آموزش نتورک پلاس - ترجمه کتاب نتورک پلاس به فارسی - درس دوم

درس دوم

استانداردهای شبکه و مدل OSI

 

استاندارد توافق نامه ای است شامل مشخصات فنی و سایر معیارهای دقیق که شرح می دهد یک محصول و خدمت خاص چه ویژگی هایی را باید داشته باشد . استاندارد سبب می شود تا صنایع مختلف با استفاده از معیارهای تعریف شده در آن ، در تولید محصولات ، فرایند ها ، خدمات با اطمینان بیشتری عمل کنند . استاندارد در شبکه ها باعث می شود شما سخت افزار ها و نرم افزار هایی را تهیه کنید که با همدیگر بخوبی کار کنند و شما را با مشکل مواجه نسازند .

حالا شما را با گروهی از استاندارد ها اشنا می سازیم :

ANSI  :

مخفف American National Standards Institute سازمانی است متشکل از هزار نماینده در زمینه صنعت که تعیین کننده استاندارد های الکترونیک و زمینه های دیگر مانند مواد شیمیایی و مهندسی هسته ای ، بهداشت و ایمنی و ساخت و ساز را شامل می شود . ANSI نشان استاندارد ایالات متحده در حیطه استاندارد بین المللی است . این سازمان اجبار نمی کند که تولید کنندگان از ان تبعیت کنند ، و رعایت استاندارد ها را به صورت داوطلبانه قرار داده است . این استاندارد از تولید کنندگان می خواهد تا برای اطمینان خاطر مشتریان از تولیدات یکپارچه و منطبق استفاده کنند . تجهیزات جدید الکترونیکی در ازمایشات سازمان ANSI می توانند شایسته تر و شناخته تر شوند . شما می توانید اسناد استاندارد ANSI را در وب سایت www.ansi.com بیابید و یا به دانشگاه ها یا کتابخانه های عمومی مراجعه کنید .

 

EIA and TIA :

این دو استاندارد با هم ارتباط دارند ، EIA مخفف Electronic Industries Alliance است ، این سازمان تجاری و در زمینه تولیدات لوازم الکترونیکی که نمایندگان ان در ایالات متحده هستند فعالیت می کند . EIA این سازمان نه تنها مجموعه ای از استاندارد ها است ، بلکه کمک می کند تا ANSI بتواند به نگارش استاندارد های مطلوب تری در زمینه کامپیوتر و الکترونیک درست یابد . در سال 1988 یکی از گروه های EIA با سابقه بالا در ایالات متحده با هم ادغام و انجمن تولیدکنندگان USTSA را ایجاد که بعد ها TIA مخفف Telecommunications Industry Association نامیده شد . TIA تمرکز بر استاندارد های فناوری اطلاعات ، بی سیم ، ماهواره ای ، فیبر نوری و تجهیزات تلفنی دارد . هر دو TIA و EIA در سطح جهان برگزارکننده انجمن ها و سمینار ها و نمایشگاه ها هستند . یکی از استاندارد های مشترک بین EIA/TIA چگونگی کابل شبکه در ساختمان ها است ، که 568-B سری است . شما می توانید برای اطلاعات بیشتر درباره TIA به وب سایت آن www.tiaonline.org و برای EIA به سایت www.eia.com مراجعه کنید .

 

IEEE  :

مخفف Institute of Electrical and Electronics Engineers است انرا I-Triple-E می خوانند ! جامعه بین المللی متشکل از مهندسان و متخصصان است . و با هدف ترویج و توسعه و اموزش در زمینه مهندسی برق و الکترونیک و علوم کامپیوتر ایجاد شد . این استاندارد در زمینه استاندارد های شبکه و کامپیوتر بسیار محبوب است . برای اطلاعات بیشتر می توانید به وب سایت ان www.ieee.org مراجعه کنید .

 

ISO :

مخفف International Organization for Standardization سازمان بین المللی استاندارد است ، که مقر ان در ژنو سوییس هست . مجموعه ای از سازمان های استاندارد که در 157 کشور نمایندگی دارد . هدف این سازمان دست یابی به یک استاندارد مشترک جهانی و تجارت ازاد است . گاهی ان را با IOS اشتباه می گیرند ! محدوده فعالیت ISO تنها به فناوری اطلاعات و شبکه محدود نمی شود بلکه در زمینه های مختلف از جمله منسوجات ، بسته بندی و توزیع کالا ، تولید انرژی ، کشتی سازی ، بانک ها ، و خدمات مالی ، کارت های بانکی ، موافقت نامه های جهانی و ... . وب سایت ان www.iso.org است

 

ITU  :

مخفف International Telecommunication Union یکی از اتحادیه های تخصصی در ایالات متحده است که ارتباطات راه دور بین المللی ، از قبیل فرکانس رادیو تلویزیون ، ماهواره و مشخصات تلفن ، زیر ساخت های شبکه و تعرفه ها ، و ارتباطات جهانی را کنترل می کند . بیشتر مهارت های فنی و تکنولوژی را برای کشور های جهان سوم و در حال توسعه فراهم می کند . ITU در پاریس در سال 1865 تاسیس شد . و بعد ها بخشی از سازمان ملل متحد در سال 1947 شد و نقل مکانی به ژنو داشت ، این سازمان در 191 کشور فعالیت می کند . سایت آن www.itu.int است

 

ISOC  :

مخفف Internet Society انجمن اینترنت که در سال 1992 تاسیس شد ، و عضو جامعه حرفه ای در ایجاد استانداردهای فنی برای اینترنت است . بعضی از مشغله های ان عبارتند از ، رشد سریع اینترنت و نگهداری ان برای دسترسی است ، امنیت اطلاعات ، و نیاز به پایداربودن و ارایه خدمات در اینترنت با استاندارد های باز است . این سازمان 90 شعبه در سراسر جهان دارد . این سازمان نظارت های گروهی خاصی مانند IAB مخففBoard Internet Architecture که یک گروه مشورت فنی و متشکل از پژوهشگران فنی و حرفه ای است تشکیل شده است . کار این سازمان به این نحو است که هر کسی می تواند یک استانداردی را برای تصویب به IETF مخفف Internet Engineering Task Forceدر ارتباط با اینترنت ارسال کند . سایت این سازمان www.isoc.org است

 

IANA and ICANN :

هر کامپیوتری برای کار روی شبکه به یک ادرس منحصر به فرد احتیاج دارد ، در اینترنت این امر خیلی مهمتر است زیرا میلیون ها کامپیوتر از اقساط نقاط جهان در ان کار می کنند ، یکی از پروتکل های مهم برای دریافت و ارسال اطلاعات TCP/IP است که مبتنی بر IP پروتکل اینترنت کار می کند در سطح جهان سازمان IANA مخفف Internet Assigned Numbers Authority است کار تعیین IP ادرس ها برای نقاط مختلف جهان را برعهده دارد . شروع کار ان در امریکا در سال 1997 بود ، این سازمان با همکاری سه سازمان دیگر به نام های RIR مخفف Regional Internet Registraition و ARIN مخفف American Registry for Internet Numbers و APNIC مخفف (Asia Pacific Network

Information Centre و PIPE مخفف Réseaux IP Européens است .

 

RIP

یک سازمان غیرانتفاعی است که به نهادهای خصوصی و عمومی IP ادرس ها را توزیع می کند . و در اواخر سال 1990 در ایالات متحده در وزارت بازرگانی DOC مخفف Department of Commerce ایجاد شد ، IANA کار بودجه بندی IP ادرس ها و مدیریت دامنه ها را انجام می دهد . DOC توصیه کرد تا شرکتی به نام ICANN مخفف Internet Corporation for Assigned Names and Numbers که شرکتی خصوصی است ایجاد شود و در حال حاضر مسئول ادرس دهی IP و مدیریت نام دامنه ها در سطح جهان است . IANA هنوز هم مدیریت این سیستم را برعهده دارد . افراد به طور مستقیم IP مورد نیاز خود را از IANA و RIP نمی گیرند ، بلکه ان را از ISP ها دریافت می کنند بهر حال RIR از یکسری از ادرس های IP برای امور ازمایشی خود استفاده می کند که منجر به پیدایش IPv6 شد . برای اطلاعات بیشتر به وب سایت های ان ها سر بزنید www.iana.org و www.icann.org

 

مدل OSI

 

در اوایل سال 1980 با کار بر روی مجموعه ای جهانی از مشخصات خاص برای برقراری کامپیوتر های جهان با یکدیگر ایجاد شد . نتیجه ان یک مدل بود که به درک و توسعه شبکه های کامپیوتری کمک کرد . OSI مخفف Open Systems Interconnection است و شبکه را به 7 لایه تقسیم می کند که این لایه ها به صورت مجزا کار می کنند و ارتباط با بقیه دارند این لایه ها عبارتند از :

 

Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation,Application

 

مثلا موقعی که شما از سرویس ایمیل استفاده می کنید در واقع در لایه Application کار می کنید ، یا لایه physical شامل کانکتور ها ، کابل ها است که با سیگنال کار می کنند . ارتباط لایه ها با هم از نوع منطقی یا Logically است ، لایه ها با PDU مخفف protocol data units کار می کنند

