته ، مشخص می کند که بسته برای چه کسی ارسال شده است.

ماشین پس از دریافت بسته ، فیلد آدس را کنترل می کند اگر بسته ای برای وی ارسال شده باشد ، ان را پردازش می کند ، اگر بسته برای ان ماشین نباشد ان را نادیده می گیرد.در سیستم ها پخشی می توان کاری کرد که یک بسته به تمام ماشین های موجود در شبکه ارسال شود .

این کار با کد خاصی در فیلد آدرس صورت می گیرد ، وقتی بسته این با این کد ارسال می شود تمام ماشین های موجود در شبکه ان را دریافت کرده پردازش می کنند این حالت را حالت پخشی می گویند .

بعضی از سیستم های پخش امکان انتقال به زیر مجموعه ای از ماشین را فراهم می کنند که گاهی به آن ها چند پخشی می گویند .

یک روش این است که بیتی را به حالت چند پخشی اختصاص داد n-1بیت باقیمانده آدرس ، می تواند بیانگر شماره گروهی از ماشین ها باشد .هر ماشین می تواند عضو یک یا تمام گروه ها شود .

وقتی بسته ای به گروه خاصی ارسال شد، به تمام ماشین های عضو آن گروه تحویل داده می شود.

بر عکس در شبکه های نقطه به نقطه اتصال های زیادی بین جفتهایی از ماشین ها وجود دارد .

بسته در چنین شبکه ای برای رفتن از منبع به مقصد ممکن است از چند ماشین میانی بگذرد .

اغلب مسیرهای گوناگون با طول های متفاوتی را می تواند طی کند؛ لذا الگوریتم مسیر یابی نقش مهمی را در این شبکه ها بازی می کند وبه عنوان یک قاعده کلی (گرچه استثناهای زیادی وجود دارد)، در شبکه های کوچک ، از پخش و در شبکه های بزرگ از نقطه به نقطه استفاده می شود .

انتقال نقطه به نقطه ای که دارای یک فرستنده و یک گروه است ، تک پخشی نام دارد .

معیار دیگر طبقه بندی شبکه ها مقیاس آن ها است سیستم های چند پردازنده ای براساس اندازه فیزیکی طبقه بندی شده اند .

در بالای همه آن ها ، شبکه های شخصی قرار دارند .

این شبکه ها به یک نفر تعلق دارند .

به عنوان مثال شبکه بی سیمی که کامپیوتری را به ماوس ، صفحه کلید و چاپگر وصل می کند، یک شبکه شخصی است.

علاوه بر این ، یک pda که به شنیدن افرد کمک می کند یا ضربان قلب او را تنظیم می کند ، در این دسته می گنجد .

بعد از آن شبکه های بزرگ تری قرار می گیرند .

این ها را می توان بهش بکه های محلی ، شبکه های محلی ، شهری و گسترده به عنوان معیاری برای طبقه بندی شبکه است ، زیرا در مقیاس های مختلف ، فناوری های مختلفی به کار گرفته می شود ، شبکه های محلی شبکه های محلی (LAN ) ، در داخل یک ساختمان و در فواصل کم ( در حد چند کیلومتر) مورد استفاده قرار می گیرند.

این نوع شبکه ها برای اتصال کامپیوترهای شخصی و ایستگاه های کاری در دفاتر شرکت ها و کاخانه ها به کار می روند تا منابع ( مثل چاپگر) را به طور اشتراکی استفده کرد ه اطلاعات را مبادله کنند.

شبکه های محلی با سه ویژگی از سایر شبکه ها مجزا شده اند : 1.اندازه 2.فناوری انتقال 3.توپولوژی.

اندازه شبکه های محلی محدود است یعنی زمان انتقال بدترین حالت ، محدود بوده از قبل مشخص است .دانستن این زمان موجب شد تا بعضی از طراحی ها امکان پذیر شود .

مدیریت شبکه را نیز آسان می کند.

فناوری انتقال در شبکه های محلی حاوی کابل منفردی است که تمام ماشین ها به آن وصل شده اند ؛ مثل خطوط تلفنی که در نواحی روستایی مورد استفاده قرار می گیرد .

شبکه های محلی قدیمی با سرعت 10تا 100 مگابایت در ثانیه کار کرده ، تأخیرآن ها کم بوده (میکرو ثانیه یا نانوثانیه) و خطای آن بسیار اندک بود .

