ایجاد و مدیریت شبکه های اطلاعاتی مبتنی بر تجهیزات سخت افزاری سیسکو

کد محصول T76

فایلWORD

۲۰۰ صفحه

۲۰۰۰۰ تومان

دانلود فایل بلافاصله بعد از خرید

فهرست مطالب

فصل اول           ۱۰

LAN    ۱۰

WAN  ۱۰

شبکه‌های نوع Circuit-Switched        ۱۰

شبکه‌های نوع Cell-Switched  ۱۱

Packet-Switched    ۱۱

MAN  ۱۲

Intranet, Extranet, Internet         ۱۲

VPN    ۱۳

فصل دوم           ۱۳

OSI Reference Model        ۱۳

مزایای مدل OSI            ۱۴

خصوصیات مدل OSI     ۱۴

Application Layer   ۱۵

Peresentation Layer          ۱۶

Session Layer           ۱۶

Transport Layer      ۱۷

Network Layer        ۱۷

Data Link Layer       ۱۸

Physical Layer         ۱۹

فیبرهای نوری     ۲۰

Unicast          ۲۱

Multicast       ۲۲

Broadcast     ۲۳

Ethernet        ۲۳

انواع مختلف Ethernet 25

IEEE 802.3    ۲۵

IEEE 802.2    ۲۷

بریج‌ها  ۲۷

انجام عمل Learning    ۲۸

انجام عمل Forwarding          ۲۸

مشکلاتی که بریج‌ها حل می‌کنند.            ۲۹

سوئیچ‌ها            ۲۹

آدرس‌دهی لایه سوم یا Layer-3            ۲۹

جدول Routing            ۳۱

منافع استفاده از روترها    ۳۲

Transport Layer      ۳۴

فصل سوم          ۳۴

TCP/IP           ۳۴

لایه Application        ۳۵

لایه Transport           ۳۵

لایه Internet  ۳۵

IP Datagram            ۳۶

ICMP  ۳۶

ARP و RARP  ۳۷

مقدمه‌ای بر آدرس‌دهی IP           ۴۱

انواع کلاس‌های ادرس IP           ۴۲

Private IP address  ۴۲

Subnetting   ۴۳

Subnet Masks          ۴۵

فصل چهارم       ۴۶

آشنایی با محصولات سیسکو       ۴۶

Hubs  ۴۷

سوئیچ‌ها            ۴۸

روترها   ۴۸

LEDها و مراحل بوت شدن سوئیچ            ۴۹

روترها   ۴۹

پورتها و کنسولها            ۵۰

پورت کنسول     ۵۱

Interface‌های فیزیکی موجود در روی دستگاه    ۵۲

ترکیب دستورات به کار رفته برای دسترسی به Interfaceهای سوئیچ         ۵۲

ترکیب دستورهای به کار رفته برای دسترسی به Interfaceهای روتر          ۵۳

چگونگی کابل‌کشی Ethernet  ۵۴

وسایل کابل‌کشی Ethernet      ۵۵

کابل‌کشی در WAN      ۵۶

فصل ۵  ۵۷

مقدمه‌ای بر سیستم عامل IOS       ۵۸

تنظیمات مقدماتی سوئیچ‌ها          ۵۹

دسترسی به CLI  ۵۹

EXEC mode   ۶۰

دسترسی به Configuration mode     ۶۱

پسورددهی به EXEC در ۲۹۵۰     ۶۱

آدرس‌دهی در ۲۹۵۰       ۶۵

Configuration files 65

مشاهده محتویات Configuration file  ۶۶

ذخیره کردن تنظیمات اعمال شده ۶۷

مشاهده تنظیمات اعمال شده دستگاه         ۶۸

دستور show interfaces        ۶۸

دستور show ip            ۷۱

دستور show version 72

تنظیمات مقدماتی روترها ۷۳

Configuration mode          ۷۳

نامگذاری روترها            ۷۳

تنظیمات مربوط به Interfaceهای روتر   ۷۴

مشخص کردن توضیحات مربوط به هر Interface           ۷۵

فعال کردن هر Interface          ۷۵

پیکربندی مربوط به LAN Interfaces    ۷۶

پیکربندی مربوط به Serial Interfaces  ۷۷

آدرس‌دهی در روترها     ۷۸

تخصیص آدرس IP        ۷۹

تست عملکرد روتر          ۸۱

دستور show interface          ۸۱

دستور show ip interface      ۸۲

دستور show hosts     ۸۳

دستور show version 84

فصل ششم         ۸۵

قسمت های سخت افزاری روتر سیسکو      ۸۵

ROM  ۸۵

RAM   ۸۶

Flash  ۸۶

NVRAM         ۸۶

Configuration register      ۸۶

مراحل بوت شدن            ۸۷

(CDP) Cisco Discovery Protocol  ۸۹

CDP حاوی چه اطلاعاتی است؟  ۸۹

تنظیمات CDP   ۹۰

آزمایش عملکرد CDP    ۹۰

Ping    ۹۳

کاربرد Ping در Privilege EXEC         ۹۴

کاربرد دستور traceroute       ۹۶

