اصول پایه شبکه های دیتا

1. اصول پایه شبکه های دیتا • Chapter 1, "Networking Basics • تعاریف پایه • پروتکل • مدل osi • ارسال یک سویه ارسال دوسویه • Circuit packet • Lan wan • Segment back bone • Baseband broadband

2. اصول کار شبکه های ارتباطی • همه شبکه های ارتباطی مستقل از نوع شبکه از اصول و استاندارد های یکسان استفاده می کنند

3. یک شبکه کوچک و ساده دیتا • وقتی دو تا کامپیوتر را بهم اتصال می دهید یک شبکه data درست کرده اید حال این دو کامپیوتر ممکن است با کابل و یا با مدم و یا بدون سیم بهم متصل شده باشند • اتصال کامپیوتر ها ازتوسط یک رسانه network medium صورت می گیرد این رسانه ممکن است کابل و یا یک سیستم رادیویی و یا ..... باشد

4. دوتا کامپوتر از طرق مختلف و به دلایل متفاوت با یک دیگر ارتباط بر قرار می کنند ولی عملیات شبکه network processing مستقل از این دلایل می باشد • مثلا وقتی یک کامپیوتر اطلاعاتی برای کامپیوتر دیگر تولید می کند وقتی این اطلاعات به لایه فیزیکی می رسد این اطلاعات باید تبدیل به یک سیگنال الکتریکی و یا موج رادیویی و پالس نوری شوند • در دو انتها اینتر فیس هایی وجود دارد که این سیگنال ها را تبدیل به یک کد (صفر و یک ) تبدیل می کنند تا این کد ها قابل تفسیر و خواندن برای نرم افزار ها software باشند و در نهایت این کد ها تبدیل به یک text و یا صوت و یا ویدیو می شوند

5. بیشتر پروتکل ها عملیات زیر را انجام می دهند • Packet acknowledgment.  This is the transmission of a return message by the recipient to verify the receipt of a packet or packets. A packet is the fundamental unit of data transmitted over a LAN. • Segmentation.  This is the division of a lengthy data stream into segments sufficiently small for transmission over the network inside packets. • Flow control.  This is the generation by a receiving system of messages that instruct the sending system to speed up or slow down its rate of transmission. • Error detection.  This is the inclusion of special codes in a packet that the receiving system uses to verify that the content of the packet wasn't damaged in transit. • Error correction.  This is the generation by a receiving system of mess-ages that informs the sender that specific packets were damaged and must be retransmitted. • Data compression.  This is a mechanism for reducing the amount of data transmitted over a network by eliminating redundant information. • Data encryption.  This is a mechanism for protecting the data transmitted over a network by encrypting it using a key already known by the receiving system

6. پروتکل ها چگونه تهیه می شوند • بیشتر اوقات این پروتکل ها توسط یک موسسه استاندارد تولید می شوند تا یک کارخانه سازنده تجهیزات

7. پروتکل • یک کامپیوتر در زمان ارتباط از پروتکل های مختلفی بهره می گیرد تا پیام حود را به کامپیوتر دیگر برساند • این پروتکل ها در لایه های مختلف شبکه توزیع شده اند (در هفت لایه ) • وظایف این پروتکل ها امکان اتصال استاندارد (OPEN) بر اساس مدل OSI می باشد • مثلا پروتکل اترنت در لایه دو (LINK LAYER) از مدل OSI عمل می کند در لایه های دیگر پروتکل های دیگر عمل می کنند

8. protocol • دریک حالت های خاص ممکن است دوتا کامپیوتر با یک ورژن و یک یک سیستم عامل و یک برنامه کاربردی application با هم تبادل اطلاعات کنند ولی در اکثر اوقات چنین نیست و دو تا کامپیوتر از طریق بستر های مختلف ( different platform) که روی هر کدام نرم افزار های مختلف run شده است با هم ارتیاط بر قرار می کنند . حال دو کامپوتر مستقل از بستر ارتیاطی موجود باید بتوانند با هم ار تباط بر قرار کنند و این نیازمند یک زبان مشترک (protocol) می باشد