شبکه های محلی جدید تر با سرعت بیشتری کار کرده اند ( تا 10گیگا بایتدر ثانیه ).

هر مگابایت 1000.000بیت بر ثانیه و یک گیگا بیت 1000.000.000 بیت بر ثانیه است.

توپولوژی‌های گوناگونی برای شبکه های محلی پخش فراهم است.

در شبکه خطی ( مثل کابل خطی ) در هر لحظه یک ماشین اجازه انتقال را دارد.

سایر ماشین ها از ارسال اطلاعات خودداری می کنند اگر دو یا چند ماشین ، همزمان بخواهند عمل انتقال را انجام دهند ، برای جلوگیری از این وضعیت نیاز به یک راهکار داوری است .

این راهکار داوری ممکن است متمرکز یا توزیع شده باشد.که اترنت نامیده می شود، شبکه پخشی خطی با کنترل غیر متمرکز است که در 10مگابایت در ثانیه تا 10 گیگا بیت در ثانیه عمل می کند .

کامپیوترها در اترنت ، هر وقت در یک زمان تصادفی منتظر می ماند و مجدداً تلاش می کند.

سیستم پخش نوع دوم ، حلقوی است در حلقه هر بیت دور خودش انتشار می یابد و منتظر بقیه بیت هایی که متعلق به آن بسته هستند نمی ماند.

هر بیت ، در مدت زمانی که برای انتقال تعدادی از بیت ها لازم است ، حلقه را می پیماید ( اغلب ، قبل از این که بسته کاملاً منتقل شده باشد).

همچون سایر سیستم های پخشی ، برای دستیابی همزمان به حلقه ، به راهکار داوری نیاز است .

شبکه های پخشی بر اساس چگونگی تخصیص کانال می توانند به شبکه ایستا و پویا تقسیم شوند .تخصیص ایستا زمان را به فواصلی تقسیم کرده الگوریتم نوبتی سازی را اجرا می کند ، هر ماشین فقط وقتی که به فاصله زمانی به وی اختصاص یافت ، اجازه پخش دارد .

در تخصیص ایستا چنانچه حین اختصاص فاصله زمانی به یک ماشین ، آن ماشین چیزی برای انتقال نداشته باشد، کل ظرفیت به هدر می رود لذا، اغلب سیستم ها کانال را به طوری پویا تخصیص می دهند.

روش های تخصیص پویا برای کانال مشترک ، متمرکز یا غیر متمرکزاند .

در روش تخصیص متمرکز کانال ، نهادی مثل داوری خط وجود دارد که نفر بعدی را مشخص می کند .

برای این کار درخواست ها را می پذیرد و براساس الگوریتم های داخلی تصمیم می گیرد.

در روش تخصیص غیر متمرکز کانال ، نهادی مرکزی وجود ندارد ؛ هر ماشین باید خودش تصمیم بگیرد که انتقال صورت گیرد یا خیر ، ممکن است تصور شود که این کار موجب آشوب گردد، اما این طور نیست در ادامه ،، الگوریتم هایی در این زمینه مطالعه خواهیم کرد.

شبکه های شهری شبکه شهری یا MAN یک شهر را تحت پوشش قرار می دهند بهترین مثال شبکه شهری ، شبکه تلویزیون کابلی است که در بسیاری از شهرها وجود دارد .

این سیستم ناشی از رشد سیستم های آنتنی اولیه است که برای مناطقی که دریافت برنامه های تلویزیونی دشوار بود ، استفاده شده است .

در این سیستم های اولیه ، یک انتن بزرگ د بالای تپه ای نصب می شد و سیگنال ها به خانه های مشترکین ارسال می شد.

در آغاز این سیستم ها به طور محلی طراحی شده اند .

سپس شرکت هایی وارد تجارت شده اند و از مسئولین شهر اجازه گرفتند تا کل شهر را سیم کنند .

مرحله بعدی ، تهیه برنامه های تلویزیونی بود و حتی تمام کانال ها فقط برای کابل ها طراحی شدند .

اغلب این کابل ها اختصاصی بودند مثل اخبار ، ورزش ها اشپزی ، باغ داری و غیره .اما در دهه 1990 فقط برای دریافت برنامه های تلویزیونی اختصاص یافتند .