استفاده از Simple traceroute            ۹۷

کاربرد telnet  ۹۸

دستور debug  ۹۹

فصل ۷  ۱۰۰

انواع روش های Switching       ۱۰۰

ـ   Store-and-forward        ۱۰۱

ـ Cut-through           ۱۰۱

ـ Fragment-Free      ۱۰۱

عملکرد بریج ها و سوئیچ‌ها          ۱۰۱

مرحله Learning          ۱۰۲

مرحله Forwarding    ۱۰۴

Loops 104

پروتکل STP     ۱۰۶

فصل هشتم         ۱۰۶

آشنایی با مفهوم VLANs            ۱۰۶

Subnetها و VLANها  ۱۰۸

قابلیت انعطاف یا Scalability     ۱۱۰

انواع اتصالات VLAN     ۱۱۰

اتصالات Access link  ۱۱۱

اتصالات  Trunk          ۱۱۱

ISL       ۱۱۴

۸۰۲.۱Q            ۱۱۶

پیکربندی Trunk در روی سوئیچ ۲۹۵۰   ۱۱۸

ایجاد VLAN     ۱۲۰

تنظیمات مربوط به VLANها در ۲۹۵۰      ۱۲۱

عیب‌یابی VLANها و اتصالات Trunk     ۱۲۲

فصل نهم           ۱۲۳

انواع Routeها  ۱۲۳

Routing Protocols و  Routed protocols 124

پروتکل‌های Distance Vector و Default Route      ۱۲۴

مزیتهایی که پروتکل های Link State  ارائه می‌دهند         ۱۲۶

معایب استفاد از پروتکل‌های Link state 127

فصل دهم          ۱۲۸

مقدماتی در مورد پروتکل‌های Routing   ۱۲۸

استفاده از دستور Router           ۱۲۸

دستور Network          ۱۲۹

IP RIP 131

پیکربندی IP RIP           ۱۳۱

عیب یابی IP RIP           ۱۳۴

دستور Show IP protocols    ۱۳۴

دستور Show IP Route           ۱۳۵

دستور Debug IP RIP  ۱۳۷

IP IGRP          ۱۳۸

پیکربندی IP IGRP        ۱۳۹

پخش ترافیک یا Load Balancing       ۱۴۰

فصل یازدهم      ۱۴۳

OSPF  ۱۴۳

ویژگیهای OSPF           ۱۴۳

پیکربندی OSPF           ۱۴۴

EIGRP 146

عملکرد EIGRP 149

فصل دوازدهم    ۱۵۲

IP Access List            ۱۵۲

آشنایی با ACL   ۱۵۳

انواع ACL         ۱۵۴

مرا حل پردازش ACLها  ۱۵۵

فعال کردن ACL 158

فصل سیزدهم     ۱۵۹

مقدمه‌ای بر ترجمه آدرسها یا Address Translation     ۱۵۹

انواع سیستم ترجمه آدرسها یا Address translation     ۱۶۲

NAT    ۱۶۲

NAT استاتیک   ۱۶۲

NAT دینامیک   ۱۶۴

PAT     ۱۶۵

PAR    ۱۶۷

مزایای استفاده از سیستم ترجمه آدرسها یا Address translation            ۱۶۸

معایب استفاده از سیستم ترجمه آدرسها یا Address translation            ۱۶۹

فصل چهاردهم   ۱۶۹

انواع ارتباطات    ۱۶۹

اتصالات Leased line  ۱۶۹

اتصالات Circuit-Switched   ۱۷۰

اتصالات Packet-Switched   ۱۷۲

HDLC  ۱۷۴

نوع فریم HDLC            ۱۷۴

پیکربندی HDLC           ۱۷۵

PPP     ۱۷۶

نوع فریم یا Frame Type         ۱۷۷

LCP و NCP     ۱۷۷

پیکربندی PPP  ۱۷۸

PPP Authentication یا عمل تشخیص هویت در PPP 179

PAP    ۱۷۹

CHAP 181

فصل پانزدهم     ۱۸۴

Frame Relay 184

Virtual Circuits        ۱۸۴

طراحی Full-meshed  ۱۸۵

مزیتهای VCs     ۱۸۶

انواع VC           ۱۸۹

PVCs   ۱۸۹

SVCs   ۱۹۰

پیکربندی Frame Relay          ۱۹۱

پیکربندی LMI  ۱۹۳

عیب‌یابی LMI   ۱۹۴

دستور show interfaces        ۱۹۴

دستور show frame-relay lmi          ۱۹۵

دستور debug frame-relay lmi        ۱۹۵

فصل اول

LAN

اگر کامپیوترهایی را که در فواصل جغرافیایی کوچک مثل یک طبقه یا یک ساختمان قرار دارند به هم وصل کنیم، به این نوع شبکه‌ها، LAN گفته می‌شود. در شبکه‌های LAN انواع مختلف دستگاه‌ها، مثلRouter , Switch , Hub , Firewall , Pc , File Server , Voice Gateways , … را می‌توان مشاهده نمود. انواع Mediaهای مختلف برای وصل کردن دستگاه‌ها به همدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثل Ethernet, Fast Ethernet (FE), Gigabit Ethernet (GE), Token Ring, FDDI که امروزه کاربرد Ethernet و FE در شبکه‌های موجود زیاد شده است.

