لایه های مدل مرجع osi به ترتیب درست هستند. نحوه عملکرد مدل OSI

دنیای مدرنفناوری اطلاعات یک ساختار انشعاب عظیم است که درک آن دشوار است. برای ساده سازی درک و بهبود اشکال زدایی، یک معماری مدولار در مرحله طراحی پروتکل ها و سیستم ها استفاده شد. وقتی کارت گرافیک دستگاهی مجزا از بقیه تجهیزات است، برای ما بسیار ساده تر است که بفهمیم مشکل در تراشه ویدیو است. یا متوجه مشکلی در منطقه جداگانهشبکه ها نسبت به بیل زدن کل شبکه به طور کامل.

یک لایه جداگانه از فناوری اطلاعات - یک شبکه - نیز به صورت ماژولار ساخته شده است. مدل عملکرد شبکه، مدل شبکه مدل مرجع پایه تعامل نامیده می شود سیستم های باز ISO/OSI. به طور خلاصه - مدل OSI.

مدل OSI از 7 لایه تشکیل شده است. هر سطح از سطوح دیگر انتزاع شده و از وجود آنها چیزی نمی داند. مدل OSI را می توان با ساختار یک خودرو مقایسه کرد: موتور کار خود را انجام می دهد، گشتاور ایجاد می کند و آن را به گیربکس می دهد. موتور مطلقاً اهمیتی نمی دهد که با این گشتاور چه اتفاقی می افتد. آیا او چرخ، کاترپیلار یا پروانه را خواهد چرخاند. درست مانند چرخ، مهم نیست که این گشتاور از کجا می آید - از موتور یا میل لنگ که مکانیک می چرخد.

در اینجا لازم است مفهوم بار را اضافه کنیم. هر سطح حاوی مقدار مشخصی از اطلاعات است. برخی از این اطلاعات برای این سطح قابل استفاده هستند، به عنوان مثال، یک آدرس. آدرس IP سایت هیچ اطلاعاتی برای ما ندارد. اطلاعات مفید. ما فقط به گربه هایی اهمیت می دهیم که سایت به ما نشان می دهد. بنابراین این بار در بخشی از لایه به نام واحد داده پروتکل (PDU) حمل می شود.

لایه های مدل OSI

بیایید نگاهی دقیق تر به هر لایه از مدل OSI بیندازیم.

1 سطح.فیزیکی ( فیزیکی). واحد بار ( PDU) در اینجا کمی است. علاوه بر یک ها و صفرها، سطح فیزیکی چیزی نمی داند. سیم‌ها، پچ‌پنل‌ها، هاب‌های شبکه در این سطح کار می‌کنند (هاب‌هایی که اکنون در شبکه‌هایی که به آن‌ها عادت کرده‌ایم یافتنشان دشوار است)، آداپتورهای شبکه. این آداپتورهای شبکه است و چیزی بیشتر از رایانه نیست. آداپتور شبکه خودش دنباله ای از بیت ها را دریافت می کند و آن را ارسال می کند.

سطح 2.کانال ( لینک اطلاعات). PDU - قاب ( قاب). آدرس دهی در این سطح ظاهر می شود. آدرس است آدرس مک. لایه پیوند وظیفه تحویل فریم ها به مقصد و یکپارچگی آنها را بر عهده دارد. در شبکه های آشنا برای ما در لایه پیوندپروتکل ARP کار می کند. آدرس دهی سطح دوم فقط در یک بخش شبکه کار می کند و چیزی در مورد مسیریابی نمی داند - این توسط یک سطح بالاتر مدیریت می شود. بر این اساس، دستگاه هایی که در L2 کار می کنند سوئیچ ها، پل ها و درایور آداپتور شبکه هستند.

سطح 3.شبکه ( شبکه). بسته PDU ( بسته). رایج ترین پروتکل (در مورد "متداول ترین" بیشتر صحبت نمی کنم - مقاله ای برای مبتدیان و آنها معمولاً با عجیب و غریب مواجه نمی شوند) در اینجا IP است. آدرس دهی توسط آدرس های IP که از 32 بیت تشکیل شده است انجام می شود. این پروتکل قابل مسیریابی است، یعنی یک بسته قادر است از طریق تعداد معینی روتر به هر بخشی از شبکه برسد. روترها روی L3 کار می کنند.

سطح 4.حمل و نقل ( حمل و نقل). بخش PDU ( بخش)/datagram ( دیتاگرام). در این سطح، مفاهیم پورت ظاهر می شود. TCP و UDP در اینجا کار می کنند. پروتکل های این لایه مسئول ارتباط مستقیم بین برنامه ها و قابلیت اطمینان تحویل اطلاعات هستند. به عنوان مثال، TCP می‌تواند درخواست ارسال مجدد داده‌ها را در صورتی که داده‌ها نادرست دریافت شده باشند یا همه آنها را دریافت نکرده باشد. TCP همچنین می تواند نرخ انتقال داده را تغییر دهد اگر طرف دریافت کننده زمان لازم برای پذیرش همه چیز را نداشته باشد (اندازه پنجره TCP).

سطوح زیر فقط "به درستی" در RFC پیاده سازی شده اند. در عمل، پروتکل های توصیف شده در سطوح زیر به طور همزمان در چندین سطح از مدل OSI عمل می کنند، بنابراین هیچ جدایی واضحی در سطوح جلسه و ارائه وجود ندارد. در این راستا، پشته اصلی مورد استفاده در حال حاضر TCP / IP است که در ادامه در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

سطح 5جلسه ( جلسه). PDU داده ( داده ها). یک جلسه ارتباطی، تبادل اطلاعات، حقوق را مدیریت می کند. پروتکل ها - L2TP، PPTP.

سطح 6.اجرایی ( ارائه). PDU داده ( داده ها). ارائه و رمزگذاری داده ها. JPEG، ASCII، MPEG.

سطح 7.کاربردی ( کاربرد). PDU داده ( داده ها). بیشترین و متنوع ترین سطح. تمام پروتکل های سطح بالا را اجرا می کند. مانند POP، SMTP، RDP، HTTP و غیره. پروتکل‌های اینجا مجبور نیستند به مسیریابی یا تضمین تحویل اطلاعات فکر کنند - اینها توسط لایه‌های پایین‌تر مدیریت می‌شوند. در سطح 7، فقط لازم است اقدامات خاصی انجام شود، به عنوان مثال، دریافت یک کد html یا یک پیام ایمیل به یک گیرنده خاص.

نتیجه

ماژولار بودن مدل OSI به شما این امکان را می دهد که به سرعت مناطق مشکل را پیدا کنید. پس از همه، اگر هیچ پینگ (3-4 سطح) به سایت وجود نداشته باشد، زمانی که سایت نمایش داده نمی شود، حفاری در لایه های پوشاننده (TCP-HTTP) فایده ای ندارد. با انتزاع از سطوح دیگر، یافتن خطا در بخش مشکل ساز آسان تر است. به قیاس با ماشین - وقتی چرخ را سوراخ می کنیم شمع ها را بررسی نمی کنیم.

