فصل پنجم

1. فصل پنجم لايه شبکه

2. لايه شبكه در اينترنت هنگامي كه بخواهيم بين LANهاي مختلف ارتباط برقرار كنيم وظايف لايه شبكه شروع مي‌شود. هنگاميكه بسته‌هاي اطلاعاتي روي شبكه WAN منتشر مي‌شود بايد مكانيزمي براي هدايت بسته‌ها از مبدا به مقصد وجود داشته باشد تا ميان شبكه‌ها با توپولوژي‌ها و ساختارهاي مختلف بتوانند حركت كنند كه به اين عمل هدايت همان مسير‌يابي گفته مي‌شود

3. سوئيچينگ به روش ذخيره- هدايت اجزاء اصلي اين سيستم: 1- تجهيزات حامل 2- تجهيزات مشتريان

4. خدمات تهيه شده براي لايه انتقال اهدافي که اين خدمات بر اساس آنها تدارك ديده شده است: 1- خدمات بايد مستقل از تكنولوژي مسير ياب باشد . 2- لايه انتقال بايدازتعداد، نوع و توپولوژي مسير يابهاي حاضر حمايت كند. 3- آدرسهاي شبكه اي كه براي لايه انتقال تهيه مي شوند حتي در صورت وجود شبكه هاي محلي و گسترده بايد از شماره گذاري يكنواختي استفاده كند.

5. خدمات اتصال‌گرا و بي‌اتصال اتصال‌گرا: يك مسير از منبع به مقصد بايدايجاد شود قبل از آنكه بسته ها فرستاده شود اين اتصال مدار مجازي ناميده مي شود. بي‌اتصال : اگر خدمات بدون اتصال باشد بسته ها به شبكه جداگانه وارد شده و جدا از يكديگر مسير يابي مي شوند.

7. مسير‌يابي وظيفه اصلي لايه شبكه مسير يابي و هدايت بسته ها از منبع به مقصد مي باشد . در بيشتر زير شبكه ها بسته ها براي آنكه به مقصد برسند نياز دارند كه چند پرش انجام دهند. الگوريتم مسير‌يابي الگوريتم مسير يابي بخشي از نرم افزار لايه شبكه است كه تعيين مي كند بسته ورودي به كدام خط خروجي بايد منتقل شود.

8. خواص ويژه‌اي در يك الگوريتم مسيريابي 1- صحت 2- سادگي يا سهولت 3- تحمل عيب 4- پايداري 5- عدالت و بهينگي

9. الگوريتمهاي مسيريابي به 2 گروه اصلي تقسيم مي شوند: الگوريتمهاي غير وفقي : تصميمات مسير يابي خود را بر اندازه گيري يا تخمين توپولوژي و ترافيك فعلي بنا نمي نهند ، در عوض براي انتخاب يك مسير مورد استفاده از قبل محاسبه و از خط خارج مي شود و هنگاميكه شبكه راه اندازي شد به شبكه بار مي شود . الگوريتمهاي وفقي : الگوريتم وفقي تصميمات مسيريابي خود را بر اساس تغييرات در توپولوژي وترافيك تغيير مي دهند.

10. اصل بهينگي آن اصل بيان مي كند كه اگر مسير ياب J از مسير ياب I به مسير ياب K در مسير بهينه اي قرار گيرد آنگاه مسير بهينه اي از J به K نيز در همان مسير قرار مي گيرد . نتيجه اي كه ازاين اصل دريافت مي شود اين است كه ما مي توانيم ببينيم كه مجموعه اي از مسيرهاي بهينه از تمام منابع به يك مقصد معين ، به شكل درختي مي باشد كه ريشه آن مقصد است لذا چنين درختي را sink tree مي ناميم

11. مسير يابي كوتاهترين مسير براي انتخاب مسيري بين دو مسير ياب معين، الگوريتم ، فقط كوتاهترين مسير بين آنهارا در گراف مشخص مي كند.

12. الگوريتم سيل‌آسا در آن هر بسته ورودي بر روي خطوط خروجي بجز خطي كه عمل دريافت از آن طريق صورت گرفته فرستاده مي شد.

13. الگوريتم مسيريابي بردار فاصله(DV) نحوه عملكردبدين ترتيب است كه است كه باعث مي شود كه هر مسير ياب جدولي را كه نشان دهنده بهترين فاصله به هر مقصدو خطي همه براي رسيدن به آنجا نياز است را به همراه داشته باشد . اين جداول با تبادل اطلاعات با جداول همجوارشان نوسازي مي شوند.

14. مسيريابي حالت پيوند(LS) ايده مسير يابي حالت پيوند در پنج بخش مياني بيان مي شود . هر مسير ياب بايد : 1- همسايه هايش را تشخيص داده و آدرسهاي شبكه آنها را بداند. 2- تأخير يا هزينه تا همسايه هايش را اندازه گيري كند. 3- ايجاد بسته اي كه گوياي تمام اطلاعات بدست آمده باشد. 4- اين بسته ها را به تمام مسيريابها ارسال نمايد. 5- كوتاهترين مسير به هر مسير ياب ديگر را محاسبه كند.

15. مسيريابي سلسله مراتبي با استفاده از مسير يابي سلسله مراتبي مسير يابها به قسمتهايي تقسيم مي شوند كه آنها رانواحي مي ناميم . هر مسير ياب تمام جزئيات ناحيه خود را درباره اينكه چطور بسته هابه مقصد ارسال مي شود، مي داند ولي از ساختار داخلي ساير نواحي خبر ندارد.

16. الگوريتمهاي كنترل ازدحام 1- الگوريتم سطل سوراخدار 2- الگوريتم سطل نشانه

17. الگوريتم سطل سوراخدار الگوريتم سطل سوراخدار الگوي خروجي ثابتي را با سرعت ميانگين و بدون توجه به ميزان ترافيك اجرا مي كند. هر ميزبان بوسيله رابطي كه حاوي سطح سوراخدار است ، كه يك صف داخلي متناهي است به شبكه متصل مي شود . اگر بسته اي به صف برسد ، و صف پر باشد آن بسته در نظر گرفته نمي شود

18. الگوريتم سطل نشانه در اين الگوريتم ، سطل سوراخدار ، نشانه ها را نگهداري مي كند ، اين نشانه ها توسط يك ساعت با سرعت يك نشانه در Tايجاد مي شود. براي بسته اي كه مي خواهد منتقل شود يك بسته را ذخيره و سپس از بين ميبرد.

19. پروتكل IP داده نگاشت IP شامل 2بخش ميباشد: 1- سرايند : يک بخش ثابت 20بايتي ويک بخش اختياري باطول متغيير ميباشد. 2- متن

20. فيلد هاي بخش سر آيند Version: مشخص مي کند که بسته بر اساس چه نسخه اي از پروتکل IP سازماندهي و ارسال شده است IHL:بدين منظور در سرآيند تعبيه شده تا با كلمات 32 بيتي طول سرآيند را مشخص نمايند Type ofservice: بين طبقات مختلفي از service تمايز ايجاد مي كند Total Length :طول کل بسته را مشخص مي نمايد. Identification :مشخص مي کند قطعه دريافتي به کدام ديتاگرام متعلق است. DF: به مسير ياب ها دستور مي دهد كه داده نگاشت را قطعه بندي نكند. MF: بيانگر قطعات بيشتر است. تمام اين قطعات غير از آخري باعث مي شوند كه اين بيت مرتب شود.

21. Fragment Offset : مشخص مي كند كه قطعه در كجاي داده نگاشت قرار دارد. Time to live : عمر شمارنده اي است كه طول عمر بسته را محدود مي كند. : Protocolتعيين مي كند كه داده نگاشت را به كدام فرآيند احتمال تحويل دهد Header chechsum : اين جمع كنترلي براي تشخيص خطاهاي حاصل از كلمات حافظه در يك مسير ياب مفيد است Source/ Destination Adress : شماره شبكه و شماره ميزبان را نشان مي دهد.

22. آدرسهاي IP • هر ميزبان و مسير ياب اينترنتي يك آدرس IPدارد كه شماره شبكه و شماره ميزبان خود را كد گذاري مي كند . اين تركيب منحصر به فرد است • همه آدرسهاي IPبه طول 32 بيت هستند و در فيلد بسته هاي IPآدرس مبدأ و آدرس مقصد به كار مي روند. • آدرسهاي IPدر واقع به رابط شبكه اشاره دارد و نه به ميزبان ، بنابراين اگر يك ميزبان بخواهد بروي دو شبكه باشد ، بايد دو آدرس IPداشته باشد .

23. پروتكل هاي کنترل اينترنت اينترنت مضلف بر IP که براي انتقال داده ها کاربرد دارد، چندين پروتکل کنترلي ديگر دارد که همگي در لايه شبکه به کار گرفته مي شوند: ICMP - ARP - RARP- BootP - DHCP -

24. ICMP عملكرد غير منتظره در اينترنت توسط اين پروتكل گزارش مي‌شود. همچنين اين پروتكل براي آزمايش و رفع عيب در شبكه به كار مي‌رود. پيامهاي ICMP

25. ARP ARPيا پروتكل تحليل آدرس براي تجزيه و تحليل آدرسها در شبكه بكار مي‌رود. . همانطور كه مي‌دانيم آدرسهاي فيزيكي توسط لايه پيوند داده دريافت و فهميده مي‌شوند. ولي اين لايه از آدرسهاي IP چيزي نمي‌داند. اين پروتكل براي ترجمه آدرسهاي IP به آدرسهاي فيزيكي(MAC) بكار مي‌رود.

26. RARP پروتكل RARP عكس عمل ARP را انجام مي‌دهد. يعني آدرس فيزيكي را گرفته و آدرس IP متناظر با آن را برمي‌گرداند. در اين پروتكل هم مي‌توان آدرسهاي فيزيكي ماشينهاي مختلف را بصورت فراگير روي شبكه پخش كرد يا آدرس IP يك ماشين در تصوير حافظه جاسازي شود.

27. BootP فريمهاي پخش فراگير را به خارج از شبكه محلي هدايت مي‌كند. از پروتكل BOOTP براي راه اندازي ايستگاههاي بدون ديسك استفاده مي‌شود. اين پروتكل مي‌تواند به غير از آدرس IP ايستگاه بدون ديسك، اطلاعات اضافه‌تري را مانند آدرس IP مسيرياب پيش‌فرض ، الگوي زير شبكه و ... را به ايستگاهها ارايه دهد. DHCP مشكل جدي پروتكل BOOTP اينست كه جدول نگاشت آدرسهاي IP را بايد بصورت دستي تنظيم و پيكربندي شود. پروتكل DHCP اين امكان را مي‌دهد كه آدرسهاي IP را هم بصورت خودكار و هم بصورت دستي تنظيم نمود.

28. AS شبكه اينترنت از تعداد بسياري سيستم خود مختار(Autonomous System) يا اختصاراﹰAS تشكيل شده است. مسيريابي درون يك AS را مسيريابي دورني و مسيريابي بين AS ها را مسيريابي خروجي يا بيروني گويند.

29. OSPF OSPFپروتكل مسيريابي دورني مي باشد.بدين شكل عمل مي‌كند: مجموعه شبكه‌ها مسيريابها و خطوط ارتباطي را در قالب يك گراف جهتدار مدل مرده و به هر كمان در گراف يك وزن مي‌دهد كه نشاندهنده پارامترهايي مانند تاخير، فاصله و امثال آن است. سپس بر اساس وزن كمانها مسير بهينه را پيدا مي‌كند. اين پروتکل از سه نوع شبكه و خطوط انتقال پشتيباني مي‌كند: 1- خطوط نقطه به نقطه بين دو مسيرياب. 2- شبكه‌هاي با دسترسي چندگانه از نوع پخش فراگير(مثل LAN) 3- شبكه‌هاي با دسترسي چندگانه از نوع غير پخش فراگير(مثل WAN)

30. OSPF4 كلاس مسيرياب را به رسميت مي‌شناسد: 1- مسيريابهاي دروني 2- مسيريابهاي واقع در مرز دو ناحيه 3- مسيريابهاي ستون فقرات 4- مسيريابهاي مرزي AS كه مي‌توانند با مسيريابهاي ديگر محاوره كنند.

31. انواع پيامهاي OSPF

32. BGP براي مسيريابي بين AS ها از پروتكلBGP استفاده مي‌شود. پروتكل BGP مبتني بر الگوريتم بردار فاصله است. ترافيك هر شبكه AS در يكي از سه رده زير قرار مي‌گيرد: 1- شبكه‌هاي پاياني كه فقط يك اتصال با گرافBGP دارند و نمي‌توانند ترافيك را از خود عبور بدهند. 2- شبكه‌هاي چند اتصالي كه مي‌توانند ترافيك داده‌ها را منتقل كنند. 3- شبكه‌هاي ترانزيت كه در نقش ستون فقرات تمايل دارند بسته‌هاي ديگران را منتقل كنند.