معرفی لایه های شبکه (مدل OSI) و بررسی کاربردهای آن ها

به عنوان یک شبکه کار یا دانشجوی کامپیوتر باید لایه های OSI یا مدل هفت لایه ای شبکه را به خوبی بشناسید. در سال های اولیه وجود و استفاده از شبکه، ارسال و دریافت دیتا در شبکه سختی های خاص خود را داشت؛ بخاطر آن که شرکت های بزرگی مثل IBM، Honeywell و Digital Equipment هرکدام استانداردهای خاص خود را برای اتصال و ارتباط کامپیوترها داشتند. شناخت لایه های شبکه در قالب مدل مرجع OSI و مدل 4 لایه ای TCP/IP یکی از مواردی است که شما حتما در دوره آموزش نتورک پلاس به خوبی آموزش می بینید.این موضوع باعث میشد که فقط اپلیکیشن هایی که بر روی تجهیزات یکسانی از یک شرکت خاص وجود دارند، میتوانند با یکدیگر ارتباط داشت باشند. به همین علت سازنده ها، کاربران و استانداردها نیاز داشتند تا بر ایجاد و اجرای یک ساختار استاندارد واحد که به کامپیوترها این اجازه را بدهد تا بتوانند براحتی با یکدیگر تبادل دیتا داشته باشند.فارغ از هرگونه شرکت و برند مختلف، توافق کنند.در سال 1978، موسسه (ISO (International Standards Organization یک مدل شبکه بنام مدل (OSI (Open System interconnection را معرفی کرد.همانطور که گفته شد برای ارتباط دو کامپیوتر نیاز به الگویی هست که ایندو بتوانند حرف همدیگر را تحت آن الگو بفهمند. این زبان و قاعده مشترک یک استاندارد است که تحت نام OSI معرفی شده است. مدل OSI دارای 7 لایه بشرح زیر است :

لایه های شبکه : لایه هفتم مدل OSI ( لایه کاربردی یا Application ) چیست؟

لایه Application در مدل OSI یک واسط کاربری است که مسئول نمایش اطلاعات ارسالی و دریافتی از یک اپلیکیشن به کاربر است. این لایه اپلیکیشن ها و فرآیندهای کاربر نهایی را پشتیبانی میکند.در این لایه است که دوطرف ارتباط (تقاضا دهنده و پاسخ دهنده) مشخص شده، احراز هویت و حریم خصوصی کاربر و هرگونه محدودیت در ترکیب و ساختار اطلاعات در نظر گرفته میشود.هرچیزی در این لایه بر مبنای خواست کاربر و اپلیکیشن مشخص میشود. این لایه سرویس های اپلیکیشن در زمینه های انتقال فایل، ایمیل و دیگر سرویس های نرم افزاری تحت شبکه را ایجاد میکند.

لایه های شبکه : لایه ششم مدل OSI ( لایه نمایش یا Presentation ) چیست؟

این لایه اطلاعات دریافتی از لایه Application را از فرمت Application به فرمت شبکه ترجمه میکند. در طرف دیگر نیز این لایه دیتا را طوری تغییر فرم میدهد تا توسط لایه Application قابل پذیرش و فهم باشد.استاندارد کدها مثل ASCII-Unicode-EBCDIC در این لایه هستند و اگر کامپیوتر ها از استاندارد کد های مختلف استفاده کنند در این لایه تبدیل و قابل استفاده خواهد شد. در دوره نتورک پلاس با مدرک مهندس نصیری در وب سایت توسینسو این موارد بصورت کارگاهی و عملی آموزش داده شده اند.

لایه های شبکه : لایه پنجم مدل OSI ( لایه نشست یا Session ) چیست؟

این لایه مسئول برقراری، مدیریت و پایان بخشی به ارتباطات بین اپلیکیشن هاست. در واقع این لایه صحبت ها، تبادلات و گفتگوهای صورت گرفته بین اپلیکیشن ها در دو طرف ارتباط را ایجاد و مختصات بندی کرده و در نهایت پایان میبخشد.با توجه به این که دو کامپیوتر در یک زمان تحت یک Connection میتوانند در بیش از یک موضوع ارتباط داشته باشند، باید از قبل بدانند که چه packet هایی را ارسال و یا دریافت خواهند کرد و این که داده ارسالی و یا دریافتی مربوط به کدام موضوع از ارتباط یا session ایجاد شده است. در این لایه نوع ارتباط و موضوع صحبت دو کامپیوتر با یکدیگر تعریف میشود.قبل از ایجاد ارتباط و تبادل دیتا دو کامپیوتر از طریق فرآیند 3-way hand shaking با هم به تفاهم میرسند.

