دانلود تحقیق اصول سیستم های شبکه

اول : مبانی (Internetworking)
شبکه :
به مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل و متصل به یکدیگر شبکه گفته می شود.

در سیستم های توزیع شده کامپیوترها متصل هستند ولی مستقل نیستند ولی در شبکه علاوه براینکه کامپیوترها متصل به یکدیگرند از همدیگر مستقل نیز می باشند.
اهداف شبکه و ویژگیهای آن ( Goals of Network ) :
1.

اشتراک منابع ، برنامه ها ، داده ها و تجهیزات (Resource, Programs, Data and Device Sharing )
2.

قابلیت اطمینان ( به دلیل تعدد منابع )High Reliability
3.

هزینه کم ( به دلیل بعدهای مسافت ) Saving money
4.

Salability : نیازها و سرویس ها متناسب با سخت افزار رشد پیدا کرده و تغییر می کنند.

در شبکه نیز وقتی یک بسته نرم افزاری ارتقاء پیدا می کند ، نیازها و سرویس ها تغییر پیدا می کنند.
5.

Communication Medium : افراد مختلف در نقاط مختلف با هزینه کم و سرویس خوب می توانند از طریق شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
Internetwork:
یک مجموعه ای از Individual Network (Network های متفرق و جدا از هم ( که حتی توپولوژی پروتکل هایشان با یکدیگر فرق می کند را به هم متصل می کند.عمل اتصال توسط Intermediate Devices ( Deviceهای واصل ، وسایل رابط ) صورت می گیرد و بنابراین یک شبکه Single ولی Large پدید می آید.
تعریفTerminal : یک Porte سریال (Com) یک مانیتور(Monitor) ، یک کیبورد (Keyboard) تشکیل یک Terminal را می دهند این وسیله CPU ندارد و صرفاً یک وسیله ورودی و نمایش دهنده می باشد.
تاریخچه Internetworking :
قبل از به وجود آمدن PC ها از Main Frame استفاده می شد که این کامپیوترها به کمک Terminalها و با سیستم Time sharing عمل می کنند.

( Main frame ها text base می باشند.) شرکت IBM پروتکلی به نام SNA (System Network Architecture) تعریف کرد که یک پروتکل 7 لایه ای ( مطابق OSI ) بود پس از ساخته شدن PC ها بحث LAN به وجود آمد.

شبکه های LAN (Local Area Network):
از به هم بسته شدن چند عدد PC به جهت ایجاد انتقال پیام، LAN به وجود می آید.در LAN بحث File Sharing مطرح شد که فایلی را توسط File Server می توان در اختیار User ها قرار داد.

اصولاً LAN شبکه هایی با فاصله ی زیر یک کیلومتر ( در یک یا چند ساختمان ) می باشد.

( تکنولوژی Broad Cast باعث محدود شدن LAN از نظر فاصله می گردد.)


شبکه های MAN (Metropolitan Area Network) :
اگر فاصله ها از حدی بیشتر شود دیگر شبکه های LAN جوابگو نخواهد بود در شبکه های MAN ایستگاه های مرکزی ارتباط بین یک سری شبکه های LAN را برقرار می کند.

ایجاد شبکه های MAN هزینه بالایی خواهد داشت.

( تلوزیون کابلی )

شبکه WAN (Wide Area Network):
از به هم پیوستن LANها توسط خطوط تلفن WAN به وجود آمد و محیط عملیاتی گسترده شد.

در شبکه های WAN از تکنولوژی Point-to-Point استفاده می شود.

که این اطلاعات نقطه به نقطه ارسال می شوند تا به مقصد برسند.

بین شبکه ها مسیریاب وجود دارد.

امروزه High Speed LAN به وجود آمده است .

سرعت LAN های قبلی در هر ده (1MG) بود که این سرعت به 10 MG و 100 MG و 1G ارتقاء یافت.این گونه شبکه ها عرض باند زیادی در اختیار دارند.
با به وجود آوردن LAN ها بحث Internet work گسترده تر شد.

تقسیم بندی شبکه ها :
1.

از دیدگاه جغرافیایی ( فاصله ایستگاه ها )
- LAN
- MAN
- WAN

2.

از دیدگاه تکنولوژی انتقال داده ها
- Point-to-Point
- Broad Cast  ( پخش همگانی)

مزایای Internet work :
1.

اتصال LAN های Isolate ( یکپارچه سازی LAN های جدا از هم )
2.

جلوگیری از Duplication of Resource ( Resourceهای اضافی را حذف می کند )
3.

ایجاد نمودن مدیریت شبکه (Network Management) مدیریت فقط اعمال زور نیست.
4.

وقتی که بحث Internet work مطرح می شود خیلی از سرویس ها جلوه ی دیگری پیدا می کنند (مثل Video Conferencing )



مدل OSI ( Open System Interconnection) :
این مدل ، مدلی 7 لایه ای از وظایف شبکه است و هر لایه کاری را انجام می دهد.

لایه ها کاملاً مستقل از یکدیگر می باشند .

