مقدمات شبکه ، بخش چهارم
در بخش چهارم از فصل اول “مرور مقدمات شبکه” قرار هست آشنایی با مدل مرجع OSI و تشریح لایه های آن داشته باشیم سپس در ادامه به مباحث TCP/IP و Encapsulation ، PDU می پردازیم.
قبل از برسی OSI بهتر است با سازمان ISO آشنا شویم.
آشنایی با سازمان ISO(international Organization for Standardization)
به نقل از ویکی پدیا :
واژه ISO مخفف کلمه international Organization for Standardization است. یک سازمان بین المللی استاندارد سازی است که معمولا با ایزو شناخته میشود . مؤسسه بین‌المللی تعیین استاندارد متشکل از نمایندگان موسسات استانداردسازی ملی است. این سازمان غیردولتی در سطح وسیع به وضع استانداردهای کلی و جزئی برای هماهنگ‌کردن استانداردهای متفاوت جهانی می‌پردازد. سازمان بین‌المللی استانداردسازی، باآنکه یک سازمان غیردولتی است، به‌دلیل این که استانداردهای این مؤسسه تبدیل به قوانین می‌گردد از بیشتر سازمان‌های غیردولتی قدرتمندتر است.
امروزه نزدیک به ۱۶۴ کشور در این سازمان به عضویت درآمده‌اند که ایران نیز یکی از آنهاست.
OSI (Open System Interconnection Model)
یک مهمانی را تصور کنید که در آن اشخاص با ملیت‌های گوناگونی حضور دارند . هر ملیت زبان ملی مخصوص خودش را در جهت ارتباط با هم نوعان ملی خود دارد . در این مجلس از ملیت های ایران ، امریکا ، عربستان ، فلسطین یا حتی فرانسه حضور دارند . هر کدام از اشخاص بخواهد با زبان ملی خودش ارتباط برقرار کند چه اتفاقی می‌افتد؟
قطعا ارتباطی صورت نمی گیرد و مهمانی قطعا مختل میشود . عملا سرویس‌های پذیرایی از کار می‌افتد و خدمت گزاران متوجه درخواست مهمانان نمی‌شوند. در نتیجه کیفیت مهمانی به شدت پایین می‌آید در بهترین حالت فقط باید با لبخند ، همدیگر را نگاه کنند. تنها راه حل این مشکل این است از یک زبان بین‌المللی جهت ارتباط استفاده شود . همه‌ی ما با زبان انگلیسی آشنا هستیم. این یک مقدمه بود تا بحثی که قرار هست آموزش دهیم شفاف باشد تا بهتر آن را درک کنید. منطقا هر سیستم نوع معماری و عملرکرد خاص خود را دارد یا نوع سیستم عامل های اجرایی در Client های شبکه و Server ها ممکن است متفاوت باشد. پس در این شبکه نیاز به یک زبان بین‌المللی است. زبان انگلیسی یک زبان بین‌المللی است که کل جهان آن را پذیرفته و اگر شخصی بخواهد با جهانیان ارتباط برقرار کند بایو زبان انگلیسی را فرا بگیرد.
در واقع نباید Vendor Based باشد یعنی هر سازنده نرم افزار و سخت افزار ، پروتکل‌های مخصوص خودش را استفاده کند. اینطور دیگر ارتباطی باقی نمی ماند هر کسی به ساز خودش می‌رقصد. همانند مهمانی که مهمانان به زبان ملی خودشان صحبت کنند . به کلمه Open System Interconnection دقت کنید . علت استفاده از کلمه Open در تعریف OSI، پیروی نکردن از سخت افزار و یا نرم افزاری خاص هست که در نهایت باعث ارتباط سخت افزارها و سیستم عامل های گوناگون توسط پروتکل های استاندارد میشه.
تا الان مسئله به خوبی روشن است ، مشکل نبود یک مدل مرجع را برسی کردیم . راه حل آن هم تا حدودی شرح دادیم ، حال مدل مرجع OSI را دقیق برسی خواهیم کرد که مشکل Vendor Based بودن را حل کرده است.
آشنایی مختصر با مدل OSI :
مدل مرجع OSI یا Open System Interconnection Model در واقع یک چارچوب Conceptual یا مفهومی است که طی مجموعه ای قوانین تعیین یا مشخص میکند که سیستم ها چطور میتوانند در شبکه باهم ارتباط برقرار کنند و یکی از مهم ترین دلایل ایجاد آن بحث Interoperability یا قابلیت همکاری بین نرم افزار ها و محصولات مختلف طراحی شده توسط شرکت های مختلف است .