وقتی اینترنت طرفداران زیادی پیدا کرد ، گردانندگان شبکه تلویزیونی کابلی به این نتیجه رسیدند که ب تغییراتی در سیستم می توانند در بخش های بلااستفاده طیف ، خدمات دو طرفه اینترنت را ارائه کنند .

از آن زمان سیستم تلویزیون کابلی از حالت پخش تلویزیونی به شبکه شهری گرایش پیداکرد .

در شبکه شهری سیگنال های تلویزیونی و اینترنت به یک ایستگاه اصلی متمرکز می روند تا بعداً به خانه های مردم توزیع شوند .

تلویزیون کابلی ، تنها شبکه شهری نیست .

توسعه های اخیر در دستیابی و بی سیم به اینترنت ، شبکه شهری دیگری ایجاد کرد که به صورت استاندارد IEEE 802.16 در آمد.

شبکه های گسترده شبکه گسترده (WAN) ، ناحیه جغرافیایی وسیعی را در برمیگیرد (کشور یا قاره ).

این شبکه کامپیوترهای متعددی برای اجرای برنامه های کاربر دارد.

این ماشین ها را میزبان می گوییم .

مشتریان ( مثل کامپیوترهای شخصی افراد) ، مالک میزبان ها هستند در حالی که مالک زیر شبکه های ارتباطی ، شرکت مخابرات یا تأمین کننده خدمات اینترنت ( ISP) هستند.

میزبان ها با شبکه زیر شبکه ارتباطی یا به طور اختصار ، زیر شبکه به یکدیگر متصل شده اند .

کار زیر شبکه حمل پیام از میزبان به میزبان است ، دقیقاً مانند سیستم تلفن که کلمات را از گوینده به گیرنده حمل می کنند .

با تفکیک جنبه های ارتباطی واقعی شبکه (زیر شبکه ) از جنبه های کاربردی (میزبان ها ) ، طراحی شبکه ساده شده است.

در اعلب شبکه های گسترده ، زیر شبکه از دو مؤلفه مجزا تشکیل می شود : خطوط انتقال و عناصر راه گزینی .

خطوط انتقال بیت ها را بین ماشین ها منتقل می کنند .

این ها از سیم های مسی فیبر نوری یا خطوط انتقال به کار می ورند.

وقتی داده ها به خط ورودی می رسند ، عناصر راه گزینی باید خطوط خروجی را برای پیشروی آن ها انتخاب کنند .

این کامپیوترها در گذشته به نام های مختلفی خوانده می شدند ولی اکنون بیشتر به مسیریاب خوانده می شوند .

در اغلب شبکه های گسترده ، کابل ها یا خطوط تلفن متعددی وجود دارد که هر کدام دو تا از مسیریاب ها ر به هم وصل می کنند .

اگر دو مسیریابی که با کابلی به هم وصل نیستند بخواهند ؛ با هم ارتباط برقرار کنند ، باید این کار را از طریق مسیریاب های دیگر به طور غیر مستقیم انجام دهند .

وقتی بسته ای ، از یک مسیریاب ، از طریق یک یا چند مسیریاب میانی ، برای مسیریاب دیگر ارسال می شود و سپس ارسال می شود ، توسط هر مسیریاب میانی به طور کامل دریافت شده ، در آنجا سازمان دهی شده است ، زیرا شبکه ذخیره و ارسال یا راه گزینی بسته ای نام دارند.

اگر بسته های کوچک و یکسان باشند، معمولاً سلول نامیده می شوند.

شبکه راه گزینی بسته ای ارزش آن را دارد که بحث بیشتری راجع به ان ارائه شود.

به طور کلی ، وقتی فرآیندی در میزبان ، پیامی دارد که می خواهد به فرآیندی در میزبان دیگر بفرستد ، میزبان فرستنده ابتدا پیام را به بسته ها تبدیل میکند که هر کدام دارای یک شماره است .

سپس این بسته ها یکی یکی و پشت سرهم در شبکه قرار میگیرند بسته ها به طور انفرادی در شبکه منتقل می شوند و به میزبان گیرنده می رسند این بسته ها در میزبان گیرنده به هم وصل می شوند تا پیام اصلی را ایجاد کنند وسپس به فرآیند دیگری تحویل داده می شوند .

تصمیمات مسیریابی به طور محلی اتخاذ می گردد .

وقتی بسته ای به مسیریاب A می رسد ،A تصمیم می گیرد آن را به خط B بفرستد یا C .

چگونگی تصمیم گیری A ، الگوریتم مسیریابی نام دارد.

تمام شبکه های گسترده ، به روش راه گزینی بسته ای عمل نمی کنند امکان دوم برای شبکه های گسترده ، سیستم ماهواره است .

تمام موارد می توانند انتقال های روبه بالای مسیریاب های همتای خود را که به ماهواره ارسال می شود دریافت نمایند .

گاهی مسیریاب ها به زیر شبکه نقطه به نقطه وصل می شوند که فقط بعضی از آنها آنتن ماهواره دارند.

شبکه های ماهواره ای پخشی هستند و هنگامی مفید واقع می شوند که ویژگی پخشی مهم باشد.

شبکه های بی سیم ارتباط بی سیم دیجیتال یک ایده جدید نیست در اوایل سال 1901فیزیکدان ایتالیائی گوگایلمومارکونی ، با استفاده از کدمورس تلگراف بی سیم کشتی به ساحل را تشریح کرد .

کارایی سیستم های بی سیم دیجیتال نوین بهترین است.

ایده آن ها یکسان است .

شبکه های بی سیم را می توان به سه دسته تقسیم کرد: 1.اتصال سیستم 2.

LAN بی سیم 3.WAN بی سیم اتصال سیستم ، مربوط به اتصال مؤلفه های یک کامپیوتر با استفاده از امواج رادیویی برد کوتاه است .

تقریباً هر کامپیوتر دارای مانیتور ، صفحه کلید ، ماوس و چاپگر است که به وسیله کابل به کامپیوتر وصل می شوند.

بنابراین کاربران جدید در اتصال آن ها به کامپیوتر با مشکل مواجه خواهند شد.

به همین دلیل ، اغلب فروشندگان کامپیوتر، فردی را به خانه کسی ک کامپیوتر را خریده است می فرستند تا ای خدمات را ارائه کند.

در نتیجه بعضی از شرکت ها دست به دست هم دادند تا یک شبکه بی سیم کوچک به نام BLUETOOTH طراحی کنند تا این مؤلفه ها را بدون سیم به هم وصل کند.

BLUETOOTH اجازه می دهد که دوربین های دیجیتال ، گوشی ها ، اسکنرها و سایر دستگاه ها نیز به کامپیوترها وصل شوند.

یعنی نیاز به اتصال کابل نیست ، باید آن ها را تهیه کرد و در کنار کامپیوتر قرار داد، روشن کردو استفاده نمود.

این موضوع ، برای بسیاری از افراد مناسب است.

در ساده ترین شکل ، شبکه های اتصال سیستم ، از الگوی رئیس / مرئوس پیروی می کنند.

واحد سیستم به عنوان رئیس است و به صفحه کلید ، ماوس و غیره به عنوان مرئوس دستور می دهد .

رئیس به مرئوسین می گوید از چه آدرس هایی استفاده کنند ، کی می توانند کار کنند ، چه مدت می توانند عمل انتقال را انجام دهند ، از چه فرکانسی استفاده کنند و غیره.

دسته بعدی ، LAN های بی سیم هستند در این سیستم ها هر کامپیوتر دارای یک مودم رادیویی و آنتن است که از طریق آن می تواند با کامپیوترهای دیگر ارتباط برقرار کند .

معمولاً یک آنتن سقف وجود دارد که ماشین با آن ارتباط برقرار می کند اما اگر سیستم ها به اندازه کافی به هم نزدیک باشند ، می توانند به صورت پیکر بندی نظیر به نظیر ، مستقیماً با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

LAN های بی سیم به طور فزاینده ای در دفاتر کوچک پیکر بندی نظیر به نظیر ، مستقیماً با یکدیگر اراتباط برقرار می کنند .lan های بی سیم به طور فزاینده ای در دفاتر کوچک و خانه ها مورد استفاده قرار می گیرند.

در حالی که نصب اترنت در این محل ها دشوار است .

علاوه بر این در ساختمان های قدیمی ، اتاق کنفرانس ، غذا خوری شرکت و غیره به کار می آید.

سومین نوع شبکه بی سیم در سیستم های گسترده مورد استفده قرار می گیرد .

شبکه رادیویی که برای تلفن های سلولی استفاده شده است .

نمونه ای از سیستم بی سیم با پهنای باند اندک است.

این سیستم دارای سه نسل است .

نسل اول آن آنالوگ و فقط برای صوت بود .

نسل دوم دیجیتال و فقط برای صوت بود .

نسل سوم دیجیتال است و برای صوت و داده ها است .

شبکه های بی سیم سلولی از جهاتی شبیه lan های بی سیم است ، با این تفاوت که مسافت های طولانی اند و نرخ انتقال بیت ها کند تر است .

lan های بی سیم می توانند در مسافت های بیش از ده ها متر ، با نرخ mbps50 کار کنند.

سیستم های سلولی با نرخ کمتر از mbps1 کار می کنند، اما فاصله بین ایستگاه اصلی و کامپیوتر یا تلفن ، برحسب کیلومتر اندازه گیری می شود، نه متر.

شبکه های خانگی شبکه بندی خانگی در افق است.

تصور می شود که در آینده اغلب خانه ها برای شبکه بندی مهیا می شوند .

هر دستگاه موجود در خانه قادر است با هر دستگاه دیگری ارتباط برقرار کند و تمام آن ها از طریق اینترنت قابل دستیابی اند .

این موضوع ، یک مفهوم بصری است که هیچ کس در مورد ان سئوال نمی کند (مثل کنترل را ه دور تلویزیون یا تلفن های همراه) ، اما وقتی این کار صورت گرفت ، هیچ کس نمی تواند تصور کند که چگونه با ان ها زندگی کند.

بسیاری دستگاه ها قابلیت شبکه شدن را دارند .

بعضی از ان ها عبارتند از : 1.کامپیوترها (pc رومیزی ،pc کیفی ، pad، دستگاه های جانبی اشتراکی).

2.تفریح (tv،dvd،vcr، دوربین ، استریو ، mp3 و دوربین ویدیویی) 3.

ارتباطات راه دور (تلفن ، تلفن همراه ، آیفون ، فاکس).

3.

4.دور سنجی (اندازه گیری های امکانات ، آژیر دود ، ترموستات).

خواص شبکه خانگی متفاوت از سایر انواع شبکه ها است .

اول این که نصب شبکه و دستگاه ها باید آسان باشد .

مؤلفه های کتاب ، کارهایی را در این زمینه انجام داده است .

به طوری که قطعات سخت افزاری و نرم افزاری را در کامپیوتر های گوناگونی نصب کرد و نتایج مختلفی به دست آورد .

با تماس تلفنی با بخش پشتیبانی فروشنده پاسخ هایی که شنیده شد عبارتند از: 1.دفترچه راهنما را بخونید 2.

کامپیوتر را دوباره راه اندازی کنید ، 3.

تمام سخت افزارها و نرم افزارها ، به جز آن هایی را که از ما گرفتید حذف کنید و دوباره سیستم را تست کنید ، 4.درایور جدید را از وب سایت بردارید، 5.دیسک سخت را فرمت کرده ویندوز را دوباره از cd نصب کنید .

اگر به خریدار یخچال اینترنتی گفته شود نسخه جدید سیستم عامل یخچال را از اینترنت بردارید و نصب کنید ، مشتری پسند نیست.

دوم اینکه دستگاه ها و شبکه در عمل مطمئن باشد .

سوم اینکه هزینه نصب کم باشد ، زیرا افرد حاضر نیستند هزینه زیادی برای این کار بپردازند .

چهارم اینکه نیاز به چند رسانه ای است و شبکه باید قابلیت کافی را برای این کار داشته باشد .

اگر تلویزیون های متصل به کامپیوتر ، فیلم هارا با دقت 240*320 پیکسل و با نرخ 10 قاب در هر ثانیه نمایش دهند ، مشتری ندارند .

اترنت سریع که در اغلب ادارات وصل است ، برای چند رسانه ای کافی نیست .

در نتیجه ، کارایی شبکه های خانگی باید بیشتر از شبکه های ارزانی باشد که در دفاتر کار وجود دارد.

پنجم این که باید بتوان یک یا چند دستگاه شبکه را راه اندازی کرد و سپسس آن را بسط داد.

معنایش این است که فرمت خاصی برای این کار وجود ندارد .

ششم اینکه ، امنیت و قابلیت اعتماد مهم هستند .

از دست دادن فایلی در هنگام ارسال ویروس از طریق پست الکترونیکی ، یکی از این موارد است .