ارتباط بین لایه ها از طریق Interface ایجاد می شود.

هر لایه وظیفه دارد که به لایه های بالاتر سرویس بدهد و جزئیات لایه های زیرین را برای لایه های بالایی پنهان نگه دارد.
این مدل ، مدلی 7 لایه ای از وظایف شبکه است و هر لایه کاری را انجام می دهد.

هر لایه وظیفه دارد که به لایه های بالاتر سرویس بدهد و جزئیات لایه های زیرین را برای لایه های بالایی پنهان نگه دارد.

می خواهیم را از کامپیوتر سیستم A به کامپیوتر سیستم B بفرستیم .

سیستم این مدل را Intentional Standard Organization یا ISO ارائه کرده است و کلیه Software و Hardware را با این مدل می سنجیم .

عملیات در این مدل به این صورت است که لایه های متناظر ماشین A و ماشین B می توانند با هم ارتباط برقرار کنند.

هیچ لایه ای نمی تواند مستقیماً اطلاعات را روی محیط ارتباطی قرار دهد و برای انتقال اطلاعات ابتدا data با header خودش در هر لایه encapsulate می شود و به لایه پایین تر فرستاده می گردد.

Trailer, Header: هر لایه برای انجام دادن کار باید یک سری اطلاعات کنترلی داشته باشد تا گیرنده بتواند بر حسب آن اطلاعات کنترلی کاری را انجام دهد.

هر لایه یک سری اطلاعات کنترلی به صورت header یا trailer به data اضافه می کند.

ارتباط لایه ها با یکدیگر: همسایگی یا ارتباط مجاورتی ( مجاورت فیزیکی ): SAP ها Conceptual location هستند یعنی مکان مفهومی اند و ارتباط فیزیکی در لایه OSI را با هم فراهم می کنند.از طریق SAP ها اطلاعات رد و بدل می شوند ( جای عبور سرویس) هر کدام از SAP ها یک سرویس خاص ارائه می دهند ( یعنی به ازای هر سرویس یک SAP داریم .) ارتباط منطقی : (به واسطه header و trailer بین لایه های روبه روی هم و جفت )ارتباط منطقی برقرار می شود.

7 لایه OSI را به دو دسته تقسیم می کنیم : 1- Application layer سه لایه بالایی وظیفه سرویس دهی را دارند.

2- Data Transport layer چهارلایه پایینی وظیفه انتقال داده را دارند.

پروتکل(Protocol): به وسیله پروتکل ارتباط بین دو نقطه برقرار می شود.برای هر Communication یک سری قواعد و قوانینی وجود دارد تا اینکه این ارتباط برقرار شود ، رعایت این قواعد و قوانین رعایت پروتکل ارتباطی است.

( مثال تلفن ( شماره تلفن باید 8 رقم باشد ) تعریف : یک پروتکل مجموعه ای است از قواعد و و قوانین حاکم بر چگونگی تبادل اطلاعات بین کامپیوترهای تحت یک network medium ( محیط انتقال داده برای شبکه )(internet work) (پروتکل Network Communication ) ( مثلاً تلفن پروتکل هست ولی پروتکل Communication Tele ) Data Communication روی این 7 لایه پروتکل تعریف می کنیم که ممکن است شامل همه این لایه ها هم نباشد هر چقدر تعداد لایه ها بیشتر باشدSecurity بیشتر می شود و سرعت کمتری داریم ولی سرویس دهی بهتری داریم.

هر چه تعداد لایه ها کمتر باشد سرویس دهی کمتر و سرعت بیشتری داریم .

بنابراین دنبال پروتکلی هستیم که هم سرعت داشته باشد و هم کیفیت ( سرویس دهی ) ; بستگی به نیاز ما دارد.( مثلاً برای کنترل Robot) پروتکل ها 4 دسته اند : 1- LAN Protocolتا لایه 2 بالا می آید.

2- WAN Protocol تا لایه 3 بالا می آید.

3- Routing Protocol فقط در لایه سوم 4- Network Protocol شامل هر 7 لایه می شود.

برای تشخیص پروتکل ها تنها راهش شناخت تعداد لایه هاست.

لایه های OSI : Physical Layer : این لایه وظیفه گرفتن اطلاعات از لایه بالاتر ( صفر و یک ) و تبدیل آن به سیگنال متناسب با محیط ارتباطی را بر عهده دارد.

در لایه فیزیکی مستقیماً با صفر و یک سروکار داریم.

From DLL To DLL data data Phy.L Phy.L تمامی تعاریف مربوط به بحث Physical مثل mechanical ، electrical و functional در بحث شبکه مربوط به این لایه است.

مدولاسیون : سوار کردن یک موج دیگر را مدولاسیون گویند.

عکس آن دی مدولاسیون است .اطلاعات ( مثل صدا ) را تبدیل به دیجیتال (1و0) می کند و سوار یک موج که می تواند کیلومترها برود می کند و در آخر دوباره تبدیل به اطلاعات می کنند( اطلاعات را پیاده می کنند ).