مدل OSI یک مدل مرجع است - نوعی اسب کروی در خلاء. توسعه آن بسیار طول کشید. به موازات آن، پشته پروتکل TCP / IP ایجاد شد که در حال حاضر به طور فعال در شبکه ها استفاده می شود. بر این اساس، می توان یک قیاس بین TCP/IP و OSI ترسیم کرد.

تازه شروع به کار کرد مدیر شبکه? نمی خواهید گیج شوید؟ مقاله ما به شما کمک خواهد کرد. آیا شنیده اید که یک مدیر تست شده در مورد مشکلات شبکه صحبت کند و برخی از سطوح را ذکر کند؟ آیا تا به حال در محل کار از شما پرسیده شده است که اگر از فایروال قدیمی استفاده می کنید چه لایه هایی محافظت می شوند و کار می کنند؟ برای دستیابی به اصول اولیه امنیت اطلاعات، باید اصل سلسله مراتب مدل OSI را درک کنید. بیایید سعی کنیم امکانات این مدل را ببینیم.

یک مدیر سیستم که به خود احترام می گذارد باید از شرایط شبکه به خوبی آگاه باشد

ترجمه از انگلیسی - مدل مرجع اصلی برای تعامل سیستم های باز. به طور دقیق تر، مدل شبکه پشته پروتکل شبکه OSI/ISO. در سال 1984 به عنوان یک چارچوب مفهومی که فرآیند ارسال داده ها را جدا می کند، معرفی شد وب جهانیدر هفت مرحله آسان این محبوب ترین نیست، زیرا توسعه مشخصات OSI به تعویق افتاده است. پشته پروتکل TCP/IP سودمندتر است و مدل اصلی مورد استفاده در نظر گرفته می شود. با این حال، شما شانس زیادی برای مواجهه با مدل OSI در موقعیت یک مدیر سیستم یا در زمینه IT دارید.

مشخصات و فناوری های زیادی برای دستگاه های شبکه ایجاد شده است. گیج شدن در چنین تنوعی آسان است. این مدل تعامل سیستم های باز است که به درک یکدیگر برای دستگاه های شبکه با استفاده کمک می کند روش های مختلفارتباط توجه داشته باشید که OSI برای تولیدکنندگان نرم افزار و سخت افزاری که در زمینه طراحی محصولات سازگار فعالیت دارند بسیار مفید است.

بپرسید این چه فایده ای برای شما دارد؟ دانستن مدل چند سطحی به شما این فرصت را می دهد که آزادانه با کارمندان شرکت های فناوری اطلاعات ارتباط برقرار کنید، بحث در مورد مشکلات شبکه دیگر خسته کننده نخواهد بود. و وقتی یاد بگیرید که بفهمید شکست در چه مرحله ای رخ داده است، به راحتی می توانید علل را پیدا کنید و دامنه کار خود را به میزان قابل توجهی کاهش دهید.

سطوح OSI

این مدل شامل هفت مرحله ساده شده است:

• فیزیکی.
• کانال.
• شبکه.
• حمل و نقل.
• جلسه
• اجرایی.
• کاربردی.

چرا تجزیه شدن به مراحل زندگی را آسان تر می کند؟ هر یک از سطوح مربوط به مرحله خاصی از ارسال پیام شبکه است. تمام مراحل متوالی هستند، به این معنی که عملکردها به طور مستقل انجام می شوند، نیازی به اطلاعات در مورد کار در سطح قبلی نیست. تنها جزء ضروری نحوه دریافت داده از مرحله قبل و نحوه ارسال اطلاعات به مرحله بعدی است.

بریم سراغ آشنایی مستقیم با سطوح.

لایه فیزیکی

وظیفه اصلی مرحله اول انتقال بیت ها از طریق کانال های ارتباطی فیزیکی است. کانال های ارتباط فیزیکی دستگاه هایی هستند که برای ارسال و دریافت سیگنال های اطلاعاتی طراحی شده اند. مثلا فیبر کابل هممحوریا جفت پیچ خورده. انتقال نیز می تواند انجام شود ارتباطات بی سیم. مرحله اول با رسانه انتقال مشخص می شود: ضد پارازیت، پهنای باند، مقاومت موج. کیفیت سیگنال های نهایی الکتریکی نیز تنظیم شده است (نوع کدگذاری، سطوح ولتاژ و نرخ انتقال سیگنال) و اتصال به انواع استاندارد کانکتورها، اتصالات تماس اختصاص داده می شود.

عملکردهای مرحله فیزیکی کاملاً در هر دستگاه متصل به شبکه انجام می شود. به عنوان مثال، آداپتور شبکه این عملکردها را از سمت کامپیوتر پیاده سازی می کند. ممکن است قبلاً با پروتکل‌های مرحله اول مواجه شده باشید: RS-232، DSL و 10Base-T که ویژگی‌های فیزیکی کانال ارتباطی را تعریف می‌کنند.

لایه پیوند

در مرحله دوم، آدرس انتزاعی دستگاه همراه است دستگاه فیزیکی، در دسترس بودن رسانه انتقال بررسی می شود. بیت ها به مجموعه ها - فریم ها تبدیل می شوند. وظیفه اصلی لایه پیوند شناسایی و تصحیح خطاها است. برای انتقال صحیح، توالی بیت های تخصصی قبل و بعد از فریم درج می شود و یک چک جمع محاسبه شده اضافه می شود. هنگامی که فریم به مقصد می رسد، جمع چک داده های وارد شده مجدداً محاسبه می شود، اگر با جمع کنترل موجود در فریم مطابقت داشته باشد، فریم صحیح تشخیص داده می شود. در غیر این صورت خطایی رخ می دهد که با ارسال مجدد اطلاعات اصلاح می شود.

مرحله کانال به لطف ساختار خاصی از اتصالات، امکان انتقال اطلاعات را فراهم می کند. به طور خاص، اتوبوس ها، پل ها و سوئیچ ها از طریق پروتکل های لایه پیوند کار می کنند. مشخصات مرحله دوم عبارتند از: اترنت، Token Ring و PPP. عملکردهای مرحله کانال در رایانه توسط آداپتورهای شبکه و درایورهای آنها انجام می شود.

لایه شبکه

در شرایط استاندارد، عملکردهای مرحله کانال برای انتقال اطلاعات با کیفیت بالا کافی نیست. مشخصات مرحله دوم فقط می تواند داده ها را بین گره هایی با توپولوژی یکسان مانند درخت انتقال دهد. نیاز به مرحله سوم وجود دارد. تشکیل یک سیستم حمل و نقل یکپارچه با ساختار منشعب برای چندین شبکه با ساختار دلخواه و متفاوت در روش انتقال داده ضروری است.

به بیان دیگر، مرحله سوم پروتکل اینترنت را کنترل می کند و به عنوان روتر عمل می کند: جستجو بهترین راهبرای اطلاعات. روتر - دستگاهی که داده ها را در مورد ساختار اتصالات جمع آوری می کند و بسته ها را به شبکه مقصد منتقل می کند (انتقالات ترانزیت - هاپ). اگر در آدرس IP با خطایی مواجه شدید، این مشکلی است که در تاریخ رخ داده است لایه شبکه. پروتکل های مرحله سوم به شبکه، مسیریابی یا وضوح آدرس تقسیم می شوند: ICMP، IPSec، ARP و BGP.