9. پروتکل • در حقیقت پروتکل ها در لایه های مختلف وظیفه تهیه همه سرویس لازم برای یک برنامه کاربردی مشخص می باشند تا کامپیوتر ها بتوانند از طریق این برنامه های کاربردی با هم صحبت بکنند • هر پروکل یک سرویس برای لایه پایین تریا بالاتر خود تهیه می کند

10. پروتکل ها در لایه های مختلف osi چگونه عمل می کنند • وقتی اطلاعات از لایه های بالاتر توسط لایه پایین تر دریافت می شود پروتکل های موجود در این لایه داده هایی را بعنوان header به این اطلاعات اضافه می کنند • Header وظایفی را انجام می دهد که از پروتکل انتظار می رود • اطلاعات لایه بالایی بعنوان پایلوت و data نامیده می شود • H4+data

11. پروتکل ها در لایه های مختلف osi چگونه عمل می کنند • لایه transport بعد از اضافه کردن header پیام را به دیگر لایه های شبکه ارسال می کند • لایه network باز header خودش را به ابتدای header لایه بالایی اضافه می کند • H4+h3+data • درنهایت به لایه datalink می رسد و یک بسته برای انتقال روی شبکه اماده شده است • H4+h3+h2+data

12. عملیات پروتکل در مقصد • وقتی packet به مقصد می رسد باز عملیات از نو ولی در جهت عکس اغاز می شود • حال پروتکل ها در هر لایه header خودشان را از بسته اطلاعاتی جدا می کنند و بقیه را به لایه بالتر تحویل می نمایند • وقتی این فرایند کامل می شود اطلاعات اصلی data به برنامه کاربردی مورد درخواست می رسد

13. data encapsulation • وقتی هر پروتکل گفتمان خودش را بعنوان header به پیام تولید شده توسط application اضافه می کنند به این فرایند data encapsulation میگویند

14. حمایت پروتکل اترنت از توپولوژی وانواع رسانه انتقال • پروتکل اترنت انواع توپولوژی و همینطور انتقال انواع رسانه را مورد حمایت قرار می دهد • پروتکل اترنت انواع توپولوژی bus و یا star و یاring را مورد حمایت قرار می دهد علاوه بر این رسانه های انتقال متعدد مثل کابل coax و فیبر و سیم مسی udp و بدون سیم را هم مورد حمایت قرار می دهد

15. lan • شبکه های lan با ویژگی های زیر از هم متمایز می شوند • توپولوژی (همبندی( • رسانه ای که کامپیوتر ها را بهم اتصال می دهد یا رسانه انتقال ( network mediun) • پروتکل • انتخاب توپولوژی و یا نوع رسانه انتقال برای اتصال واقعی کامپیوتر ها بستگی به پروتکل هایی دارد که در لایه دو ( data link) ,وجود دارد مثل اترنت و یا token ring

16. wan • شبکه های lan از طریق router بهم متصل شده و شبکه wan درست می کنند

17. wan connection • برای اتصال شبکه های lan از wan connection استفاده می کنند وانواع مختلف connection مثل خطوط تلفنی و یا فیبر و یا امواج رادیویی ویا دیگر تکنولوژی ها استفاده می شود

18. WAN connections یک اتصال نقطه به نقطه می باشند بعکس اترنت که چندین سیستم را بهم متصل می کند • بطور مثل دو شبکه lan که در دو شهر مختلف وجود دارد و می تواندد از طریق یک خط leased بهم متصل شوند در انتهای خط leasd یک روتر قرار دارد و روتر ها به شبکه lan اتصال دارند