WAN

اگر تعداد زیادی LAN که در فواصل جغرافیایی زیاد نسبت به هم قرار دارند را به هم وصل کنیم، این نوع از شبکه را به نام WAN می نامیم. چهار نوع مختلف WAN وجود دارد:

۱. Circuit-Switched

۲. Packet-Switched

۳. Cell-Switched

۴. Dedicated Connections

شبکه‌های نوع Circuit-Switched

این نوع از اتصالات WAN، یک ارتباط موقتی را بین دو قسمت ایجاد می‌کند که این ارتباط از طریق خطوط تلفن انجام می‌پذیرد. مثل اتصالات Dial-up و همچنین ISDN. از این نوع می‌توان هم به عنوان اتصالات اصلی و هم به عنوان اتصالات پشتیبان استفاده نمود.

شبکه‌های نوع Cell-Switched

این نوع از شبکه‌ها از یک ارتباط همیشگی استفاده می‌کنند. یعنی دسترسی به شبکه و یا اینترنت بی‌وقفه بوده و همچنین پهنای باند مورد نیاز را برای ما گارانتی می‌کند. امتیاز استفاده از این نوع در آن است که یک دستگاه به صورت همزمان می‌تواند به چندین دستگاه از روی یک Interface وصل شود. همچنین بسته‌های ارسالی توسط این نوع ارتباط دارای اندازه‌های ثابت بوده و بنابراین QoS (Quality of Service) یا کیفیت اتصال بهتری را ارائه می‌دهد. نقطه منفی استفاده از ارتباطات نوع Cell-Switched این است که از لوازم گران‌قیمت‌تری استفاده کرده و همچنین ایجاد و عیب‌یابی آن نیز مشکلتر از بقیه می‌باشد. از همین رو است که بهترین راه انتقال صوت و تصویر، استفاده از همین نوع است. تکنولوژی‌های ATM و SMDS مثال‌هایی برای Cell-Switched می‌باشند.

Packet-Switched

برخلاف نوع قبلی که از بسته‌هایی با طول ثابت برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کرد، ارتباطات نوع Packet-Switched می‌تواند بسته‌هایی با طول مختلف را عبور دهد. تکنولوژی‌هایی مانند Frame Relay, X.25, DSL مثالهایی بارز از این نوع ارتباطات می‌باشند.

دو نوع جدید از ارتباطات Packet-Switched که در آمریکا به کار برده می شود، DSL و Cable می باشد. DSL نسبت به بقیه تکنولوژیهای WAN، از قیمت کمتری برخوردار بوده و از پهنای باندی تا حداکثر ۲ Mbps استفاده می‌کند. همچنین DSL به مقدار فاصله ارتباط مستقیمی دارد. به این صورت که هر چقدر فاصله ما از منبع ارائه دهنده اشتراک DSL بیشتر باشد، سرعت و کیفیت دسترسی کمتر خواهد بود. Cable از کابلهای Coaxial که در ارتباطات تلویزیونی هم مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده می‌نماید. اما ارتباطات Cable به صورت دسترسی اشتراکی است؛ به این صورت که هر چقدر کاربران بیشتری از آن استفاده کنند، سرعت دسترسی پائین خواهد آمد. هر دوی این تکنولوژیها بعد از ایجاد، به صورت همیشگی در حالت فعال قرار خواهند داشت و نیازی به شماره‌گیری با ISP وجود ندارد.

MAN

همانطوریکه WAN بین LANهای مختلف ارتباط برقرار می‌کند، MAN نیز همین کار را در محیط‌های جغرافیایی کوچک انجام می‌دهد. مثلاً در داخل یک شهر. به عبارت دیگر MAN یک ارتباط دوگانه بین LAN و WAN است. ولی برخلاف WAN که از سرعتهای کمتر تا متوسط بهره می‌برد، MAN از سرعتهای بالایی برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. مثل خطوط T1 (1.544 Mbps) و Optical Services. دستگاه‌هایی که در MAN مورد استفاده قرار میگیرند، عبارتند از High-end, Routers, ATM Switches, Optical Switches.

Intranet, Extranet, Internet

بعد از مباحثی که در مورد انواع شبکه مطرح شد، اطلاحالات دیگری هم وجود دارند که باید در مورد آنها اطلاعاتی داشته باشیم.

Intranet: به شبکه‌های داخلی یک شرکت گفته می‌شود که منابع مورد نیاز برای کاربران در داخل همین شبکه قرار داشته و کاربران نیاز ندارند که برای یافتن منابع مورد نیاز خود به محیط عمومی اینترنت دسترسی داشته باشند. یک Intranet می‌تواند شامل LANs, Private WANs, MAN, VPN, SAN باشد.

Extranet: در واقع شبکه‌های Intranet گسترده را Extranet می‌گویند. این شبکه شامل افراد شناخته شده در خارج از شبکه Intranet می‌باشد  که نیاز به دسترسی به منابع داخلی دارند. مثلاً کاربران و یا شرکای تجاری شرکت که به وسیله ارتباطات نوع VPN و یا Dial-up اقدام به استفاده از منابع شبکه داخلی می نمایند.