لایه حمل و نقل

برای دسترسی به داده ها به برنامه ها و سطوح بالاپشته، مرحله چهارم مورد نیاز است. درجه لازم از قابلیت اطمینان انتقال اطلاعات را فراهم می کند. پنج کلاس خدمات مرحله حمل و نقل وجود دارد. تفاوت آنها در فوریت، امکان بازیابی اتصال قطع شده، توانایی تشخیص و تصحیح خطاهای انتقال نهفته است. به عنوان مثال، از دست دادن بسته یا تکرار.

چگونه کلاس خدمات پای حمل و نقل را انتخاب کنیم؟ هنگامی که کیفیت پیوندهای حمل و نقل ارتباطی بالا باشد، یک سرویس سبک انتخاب مناسبی خواهد بود. اگر کانال های ارتباطی در همان ابتدا ایمن نیستند، توصیه می شود به سرویس توسعه یافته ای که ارائه می دهد متوسل شوید حداکثر امکاناتبرای یافتن و حل مشکلات (کنترل تحویل داده ها، زمان تحویل). مشخصات فاز 4: TCP و UDP پشته TCP/IP، SPX پشته Novell.

ترکیب چهار سطح اول را زیر سیستم حمل و نقل می نامند. سطح کیفیت انتخاب شده را به طور کامل ارائه می دهد.

لایه جلسه

مرحله پنجم به تنظیم دیالوگ ها کمک می کند. غیرممکن است که طرفین صحبت یکدیگر را قطع کنند یا همزمان صحبت کنند. لایه جلسه، طرف فعال را در یک لحظه خاص به خاطر می آورد و اطلاعات را همگام می کند، مذاکره و ارتباطات بین دستگاه ها را حفظ می کند. توابع آن به شما امکان بازگشت به ایست بازرسیدر طول یک انتقال طولانی و همه چیز را دوباره شروع نکنید. همچنین در مرحله پنجم، زمانی که تبادل اطلاعات تکمیل شد، می توانید اتصال را قطع کنید. مشخصات سطح جلسه: NetBIOS.

سطح اجرایی

مرحله ششم درگیر تبدیل داده ها به یک قالب قابل تشخیص جهانی بدون تغییر محتوا است. از آنجایی که در دستگاه های مختلفدفع فرمت های مختلفاطلاعات پردازش شده در سطح بازنمایی سیستم ها را قادر می سازد تا یکدیگر را درک کنند و بر تفاوت های نحوی و کدگذاری غلبه کنند. علاوه بر این، در مرحله ششم، رمزگذاری و رمزگشایی داده ها امکان پذیر می شود که محرمانه بودن را تضمین می کند. نمونه های پروتکل: ASCII و MIDI، SSL.

سطح کاربردی

مرحله هفتم در لیست ما و اولین مرحله در صورتی که برنامه داده ها را از طریق شبکه ارسال کند. متشکل از مجموعه ای از مشخصات است که از طریق آن کاربر، صفحات وب. به عنوان مثال، هنگام ارسال پیام از طریق پست به سطح کاربردییک پروتکل مناسب انتخاب شده است. ترکیب مشخصات مرحله هفتم بسیار متنوع است. به عنوان مثال، SMTP و HTTP، FTP، TFTP یا SMB.

شاید جایی در مورد سطح هشتم مدل ISO بشنوید. به طور رسمی وجود ندارد، اما مرحله هشتم کمیک در بین کارگران فناوری اطلاعات ظاهر شده است. همه به این دلیل است که مشکلات ممکن است به دلیل تقصیر کاربر ایجاد شود و همانطور که می دانید یک فرد در اوج تکامل است، بنابراین سطح هشتم ظاهر شد.

با نگاهی به مدل OSI، شما توانسته اید ساختار پیچیده شبکه را درک کنید و اکنون به اصل کار خود پی ببرید. وقتی فرآیند به بخش‌هایی تقسیم می‌شود، همه چیز بسیار ساده می‌شود!

مفهوم "سیستم باز" و مشکلات استانداردسازی

تز جهانی در مورد مزایای استانداردسازی که برای همه صنایع معتبر است، در شبکه های کامپیوتری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ماهیت شبکه اتصال تجهیزات مختلف است، به این معنی که مشکل سازگاری یکی از حادترین آنها است. بدون اتخاذ قوانین عمومی پذیرفته شده برای تجهیزات ساختمانی توسط همه سازندگان، پیشرفت در "ساخت" شبکه ها غیرممکن خواهد بود. بنابراین ، کل توسعه صنعت رایانه در نهایت در استانداردها منعکس می شود - هر فناوری جدید فقط زمانی وضعیت "قانونی" پیدا می کند که محتوای آن در استاندارد مربوطه ثابت شود.

در شبکه های کامپیوتری، اساس ایدئولوژیک استانداردسازی رویکرد چند سطحی برای توسعه ابزارهای تعامل شبکه است. بر اساس این رویکرد بود که یک مدل استاندارد هفت سطحی از تعامل سیستم های باز ایجاد شد که به نوعی زبان جهانی برای متخصصان شبکه تبدیل شد.

رویکرد چند سطحی پروتکل. رابط. پشته پروتکل

سازماندهی تعامل بین دستگاه ها در شبکه یک کار پیچیده است. همانطور که می دانید، برای حل مسائل پیچیده، از یک تکنیک جهانی استفاده می شود - تجزیه، یعنی تقسیم یک کار پیچیده به چندین وظیفه-ماژول ساده تر (شکل 1.20). روش تجزیه شامل تعریف روشنی از عملکردهای هر ماژول است که یک مشکل خاص را حل می کند و رابط های بین آنها. در نتیجه، ساده سازی منطقی کار به دست می آید، و علاوه بر این، امکان تغییر ماژول های فردی بدون تغییر بقیه سیستم وجود دارد.

تجزیه اغلب از یک رویکرد لایه ای استفاده می کند. به شرح زیر می باشد. کل مجموعه ماژول ها به سطوح تقسیم می شوند. سطوح یک سلسله مراتب را تشکیل می دهند، یعنی سطوح پوشاننده و زیربنایی وجود دارد (شکل 1.21). مجموعه ماژول هایی که هر سطح را تشکیل می دهند به گونه ای شکل می گیرند که برای انجام وظایف خود فقط به ماژول های سطح پایین بلافاصله مجاور درخواست می دهند. از طرف دیگر، نتایج کار همه ماژول‌های متعلق به یک سطح معین را فقط می‌توان به ماژول‌های لایه بالاتر همسایه منتقل کرد. چنین تجزیه سلسله مراتبی کار مستلزم تعریف روشنی از عملکرد هر سطح و رابط بین سطوح است. یک رابط مجموعه ای از توابع را تعریف می کند که یک لایه پایین تر به لایه بالاتر ارائه می کند. در نتیجه تجزیه سلسله مراتبی، استقلال نسبی سطوح به دست می آید و از این رو امکان جایگزینی آسان آنها وجود دارد.