19. baseband • Base band در هر زمان فقط یک سیگنال روی شیکه ارسال می گردد در نتیجه در هر لحظه فقط یک کامپیوترمی تواند از شبکه سرویس بگیرد ولی در عمل برای انکه چندین کامپیوتربا کمک یک سیگنال base band بتوانند کار کنند هر کامپیوتر سیگنال ارسالی خود را به packet تبدیل می کند حال چندین کامپیوتر همزمان می توانند از شبکه سرویس بگیرند ولی در هر لحظه یک packet روی شبکه ارسال می گردد و تا زمان ارسال packet بعدی کامپیوتر های دیگر می توانند از شبکه سرویس بگیرند

20. broadband network • broadband network همزمان از چندین سیگنال را می توانند روی شبکه انتقال دهند و بیشتر در circuit switch از انها استفاده می شود

21. Segment • گاهی اوقات به یک شبکه lan گفته می شود و گاهی هم به کاربر و تجهیزات کابر

22. backbone • یک مجموعه lan توسط یک backbone بهم متصل می شوند

23. OSI reference model • The OSI reference model illustrates the networking process as divided into seven layers در مدل osi عملیات شبکه در هفت لایه بیان می شود • This theoretical construct makes it easier to learn and understand the concepts involved

24. osi • در بالاترین لایه یک برنامه کاربردی application وجود دارد که می خواهد به منابع شبکه دسترسی پیدا کند (مثل ie) • در پایین ترین لایه که لایه فیزیکال(رسانه انتقال ) قرار دارد مثل کابل یا سیستم رادیویی و یا فیبر • وقتی دیتا از بالاترین لایه به سمت پایین ترین لایه حرکت می کند در هر لایه پروتکل هایی وجود دارند که دیتا را به صورت packet در اورده و برای انتقال بر بستر شبکه اماده می کنند

25. At the top of the model is the application that requires access to a resource on the network, and at the bottom is the network medium itself As data moves down through the layers of the model, the various protocols operating there prepare and package it for transmission over the network

26. Once the data arrives at its destination, it moves up through the layers on the receiving system, where the same protocols perform the same process in reverse. In 1983, the International Organization for Standardization (ISO) and what is now the Telecommunication Standardization Sector of the International Telecommunication Union (ITU-T) published a document called "The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection

27. In most cases, single protocols combine the functions of two or more of the layers in the model and the boundaries between protocols often don't exactly conform to the model's layer boundaries

28. the model remains an excellent tool for studying the networking process osi

29. encapsulation • هر پروتکل وقتی دیتا را از لایه بالایی تحویل می گیرداطلاعات مربوط خودش را به پیام به صورت header اضافه می کند و سپس ان را به لایه پایینی انتقال می دهد

30. each protocol adding headers (and in one case, a footer) to the information it receives from the layer above it application generates a request for a network resource, it passes the request down through the protocol stack

31. HEADER چه کاری انجام می دهد • عملیاتی که فیلد header انجام می دهد همان کاری است که از پروتکل ان لایه انتظار میرود • بعبارتی فیلد های HEADER عملیاتی در رابطه با پروتکل های همان لایه انجام می دهند

32. The header consists of fields containing information that is specific to the functions of that protocol original request becomes the data field, or payload, for the transport layer protocol.

33. The final product, a packet نتیجه این عملیات تولید PACKETبرای اسالمی باشد ready for transmission over the network

34. Data encapsulation is the process by which the protocols add their headers and footer to the request generated by the application The procedure is functionally similar to the process of preparing a letter for mailing. The application request is the letter itself, and the protocol headers represent the process of putting the letter into an envelope, addressing it, stamping it, and mailing it.

35. a letter for mailing • The procedure is functionally similar to the process of preparing a letter for mailing. The application request is the letter itself, and the protocol headers represent the process of putting the letter into an envelope, addressing it, stamping it, and mailing it.