Internet: برخلاف Extranet که برخی از منابع شبکه در محلهای شناخته شده بیرون از Intranet قرار دارد، در اینترنت، منابع در محلهای ناشناخته و پراکنده متعدد ممکن است وجود داشته باشد. در واقع همه افراد ناشناخته موجود در اینترنت قادر به دسترسی به همه منابع می‌باشند.

VPN

یک نوع مخصوص از شبکه است که ارتباطات برقرار شده در آن به صورت کاملاً امن صورت می‌گیرد. هنگامی که بخواهیم در محیط‌های عمومی اینترنت دسترسی به منابع را به صورت کاملاً امن انجام دهیم از این نوع شبکه استفاده می‌کنیم. مثلاً در Extranet، کاربران شناخته شده به وسیله استفاده از VPN به منابع داخلی یک شبکه دسترسی پیدا می‌کنند. در هنگام برقراری ارتباط از طریق VPN خصوصیات Confidentiality, Integrity Authentication, نیز مطرح می‌شوند. Authentication یعنی شناسایی هویت کاربران و صدور اجازه دسترسی به کاربران مجاز. Confidentiality یعنی اینکه اطلاعات انتقالی به وسیله خصوصیت Encryption یا پنهان‌سازی به صورتی حمل می‌شوند که قابل خواندن توسط افراد غیرمجاز نیستند. Integrity یعنی هیچکس قادر به تغییر اطلاعات ارسالی در بین راه نمی‌باشد.

فصل دوم

OSI Reference Model

سازمان بین‌المللی (ISO) استانداری برای چگونگی انتقال اطلاعات بین کامپیوتها و دستگاه‌های مختلف ارائه داده است که شامل تمام مراحل  از مرحله ورود اطلاعات توسط کاربر تا مرحله تبدیل اطلاعات به سیگنالهای نوری و قرار گرفتن آنها در داخل سیم و یا به صورت بی‌سیم می‌شود. لازم به ذکر است که مدل OSI ایده‌های مطرح در زمینه انتقال اطلاعات را به صورت کلی بیان می‌کند و پروتکلهایی مثل IP و IPX کاملاً با استاندارد مزبور همخوانی ندارند. درک مدل ۷ لایه‌ای OSI شما را در مدیریت آسان و عیب‌یابی مشکلات یاری خواهد داد.

مزایای مدل OSI

سازمان ISO مدل OSI خود را در ۷ لایه ارائه داده است. منظور از این استاندارد، قادر ساختن سازندگان تجهیزات سخت‌افزاری تولید کنندگان نرم‌افزار و مدیران شبکه برای مدیریت شبکه برای مدیریت بهتر و ایجاد تکنولوژیهای پیشرفته جدید و منطبق ساختن آنها با قالبهای استاندارد امروزی است. ۷ لایه مورد بحث در این استاندارد هر کدام مرحله‌ای از ارتباط بین دستگاه‌های مختلف را شرح می‌دهد.

یک کامپیوتر شخصی بهترین مدل برای تفهیم مدل OSI است. همانطور که می‌دانیم یک کامپیوتر از اجزای مختلفی تشکیل شده است؛ مثل صفحه نمایش، صفحه کلید، ماوس، CD ROM، RAM، و … که مجزا بودن هر یک از قطعات باعث می‌شود که در مواقع بروز مشکل، ایرادیابی آن آسانتر باشد. مثلاً اگر CD RAM دارای مشکلی بود به راحتی می‌توان آن را تعویض نمود. مدل OSI نیز همین ایده را بازگو می‌کند.

خصوصیات مدل OSI

مدل OSI دارای ۷ لایه به شرح زیر است:

لایه ۷ :  Application Layer

لایه ۶ : Presentation Layer

لایه ۵ : Session Layer

لایه ۴ : Transport Layer

لایه ۳ : Network Layer

 لایه ۲ : Data Layer

لایه ۱ : Physical Layer

سه لایه بالایی در ارتباط با نرم‌افزارهایی هستند که کاربر از آنها استفاده می‌کند. ۴ لایه پائینی نیز نقش انتقال اطلاعات را بین نرم‌افزارهای موجود در کامپیوترهای مختلف که کاربران از آنها استفاده می‌کنند بر عهده دارند. هر لایه نقش مجزایی را در این بین انجام می‌دهد. البته بیان این ۷ لایه فقط به منظور درک بهتر مراحل انجام کار است و در حقیقت کل مراحل به صورت پیوسته انجام می‌شوند. همانطور که گفته شد پروتکل‌های مختلف کاملاً با استاندارد حاضر سازگاری ندارند. به طور مثال پروتکل IP دارای ۴ لایه است که لایه‌های Application، Presentation و Session با هم یکی شده و یک لایه به اسم Application را تشکیل می‌دهند.