در این مورد، ماژول‌های سطح پایین‌تر می‌توانند، برای مثال، تمام مسائل مربوط به انتقال مطمئن سیگنال‌های الکتریکی بین دو گره همسایه را حل کنند. ماژول های بیشتر سطح بالاسازماندهی حمل و نقل پیام ها در کل شبکه با استفاده از ابزار سطح پایین ذکر شده برای این کار. و در سطح بالا ماژول هایی وجود دارد که به کاربران امکان دسترسی به خدمات مختلف - فایل، چاپ و غیره را می دهد. البته این تنها یکی از گزینه های ممکن برای تقسیم کار کلی سازماندهی شبکه به وظایف فرعی خصوصی است.

یک رویکرد چند سطحی برای توصیف و اجرای عملکردهای سیستم نه تنها در رابطه با آن اعمال می شود ابزارهای شبکه. این مدل عملیاتی، به عنوان مثال، در محلی استفاده می شود سیستم های فایل، هنگامی که یک درخواست ورودی برای دسترسی به یک فایل به طور متوالی توسط چندین سطح برنامه پردازش می شود (شکل 1.22). درخواست ابتدا توسط سطح بالایی تجزیه می شود، که به طور متوالی نام فایل نمادین ترکیبی را تجزیه می کند و شناسه فایل منحصر به فرد را تعیین می کند. سطح بعدی تمام ویژگی های اصلی فایل را با یک نام منحصر به فرد پیدا می کند: آدرس، ویژگی های دسترسی و غیره. سپس در سطح پایین تر، حقوق دسترسی به این فایل بررسی می شود و سپس پس از محاسبه مختصات ناحیه فایل حاوی داده های مورد نیاز، یک تبادل فیزیکی با انجام می شود دستگاه خارجیبا استفاده از درایور دیسک

نمایش چندسطحی ابزارهای تعامل شبکه دارای ویژگی های خاص خود است که مربوط به این واقعیت است دوماشین آلات، یعنی این موردسازماندهی کار هماهنگ دو «سلسله مراتب» ضروری است. هنگام انتقال پیام، هر دو شرکت کننده در تبادل شبکه باید توافقات زیادی را بپذیرند. به عنوان مثال، آنها باید در مورد سطوح و شکل سیگنال های الکتریکی، نحوه تعیین طول پیام ها، توافق بر روی روش های تأیید اعتبار و غیره به توافق برسند. سطح انتقال بیت - به بالاترین سطح، ارائه خدمات به کاربران شبکه.

روی انجیر 1.23 مدل تعامل دو گره را نشان می دهد. در هر طرف، ابزار تعامل با چهار سطح نشان داده شده است. روش تعامل این دو گره را می توان به عنوان مجموعه ای از قوانین برای تعامل هر جفت از سطوح متناظر هر دو طرف شرکت کننده توصیف کرد.

قوانین رسمی که ترتیب و قالب پیام های مبادله شده بین اجزای شبکه را که در یک سطح هستند، اما در گره های مختلف تعیین می کنند، نامیده می شوند. پروتکل

ماژول‌هایی که پروتکل‌های لایه‌های مجاور را پیاده‌سازی می‌کنند و در یک گره قرار می‌گیرند نیز مطابق با قوانین کاملاً تعریف‌شده و با استفاده از قالب‌های پیام استاندارد شده با یکدیگر تعامل دارند. این قوانین نامیده می شوند رابط.یک رابط مجموعه ای از خدماتی را تعریف می کند که یک لایه معین به لایه همسایه خود ارائه می کند.

در اصل، یک پروتکل و یک رابط مفهوم یکسانی را بیان می کنند، اما به طور سنتی در شبکه ها دامنه های متفاوتی به آنها اختصاص داده می شود: پروتکل ها قوانین تعامل ماژول های یک سطح را در گره های مختلف، و رابط ها - ماژول های سطوح همسایه را در یک تعریف می کنند. گره

ابزار هر سطح باید اولاً پروتکل خاص خود را ایجاد کند و ثانیاً با سطوح همسایه ارتباط برقرار کند.

مجموعه ای از پروتکل های سازمان یافته به صورت سلسله مراتبی که برای سازماندهی تعامل گره ها در یک شبکه کافی است نامیده می شود پشته پروتکل های ارتباطی

پروتکل های ارتباطی را می توان هم در نرم افزار و هم در سخت افزار پیاده سازی کرد. پروتکل های لایه پایین اغلب در ترکیبی از نرم افزار و سخت افزار پیاده سازی می شوند، در حالی که پروتکل های لایه بالایی معمولاً صرفاً در نرم افزار پیاده سازی می شوند.

یک ماژول نرم افزاری که پروتکل خاصی را پیاده سازی می کند اغلب به اختصار "پروتکل" نیز نامیده می شود. در این مورد، رابطه بین یک پروتکل - یک رویه به طور رسمی تعریف شده و یک پروتکل - ماژول نرم افزارکه این رویه را اجرا می کند شبیه رابطه بین الگوریتم حل یک مسئله خاص و برنامه ای است که این مشکل را حل می کند.

واضح است که همان الگوریتم را می توان با درجات مختلف کارایی برنامه ریزی کرد. به طور مشابه، یک پروتکل می تواند چندین پیاده سازی نرم افزاری داشته باشد. به همین دلیل است که هنگام مقایسه پروتکل ها، نه تنها باید منطق کار آنها، بلکه کیفیت راه حل های نرم افزاری را نیز در نظر گرفت. علاوه بر این، کارایی تعامل بین دستگاه‌های موجود در شبکه تحت تأثیر کیفیت کل مجموعه پروتکل‌هایی است که پشته را تشکیل می‌دهند، به ویژه اینکه چگونه توابع به طور منطقی بین پروتکل‌های سطوح مختلف توزیع شده‌اند و چگونه رابط‌های بین آنها خوب است. تعریف شده اند.

مدل OSI

فقط به این دلیل که یک پروتکل توافقی است بین دو موجودیت متقابل، در این مورد دو رایانه که روی یک شبکه کار می کنند، لزوماً استاندارد بودن آن را دنبال نمی کند. اما در عمل هنگام پیاده سازی شبکه ها تمایل به استفاده از پروتکل های استاندارد دارند. اینها می توانند استانداردهای شرکتی، ملی یا بین المللی باشند.

در اوایل دهه 80، تعدادی از سازمان های استاندارد بین المللی - ISO، ITU-T و برخی دیگر - مدلی را توسعه دادند که نقش مهمی در توسعه شبکه ها داشت. این مدل نام دارد مدل تعامل سیستم های باز (باز کن سیستم ارتباط متقابل, OSI) یا مدل OSI مدل OSI سطوح مختلف تعامل سیستم را تعریف می‌کند، نام‌های استانداردی به آن‌ها می‌دهد و مشخص می‌کند که هر سطح چه عملکردی را باید انجام دهد. مدل OSI بر اساس تجربیات زیادی که در ایجاد شبکه های کامپیوتری، عمدتاً جهانی، در دهه 70 به دست آمد، توسعه یافت. شرح کامل این مدل بیش از 1000 صفحه متن می گیرد.

در مدل OSI (شکل 1.25)، ابزارهای تعامل به هفت سطح تقسیم می شوند:

کاربردی

نماینده

جلسه

حمل و نقل

شبکه

مجرای

فیزیکی.

هر لایه با یک جنبه خاص از تعامل دستگاه های شبکه سروکار دارد.