 

هنگامی که دو کامپیوتر با هم ارتباط داشته باشند لایه Application یکی از انها با کامپیوتر دیگر در ارتباط است ، هر لایه در تعامل با لایه های دیگر تفسیر خاصی را بر روی دیتا ها انجام می دهند و سپس ان را به لایه بالاتر تحویل می دهند :

 

Application Layer

 

بالاترین لایه که لایه هفتم است ، برخلاف نامش این لایه تنها برنامه های کاربردی ماکروسافتی را شامل نمی شود ، وظیفه این لایه تسهیل ارتباط کاربر با نرم افزار ها و برنامه های کاربردی است ، برای مثال زمانی که شما یک صفحه وب در فایرفاکس را باز می کنید یک پروتکل با فرمت HTTP درخواست شما را پاسخ می دهد

Presentation Layer

این لایه در ارتباط با لایه Application کار می کند و دیتا را برای کار بر روی لایه بالاتر اماده می سازد . به عنوان یک مترجم دیتا کار می کند وقتی شما کار را روی گرافیک های کامپیوتری انجام می دهید و نتیجه را با فرمت های TIFF و JPG و GIF ذخیره می کنید و هر انچه فشرده سازی و رمز گذاری می شود در این لایه اتفاق می افتد . MPEG روش فشرده سازی فایل های صوتی و تصویری است ، یا MP3 فرمت محبوب در فایل های صوتی همگی در این لایه کار می کنند . دو روش شناخته شده ASCII و EBCDIC در اینجا پشتیبانی می شوند . و هر یک در فشرده سازی و برنامه نویسی کاربرد دارد.

 

Session Layer

مسئول هماهنگی و ایجاد جلسه کاری بین دو کامپیوتر است ، به مدت زمانی که دو کامپیوتر به صورت مداوم با هم ارتباط دارند در همین لایه دسته بندی می شوند ، تعیین قطع ارتباط ، حفظ امنیت ارتباط ، زنده نگه داشتن ارتباط همگی در این لایه دسته بندی می شود . برای مثال وقتی شما با کامپیوترتان به یک ISP وصل می شوید اتصال در لایه Session بین هر دو ایجاد می شود ، وقتی شما کابل را خارج یا اتصال را قطع کنید این جلسه به اتمام می رسد و لایه Session در هر دو از کار می افتد !

 

Transport Layer

این لایه وظیفه دارد تا توالی حرکت دیتا بین دو نقطه را کنترل کند بدون اینکه خطایی رخ دهد ، این لایه همچنین وظیفه دارد تا جریان دیتا را در حال عبور است کنترل کند و مشخص می کند که یک گیرنده چه میزان دیتا را می تواند با چه سرعتی دریافت کند . TCP در این لایه کار می کند ، وقتی شما یک پیام را از طریق HTTP می فرستید پروتکل TCP یک پیام SYN می فرستد و سپس سرور ان وب یک پیام SYN-ACK را به شما می دهد ، شما هم انرا با ACK جواب می دهید و حالا می توانید دسترسی به صفحه وب داشته باشید . دیتای که در این لایه کار می کند را Segment می نامند ، این سیگمنت به صورت بخش هایی جداگانه دیتا را تقسیم بندی می کند و سپس عبور می دهد

 

Network Layer

لایه سوم در شبکه را تشکیل می دهد ، برای ترجمه ادرس شبکه در دستگاه های فیزیکی و هدایت انها به مسیر مشخص کار می کند ، یکی از پروتکل های شناخته شده در ان IP یا پروتکل اینترنت است که در فصل های اینده با ان بیشتر اشنا خواهیم شد.

 

Data Link Layer

لایه دو در مدل OSI است که دیتا در ان با فرمت Frame شناخته می شوند ، این لایه فریم ها را از لایه فیزیکی به بخش هایی مجزا می کند تا بتوان به لایه بالاتر انتقال یابند . در این لایه کنترل اطلاعات و چک کردن خطا روی دیتاصورت می گیرد . چک کردن خطا ها در این لایه با استفاده از پروتکل FCS مخفف frame check sequence که یک فیلد 4 بایتی است صورت می گیرد ، و مطمئن می سازد که دیتا همان هست که از مبدا دریافت شده است . الگوریتم بعدی CRC مخفف cyclic redundancy check است که یک مقدار 4 بایتی است و مانع از ان می شود که دیتایی که با خطا همراه است دوباره به مبدا خود بازگردد و جلوی افزونگی را در شبکه می گیرد . IEEE لایه دیتا لینک را به دو بخش تقسیم کرده است.

 

لایه بالاتر در دیتالینک را LLC مخفف Logical Link Control می گویند ، در بخش کنترل روی جریان دیتا و مشخص کردن ایجاد خطا صورت می گیرد ، بخش بعدی در پایین این طبقه MAC مخفف Media Access Control است و مدیریت دسترسی به Media را انجام می دهد و ادرس فیزیکی است که ان را به مقصد می فرستد و بر روی کارت شبکه قرار دارد و به ان ادرس سخت افزاری می گویند . این ادرس را در زیر کارت شبکه یا جعبه های بسته بندی ان می توانید ببینید . مک ادرس دارای دو بخش به نام های block ID و Device ID هست ، Block ID شامل یک کاراکتر 6 بخشی است که برای هر سازنده یکتا و توسط IEEE تعریف می شود . Device ID شش کاراکتری است که در داخل کارخانه تهیه می شود

 

یک مک ادرس فرمی به صورت 00608C005499 که به ان عدد هگزادسیمال می گویند .

 

Physical Layer

این لایه پایین ترین لایه است ، این لایه با سیگنال کار می کند . شما هنگامی که کبلی را به کارت شبکه برای ارتباط با شبکه وصل می کنید در واقع از لایه فیزیکی استفاده می کنید . در شبکه بی سیم هم انتن ها که سیگنال را انتقال می دهند در این لایه دسته بندی می شوند ، فیبر نوری و سیگنال های پالس مخابراتی نیز در این لایه قرار دارند . اگر خطایی در جریان سیگنال رخ دهد این لایه قادر به اصلاح ان نیست و نمی تواند ان را تشخیص دهد ، Hub در این لایه کار می کند و در مجموع به هر انچه که فیزیکی و قابل لمس هست در این لایه قرار داده می شود .

 

 

ارتباط بین دو سیستم

داده هایی که در هر لایه از مدل OSI تعریف شدند از شروع به NIC یا کارت شبکه تا رسیدن به لایه Application دارای شکل و فرم جدیدی می شوند . این شکل و فرم ها را هدر می گویند و در هر لایه فرم خاصی به دیتا می دهد که به PDU یا protocol data unit معروف است .

 

در سه لایه اول به PDU ها دیتا می گویند ، در لایه Transport ان را Segment می گویند ، در لایه network ان را packet یا پکیت می نامند ، در لایه data-link به ان Frame و در لایه physical به ان Bit می گویند .

 

مشخصات فریم

فریم از اجزای کوچکی تشکیل شده است ، که به هر بخش فیلد می گویند ، این فیلد ها بسته به نوع استاندارد استفاده شده در شبکه تفاوت و ساختار مختلفی دارند . یکی از محبوب ترین ان ها امروزه اترنت یا Ethernet هست شما در فصل های بعدی بیشتر درباره ان خواهید اموخت و یک رقیب تاریخی برای Token ring بود .

Ethernet : اترنت اولین بار توسط شرکت زیراکس در سال 1970 معرفی شد و سپس توسط اینتل بهبود یافت ، و فریم اترنت را ایجاد کرد ، به شکل محبوب برای استفاده از انتقال دیتا در شبکه ها استاندارد IEEE 802.3 را ایجاد کرد که امروز هم از ان استفاده می شود . یک فناوری کمتر رایج در شبکه هم توسط IBM ایجاد شد به نام Token ring که در سال 1980 به صحنه امد . و به لینک های بهم پیوسته و توپولوژی Ring وابسته بود . اگر چه منسوخ شد اما IEEE انرا به عنوان استاندارد 802.5 معرفی کرد . فریم های اترنت با token ring تفاوت دارند و نمی توان انها را به هم وصل کرد ، فریم اترنت به طور همزمان تنها می تواند در یک نوع فریم بر روی کارت شبکه کار کند و قابل استفاده از چندین فریم به طور همزمان نیست . این مهم است که شما در شبکه به چه نوع فریمی احتیاج دارید تا هنگام نصب نرم افزار ها و سخت افزار های شبکه به مشکل نخورید .

 

مشخصات شبکه های IEEE

یک نوع فریم محبوب که در شبکه ها خیلی استفاده می شود IEEE است ، از ان برای Media های استفاده شونده در شبکه ، تشخیص خطا ، رمز گذاری و .. استفاده می شود . IEEE 802 تلاش برای مطالعه بر روی ادوات فیزیکی را انجام می دهد . IEEE استانداردی قبل از OSI بود اما امروزه می تواند در لایه های OSI نیز کار کند . مثلا 802.2 در لایه دیتا لینک کار می کند .

پایان درس 2