Application Layer

هفتمین یا بالاترین لایه مدل OSI است. این لایه یک محیط کاری را برای ارتباط بین کاربر و دستگاه ایجاد می‌کند که از این طریق افراد بتوانند با دستگاه ارتباط برقرار نمایند. این محیط می‌تواند گرافیکی و یا به صورت خط دستور CLI (Command Line Interface) باشد. این محیط برای دستگاه‌های سیسکو به صورت خط دستور است در حالیکه مرورگرهای وب مثل اینترنت اکسپلورر مایکروسافت از یک محیط گرافیکی استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که منظور از نرم‌افزارهای گفته شده آنهایی هستند که توانایی استفاده از شبکه را دارا هستند. در حالیکه شاید هزاران نرم‌افزار وجود داشته باشد که نتوانند از امکانات شبکه‌ها استفاده کرده و اطلاعات را از راه شبکه انتقال دهند. حدود ۵ سال قبل مرز مشخصی بین نرم‌افزارهایی که می‌توانستند به وسیله شبکه ارتباط برقرار کنند با آنهایی که نمی‌توانستند وجود داشت. مثلاً نسخه‌های اولیه Microsoft Word که فقط دارای یک وظیفه بوده و آن هم پردازش متن و مدیریت اسناد بود. در حالیکه نسخه‌های جدید این نرم‌افزار دارای خصوصیت برقراری ارتباط با دیگران و حتی انجام کارهای گروهی در شبکه نیز هستند. نرم‌افزارهای دیگر نیز همگام با تحول در تکنولوژی قارد به برقراری ارتباط با شبکه می‌باشند. از مهمترین نرم‌افزارهای این دسته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

Telnet, FTP, Web Browsers, Email, HTTP, SMTP, …

Peresentation Layer

ششمین لایه از مدل OSI است. این دو لایه مسئول این است که اطلاعات به چه فرمتی به کاربران نشان داده شوند. مثلاً این لایه در مورد اینکه متنها، تصاویر و فیلم و صدا چگونه به افراد نمایش داده شوند تصمیم می‌گیرند. به عنوان نمونه متن به صورت دو استاندارد ASCII و ABCDIC می‌تواند نمایش داده شود. که ASCII همان استانداردی است که امروزه در دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود و استاندارد ABCDIC نیز در محیطهای Mainframe مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مورد تصاویر نیز استانداردهای مختلفی وجود دارد. مثل JPEG, GIF, BMP, PNG, … البته همین تنوع در مورد فایلهای صوتی و تصویری نیز وجود دارد. در بین نرم‌افزارهای موجود، مرورگرهای وب دارای توانایی زیادی در نمایش دادن فایلهایی مثل متنها و تصاویر هستند. همچنین این لایه می‌تواند به وسیله خصوصیت Encryption یا پنهان‌سازی، امنیت فایلها را نیز تأمین کند ولی در تکنولوژی امروز، ارائه دادن راهکارهای امنیتی در انتقال اطلاعات کاری پیچیده بوده و به وسیله مجموعه نرم‌افزارها و پروتکل‌های مختلف انجام می‌گیرد که پردازش بیشتری را نیاز دارد.

Session Layer

پنجمین لایه از مدل OSI را تشکیل می‌دهد. این لایه وظیفه تصمیم‌گیری در مورد ایجاد ارتباط با دستگاه‌های دیگر را بر عهده دارد. به این صورت که اگر منابع درخواستی روی سیستم محلی قرار داشت که هیچ، ولی اگر اطلاعات روی سیستمی دیگر در جایی دیگر قرار داشت تصمیم به برقراری ارتباط می‌گیرد. همچنین این لایه مسئول این است که اطلاعات در مسیرهای درست خود انتقال پیدا کنند. همچنانکه وظیفه دارد اطلاعات گرفته شده توسط یک ارتباط را به نرم‌افزار مخصوص به خود انتقال دهد. مکانیسم اصلی ایجاد ارتباط را لایه چهارم یا Transport Layer تشکیل می‌دهد و Session Layer برای ایجاد ارتباط با لایه چهارم مشورت می‌کند.

Transport Layer

چهارمین لایه از مدل OSI را تشکیل می‌دهد. این لایه نقش اصلی ارتباط را بر عهده دارد. ارتباط ایجادی می‌تواند هم به صورت مطمئن یا Reliable و هم به صورت نامطمئن یا Unreliable باشد. در نوع Relible این لایه مسئولیت کشف خطا و اصلاح آن را بر عهده دارد. به این صورت که در مواقع بروز مشکل، این لایه اقدام به فرستادن دوباره اطلاعات خواهد کرد. در ارتباطات نوع Unreliable این لایه فقط وظیفه کشف خطا را بر عهده دارد و کار اصلاح خطا را بر عهده لایه‌های بالاتر، مثلاً لایه Application می‌گذارد. مثال برای ارتباطات Reliable. پروتکل TCP است و پروتکل UDP نمونه‌ای برای ارتباطات Unreliable می‌باشد. همچنین می‌توان به SPX به عنوان Reliable اشاره نمود. البته پروتکلهای IP و IPX هر دو ارتباطات Unreliable را ایجاد می‌کنند ولی چون این پروتکلها در لایه Network عمل می‌کنند و نه در لایه Transport، برای همین در این دسته قرار نمی‌گیرند. در طی همین فصل به صورت خیلی جزئی‌تر لایه Transport و عملکرد آن را شرح خواهیم داد.