37. Physiaval layer • سیم مسی یا کابل و یا فیبر و یا رادیو و.... می باشد • توپولوژی شبکه (همبندی) مربوط به لایه فیزیکال می باشد • نوع سیگنال برای انتقال صفر و یک ها از مشخصات این لایه می باشد • نوع اینتر فیس (کارت شبکه ) نیز بین لایه 2 و لایه فیزکال نیز از مشخصات همین لایه می باشد • نوع HUB نیز مربوط به مشخصات همین لایه می باشد

38. Physical Layer • nature of the network's hardware elements, such as what medium the network uses, how the network is installed, and the nature of the signals used to transmit binary data over the network. The physical layer also defines what kind of network interface adapter must be installed in each computer and what kind of hubs (if any) to use

39. ممکن است لایه فیزیکال شما یک شبکه lan باشد در این صورت مشخصات فیزیکی این لایه بستگی به پروتکل های لایه data link دارد • وقتی شما در لایه datalink یک پروتکل انتخاب می کنید انگاه باید به فکر مشخصاتی برای لایه فیزکال باشید که این پروتکل را مورد حمایت قرار می دهد.

40. Physical layer • Physical layer options include various types of copper or fiber optic cable, as well as many different wireless solutions. In the case of a LAN, the physical layer specifications are directly related to the data-link layer protocol used by the network. When you select a data-link layer protocol, you must use one of the physical layer specifications supported by that protocol.

41. اترنت • اترنت یک پروتکل درلایه datalink می باشدو برای شبکه های lan می باشد که انتخاب های های مختلفی از لایه فیزکال را مورد حمایت قرار می دهد مثل • coaxial cable • twisted pair cable • fiber optic cable • اترنت از سال 1970 تغییرات زیادی را به خود دیده امروز سرعت های 10M,100.1G را حمایت میکند

42. انتخاب های ممکن برای اترنت در لایه فیزکال • می توان کابل UTP ویا کابل COAX و یا فیبر و یا ....انتخاب کرد • انتخاب هر گزینه باز منجر به انتخاب یک سری مشخصات فیزیکی دیگر می شود مثل طول کابل و یا نوع connector و یا نوع اینترفیس • واین ها برای این است که پروتکل وظایف خودش را به درستی انجام دهد • و موسسه EIA/TIA 568A این مشخصات را استاندارد نمود و انهارا به صورت یک سند documet دراورده است

43. Ethernet is a data-link layer protocol that supports several different physical layer options coaxial cable twisted pair cable fiber optic cable

44. Ethernet Standards

45. Fast Ethernet specifications, • IEEE 802.3z • IEEE 802.3ab, which are the 1000-Mbps Gigabit Ethernet standards فرمت فریم اترنت 802.3 تغییر کرده و در فیلد ETHERNET TYPE پروتکل لایه بالاتر را می شناسد

46. مشخصات اترنت IEEE802.3 • Physical layer specifications • Frame format • CSMA/CD MAC mechanism

47. Physical Layer Specifications • types of cables • topology • maximum cable lengths • number of repeaters • با توجه به میزان تاثیر پذیری پارامتر های attenuation و crosstalkو COLLISSION از هر کدام از گزینه های بالا این مشخصات می شوند

49. UTP Ethernet (10Base-T) • from 10 Mbps to 100 or even 1000 Mbps • link segments up to 100 meters long to connect computers to a repeating hub • Fast Ethernet standard (IEEE 802.3u ) • 100Base-TX uses only two pairs • 100Base-T4 uses all four wire pairs

50. Fiber Optic Ethernet • 10Base-FL, 10Base-FB, and 10Base-FP • با سرعت 10M (تلف کردن فیبر ) • FIDI با سرعت 100 مگا ولی اترنت نیست بدرد BACKBONE می خورد • 100 Mbps fiber optic option, 100Base-FX. 100Base-FX uses the same hardware as 10Base-FL, but it limits the length of a cable segment to 412 meters • Gigabit Ethernet is the newest form of • Ethernet, raising network transmission speed to 1000 Mbps