مدل OSI فقط توصیف می کند ابزارهای سیستمتعاملات پیاده سازی شده توسط سیستم عامل، ابزارهای کمکی سیستم، سخت افزار سیستم. این مدل قابلیت همکاری برنامه های کاربردی کاربر نهایی را شامل نمی شود. برنامه ها با دسترسی به ابزارهای سیستم، پروتکل های تعامل خود را پیاده سازی می کنند. بنابراین لازم است بین لایه تعامل برنامه و لایه کاربردی تمایز قائل شد.

همچنین باید در نظر داشت که برنامه ممکن است عملکرد برخی از لایه های بالایی مدل OSI را بر عهده بگیرد. به عنوان مثال، برخی از DBMS ها دارای دسترسی از راه دور داخلی به فایل ها هستند. در این حالت، برنامه هنگام دسترسی به منابع راه دور، از سیستم استفاده نمی کند سرویس فایل: لایه های بالایی مدل OSI را دور می زند و مستقیماً به ابزارهای سیستمی که مسئول انتقال پیام ها از طریق شبکه هستند که در لایه های پایینی مدل OSI قرار دارند دسترسی پیدا می کند.

بنابراین، اجازه دهید برنامه درخواستی به لایه برنامه، مانند یک سرویس فایل، ارسال کند. بر اساس این درخواست، نرم افزار لایه کاربردی پیامی را در قالب استاندارد تولید می کند. یک پیام معمولی از یک هدر و یک فیلد داده تشکیل شده است. هدر حاوی اطلاعات سرویس است که باید از طریق شبکه به لایه کاربردی ماشین مقصد منتقل شود تا به آن بگوید چه کاری باید انجام شود. در مورد ما، هدر، بدیهی است که باید حاوی اطلاعاتی در مورد محل فایل و نوع عملیاتی باشد که باید روی آن انجام شود. فیلد داده پیام می تواند خالی باشد یا حاوی داده هایی باشد، مانند داده هایی که باید روی آنها نوشته شود فایل از راه دور. اما برای رساندن این اطلاعات به مقصد، هنوز کارهای زیادی باید حل شود که مسئولیت آن بر عهده سطوح پایین تر است.

پس از ایجاد پیام، لایه برنامه آن را از پشته به لایه نماینده فشار می دهد. پروتکل سطح نماینده، بر اساس اطلاعات دریافتی از هدر سطح برنامه، اقدامات مورد نیاز را انجام می دهد و اطلاعات سرویس خود را به پیام اضافه می کند - هدر سطح ارائه، که حاوی دستورالعمل های پروتکل سطح نماینده ماشین مقصد است. پیام به دست آمده به لایه جلسه منتقل می شود که به نوبه خود هدر خود و غیره را اضافه می کند. شکل به اصطلاح "تریلر" -.) در نهایت، پیام به سطح فیزیکی پایین تر می رسد، که در واقع آن را از طریق خطوط ارتباطی به ماشین مقصد منتقل می کند. در این لحظه، پیام با سرفصل های همه سطوح "بیش از حد رشد کرده است" (شکل 1.26).

هنگامی که پیامی به شبکه در ماشین مقصد می رسد، توسط لایه فیزیکی آن دریافت می شود و به طور متوالی از لایه ای به لایه دیگر بالا می رود. هر سطح هدر سطح خود را تجزیه و پردازش می کند و توابع مربوط به این سطح را انجام می دهد و سپس این هدر را حذف می کند و پیام را به لایه بالاتر ارسال می کند.

همراه با اصطلاح پیام (پیام) اصطلاحات دیگری نیز توسط متخصصان شبکه برای اشاره به واحدهای داده در رویه‌های مبادله استفاده می‌شود. استانداردهای ISO از نام مشترک استفاده می کنند بلوک پروتکل داده ها ( پروتکل داده ها واحد , PDU ). برای تعیین بلوک های داده در سطوح خاص - اغلب از نام‌های ویژه استفاده می‌شود: قاب (فریم)، ​​بسته (بسته)، دیتاگرام (داده‌گرام)، بخش (بخش).

مدل OSI بین دو نوع اصلی پروتکل ها تمایز قائل می شود با برقراری ارتباط (اتصالات- جهت دار) قبل از تبادل داده، فرستنده و گیرنده باید ابتدا یک اتصال برقرار کنند و احتمالاً برخی از پارامترهای پروتکلی را انتخاب کنند که در هنگام مبادله داده از آنها استفاده خواهند کرد. . تلفن نمونه ای از تعامل است , مبتنی بر اتصال .

گروه دوم پروتکل ها - پروتکل ها بدون اینکه ابتدا یک ارتباط برقرار کنید (اتصال). چنین پروتکل هایی نیز نامیده می شوند دیتاگرامپروتکل ها فرستنده به سادگی پیام را هنگامی که آماده است ارسال می کند. انداختن نامه در صندوق پستینمونه ای از ارتباط بدون ایجاد ارتباط است. کامپیوترها با استفاده از هر دو نوع پروتکل ارتباط برقرار می کنند.

لایه های مدل OSI

لایه فیزیکی

لایه فیزیکی با انتقال بیت ها از طریق پیوندهای فیزیکی مانند کابل کواکسیال، کابل جفت تابیده، کابل فیبر نوری یا مدار قلمرو دیجیتال سروکار دارد. این سطح به ویژگی های رسانه های انتقال داده فیزیکی مانند پهنای باند، ایمنی نویز، امپدانس موج و موارد دیگر مربوط می شود. در همان سطح، ویژگی‌های سیگنال‌های الکتریکی که اطلاعات گسسته را ارسال می‌کنند، تعیین می‌شوند، به عنوان مثال، شیب جبهه‌های پالس، سطوح ولتاژ یا جریان سیگنال ارسالی، نوع کدگذاری و نرخ انتقال سیگنال. علاوه بر این، انواع کانکتورها و هدف هر پین در اینجا استاندارد شده است.

توابع لایه فیزیکی در تمام دستگاه های متصل به شبکه پیاده سازی می شوند. در سمت کامپیوتر، عملکردهای لایه فیزیکی توسط یک آداپتور شبکه یا یک پورت سریال انجام می شود.

نمونه ای از پروتکل لایه فیزیکی، مشخصات 1OBase است. - فناوری اترنت، که کابل مورد استفاده را به عنوان کابل جفت تابیده بدون محافظ دسته 3 با امپدانس موج 100 اهم، کانکتور RJ-45، حداکثر طول قطعه فیزیکی 100 متر، کد منچستر برای نمایش داده ها در کابل و همچنین تعریف می کند. برخی دیگر از ویژگی های سیگنال های متوسط ​​و الکتریکی.