Network Layer

سومین لایه از مدل OSI است. این لایه وظایف کم ولی مهمی را بر عهده دارد که از آن جمله می‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

این لایه وظیفه آدرس‌دهی لایه سوم شبکه را بر عهده دارد. برای همین هم توپولوژی منطقی یا Logical Topology شبکه را مشخص می‌کند. این آدرسها برای گروه کردن تعدادی از ماشینها با همدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. آدرسهای لایه سوم دارای دو قسمت Host و Network می‌باشند که قسمت Network دستگاه‌های موجود را در گروه‌ها و یا شبکه‌های جداگانه قرار می‌دهد. آدرسهای لایه سوم همچنین باعث اتصال انواع Mediaهای مختلف به همدیگر می‌شوند. مثلاً FDDI, Token Ring, Ethernet به وسیله این لایه با همدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. برای انتقال اطلاعات در بین شبکه‌هایی که از آدرسهای لایه سوم مختلف استفاده می‌کنند، دستگاهی به اسم روتر مورد نیاز است. روترها از اطلاعاتی که از آدرس‌دهی لایه سوم شبکه به دست می‌آورند در یافتن بهترین مسیر برای انتقال اطلاعات بهره می‌برند. از پروتکل‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند، می‌توان به IPX , IP و Apple Talk اشاره نمود.

Data Link Layer

دومین لایه از مدل OSI است، برخلاف لایه Network که آدرس‌دهی منطقی یا Logical شبکه را بر عهده دارد. وظیفه این لایه آدرس‌دهی فیزیکی شبکه می‌باشد. این نوع آدرس به اسم آدرس MAC یا آدرس سخت‌افزاری نیز نامیده می‌شود. همچنین این لایه چگونگی اتصال دستگاه‌ها به Mediaهای مختلف و همچنین نوع فریم آنان را نیز مشخص می‌کند که شامل فیلدهای موجود در فریمهای لایه دوم یا فریمهای Data Link Layer می‌شود. دستگاه‌هایی در این لایه عمل می‌کنند که به یک نوع Media وصل شده باشند و یا به عبارتی دیگر به یک قطعه سیم اتصال داشته باشند. همانطور که به یاد دارید برای اتصال دستگاه‌هایی که به انواع مختلف Media اتصال دارند یک روتر لازم است.

این لایه همچنین مسئول تحویل گرفتن بیت های ۰ و ۱ از لایه اول و تبدیل آنها به فریمهای لایه دوم است. این لایه می‌تواند در حین انجام کار خطاهای ایجادی را شناسایی کرده و از فریمهای بد چشم‌پوشی کند. البته  اصلاح خطاهای ایجاد شده به عهده این لایه نبوده و مسئولیت این کار را لایه چهارم بر عهده دارد.  اما تعدادی از پروتکل‌های این لایه ویژگی اصلاح خطاهای ایجادی را نیز پشتیبانی می‌کنند نمونه‌هایی از پروتکل‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند در شبکه‌های LAN عبارتند از:

IEEE’S 802.2, 802.3, 802.5          Ethernet II       ANSI’s FDDI

و برای شبکه‌های WAN استانداردهای زیر را داریم:

ATM, PPP, HDLC, Frame Relay, SLIP, X.25

دستگاه‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند عبارتند از سوئیچ‌ها، روترها و کارتهای شبکه یا همان NICها.

Physical Layer

این لایه اولین و در واقع پائین‌ترین لایه موجود در مدل OSI می‌باشد که وظایف زیر را بر عهده دارد.

ـ تعیین نوع Interface که در برقراری ارتباط شرکت خواهد کرد.

ـ تعیین نوع سیم‌هایی که باید به کار برده شوند.

ـ تعیین نوع Connectorهایی که سیمها را به Interfaceها اتصال می‌دهند.

یک نوع از Interface به نام NIC نامیده می‌شود که ممکن است برای مثال کارت ۱۰BaseT باشد و یا یک Interface ثابت روی یک دستگاه سوئیچ.

این لایه همچنین مسئول این است که اطلاعات ۰ و ۱ را به سیگنالهای الکتریکی و یا سیگنالهای نوری تبدیل کند و این کار را با اندازه گرفتن ولتاژ سیمها و یا اندازه گرفتن فرکانسهای نوری داخل فیبرهای نوری انجام می‌دهد. از جمله دستگاه‌هایی که در این لایه عمل می‌کنند DCEها هستند. یک DCE نقطه پایانی WAN هست و عملیات Synchronization و Clocking را در ارتباط با DTE (روترها و یا کامپیوترهای شخصی) انجام می‌دهد. گروه DCEها شامل مودم‌ها، CSU/DSU، NT1 می‌شوند. در برخی از حالات DCEها را از همان اول در داخل DTE جاسازی می‌کنند. برای مثال برخی از روترهای سیسکو دارای CSU/DSU و یا NT1 در داخل خودشان نیز می‌باشند. کلمه‌های DTE, DCE بیشتر در شبکه‌های WAN کاربرد دارند ولی اگر در LAN به کار برده شوند، منظور از DTE یعنی همان روترها، کامپیوترهای شخصی و یا File Serverها و منظور از DCE یعنی بریج‌ها و سوئیچ‌ها. برخی از استانداردهایی که در لایه اول فعالیت می‌کنند عبارتند از سیمهای Category-3, Category-5, Category-5E, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, MMF, SMF Fiber Channel