شبکه بندی شبکه های زیادی ب سخت افزار و نرم افزار مختلف در جهان وجود دارند .

مردمی که به شبکه خاصی متصل هستند علاقه دارند که با افراد دیگر متصل به شبکه های دیگر ارتباط برقرار کنند.

برای این کار باید شبکه های مختلف را که اغلب ناسازگار هستند ، توسط ماشین هایی به نام دروازه به هم ارتباط داد و ترجمه های سخت افزاری و نرم افزاری لازم را انجام داد.

وصل کردن تعدادی از شبکه ها به هم را شبکه بندی یا اینترنت گویند.

زیرشبکه ها ، شبکه ها و شبکه بندی ، اغلب با هم اشتباه می شوند .

زیر شبکه اغلب در شبکه ها اغلب در شبکه ای گسترده به معنی پیدا می کند و مجموعه ای از مسیریاب ها و خطوط ارتباطی است که توسط متصدی شبکه خریداری می شود.

به عنوان مقایسه ، می توان سیستم تلفن را در نظر گرفت که متشکل از دفاتر راه گزینی است که با خطوطی با سرعت بالا به یکدیگر متصل شده اند و با خطوطی با سرعت پایین به منازل و مؤسسات وصل می شوند .

این خطوط و تجهیزات که توسط شرکت مخابرات خریداری و کنترل می شود ، زیر شبکه تلفن را تشکیل می دهند .

3-1نرم افزار شبکه اولین شبکه های کامپیوتری ، به سخت افزار وابسته بودند و نرم افزر بعداً مورد توجه قرار گرفت .

اکنون این راهبرد قابل استفاده نیست .

امروزه نرم افزار شبکه به خوبی ساخت یافته است .

1-3-1 سلسله مراتب قراردادها برای کاهش پیچیدگی طراحی ، شبکه ها به صورت لایه ها یا سطوح سازمان دهی می شوند هر لایه یا سطح در بالای لایه یا سطح دیگر قرار دارد.

تعداد لایه ها ، نام هر لایه ، محتویات هر لایه ، و عملکرد هر لایه ، از شبکه ای به شبکه دیگر متفاوت است .

به هر حال ، در تمام شبکه ها ، هدف هر لایه ارائه خدمات به لایه بالاتر و مخفی کردن پیاده سازی خدمات آن لایه ها است .

در واقع ، هر لایه نوعی ماشین مجازی است و خدماتی را برای لایه بالایی ارائه می کند.

لایه n در هر ماشین با لایه n در ماشین دیگر مکالمه می کند .

قواعد و اصول حاکم بر این مکالمه ، قرارداد لایه n نامیده می شود.

اساساً قرارداد ، توافق بین نهادهایی است که با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند تا چگونگی برقرار ارتباط را مشخص نمایند .

در شکل 13-1 شبکه پنج لایه ای نشان داده شده است.

نهادهای تشکیل دهنده لایه ها متناظر در ماشین های مختلف ، همتا نام دارند.

همتا ممکن است فرآیندها ، استفاده های سخت افزاری ، یا افراد باشند .

به عبارت دیگر همتاها به کمک قرارداد با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

در واقع هیچ داده ای مستقیماً از لایه ماشین به لایه n یک ماشین دیگر انتقال نمی یابد .

در عوض ، هر لایه داده ها و اطلاعات کنترلی را به لایه پایین تر از خودش عبور می دهد تا به پایین ترین لایه برسد.

پایین لایه 1، رسانه فیزیکی قراردارد که ارتباط از طریق آن انجام می شود .

در شکل 13-1 ارتباط مجازی با خطوط بزرگ و ارتباط فیزیکی با خطوط کوچک مشخص شده است.

بین هر دو لایه همجوار، واسط قرار دارد.

واسط تعیین می کند که لایه پایین تر چه اعمال و خدماتی را به لایه بالاتر عرضه می کند.

وقتی طراحان شبکه در مورد تعداد لایه های شبکه و اعمالی که باید انجام دهند تصمیم می گیرند .

یکی از مهم ترین ملاحظات، تعریف واسطه های مشخصی بین لایه ها است .

برای این منظور ، لازم است هر لایه مجموعه ای از اعمال مشخص را انجام دهند .