لایه پیوند

بر سطح فیزیکیفقط بیت ارسال کنید این در نظر نمی‌گیرد که در برخی از شبکه‌ها که خطوط ارتباطی به طور متناوب توسط چندین جفت رایانه در حال تعامل استفاده می‌شوند (به اشتراک گذاشته می‌شوند)، رسانه انتقال فیزیکی ممکن است مشغول باشد. بنابراین یکی از وظایف لایه پیوند داده (لایه Data Link) بررسی در دسترس بودن رسانه انتقال است. یکی دیگر از وظایف لایه پیوند پیاده سازی مکانیسم های تشخیص و تصحیح خطا است که برای این کار در لایه پیوند، بیت ها در مجموعه هایی به نام گروه بندی می شوند. قاب ها (قاب ها). لایه پیوند با قرار دادن یک دنباله بیت خاص در ابتدا و انتهای هر فریم برای برجسته کردن آن، صحت ارسال هر فریم را تضمین می کند و همچنین محاسبه می کند. چک جمع، تمام بایت های فریم را به روش خاصی پردازش می کند و یک چک جمع به فریم اضافه می کند. هنگامی که یک فریم از طریق شبکه وارد می شود، گیرنده مجدداً جمع چک داده های دریافتی را محاسبه می کند و نتیجه را با جمع کنترلی از فریم مقایسه می کند. اگر مطابقت داشته باشند، فریم معتبر و پذیرفته می شود. اگر جمع های چک مطابقت نداشته باشند، خطا ایجاد می شود. لایه پیوند نه تنها می تواند خطاها را تشخیص دهد، بلکه با ارسال مجدد فریم های خراب، آنها را اصلاح می کند. لازم به ذکر است که عملکرد تصحیح خطا برای لایه پیوند اجباری نیست، بنابراین در برخی از پروتکل های این لایه، به عنوان مثال، در اترنت و رله فریم وجود ندارد.

پروتکل های لایه پیوند مورد استفاده در شبکه های محلی دارای ساختار مشخصی از اتصالات بین رایانه ها و روش های آدرس دهی به آنها هستند. اگرچه لایه پیوند تحویل فریم را بین هر دو گره از شبکه محلی فراهم می کند، اما این کار را فقط در شبکه ای با توپولوژی پیوند کاملاً تعریف شده انجام می دهد، دقیقا همان توپولوژی که برای آن طراحی شده است. توپولوژی‌های رایج گذرگاه، حلقه و ستاره که توسط پروتکل‌های لایه پیوند LAN پشتیبانی می‌شوند و همچنین ساختارهایی که از آنها با استفاده از پل‌ها و سوئیچ‌ها به دست می‌آیند، از جمله این توپولوژی‌های معمولی هستند. نمونه هایی از پروتکل های لایه پیوند عبارتند از پروتکل های اترنت، Token Ring، FDDI، lOOVG-AnyLAN.

در شبکه های محلی، پروتکل های لایه پیوند توسط کامپیوترها، پل ها، سوئیچ ها و روترها استفاده می شوند. در رایانه ها، عملکرد لایه پیوند با تلاش مشترک آداپتورهای شبکه و درایورهای آنها اجرا می شود.

که در شبکه های جهانی، که به ندرت دارای توپولوژی منظم هستند، لایه پیوند اغلب برای تبادل پیام ها تنها بین دو کامپیوتر همسایه که توسط یک خط ارتباطی مجزا به هم متصل شده اند، فراهم می کند. نمونه‌هایی از پروتکل‌های نقطه‌به‌نقطه (همان‌طور که این پروتکل‌ها اغلب نامیده می‌شوند) پروتکل‌های پرکاربرد PPP و LAP-B هستند. در چنین مواردی، از امکانات لایه شبکه برای ارسال پیام ها بین گره های انتهایی در سراسر شبکه استفاده می شود. به این ترتیب شبکه های X.25 سازماندهی می شوند. گاهی اوقات در شبکه های جهانی تشخیص عملکردهای لایه پیوند به شکل خالص آن دشوار است، زیرا آنها با عملکردهای لایه شبکه در یک پروتکل ترکیب می شوند. نمونه‌هایی از چنین رویکردی، پروتکل‌های ATM و فناوری‌های رله فریم هستند.

به طور کلی لایه پیوند مجموعه ای بسیار قدرتمند و کامل از توابع برای ارسال پیام بین گره های شبکه است. در برخی موارد، پروتکل‌های لایه پیوند، وسایل نقلیه خودکفا هستند و می‌توانند به پروتکل‌ها یا برنامه‌های کاربردی اجازه دهند که مستقیماً روی آنها کار کنند، بدون اینکه شبکه و لایه‌های انتقال را درگیر کنند. به عنوان مثال، اجرای پروتکل مدیریت شبکه SNMP مستقیماً در بالای اترنت وجود دارد، اگرچه به طور پیش فرض این پروتکل در بالای اترنت اجرا می شود. پروتکل شبکهپروتکل انتقال IP و UDP به طور طبیعی، استفاده از چنین پیاده سازی محدود خواهد بود - برای شبکه های ترکیبی از فناوری های مختلف، به عنوان مثال، اترنت و X.25، و حتی برای شبکه ای که در آن اترنت در همه بخش ها استفاده می شود، اما حلقه مانند مناسب نیست. ارتباطات بین بخش ها وجود دارد. اما در یک شبکه اترنت دو بخش، که توسط یک پل متحد شده است، پیاده سازی SNMP روی لایه پیوند بسیار کارآمد خواهد بود.

با این حال، برای اطمینان از انتقال پیام با کیفیت بالا در شبکه های هر توپولوژی و فناوری، عملکردهای لایه پیوند کافی نیست، بنابراین در مدل OSI، راه حل این مشکل به دو سطح زیر اختصاص داده شده است - شبکه و انتقال. .

لایه شبکه

لایه شبکه برای تشکیل یک سیستم حمل و نقل واحد خدمت می کند , که چندین شبکه را متحد می کند و این شبکه ها می توانند از اصول کاملاً متفاوتی برای انتقال پیام بین گره های انتهایی استفاده کنند و دارای ساختار دلخواه اتصالات هستند. عملکردهای لایه شبکه کاملاً متنوع است. بیایید بررسی آنها را در مورد مثال ترکیب شبکه های محلی شروع کنیم.

پروتکل‌های لایه پیوند شبکه‌های محلی تضمین می‌کنند که داده‌ها بین هر گره فقط در شبکه‌ای با توپولوژی معمولی مناسب، مانند توپولوژی ستاره سلسله مراتبی، تحویل داده می‌شود. این یک محدودیت بسیار سخت است که اجازه نمی دهد شبکه هایی با ساختار توسعه یافته ایجاد شود، به عنوان مثال، شبکه هایی که چندین شبکه سازمانی را با هم ترکیب می کنند. شبکه واحد، یا شبکه های بسیار قابل اعتماد که در آنها پیوندهای اضافی بین گره ها وجود دارد. می‌توان پروتکل‌های لایه پیوند را برای پشتیبانی از پیوندهای اضافی لوپی پیچیده کرد، اما اصل تفکیک وظایف بین لایه‌ها منجر به راه‌حل متفاوتی می‌شود. از یک سو، برای حفظ سادگی روش‌های انتقال داده برای توپولوژی‌های معمولی، و از سوی دیگر، برای اجازه استفاده از توپولوژی‌های دلخواه، یک لایه شبکه اضافی معرفی شده است.

در سطح شبکه، خود اصطلاح خالصدارای معنای خاصی است. در این مورد، یک شبکه به عنوان مجموعه ای از رایانه های متصل به هم مطابق با یکی از توپولوژی های معمولی استاندارد و با استفاده از یکی از پروتکل های لایه پیوند تعریف شده برای این توپولوژی برای انتقال داده درک می شود.

در داخل شبکه، تحویل داده ها توسط لایه پیوند مربوطه ارائه می شود، اما تحویل داده ها بین شبکه ها توسط لایه شبکه انجام می شود که از توانایی پشتیبانی می کند. انتخاب درستمسیر انتقال پیام حتی در مواردی که ساختار اتصالات بین شبکه‌های سازنده دارای کاراکتری متفاوت از آنچه در پروتکل‌های لایه پیوند اتخاذ شده است.

شبکه ها توسط دستگاه های خاصی به نام روتر به هم متصل می شوند. روتر -این دستگاهی است که اطلاعات توپولوژی اتصالات را جمع آوری می کند و بر اساس آن بسته های لایه شبکه را به شبکه مقصد ارسال می کند. برای ارسال پیام از یک فرستنده در یک شبکه به یک گیرنده در شبکه دیگر، باید تعدادی از آن را ایجاد کنید انتقال ترانزیت بین شبکه ها،یا رازک (از hop - پرش)، هر بار انتخاب مسیر مناسب. بنابراین، یک مسیر، دنباله ای از مسیریاب ها است که یک بسته از آن عبور می کند.

روی انجیر شکل 1.27 چهار شبکه را نشان می دهد که توسط سه روتر متصل شده اند. دو مسیر بین گره های A و B این شبکه وجود دارد: اولی از طریق روترهای 1 و 3 و دومی از طریق روترهای 1،2 و 3.

مشکل انتخاب بهترین مسیر نامیده می شود مسیریابی،و حل آن یکی از وظایف اصلی لایه شبکه است. این مشکل با این واقعیت تشدید می شود که کوتاه ترین مسیر همیشه بهترین نیست. معمولاً معیار انتخاب مسیر، زمان انتقال داده در این مسیر است. این بستگی به پهنای باند کانال های ارتباطی و شدت برنامه دارد که می تواند در طول زمان تغییر کند. برخی از الگوریتم های مسیریابی سعی می کنند خود را با ترافیک در حال تغییر وفق دهند، در حالی که برخی دیگر بر اساس میانگین ها در طول زمان تصمیم می گیرند. مدت زمان طولانی. انتخاب مسیر ممکن است بر اساس معیارهای دیگری مانند قابلیت اطمینان انتقال نیز باشد.

به طور کلی، عملکردهای لایه شبکه گسترده تر از عملکردهای پیام رسانی از طریق پیوندهایی با ساختار غیر استاندارد است که اکنون با استفاده از مثال ترکیب چندین شبکه محلی در نظر گرفته ایم. لایه شبکه نیز مشکل هماهنگی را حل می کند فن آوری های مختلف، آدرس دهی را ساده می کند شبکه های بزرگو ایجاد موانع قابل اعتماد و انعطاف پذیر برای ترافیک ناخواسته بین شبکه ها.

پیام های لایه شبکه نامیده می شوند بسته ها (بسته ها). هنگام سازماندهی تحویل بسته ها در سطح شبکه، از مفهوم "شماره شبکه" استفاده می شود. در این حالت، آدرس گیرنده شامل قسمت بالایی - شماره شبکه و قسمت پایینی - شماره گره در این شبکه است. همه گره‌ها در یک شبکه باید قسمت بالایی یک آدرس داشته باشند، بنابراین اصطلاح «شبکه» در سطح شبکه را می‌توان تعریف رسمی‌تر دیگری ارائه داد: شبکه مجموعه‌ای از گره‌هایی است که آدرس شبکه آن دارای شماره شبکه یکسانی است. .

لایه شبکه دو نوع پروتکل را تعریف می کند. نوع اول - پروتکل های شبکه (پروتکل های روت شده) - حمل و نقل بسته ها از طریق شبکه را اجرا کنید. این پروتکل ها هستند که معمولاً هنگام صحبت در مورد پروتکل های لایه شبکه به آنها اشاره می شود. با این حال، نوع دیگری از پروتکل اغلب به عنوان لایه شبکه نامیده می شود که پروتکل های تبادل اطلاعات مسیریابی یا به سادگی نامیده می شود. پروتکل های مسیریابی (مسیریابی پروتکل ها). روترها از این پروتکل ها برای جمع آوری اطلاعات در مورد توپولوژی اتصالات استفاده می کنند. پروتکل های لایه شبکه توسط ماژول های نرم افزاری سیستم عامل و همچنین نرم افزار و سخت افزار روترها پیاده سازی می شوند.

نوع دیگری از پروتکل در لایه شبکه عمل می کند و مسئول نگاشت آدرس میزبان مورد استفاده در لایه شبکه به آدرس شبکه محلی است. چنین پروتکل هایی اغلب نامیده می شوند پروتکل های حل آدرس -پروتکل حل آدرس، ARP. گاهی اوقات آنها را نه به لایه شبکه، بلکه به لایه کانال ارجاع می دهند، اگرچه ظرافت های طبقه بندی ماهیت آنها را تغییر نمی دهد.

نمونه هایی از پروتکل های لایه شبکه عبارتند از پروتکل IP Internetworking پشته TCP/IP و IPX Packet Internetworking Protocol از پشته Novell.

لایه حمل و نقل

در راه از فرستنده به گیرنده، بسته ها ممکن است خراب یا گم شوند. اگرچه برخی از برنامه‌ها امکانات مدیریت خطای خاص خود را دارند، اما برنامه‌هایی وجود دارند که ترجیح می‌دهند فوراً با یک اتصال قابل اعتماد مقابله کنند. . لایه حمل و نقل (لایه حمل و نقل) برنامه ها یا سطوح بالای پشته - برنامه و جلسه - انتقال داده را با درجه ای از قابلیت اطمینان مورد نیاز ارائه می دهد. مدل OSI پنج کلاس از خدمات ارائه شده توسط لایه انتقال را تعریف می کند. این نوع خدمات در کیفیت خدمات ارائه شده متفاوت است: فوریت، توانایی بازیابی ارتباطات قطع شده , در دسترس بودن ابزارهای مالتی پلکس کردن چندین اتصال بین پروتکل های کاربردی مختلف از طریق یک پروتکل حمل و نقل مشترک و مهمتر از همه، توانایی تشخیص و تصحیح خطاهای انتقال، مانند اعوجاج، از دست دادن و تکرار بسته ها.

انتخاب کلاس خدمات لایه حمل و نقل، از یک طرف، با میزان حل شدن وظیفه اطمینان از قابلیت اطمینان توسط خود برنامه ها و پروتکل های سطوح بالاتر از لایه حمل و نقل تعیین می شود، و از طرف دیگر ، این انتخاب بستگی به میزان اطمینان سیستم انتقال داده در شبکه دارد که توسط لایه های واقع در زیر حمل و نقل - شبکه، کانال و فیزیکی ارائه می شود. بنابراین، به عنوان مثال، اگر کیفیت کانال های ارتباطی بسیار بالا باشد و احتمال خطاهایی که توسط پروتکل های سطوح پایین شناسایی نمی شوند کم باشد، منطقی است که از یکی از سرویس های لایه حمل و نقل سبک استفاده کنید که بار سنگینی ندارند. با بررسی های متعدد، دست دادن و سایر روش های بهبود قابلیت اطمینان. اگر وسایل نقلیه لایه پایین در ابتدا بسیار غیرقابل اعتماد هستند، پس توصیه می شود به پیشرفته ترین سرویس لایه حمل و نقل مراجعه کنید که با استفاده از حداکثر ابزار برای شناسایی و حذف خطاها کار می کند - با استفاده از از قبل برقراری یک اتصال منطقی، کنترل تحویل پیام توسط جمع های چک. و بسته های گرد، تنظیم زمان تحویل و غیره.