و در مورد استانداردهای Connector نیز موارد زیر را برای مثال مطرح می‌کنیم:

AUI, BNC, DB-9, DB-25, DB-60, RJ-11, RJ-45

فیبرهای نوری

اصولاً LAN را می‌توان به وسیله هر دوی سیمهای مسی و یا فیبرهای نوری ایجاد کرد. فیبرهای نوری از LEDها و یا نور لیزر برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند. به این صورت که اگر در داخل فیبر، سیگنال نوری وجود داشته باشد به عنوان یک بیت ۱ و اگر سیگنالی وجود نداشته باشد به عنوان یک بیت ۰ در نظر گرفته می‌شود. به علت اینکه  فیبرهای نوری باعث انتقال بسیارسریع اطلاعات می‌شوند، می‌توان در مواقعی که نیاز به سرعت در فواصل دور (در حدود ۱۰ کیلومتر) داریم، از این فیبرها استفاده کرد. در حالیکه سیمهای مسی نمی‌توانند این ظرفیت را داشته باشند. ولی استفاده از فیبرهای نوری نیز مشکلات مربوط به خود را داراست. برای مثال نصب کردن فیبرهای نوری و عیب‌یابی خطاهای به وجود آمده مشکلتر از سیمهای مسی بوده و همچنین استفاده از فیبرها نیز گرانتر است. فیبرهای نوری به دو نوع وجود دارند: Single-mode و Multimode . فیبرهای Multimode از LED برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند و ضخامت آنها ۸۵۰ و یا ۱۲۰۰ نانومتر است. سرعت عبور اطلاعات از فیبرهای نوری Multimode در حدود صدها مگا بایت در ثانیه بوده و همچنین چندین سیگنال نوری به صورت همزمان می‌توانند از داخل یک قطعه از فیبر عبور بکنند. در مقایسه، فیبرهای نوری Single-mode از لیزر برای عبور اطلاعات استفاده می‌کنند و چون ظرفیت لیزر از LED بیشتر است، از اینرو سرعت عبور اطلاعات در این نوع فیبرها به ۱۰۰ گیگابایت بر ثانیه و حداکثر فاصله ۱۰ کیلومتر نیز می‌رسد. در این نوع فیبرها فقط یک سیگنال در واحد زمان می‌تواند از داخل فیبر عبور نماید. در سالهای اخیر به علت پیشرفتهایی که در زمینه تولید و استفاده از فیبرهای نوری به عمل آمده است خصوصیات پیشرفته زیادی به آنها اضافه گردیده که مهمترین آنها ویژگی WDM و DWDM می‌باشد. به وسیله استفاده از WDM می‌توان بیشتر از دو سیگنال نوری را به صورت همزمان از داخل فیبر عبور داد و با تکنولوژی امروز این مقدار در DWDM به ۲۰۰ عدد سیگنال نوری در یک قطعه فیبر نوری نیز می‌رسد. البته مهمترین فایده استفاده از DWDM بهره بردن از خصوصیات انعطاف‌پذیری یا Flexibility و Transparency می‌باشد. یعنی می‌توان در یک قطعه از فیبر سیگنالهای نوری و با پروتکل‌های مختلف قرار داد. برای مثال یک سیگنال نوری ATM به همراه سیگنال نوری Ethernet و سیگنال نوری IP می‌توانند به صورت همزمان از فیبر عبور داده شوند. بنابراین به وسیله استفاده از تکنولوژی DWDM می توان با استفاده از یک فیبر نوری اتصالات مختلفی را به صورت همزمان ایجاد نمود و این ویژگی ما را از خریداری تعداد بیشتری فیبر نوری بی‌نیاز می‌کند. برخی از اصطلاحاتی که  در استفاده از فیبرهای نوری کاربرد دارند در زیر آورده شده‌اند.

آدرس دهی لایه دوم:

Unicast

هدف آدرسهای Unicast فقط و فقط یک دستگاه است. قسمت بالای شکل مثالی برای این نوع ارتباط را نشان می‌دهد. در این مثال، کامپیوتر A یک فریم لایه دوم با آدرس MAC مربوط به کامپیوتر C را در داخل سیم قرار می‌دهد. کل دستگاه‌ها این فریم را دریافت کرده و آدرس گیرنده فریم را با آدرس خودشان مقایسه می‌ کنند که فقط کامپیوتر C این آدرس متناظر را با آدرس خودش تشخیص داده و فریم را پردازش می‌کند ولی بقیه دستگاه‌ها از فریم چشم‌پوشی می‌کنند.

Multicast

برخلاف آدرسهای Unicast این نوع آدرسها گروهی مشخص از دستگاه‌ها را هدف قرار می‌دهند. با اینکه مبحث Multicasting از حیطه این کتاب خارج است، ولی نکته جالب توجه در مورد آن این است که عضویت دستگاه‌ها در این گروه به صورت دینامیک می‌باشد؛ یعنی هر دستگاهی می‌تواند هر وقت که بخواهد عضو آن شود و هر زمانی که بخواهد از آن خارج شود. قسمت وسط شکل مثالی برای آدرسهای Multicast می‌باشد. در این مثال دستگاه A فریمی را با آدرس Multicast در داخل سیم قرار می‌دهد. فرض می‌کنیم در حال حاضر فقط دستگاه‌های A، C و D در این گروه قرار دارند. دستگاه B این فریم را گرفته و بعد از امتحان کردن آدرس گیرنده آن، از فریم چشم‌پوشی می‌کند. دلیل این کار این است که دستگاه B در گروهی نیست که بقیه کامپیوترها در آن گروه قرار دارند.