علاوه بر به حداقل رساندن میزان اطلاعاتی که باید بین لایه ها عبور کند، واسط ها موجب می شوند که بتوان به راحتی پیاده سازی یک لایه را با پیاده سازی متفاوتی جایگزین کرد.( به عنوان مثال، تمام خطوط تلفن با کانال های ماهواره جایگزین می شود ).

زیرا لازم است پیاده سازی جدید دقیقاً همان خدمت را به لایه های همجوار بالایی خود ارائه کند .

مجموعه ای از لایه ها و قراردادها ، معماری شبکه نام دارد.

مشخصات معماری باید اطلاعات کافی را دربرگیرد تا پیاده ساز بتواند برنامه را نوشته یا سخت افزار را طوری برای هر لایه بسازد که دقیقاً از قرارداد مناسب پیروی کند.

پیاده سازی و مشخصات واسط ها ، بخشی از معماری واسط ها نیست زیرا در ماشین مخفی بوده از خارج مشاهده نمی شود و همچنین لازم نیست واسط های تمام ماشین ها در شبکه مثل هم باشند.

هر شبکه می تواند از تمام قراردادها استفاده کند .

مجموعه ای از قراردادها را که سیستم خاصی از آن استفاده می کند (در هر لایه ، یک قرارداد) پشته قرارداد نام دارد.

اصول طراحی لایه ها بعضی از اصول مهم طراحی شبکه ها کامپیوتری ، به طراحی لایه ها بر می گردد.

هر لایه برای شناسایی فرستنده ها و گیرنده ها به راهکار خاصی نیاز دارد چون کامپیوترهای زیادی در شبکه وجود دارد و بعضی از آنها فرآیندهای متعددی دارند .

فرآیند هر ماشین به راهکاری نیاز دارد تا مشخص کند که با چه کسی می خواهد صحبت کند.

چون چندین مقصد وجود دارد، برای مشخص کردن هر مقصد نیاز به شیوه آدرس دهی خاصی است .

مجموعه ای دیگری از تصمیمات طراحی به قوانین انتقال داده ها مربوط می شود.در بعضی از سیستم ها داده ها فقط در یک جهت جریان می یابند .

در بعضی دیگر از سیستم ها ، داده ها می توانند در دو جهت جریان یابند .

قرارداد باید تعداد کانال منطقی در هر اتصال و اولویت آنها را مشخص کند.

بسیاری از شبکه ها ، برای هر اتصال حداقل دو کانال منطقی در نظر می گیرند ، یکی از آنها برای داده های معمولی و دیگری برای داده های فوری.

چون مدارهای ارتباط فیزیکی بدون خطا نیستند ، کنترل خطا اصل مهمی است.برنامه های بسیاری برای تشخیص خطا و تصحیح کردن آنها نوشته شده اند .

اما هر دو طرف اتصال باید بر سر یکی از انها توافق کنند .علاوه بر این گیرنده باید بتواند به طریقی به فرستنده بگوید که کدام یک از پیام ها به درستی رسیده اند و کدام ها بدرستی دریافت نشده اند .

همه کانال های ارتباطی ، ترتیب پیام های ارسالی را حفظ نمی کنند .

برای جبران این کار ، قرارداد باید این امکان را به گیرنده بدهد که بتواند قطعات پیام را به طور مناسبی سرهم کند .

یک راه حل ساده این است که قطعات شماره گذاری شوند، اما این روش به این سئوال پاسخی نداده است .

اصلی که در هر لایه باید مورد توجه قرار گیرد این است که فرستنده سریع با پیام هایش گیرنده کند را دچار مشکل نکند .

راه حل های گوناگونی برای آن پیشنهاد شد.

در بعضی از راه حل ها بازخوردی از فرستنده به گیرنده وجود دارد که وضعیت فعلی گیرنده را مشخص می کند .

این بازخورد ممکن است به طور مستفیم یا غیر مستقیم باشد .

بعضی دیگر از راه حل ها ، سرعت فرستنده را در انتقال داده ها محدود می کنند تا با گیرنده هماهنگ شوند این موضوع ، کنترل جریان نام دارد .

مسئله دیگری که در هر لایه باید حل شود ، عدم توانایی همه فرآیندها در پذیرش پیام های طولانی است .

این خاصیت منجر به راهکارهایی برای قطعه قطعه کردن پیام ، انتقال و سپس سرهم کردن دوباره پیام ها شد .