لایه های شبکه : لایه چهارم مدل OSI ( لایه انتقال یا Transport ) چیست؟

این لایه تحویل بدون خطا، بترتیب و بدون هیچگونه کمبود و یا مشکل پیام ها را تضمین میکند. این لایه به پروتکل های لایه بالا دستی خود این اطمینان را میدهد که پیام بی هیچ مشکلی بین سیستم فعلی و مقصد جابجا خواهد شد.در واقع در این لایه در مورد اینکه نوع ارتباط Connection-Oriented(TCP) باشد یا Connection-less(UDP) تصمیم گیری میشود.سایز و پیچیدگی یک پروتکل در این لایه بستگی به نوع سرویسی دارد که از لایه Network خواهد گرفت. برای یک لایه network قابل اطمینان با قابلیت جریان مجازی (Virtual Circuit) یک لایه حداقلی Transport نیاز است اما در اگر لایه Network غیرقابل اطمینان باشد و یا فقط ساختار دیتاگرام ها را ساپورت کند، پروتکل Transport باید شدیدترین و سنگین ترین Error detection و Error recovery را از خود به نمایش بگذارد. در دوره آموزش لینوکس مهندس نصیری در توسینسو لایه های OSI بصورت عملی برای شما باز شده اند.

لایه های شبکه : لایه سوم مدل OSI ( لایه شبکه یا Network ) چیست؟

این لایه اعمال subnet، تصمیم گیری درباره انتخاب مسیر فیزیکی که دیتا بر اساس شرایط شبکه باید انتخاب کند، اولویت بندی سرویس و دیگر فاکتورها را کنترل میکند.اصلی ترین پروتکل این لایه IP است. مکانیسم اضافه شدن IP به دیتا در این لایه صورت میپذیرد.داده ما در این لایه تبدیل به packet شده و IP میگیرد. سخت افزارهایی که در این لایه کار میکنند، عبارتند از روتر، سوئیچ لایه 3. این لایه تکنولوژی های سوئیچینگ و روتینگ، مسیرهای منطقی معروف به Virtual circuit، را برای انتقال دیتا از یک نود به نود دیگر ایجاد میکند. ارسال و مسیریابی از وظایف این لایه میباشد.

لایه های شبکه : لایه دوم مدل OSI ( لایه پیوند داده یا Data Link ) چیست؟

این لایه انتقال بدون خطای فریم های دیتا را از یک نود به نود دیگر در لایه Physical، میسر میسازد. آدرس دهی MAC در این لایه انجام میشود. هر کامپیوتر در محیط LAN مثلا در محیط شبکه ای از نوع اترنت، باید از این مدل آدرس دهی برای ارسال اطلاعات استفاده کنند.به علاوه CRC در این لایه به فریم (Trailer) اضافه میشود. سخت افزارهای موجود در این لایه عبارتند از: Switch، bridge، Access Point (اگر کار روتر را انجام دهد در لایه 3 قرار دارد) و Modem ADSL ( کار سوئیچ را هم انجام میدهد).باید توجه داشت با توجه به پروتکلی که در این لایه انتخاب میشود، سخت افزار مورد نیازی در این لایه بکار میرود.به PDU در این لایه Frame هم اطلاق میشود.

لایه های شبکه : لایه یکم مدل OSI ( لایه فیزیکی یا Physical ) چیست؟

این لایه پایین ترین لایه در مدل OSI است که مرتبط با انتقال و دریافت جریانی ساختار نیافته از بیت ها تحت یک مدیای فیزیکی است. این لایه به شرح اینترفیس های الکتریکی/نوری، مکانیکی و کاربردی در مدیای فیزیکی میپردازد و سیگنال ها را برای تمام لایه های بالا دستی، حمل میکند.این لایه وظیفه انتقال سیگنال را بر عهده داشته و به محتویات هیچ کاری ندارد. سخت افزار موجود در این لایه از جنس: انواع کابل ها، کارت شبکه و هاب است.توجه داشته باشید که با توجه به نوع رسانه، داده ما میتواند تغییر کند؛ مثلا در کابل های مسی از جنس سیگنال الکتریکی (ولتاژ) و در فیبر نوری از جنس پالس نوری است.به PDU در این لایه bit هم اطلاق میشود. منبع ( وب سایت توسینسو )