Broadcast

هدف فریم‌هایی که دارای  آدرسهای Broadcast هستند، تمامی دستگاه‌های داخل شبکه می‌باشند. قسمت انتهایی شکل   نمونه‌ای برای این نوع آدرس است. در این مثال دستگاه A پیا می با آدرس Broadcast را در داخل سیم قرار می‌دهد. برای این منظور کلیه  بیتهای آدرس MAC باید فعال شوند که در نتیجه، آدرس به صورت FFF . FFF . FFF در مبنای ۱۶ یا Hexadecimal خواهد بود. کلیه دستگاه‌های موجود در شبکه، یعنی کامپیوترهای B، C و D وقتی این پیام را دریافت می‌کنند، پیام دریافتی را پردازش خواهند کرد. پیامهای Broadcast در ۲ موقعیت مورد استفاده قرار می‌گیرند: اولی اینکه اگر بخواهیم یک پیام ثابت را برای تمامی دستگاه‌ها ارسال بکنیم. دومی اینکه این نوع پیامها می‌توانند برای کشف آدرسهای Unicast مربوط به دستگاه‌های دیگر مورد استفاده قرار بگیرند. در IP، پروتکل ARP برای همین منظور به کار می‌‌روند.

Ethernet

یکی از انواع Mediaهایی است که در لایه دوم عمل می‌کند. Ethernet از مکانیسمی به عنوان CSMA/CD برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. در شبکه‌های قدیمی Ethernet که بر اساس وجود یک Hub بود، فقط یک کارت شبکه در آن واحد می‌توانست فریمی را در داخل سیم قرار دهد و بقیه کارتها باید منتظر دریافت آن فریم می‌ماندند. ولی با وجود این تکنولوژی CSMA/CD کارتهای شبکه وجود و یا  فقدان وجود فریم را در داخل سیم متوجه می‌شوند. این کار با اندازه گرفتن ولتاژ داخل سیم انجام می‌پذیرد و در صورت وجود داشتن فریمی در داخل سیم، منتظر رسیدن آن فریم به مقصد می‌شوند و سپس اقدام به  فرستادن اطلاعات می‌نمایند. اگر اشتباهاً در حالیکه فریمی در داخل سیم است دوباره فریمی در سیم قرار داده شود، تصادم رخ خواهد و داد و هر دو فریم از بین خواهند رفت. این عمل که برای جلوگیری از ایجاد تصادم در شبکه رخ می‌دهد، به نام مکانیسم Collision Detection نامیده می‌شود. دو کارت که اطلاعات آنها در هنگام ایجاد تصادم از بین رفته است، دوباره سعی در فرستادن اطلاعات از بین رفته می‌کنند. برای این کار، هر یک از کارتها در فاصله‌های زمانی تصادفی و خیلی نزدیک به هم اقدام به فرستادن سیگنالی  به اسم سیگنال JAM در شبکه کرده و بود یا نبود سیگنالی دیگر را در شبکه امتحان می‌کنند. در  نتیجه اگر سیگنالی در داخل سیم وجود نداشت، اقدام به فرستادن اطلاعات می‌کنند. فاصله‌های زمانی بین فرستادن سیگنالهای JAM در حدود میلی‌ثانیه بوده و این تأخیر برای انسان قابل مشاهده نیست. به همین صورت فاصله‌های تصادفی نیز برای این منظور به  کار می‌رود که دیگر تصادمی در شبکه رخ ندهد.

اگر در شبکه‌ای تعداد زیادی دستگاه وجود داشته باشد، احتمال ایجاد تصادم در شبکه  زیاد خواهد بود و در نتیجه باعث می‌شود توان کاری شبکه کاهش یابد و اگر تعداد دفعات بروز تصادم از حد مجاز فراتر رفت، به نوعی عملکرد شبکه مختل خواهد شد. برای جلوگیری از این عمل باید همیشه تصادمهای ایجادی در هر شبکه را زیر نظر داشته باشیم. بهترین حالت این است که تعداد تصادمهای ایجادی، بیشتر از یک درصد کل ترافیک شبکه نباشد. در نظر داشته باشید که تصادم به خودی خود، به عنوان مشکلی در شبکه مطرح نیست، بلکه به عنوان جزئی از ماهیت عملکردی Ethernet است.

به علت چگونگی عملکرد Ethernet به دستگاه‌هایی که از یم Media استفاده می‌کنند و در حقیقت به یک قطعه از سیم وصل شده‌اند، Same collision domain و یا Same Bandwidth domain گفته می‌شود. بریج ها و سوئیچ‌ها دستگاه‌هایی هستند که برای حل مشکلات مربوط به تصادم (تصادم‌های لایه دوم) در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند…