پاورپوینت سلسله مراتب قرارداد

سلسله مراتب قرارداد
PROTOCOL Hierarchy

نرم افزار شبکه:
تا کنون مسائل سخت افزاری شبکه ها را مورد بررسی قرار دادیم…
بسیاری از مسائل شبکه ای به صورت نرم افزاری انجام می شود. به عنوان مثال:
انتقال اطلاعات
کنترل خطا
کنترل جریان
….

انتقال اطلاعات:
نیاز به یک قرارداد مشترک که به آن پروتکل گفته می شود.
در یک پروتکل شبکه ای مسائل متنوعی از سخت افزار و نرم افزار باید در نظر گرفته شود.
برای کاهش پیچیده گیهای چنین محیطی از طراحی لایه ای استفاده می شود.

قرارداد (پروتکل)

چرا لایه ای؟
ساده سازی پیاده سازی
امکان توسعه راحتتر
امکان خطا یابی راحتتر
نزدیک شدن به رویکردهایی همچون شیی گرایی

سلسله مراتب لایه ها:
لایه n در هر ماشین با لایه n متناظر در ماشین دیگر مکالمه می کند (قرارداد لایه n).
لایه n در هر فرستنده و گیرنده وظایف مشابهی دارند.
هر لایه از طریق واسط(Interface) با لایه قبل و بعد خود ارتباط دارد.
دو نوع واسطه وجود دارد:
Service Interface
Peer Interface

سلسله مراتب لایه ها:
لایه ها از سخت افزاری ترین لایه شروع و به نرم افزاری ترین خاتمه می یابند.
کاربران از طریق بالاترین لایه شبکه از خدمات استفاده می کنند.
به مجموعه لایه ها معماری شبکه یا مجموعه پروتکل (Protocol Suit) گفته می شود.

ارتباط بین مدیران دو شرکت ایرانی و آلمانی، مثالی از ارتباط لایه ای:
مدیر ایرانی نامه را می نویسد (فارسی)
ترجمه نامه از فارسی به انگلیسی
ثبت نامه در دبیر خانه
پیک شرکت
مدیر آلمانی نامه را می خواند (آلمانی)
ترجمه نامه از انگلیسی به آلمانی
ثبت نامه در دبیر خانه
پیک شرکت
پست هوایی

معماری فرضی 5 لایه:

معماری فرضی 5 لایه:
datagram

مسائل مطرح در طراحی لایه ها:
آدرس دهی کامپیوترها در شبکه؟
نحوه ارتباط کامپیوترها؟(Simplex, Half duplex, Full Duplex)
چگونگی کنترل خطا؟
چگونگی کنترل ترتیب دریافت بسته ها؟
چگونگی تکه تکه شدن(Fragment) داده های ارسالی در مبدا و حفظ ترتیب اولیه آنها در مقصد؟
چگونگی کنترل جریان(Congestion Control)؟

مسائل مطرح در طراحی لایه ها…
مسیریابی
مسائل امنیتی
امکان تبدیل قراردا د در شبکه ها ی ناهمگون
چگونگی شروع و خاتمه یک ارتباط
چگونگی رفع مشکل عدم تطابق سرعت طرفین
محدودیتهای مربوط به سایز بسته ها

انواع خدمات در هر لایه:
خدمات مبتنی بر اتصال(Connection Oriented)
خدمات بدون اتصال(Connection Less)

خدمات مبتنی بر اتصال(Connection Oriented)
طرف اول تقاضای برقراری ارتباط می کند.
در صورت موافقت طرف مقابل اتصال برقرار می شود.
عملیات ارسال و دریافت داده
ارتباط از سوی یکی از طرفین قطع می شود.
مثال: ارتباط تلفنی
کاربرد در شرایطی که به قابلیت اعتماد و دقت داده ها نیاز باشد.
باعث کُندی ارتبط می شود.
انتقال فایل نمونه ای از استفاده از خدمات اتصال گرا می باشد.

خدمات مبتنی بر اتصال(Connection Oriented)

خدمات بدون اتصال(Connection Less)
نمونه برداری از روی نحوه ارتباط پستی.
بدون هماهنگی قبلی و ایجاد اتصال اطلاعات ارسال می شود.
سرعت بالایی دارد.
نمونه ای از این سرویس کاربردهای بلادرنگ همانند ”انتقال صوت“ می باشد.
به بسته هایی که با استفاده از پروتکلهای بدون اتصال ایجاد شده اند ”Datagram“ گویند.

مدلهای مرجع:
Open System Interconnection(OSI)
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

OSI
توسط ISO ارائه شده است.
این مدل دارای 7 لایه است
گرچه پایه علمی قویی دارد ولی به لحاظ عملی، استفاده زیادی ندارد.

لایه های OSI:

OSI Layers:

لایه فیزیکی:
به انتقال بیتهای خام بر روی کانال ارتباطی مربوط می شود.
ورودی این لایه بیتهای 0و1 از لایه بالاتر (پیوند داده) است.
وظیفه آن رساندن داده به مقصد از طریق رسانه ارتباطی است.

لایه اتصال داده ها(DL)
مهمترین وظیفه آن کنترل خطاست.
برای این منظور داده ها در قالب بسته هایی به نام ”قاب“ (Frame) بسته بندی می شوند.
وظیفه دیگر آن حل مشکل عدم تطابق سرعت فرستنده و گیرنده (کنترل جریان ) است.
در شبکه های پخشی وظیفه ”کنترل دسترسی به خط مشترک“ را نیز دارد.

لایه شبکه(NL)
مهمترین وظائف آن عبارتند از:
مسیریابی
کنترل ازدحام
حل مشکلات شبکه های ناهمگون

لایه انتقال(TL)
وظائف این لایه و لایه های بالاتر در میزبانها انجام می شود (نه در زیرشبکه).
مهمترین این وظائف عبارتند از:
تعیین نوع سرویس(قابل اعتماد، بدون تضمین)
مدیریت اتصالهای بین (در سطح ) برنامه ها.
در مدل OSI این لایه به صورت CO است.

لایه جلسه(SL)
وظیفه انجام هماهنگیهای لازم بین طرفین ارتباط، شامل:
تعیین نوبت ارسال در ارتباط نیمه دو طرفه
مدیریت نواحی بحرانی (نواحی که دو طرف نباید آن را به طور همزمان شروع کنند).
همگام سازی

لایه ارائه (نمایش)(PL):
روش نمایش داخلی اعداد، کارکترها، گرافیک و …
فرستنده اطلاعات را به صورت استانداردی کد گذاری می کند
لایه ارائه طرف مقابل آنها را درک و به کد گذاری متناسب با گیرنده تبدیل می کند.

لایه کاربردی(AL)
سرویسهای قابل ارائه در شبکه برای کاربر:
FTP
Email
Telnet
مدیریت شبکه
وب(www)

TCP/IP
مبدا اولیه آن شبکه ARPA NET است.
هدف اصلی آن مرتبط ساختن چند شبکه به هم به صورت یکپارچه است
هدف دیگر حفظ زیر شبکه در هنگام خرابی بعضی ابزارهای بین راهی.
قابلیت انعطاف برای امکان پشتیبانی از کاربردهای مختلف.

ویژگیهای TCP/IP
روش مسیریابی بسته ای و بدون اتصال (CL) است (لایه شبکه یا IP).
ترتیب ارسال و دریافت بسته ها الزاماً یکسان نیست.
لایه IP امکان کار با پروتکلهای مختلف لایه دسترسی به شبکه (MAC) را دارد.
برای جبران ضعف بدون اتصال بودن لایه IP، لایه انتقال (TCP) بالای آن قرار دارد.

ویژگیهای TCP/IP…
TCP انتها به انتها (فقط در فرستنده و گیرنده) عمل کرده و اتصال گراست.
امکان استفاده از پروتکل بدون اتصال و پرسرعت UDP در لایه انتقال.
لایه کاربرد انعطاف لازم برای پشتیبانی از همه سرویسها را دارد.

TCP/IP
فیزیکی+ پیوند داده(MAC)
لایه شبکه
لایه انتقال
لایه کاربرد
SATNET
LAN
Packet Radio
TCP
UDP
TELNET
HTTP
FTP
DNS
شبکه ها
قراردادها

مقایسه OSI و TCP/IP
در OSI تفکیک دقیق سه مفهوم خدمات، رابطها و قراردادها وجود دارد.
OSI منطبق بر اصول شی گرایی می باشد.
طراحان OSI تجربه طراحی کمی داشتند.
TCP/IP یک استاندارد عملی و بالفعل است.
TCP/IP دارای ضعفهای امنیتی زیادی است.

پایان