مثالی از راهنمای رانندگی خواهم زد : اگر قوانین راهنمای رانندگی وجود نداشت چه اتفاقی می افتاد؟ جوابش چندان سخت نیست اما بهتره بگیم امکان تردد خودروها دیگر وجود نداشت چون هرکس با قوانین خود در جاده ها تردد میکرد باعث ایجاد مشکلات متعدد میشد و امکان ایجاد بستری مناسب برای ارتباطات ممکن نبود برای همین قوانین راهنمای رانندگی به وجود آمد تا رانندگان گرامی از آن پیرویی کنند.
در شبکه هم تمامی محصولات که از شرکت های مختلفی ساخته میشدند به دلیل ساختار متفاوتی که داشتند برای ارتباط در بستر شبکه به مشکل برمیخوردند برای همین سازمان ISO مدلی مفهومی طراحی کرده که تمام سیستم ها و محصولات کمپانی ها باید بر طبق این استاندارد کار کنند ( قوانین راهنمای رانندگی ) تا مشکلی در ارتباطات شبکه رخ ندهد و سیستم ها و نرم افزار ساخته شده توسط شرکت های مختلف بتوانند باهم سازگاری (Compatibility) و قابلیت همکاری (interoperability ) داشته باشند تا اگر شرکت‌های مختلف دستگاه شبکه ای طراحی کردند قابلیت سازگاری داشته باشند و در شبکه باهم بدون هیچ مشکلی کار کنند .
و این مدل مرجع (Reference Model) یک استاندارد ISO جهت طراحی شبکه محسوب میشود . و به عنوان یک معماری شبکه تعریف نمیشود . مدل OSI یک مدل مفهومی است برای درک بهتر ساختار چگونگی برقراری ارتباطات در شبکه اما مدلی که امروزه استفاده میشود و از مدل OSI گرفته شده مدلی تحت عنوان TCP/IP است که در حال حاضر در اینترنت استفاده میشود.
مدل OSI یک مدل مفهومی و مرجع است که در یک تقسیم بندی به 7 لایه تقسیم میشود ، هر لایه وظایف مشخصی دارد و این تقسیم بندی این مدل را ساده میکند و بهتر میشود آن را درک کرد و یکی دیگر از موارد مهم آن عیب یابی در شبکه های بزرگ را آسان میکند چون کاملا شفاف لایه ها و پروتکل های مورد استفاده مشخص شده است.
از لایه آخر یا هفتم تا لایه اول
- 7-Application Layer
- 6-Presentation Layer
- 5-Session Layer
- 4-Transport Layer
- 3-Network Layer
- 2-Data Link Layer
- 1-Physical Layer
به سه لایه آخر به ترتیب : Application layer ، Presentation layer ، Session layer لایه بالایی یا Upper layer گویند . چهار لایه پایین تر را Lower layer یا لایه های پایینی گویند .
به عکس زیر دقت کنید تا کامل متوجه قضیه شوید.
تصویر بالا نمایانگر یک شبکه محلی است.
در مقابل شبکه کوچک و محدود LAN ، ما شبکه های بزرگ تری به نام WAN را نیز داریم که در ادامه به آن خواهیم پرداختیم. خب قبل تر اشاره کردیم شبکه را به ابعاد خاصی تقسیم بندی می کنیم مثل شبکه LAN که کوچک و محدود به یک دفتر کاری یا یک ساختمان اداری یا چندین ساختمان کنار هم است اما یکسری پارامترهایی دیگری هم دخیل هستند مثل تجهیزاتی که در شبکه محلی ما استفاده شده و سرعت انتقال اطلاعاتی که ارائه می دهد.
مثلا بدون در نظر گرفتن محدودیت جغرافیایی ما تا زمانی یک شبکه LAN خواهیم داشت که از تجهیزاتی که در شبکه محلی استفاده می شود در این شبکه استفاده کنیم یا پارامتر دیگر سرعت انتقال شبکه است. در واقع تا زمانی ما یک شبکه LAN خواهیم داشت که سرعت انتقال آن چیزی بیش از 1Gb باشد.
چندان تعریف دقیقی نمی توان ارائه کرد اما همین قدر با پارامتر های دیگر هم آشنا باشید کفایت می کند. در ادامه با تجهیزات شبکه به صورت تخصصی آشنا خواهید شد. تا قبل از برسی شبکه های WAN بهتر است از مزیت شبکه LAN نسب به شبکه WAN آشنا شوید ، سرعت انتقال اطلاعات در شبکه محلی بسیار بیشتر است دلیل آن هم مشخص است ابعاد کوچک تریی که دارد و مزیت شبکه WAN نسبت به یک شبکه محلی یا LAN وسعت زیاد آن است و محدودیتی در اتصال دستگاه ها در شبکه خود را ندارد.
