شبکه های کامپیوتری

شبکه های کامپیوتری اصول و مبانی شبکه

شبكـه‌هايكامـپـيــوتـري مجموعه‌اي از كامپيوترهاي مستقل است كه به نحوي با يكديگر اطلاعات و داده مبادله مي‌نمايند. • استقلال كامپيوترها کارکردن هر ماشين به تنهايي در صورت نبودن در شبکه • تبادل داده رد‌و‌بدل‌نمودن داده بدون توجه به نوع کانال انتقال

کاربردهای شبکه های کامپیوتری • کاربرد های تجاری • کاربردهای خانگی • کاربران سیار • تبعات اجتماعی

کاربرد های تجاری • اشتراک منابع (برنامه ها، تجهیزات، داده ها) • مدل مشتری - سرویس دهنده • پست الکترونیک • کنفرانس ویدئویی • تجارت الکترونیک

کاربردهای خانگی • دسترسی به اطلاعات پراکنده در سراسر دنیا • ارتباطات دوجانبه (همتا-به-همتا) • سرگرمی های تعاملی • تجارت الکترونیک

کاربران سیار • کامپیوترهای کتابی ودستیاران دیجیتالی (PDA) • شبکه های بیسیم • شبکه های بیسیم ثابت • شبکه های بیسیم سیار • قرائت کنتورهای مختلف خانگی • ادغام تلفن های همراه و PDAها با کامپیوترهای بیسیم

تبعات اجتماعی • مسائل اجتماعی،اخلاقی وسیاسی • فلسفه ”زندگی کن، و بگذارزندگی کنند“ • رابطه دولت با شهروندان • قانون حق تجسس • کوکی ها • پیام های بدون نام و نشان (Spam)

سخت افزار شبکه • طبقه بندی • تکنولوژی انتقال • اندازه شبکه • نوع سرويس دهي

تقسیم بندی شبکه • تکنولوژی انتقال • شبکه های پخشی (broadcast) • کانال مشترک • تمام کامپیوتر ها بسته را دریافت • تنها کامپیوتر مورد نظر بسته را پردازش می کند. • شبکه های نظیر به نظیر( peer-to-peer) • بین تک تک کامپیوتر ها مسیر ارتباطی مستقلی وجود دارد. • مسیر مورد نظر از چند ماشین دیگر عبور می کند. • انتخاب کوچکترین مسیر

اندازه شبکه • شبکه های محلی(local Area Network) • شبکه های شهری (Metropolitan Area Network) • شبکه های گسترده (Wide Area Network) • شبکه های بیسیم (Wireless Network) • شبکه های خانگی (Home Network) • شبکه شبکه ها (Internetwork)

تقسیم بندی بر اساس اندازه: • شبکه های محلی LAN(Local Area Networks) • شبکه خصوصی در مقیاس کوچک • اشتراک گذاری منابع وتبادل اطلاعات • پارامتر ها مهم • اندازه • فناوری انتقال بسته به کابل دارای سرعت 10Mbps تا 10Gbps • توپولوژی

انواع توپولوژِیLAN • Bus • Ring • Star

شبکه شهری MAN(Metropolitan Area Networks) • براي ايجاد شبكه در سطح يك منطقه وسيع درحد يك شهـر يا تصال چندين شبكه محلي ، از شبكه MAN استفـاده مـي‌شود . اين شـبكه تكنولوژي و توپولوژي مشابه با شبكه‌هاي محلي دارد. بدليل طول زياد كانال معمولا از فيبر نوري استفاده مي‌شود.

شبکه گستردهWAN(Wide Area Networks) • پياده سازي در گستره جغرافيايي يک کشور يا جهان • اتصال شبکه هاي محلي و بين شهري • ساختار ناهمگون

شبکه شبکه ها • به مجموعه شبکه های به هم پیوسته شبکه شبکه ها گفته می شود. • زیر شبکه:مجموعه خطوط انتقالی و میسریاب • شبکه:زیر شبکه با میزبان

شبکه های بی سيم • ارتباطات داخلی سیستمSYSTEM ITERCONNJECTION • LAN بی سیم • WAN بی سیم

شبکه های بی سیم • موارد استفاده: • ايجاد شبکه‌اي با وجود ايستگاههاي متحرک • استفاده در مکانهايي که کابل‌کشي در آن مقرون به صرفه و يا عقلاني نيست • مزايا ساده بودن نصب و راه اندازي اين نوع شبکه • معايب • نرخ ارسال و دريافت پايين • نرخ خطا نسبتاً بالا • امنيت اطلاعات کم