به موجی که اطلاعات را حمل می کند Carrier یا حامل می گویند.

Data Link layer : این لایه وظیف کشف و اصلاح خطا را بر عهده دارد.

( اگر سرعت فرستادن اطلاعات بالا باشد ، گیرنده نمی تواند همه آن را دریافت کند.

بخشی از آن از بین میرود.) وظیفه مهم دیگر Data link layer آدرس دهی می باشد.

وقتی می توانیم با کسی ارتباط داشته باشیم که بتوانیم آن را صدا بزنیم – وقتی می توانیم صدا کنیم که اسم داشته باشیم ( آدرس در شبکه ) این لایه به دو عدد Sub Lager تقسیم می شود : LLC: Logical Link Control MAC: Media Access Control آدرس MAC نقش آدرس فیزیکی را بازی می کند ، هیچ دوپورتی آدرس یکسان ندارند.

(MAC یکسان ندارند ) هر پورت MAC Add یونیک دارد.

LLC نقش آدرس منطقی را بازی می کند.

یک MAC به ازای پروتکل های مختلف ، آدرس های مختلف دارند.

یک کارت شبکه به ازای هر پروتکل یک آدرس دارد.

پروتکل هایی وجود دارند که mapping آدرس منطقی به MAC را انجام می دهند مثلاً APP ، کار MAP کردن Network Add را به MAC Add را انجام می دهد.

network layer : وظیفه این لایه Routing یا مسیر یابی است اگر پروتکلی Routing لازم داشت باید این لایه را شامل شود.

وقتی تعداد زیاد شد، مسیر یابی لازم می شود ، در این لایه پروتکل های مختلف Routing مطرح می شود.

Transport layer: ( درست رساندن محموله ) اگر می خواهیم data در شبکه تحت محافظت کامل (Security) باشد ، Flow Control داشته باشیم ، error checking داشته باشیم یا Multiplexing داشته باشیم باید این لایه وجود داشته باشد.

Flow Control : مثل بافر ، وقتی سیستم ها خیلی کند و یک خیلی سریع باشند.

( همان کاری که که مأمور راهنمایی در چهارراه ها انجام می دهد.) Multiplexing : وقتی که محدودیت خطوط انتقال داریم انجام می شود.

( مثل پست که برای انتقال هزاران نامه از یک خط هوایی استفاده می کند.

) Single line یک خط است الگوریتم های Multiplexing TDM : Time Divisions Multiplexing در زمان های خاصی line مال ارتباط A به G است .

Slice Time خاصی ) Error checking : a) error detection: فقط تشخیص می دهد که این رشته (0 و 1 ) خراب است یا نه ؟

دنبال Position بیت خراب نمی گردد.

b) error correction: مشکل تر است چون جای بیت خراب شده را نیز پیدا می کند.

(Detection مثل Parity Bit – Correction مثل CRC : مشخصاتی از رشته بیتی را می گیرد توی یک فرمول می گذارد و به یک عددی می رسد.) session layer: رفت و برگشت ها جهت گرفتن سرویس درخواست شده است .

( هر پرسش و پاسخی هم یک Session است .

خرید بلیط هم یک Session است .

) ایجاد کردن Session یعنی Establishment .

هر Session سه فاز دارد وظیفه این لایه مدیریت این سه فاز است.

a) session establishment.

b) Data transfer.

c) session terminate.

( مثال الو گفتن پشت تلفن – تا جواب ندهد Session ایجاد نمی شود.) :Presentation layer قرار است چیزی را Present کند و برای کسی قابل نمایشی کند ، ( دو تا Plat form داریم که اصلاً به هم نمی خورند ) این لایه وظیفه اش convection است ( تبدیل ).

دو Platform مختلف بتوانند داده هایشان را برای هم ارسال کنند.

( مثل JPG ، MPEG و ...

) Application layer : Application Service) است نه Application pog ) نزدیکترین لایه به end user است و مستقیماً درگیر end user است .

رابطی می شود بین لایه های داخل OSI و end user .

سرویس مثل پست الکترونیکی .

وظایف این لایه - آیا resource ، در دسترس (available) است ؟

- آیا Communication ، sync ( همزمان ، سازگار ) است ؟

Information Formats: اطلاعات داده ای و کنترلی که در Information Formats انتقال می یابند گستره وسیعی از شکل های گوناگون را شامل می شود.Information Formats در لایه های مختلف اسامی مختلف دارد.

( حق نداریم به هر Information unit ( واحدهای اطلاعاتی ) در همه لایه ها Packet بگوییم .

این غلط مصطلح وجود دارد ) در واقع وقتی اسم خاصی را به کار می بریم نشان می دهد از چه لایه ای حرف می زنیم .

From: لایه 2 - Information Unit ( واحد اطلاعاتی که )source و destination ( مبدأ و مقصد ) آن در سطح Data link layer است.

Packet: لایه 3 - از Connection oriented استفاده می کند.

Datagram: لایه 3- به علاوه از سرویس Connection less استفاده می کند.

اگر از Connection oriented یا از هر دو