مطلب دیگر این است که بعضی از فرآیندها اصرار دارند که داده را به صورت واحد های کوچکی انتقال دهند .

این روش از کارآیی خوبی برخوردار نیست .

راه حل این است که چند پیام کوچک را که مقصد آنها یکی است به صورت پیام بزرگ تری در آورد و در طرف دیگر ، ان رامجدداً به قطعات اولیه تجزیه کرد.

عملیات خدمات هر خدمات با مجموعه ای از عملیات مشخص می شود و در اختیار فرآیند کاربران قرار می گیرد و این عملیات از خدمات می خواهند که کاری را انجام دهند یا کاری را که نهاد همتا انجام می دهد گزارش کند.

اگر پشته قرارداد در سیستم عامل وجود داشته باشد ( که اغلب همین طور است ) ، عملیات سیستم ، معمولاً فراخوانی های سیستم هستند .

این فراخوانی ها منجربه تله ای به حالت هسته می شوند و سپس کنترل ماشین را به سیستم عامل تحویل می دهند تا بسته های لازم را ارائه کند.

مجموعه عملیاتی که فراهم است به ماهیت خدماتی بستگی دارد که باید ارائه شود.

عملیات مربوط به خدمات اتصال گرا متفاوت از عملیات مربوط به خدمات بی اتصال است .

رابطه بین خدمات و قراردادها خدمات و قراردادها مفاهیم مستقلی اند ولی اغلب با هم اشتباه می شوند .

این تمایز بسیار مهم است ، به همین دلیل ، دوباره بر آن تآکید می کنیم .

خدمات، مجموعه ای از عملیات است که یک لایه برای لایه بالا تر از خود تدارک می بیند .

خدمات ، عملیاتی را که لایه امادگی انجام آن را دارد تعریف می کند ، ولی چیزی در مورد چگونگی پیاده سازی این عملیات نمی گوید.

هر خدمات با واسط بین دو لایه رابطه دارد ، به طوریکه لایه پایینی تهیه کننده خدمات و لایه بالایی کاربر خدمات است .

برعکس ، قرارداد، مجموعه ای از قوانین حاکم بر فرمت و معنی بسته ها یا پیام ها است که توسط نهادهای همتا در یک لایه مبادله می شوند .

نهادها برای پیاده سازی تعریف خدمات خود از قراردادها استفاده می کنند.

این نهادها می توانند قراردادهای خود را تغییر دهند ، به شرطی که خدمات از دیدگاه کاربران آنها تغییر نکنند به این ترتیب ، خدمات و قراردادها کاملاً مستقل از هم هستند.

به عبارت دیگر ، خدمات با واسط های بین لایه ها سرو کار دارد.

در حالی که قراردادها با بسته های ارسالی بین نهادهای همتا در ماشین های مختلف سرو کار دارند .

مقایسه این مفاهیم با زبان برنامه سازی مفید است خدمات مثل نوع داده انتزاعی یا شیئی در برنامه نویسی شیءگرا است .

عملیاتی را تعریف می کند که بر روی شیء انجام می گیرند ولی مشخص نمی کند که این عملیات چگونه پیاده سازی می شوند .

قرارداد به پیاده سازی خدمات مربوط می شود به طوری که کاربر خدمات آن را مشاهده نکند .

مدل های مرجع در این بخش دو معماری مهم شبکه را بررسی می نماییم مدل مرجع OSI و مدل مرجع TCP/IP .

گرچه قراردادهای مربوط به مدل OSI به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد ، خود این مدل خیلی کلی است و هنوز معتبر است و خواصی که در هر لایه بحث می شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است .

خواص مدل مرجع TCP/IP متضاد مدل مرجع OSI است یعنی خود مدل کاربرد زیادی ندارد اما قراردادهای آن کاربرد گسترده ای دارند .

به همین دلیل هردو را به طور مشروح بررسی می کنیم .

مدل مرجع OSI بر اساس قراردادی است که سازمان استاندارهای جهانی ICO) ) به عنوان اولین مرحله از استاندارد سازی قراردادهایی که در لایه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند ایجاد کرد.

مدل OSI هفت لایه دارد.

اصولی که منجر به این هفت لایه شده اند عبارتند از : وقتی نیاز به سطوح مختلفی از انتظار است ، لایه ای باید ایجاد شود .

2.هر لایه باید وظیفه مشخصی داشته باشد.