شبکه های خانگی در افق آینده • کامپیوترها (رومیزی، سفری، PDA، وسایل جانبی) • وسایل سرگرمی (تلویزیون، DVD،ویدئو، دوربین دیجیتال، استریو، MP3) • وسایل مخابراتی(تلفن معمولی وهمراه، فکس، دستگاه های ارتباط داخلی) • لوازم خانگی(مایکرویو، یخچال، ساعت، بخاری، تهویه مطبوع، چراغ) • وسایل اندازه گیری از راه دور(آلارم دود یا دزدی، قرائت کنتور، ترموستات، دوربین اتاق بچه

تفاوت شبکه های خانگی با سایر شبکه ها • نصب آن نباید پیچیده باشد. • تحت هر شرایطی بتوانند کار کنند. • قیمت پایین • بالا بودن پهنای باند • امکان گسترش • امنیت و قابلیت اعتماد

شبکه شبکه ها • دروازه Gateway • internet و Internet • مفاهیم زیر شبکه ، شبکه و شبکه شبکه ها

نرم افزار شبکه • سلسله مراتب پروتکل ها • ملاحظاتی در طراحی لایه ها • سرویس های اتصال گرا وغیراتصال • عملکردهای پایه سرویس • رابطه سرویس وپروتکل

سلسله مراتب پروتکل ها • برای کاهش پیچیدگی طراحی،اغلب شبکه ها به صورت مجموعه ای از چند لایه که هر کدام روی دیگری قرار دارد طراحی می شوند. • وظیفه هر لایه ارائه سرویس های خاص به لایه بالاتر و پنهان کردن جزئیات کار از دید آنهاست. • لایه n ماشین هیشه با لایه nماشین دیگر حرف می زند.قواعد وقراردادهای این ارتباط را پروتکل لایه n می گویند. • پروتکل عبارت است از قراردادهای توافق شده بین دو طرف برای برقراری و پیش برد ارتباط

شبکه پنج لایه واسط مشخص می نماید هر لایه چه سرویس هایی در اختیار لایه بالاتر می گذارد. مجموعه لایه ها وپروتکل ها معماری شبکه می گویند.

انتقال اطلاعات در یک شبکه پنج لایه

معماری فیلسوف-مترجم-منشی

ملاحظاتی در طراحی لایه ها • مکانیزمی برای شناسایی فرستنده و گیرنده • نحوه انتقال داده • کنترل خطا • سرهم نمودن بسته ها • کنترل جریان • قطعه قطعه کردن پیام • تسهیم سازی • مسیریابی

خدمات اتصال گرا و بی اتصال • خدمات اتصال گرا • خدمات بی اتصال

پنج عملکرد پایه برای سرویس اتصال گرا • انتظار برای دریافت اتصال • برقراری ارتباط با همتای متناظر • انتظار برای دریافت اتصال • ارسال پیام به همتا • پایان اتصال

تبادل بسته ها در یک شبکه اتصال گرای مشتری-سرویس دهنده

رابطه بین سرویس و پروتکل • سرویس • مجموعه عملکردهای پایه که یک لایه در اختیار لایه بالاتر از خود قرار می دهد. • پروتکل • مجموعه قواعد حاکم بر فرمت، مفهوم ونحوه تبادل بسته ها و پیام ها بین دو لایه همتا

مدل مرجع OSI

اصول ایجاد لایه ها • در صورت نیاز به خدمات متفاوت لایه ای ایجاد می شود. • مشخص بودن وظایف هر لایه • تعریف وظیفه بر اساس قراردادهای جهانی • در مرز دو لایه کمترین انتقال • تعداد لایه ها معقول باشد

لایه فيزیکی • نحوه ارسال 0ویک • واحد اطلاعات : بيت • پارانتر های مهم • ظرفيت كانال فيزيكي و نرخ ارسال • نوع مدولاسيون • مسائل مكانيكي و الكتريكي مانند نوع كابل، باند فركانسي، نوع رابط (كانكتور) كابل

لایه پیوند داده • تبدیل یک خط فيزیکی پر از خطا به یک خط فيزیکی بدون از خطا از دید لایه بالاتر • كشف خطا از طريق اضافه كردن بيتهاي كنترل خطا • شکستن بسته به فرم های کوچک • ارسال تصدیق دریافت فریم • هماهنگی سرعت • در شبکه های پخشی کنترل دسترسی به کانالMAC • كنترل سخت‌افزار لايه فيزيكي

لایه شبکه • کنترل عملکرد زیر شبکه • سازماندهي اطلاعات بصورت بسته و ارسال جهت انتقال مطمئن به لايه پيوند داده‌ها • مسیر یابی بین مبداء و مقصد • جلوگيري از ازدحام و ترافيك در بين مسيريابها و سوئيچها • هماهنگی بین شبکه ها