اجزای رایج یک شبکه (Common Network Components)
تفاوت های زیادی در دستگاه ها و رسانه هایی که شبکه مارا می سازند وجود دارد ولی ما رایج ترین آن هارا که در ساخت یک شبکه استفاده می شود را معرفی خواهیم کرد.
سرویس گیرنده (Client) :در بخش اول منابع در شبکه را به دو دسته سخت افزاری و نرم افزاری تقسیم بندی کردیم ، حال باید بدانید سرویس گیرنده در یک شبکه به رایانه ای اطلاق می شود که درخواست استفاده از منابع را در شبکه دارد.
مثالی برای درک آن خواهم زد ، یه فروشگاه مواد غذایی را در نظر بگیرید فردی که برای خرید اغلامی وارد آن فروشگاه می شود کسی است که درخواستی برای ارائه خدمات دارد کسی که سرویسی می گیرد ، به آن سرویس گیرنده یا Client می گویند.
سرویس دهنده (Server): در مقابل سرویس گیرنده ما سرویس دهنده یا Serverرا داریم که به رایانه ای در شبکه اطلاق می شود که سرویسی ارائه می دهد ، برای تکمیل مثال قبل به فروشگاه مواد غذایی فکر کنید. من به عنوان یک Client یا مشتری وارد فروشگاه می شوم ، فروشنده را می بینم که آماده دادن خدمات به من است در واقع من از او طلب ارائه سرویس می کنم و اغلام غذایی خودم را دریافت می کنم . در این مثال من کسی هستم که از سرویسی استفاده می کند و در مقابل فروشنده کسی است سرویسی را به من ارائه می دهد همانند سرویس دهنده یا Server در شبکه است.
با توجه به کارکرد سرور ها ، بخشی از انواع ان را میتوانیم در دسته بندی زیر ببینیم .
File Server , Mail Server , Print Server , Web Server , Fax Server , Proxy Server , Application Server
محیط انتقال (Communication Media) :تا الان با موارد بالا به خوبی آشنا شدید حال باید برسی کنیم که ارتباطات در شبکه به چه صورت است؟ ارتباطات در شبکه به واسطه Media یا رسانه انجام می شود این ارتباط یا رسانه اساسا می تواند به صورت سیمی (Wired) یا بی سیم (Wireless) باشد.
سیستم عامل در شبکه (operating systems): سیستم عامل اجازه استفاده از شبکه را به شما می دهد تا از خدمات شبکه بهره ببرید و سرویس های یک شبکه بر روی سیستم عامل ها به شبکه ها ارائه میشود.
پروتوکل (Protocol) :به مجموعه قوانین و قرار داد هایی اشاره دارد که تعیین می کند کامپیوتر ها در یک شبکه چطور باهم ارتباط برقرار کنند.
این اجزا رایج ترین اجزای تشکیل شبکه است و در ادامه بیشتر با آن آشنا خواهیم شد.
معرفی شبکه گسترده Wide Area Network) “WAN”)
با شبکه محلی آشنا شدید باید بدانید در شبکه گسترده ما با یک شبکه ای عظیم تر با ابعاد جغرافیایی بزرگ تر رو به رو هستیم این ابعاد می تواند به اندازه یک استان باشد یا حتی یک کشور را پوشش دهد . این شبکه عظیم معمولا از زیرخواست های مخابراطی استفاده می کند .
مثال یک شبکه گسترده عبارت است از :
- شبکۀ بین شعب مختلف بانک های کشور
- شبکه بین مراکز نظامی یک استان
- شبکه اینترنت
برای درک بهتر آن اینطور تصور کنید که یک شبکه WAN از اتصال چندین شبکه LAN به وجود می آید.
در تصویر بالا ما دو شبکه محلی از هم جدا شده داریم که اصطلاحا به آن separate LANs می گویند.
ما دو شبکه به نام های Sales و Marketing داریم که از هم جدا هستند. حال اگر یک کامپیوتر در شبکه Sales بخواهد با پرینتر شبکه Marketing ارتباط برقرار کند باید چه فرایندی انجام شود.
خب مطمئن هستم که جواب تان این است که باید به هم متصل شوند ، بله درست است. به تصویر زیر دقت کنید.
دو شبکه محلی ما از یک دستگاهی به نام Router یا مسیریاب بهم متصل شدند ، نمی خواهم به آن بپردازم اما بهتر است با آن آشنا باشید که این دستگاه در یک شبکه WAN استفاده می شود. اصل ماجرا اتصال دو شبکه محلی و ساختن یک شبکه گسترده است که با تصویر به خوبی متوجه آن شده ایم. اینظور تمام کنم که از اتصال چندین شبکه محلی یک شبکه گسترده به وجود می آید.
