مدل لایه‌ای شبکه

شبکه از سه بخش اصلی تحت عنوان Network edge یا لبه شبکه، Network core یا هسته شبکه و Access یا دسترسی تشکیل شده است. ولی این سه بخش اصلی به چه صورتی با هم در ارتباط هستند؟ هسته شبکه به چه طریق با لبه‌های شبکه ارتباط برقرار می‌کند؟

به گزارش سافت گذر به نقل ازفن آوری اطلاعات ایران؛شبکه‌های کامپیوتری از عناصر متفاوت و نسبتا پیچیده‌ای تشکیل شده‌اند. سرور، سوییچ ها، روترها، انواع پیوندها، نرم افزرهای کنترلی، اجرایی، سخت افزارهای مختلف، سیم کشی‌های متفاوت و… تنها بخشی از این سیستم را تشکیل می‌دهند. در این بخش می‌ خواهیم بررسی کنیم که چطور می‌توان سیستم شبکه را با این اجزای متفاوت در کنار هم سازماندهی کرد و میان آنها ارتباط به وجود آورد.

یکی از راه حل‌هایی که بدین منظور ارائه شده نگاه از بالا به پایین یا سلسله مراتبی است. به این صورت که وظایف بزرگ را به وظایف کوچک تر و کاملا روشن تقسیم می‌ کنیم به طوری که میان مجموعه وظایف ارتباط و رابطه سلسله مراتبی به وجود بیاید.
در شبکه این نظام سلسله مراتبی تحت عنوان “مدل لایه‌ای” شناخته شده ات.

مدل شبکه جهانی اینترنت
همان طور که می‌دانید اینترنت جهانی تنها مثالی از شبکه است. در واقع اگر اینترنت را به صورت internet بنویسیم به معنای شبکه‌ای از شبکه‌ هاست که معنایی عام دارد ولی اگر اینترنت را به صورت Internet بنویسیم به معنای شبکه جهانی اینترنت است که اسمی خاص است. خود Internet نوعی internet است. از آن جایی که این شبکه برای اغلب کاربران ملموس است به بررسی مدل لایه‌ای در این شبکه می‌پردازیم. اجزای شبکه اینترنت جهانی از پایین ترین سطح تا بالاترین سطح به صورت زیر تقسیم بندی می‌شوند.:

• Physical layer یا لایه فیزیکی
• Data Link Layer یا لایه پیوند داده
• Network Layer یا لایه شبکه
• Transport Layer یا لایه انتقال
• Application Layer یا لایه کاربردی

Physical layer
پایین‌ ترین لایه است و وظیفه آن ارسال دنباله‌ای از بیت ها در رسانه انتقال به شکل نقطه به نقطه است. این لایه وظیفه دارد سیگنال‌هایی تولید کند که در رسانه انتقال قابل انتقال باشد. نرخ ارسال داده‌ ها را با توجه به شرایط تعیین می‌ کند. وظیفه همزمان کردن کلاک فرستنده و گیرنده را به عهده دارد تا نا همزمانی در هنگام ارسال داده ها رخ ندهد و صفر و یک ها به جای یکدیگر تفسیر نشوند.

Data Link Layer سطح بالاتری از لایه فیزیکی است. در لایه فیزیکی بیت‌ها منتقل می‌شدند ولی در لایه پوند، فریم‌ها (Frame) منتقل می‌شوند. ارتباط گره به گره است. همچنین این لایه وظیفه دارد داده‌ها را فریم بندی کند و به آنها آدرس فیزیکی بدهد. کنترل جریان، خطا و دسترسی نیز توسط این لایه صورت می‌گیرد.

Network Layer مرحله بالاتر از فریم بندی، انتقال “بسته” های داده‌ایست. در لایه شبکه هدف انتقال بسته‌ها از کامپیوتر مبدا به کامپوتر مقصد است. در عین حال وظیف آدرس دهی منطقی (مانند آدرس ip) و مسیریابی نیز بر عهده این لایه می‌باشد.

Transport Layer در این لایه، اطلاعات از لایه‌های بالاتر گرفته می‌شود و آن ها را برای انتقال به لایه شبکه به قطعات کوچکتر تقسیم می‌ کنند. این لایه وظیفه آدرس دهی پورت را بر عهده دارد. مانند لایه پیوند این لایه نیز کنترل کننده است ولی از منظر دیگری کنترل جریان، خطا و ارتباط را در دست دارد.

Application Layer
همان طور که از اسمش پیداست لایه‌ ایست که با کاربر در تماس است. ارتباط کاربر با منابع شبکه و سرویس‌ ها از طریق این لایه انجام می‌شود. این لایه موظف است پروتکل‌ های مورد استفاده کاربران را تولید کند و امکان مدیریت سرویس‌ ها را برای کاربران فراهم نماید. مدل لایه‌ای که در بالا معرفی کردیم مدل پنج لایه‌ای (یا مدل TCP) بود. سازمان استاندارد جهانی ISO و برخی از پژوهشگران به این نتیجه رسیده‌ اند که بهتر است هر شبکه با مدل هفت لایه‌ای معرفی شود. این مدل OSI نامیده می‌شود در سه لایه با مدل پنج لایه‌ای تفاوت دارد.

این تفاوت از لایه انتقال به بعد است که به ترتیب از پایین به بالا به صورت زیر معرفی شده است:

• Physical layer یا لایه فیزیکی
• Data Link Layer یا لایه پیوند داده
• Network Layer یا لایه شبکه
• Transport Layer یا لایه انتقال
• Presentation Layer یا لایه نمایش
• Session Layer یا لایه نشست
• Application Layer یا لایه کاربردی