لایه انتقال • دریافت از لایه بالاتر و فرستادن به لایه شبکه • تعیین سرویس های ارائه شده به لایه نشست • شکستن در صورت نیاز • اطمینان از دریافت صحیح داده • حفظ ترتيب جريان بسته‌هاي ارسالي • بازسازي بسته‌هاي اطلاعاتي و تشكيل يك پيام كامل • ارتباط نقطه به نقطه واقعی

لایه نشست • برقراری نشست • کنترل گفتگو • مدیریت نشانه • هماهنگ سازی

لایه نمایش • فشرده‌سازي فايل • رمزنگاري براي ارسال داده‌هاي محرمانه • رمزگشائي • توجه بر ساختار پیام و مفهوم آن • برای ارتباط کامپیوترها با ساختارداده مختلف

لایه کاربرد • پروتکل های مورد نیاز کارابر • HTTP(HyperText Transfer Protocol) • FTP(File Transfer Protocol) • NNTP(Network News Transfer Protocol) • POP(Post Office Protocol ) • SMTP(Search ResultsSimple Mail Transfer Protocol )

مدل مرجع TCP/IP

ميزبان به شبكه • ارسال بسته هاي IP به مقصد • ضعف در طراحي

لایه اینترنت • نیاز به شبکه سوئیچنگ بسته ای مبتنی بر یک لایه ارتباطات غیره متصل • ارسال بسته ها به مقصد • نیازی به دریافت ترتیبی بسته نمی باشد. • مرتب نمودن بسته ها مربوط به لایه بالا می باشد • فرمت بسته های پیام و پروتکل آنها در لایه انترنت تعریف می شوند که IP(Internet Protocol) نام دارد • وظیفه لایه اینترنت بسته های IP را به مقصد برساند. • مسیریابی بسته نیز بر عهده این لایه می باشد.

لایه انتقال • عناصر همتا در کامپیوترهای مبداء ومقصد با هم مکاطبه انجام دهند. • TCP(Transmission Control Protocol) • پروتکل اتصال گرا بدون خطا • کنترل جریان • UDP(User Datagram Protocol) • پروتکل غیر متصل و غیره قابل اطمینان • سرعت اهمیت بیشتری دارد.

لایه کاربرد • پروتکل های مورد نیاز کارابر • HTTP(HyperText Transfer Protocol) • FTP(File Transfer Protocol) • NNTP(Network News Transfer Protocol) • POP(Post Office Protocol ) • SMTP(Search ResultsSimple Mail Transfer Protocol ) • TELNET • DNS(Domain Name System ) • DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )

پروتکل ها و شبکه ها در مدل اولیهTCP/IP

مقایسه مدل های مرجع OSIوTCP/IP • سه مفهوم اساسی در OSI • خدمات • رابط ها • قراردادها • TCP/IP در ابتدا تفاوت آشکاری بین خدمات و رابط ها و قراردادها قائل نبود. • مدل OSI قبل از اختراع پروتکل ها • تعداد لایه ها • تفاوت در ارتباط بی اتصال در مقابل اتصال گرا

نگاهی انتقادی به مدل OSI • زمان بندی نادرست • فناوری نادرست • پیاده سازی نادرست • سیاست های نادرست

نگاهی انتقادی به مدل TCP/IP • مفاهیم سرویس،واسط و پروتکل به روشنی از یکدیگر تفکیک نشده اند. • به هیچ عنوان مدل کلی نمی باشد. • لایه میزبان شبکه را نمی توان یک لایه محسوب نمود. • تمایز قائل نشدن بین لایه فيزیکی و پیوند داده • ناتوانی در جایگزین نمودن پروتکل های

به طور خلاصه OSI ثابت نموده برای بحث در مورد شبکه های کامپیوتری مفید می باشد. • پروتکلها در مورد OSI عمومیت پیدا نکرده است. • در نتیجه روی کاغذ مانده است. • TCP/IP برا ی بحث های شبکه های کامپیوتری مفید نمی باشد. • ولی از پروتکل ها به طور گسترده استفاده می شود.

مراجع مسئول استانداردها • استانداردهای مخابرات • اتحادیه بین المللی مخابرات ITU • بخش مخابرات رادیویی • بخش تدوین استانداردهای مخابراتی • بخش توسعه • استانداردهای بین المللی • سازمان بین المللی استاندارد ISO • موسسه ملی استانداردهای آمریکا ANSI • موسسه ملی استانداردها و تکنولوژی NIST • موسسه مهندسان برق و الکترونیک IEEE

شبکه های کامپیوتری

شبکه های کامپیوتری

Presentation Transcript