به عنوان یک قاعده، تمام پروتکل ها، از لایه انتقال و بالاتر، توسط نرم افزار گره های انتهایی شبکه - اجزای سیستم عامل شبکه آنها پیاده سازی می شوند. نمونه هایی از پروتکل های انتقال شامل پروتکل های TCP و UDP پشته TCP/IP و پروتکل SPX پشته Novell است.

پروتکل های چهار لایه پایین در مجموع حمل و نقل شبکه یا زیر سیستم حمل و نقل نامیده می شوند، زیرا آنها به طور کامل مشکل انتقال پیام ها با سطح کیفی معین را در شبکه های ترکیبی با توپولوژی دلخواه و فناوری های مختلف حل می کنند. سه لایه بالای باقی مانده مشکلات ارائه خدمات کاربردی بر اساس زیر سیستم حمل و نقل موجود را حل می کند.

لایه جلسه

لایه نشست کنترلی را بر روی دیالوگ فراهم می کند: مشخص می کند که کدام طرف در آن فعال است در حال حاضر، وسیله ای برای همگام سازی فراهم می کند. دومی به شما این امکان را می دهد که پست های بازرسی را در نقل و انتقالات طولانی وارد کنید تا در صورت خرابی بتوانید به آخرین ایست بازرسی برگردید، نه اینکه همه چیز را از نو شروع کنید. در عمل، تعداد کمی از برنامه ها از لایه نشست استفاده می کنند و به ندرت به عنوان پروتکل های جداگانه پیاده سازی می شوند، اگرچه عملکردهای این لایه اغلب با لایه برنامه ترکیب می شوند و در یک پروتکل پیاده سازی می شوند.

سطح نمایندگی

لایه ارائه به شکل ارائه اطلاعات منتقل شده از طریق شبکه بدون تغییر محتوای آن می پردازد. با توجه به لایه ارائه، اطلاعات منتقل شده توسط لایه کاربردی یک سیستم همیشه توسط لایه کاربردی یک سیستم دیگر قابل درک است. با کمک این لایه، پروتکل های لایه کاربردی می توانند بر تفاوت های نحوی در نمایش داده ها یا تفاوت در کدهای کاراکتر مانند کدهای ASCII و EBCDIC غلبه کنند. در این سطح می توان رمزگذاری و رمزگشایی داده ها را انجام داد که به لطف آن از محرمانه بودن تبادل داده ها بلافاصله برای کلیه خدمات برنامه اطمینان حاصل می شود. نمونه ای از چنین پروتکلی، پروتکل لایه سوکت امن (SSL) است که پیام های امنی را برای پروتکل های لایه کاربردی پشته TCP/IP فراهم می کند.

سطح کاربردی

لایه Application در واقع فقط مجموعه ای از پروتکل های مختلف است که توسط آن کاربران شبکه به منابع مشترک مانند فایل ها، چاپگرها یا صفحات وب ابرمتن دسترسی پیدا می کنند و همکاری خود را به عنوان مثال با استفاده از پروتکل سازماندهی می کنند. پست الکترونیک. معمولاً واحد داده ای که لایه برنامه روی آن کار می کند نامیده می شود پیام (پیام).

طیف گسترده ای از خدمات لایه کاربردی وجود دارد. در اینجا فقط چند مورد از رایج ترین پیاده سازی سرویس های فایل به عنوان مثال آورده شده است: NCP in سیستم عامل Novell NetWare، SMB در Microsoft Windows NT، NFS، FTP و TFTP در پشته TCP/IP.

لایه های وابسته به شبکه و مستقل از شبکه

توابع تمام لایه های مدل OSI را می توان به یکی از دو گروه طبقه بندی کرد:

یا به توابعی که به پیاده سازی فنی خاص شبکه بستگی دارد، یا به عملکردهایی که جهت کار با برنامه ها هستند.

سه لایه پایین - فیزیکی، کانال و شبکه - وابسته به شبکه هستند، یعنی پروتکل های این لایه ها ارتباط نزدیکی با پیاده سازی فنی شبکه و تجهیزات ارتباطی مورد استفاده دارند. به عنوان مثال، تغییر به سخت افزار FDDI به معنای شیفت کاملپروتکل های فیزیکی و لایه پیوند در تمام گره های شبکه.

سه سطح برتر - اپلیکیشن، نماینده و جلسه - برنامه محور هستند و چندان به ویژگی های فنی ساخت شبکه وابسته نیستند. پروتکل های این لایه ها تحت تأثیر هیچ تغییری در توپولوژی شبکه، جایگزینی تجهیزات یا انتقال به فناوری شبکه دیگر قرار نمی گیرند. بنابراین، انتقال از اترنت به فناوری پرسرعت lOOVG-AnyLAN نیازی به هیچ تغییری در نرم افزاری که عملکرد لایه های برنامه، ارائه و جلسه را اجرا می کند، نخواهد داشت.

لایه انتقال متوسط ​​است، تمام جزئیات عملکرد لایه های پایین را از لایه های بالایی پنهان می کند. این به شما امکان می دهد برنامه هایی را توسعه دهید که به آنها وابسته نیستند وسایل فنیانتقال پیام مستقیم

روی انجیر شکل 1.28 لایه های مدل OSI را نشان می دهد , که عناصر مختلف شبکه بر روی آن کار می کنند. کامپیوتری که یک سیستم عامل شبکه روی آن نصب شده است با رایانه دیگری با استفاده از پروتکل های هر هفت سطح تعامل دارد.رایانه ها این تعامل را به طور غیر مستقیم از طریق وسایل ارتباطی مختلف انجام می دهند: هاب ها، مودم ها، پل ها، سوئیچ ها، روترها، مالتی پلکسرها. بسته به نوع، یک دستگاه ارتباطی می‌تواند فقط در لایه فیزیکی (تکرارکننده)، یا در فیزیکی و کانال (پل)، یا در فیزیکی، کانال و شبکه کار کند و گاهی اوقات لایه انتقال (روتر) را بگیرد.

روی انجیر 1.29 مطابقت عملکرد دستگاه های ارتباطی مختلف با سطوح مدل OSI را نشان می دهد .

مدل OSI اگرچه بسیار مهم است، اما تنها یکی از بسیاری از مدل های ارتباطی است. این مدل‌ها و پشته‌های پروتکل مرتبط با آن‌ها ممکن است در تعداد لایه‌ها، عملکرد آنها، قالب‌های پیام، سرویس‌های پشتیبانی شده در لایه‌های بالایی و سایر پارامترها متفاوت باشند.

برای هماهنگی عملکرد دستگاه های شبکه از تولید کنندگان مختلفبا اطمینان از تعامل شبکه هایی که از یک رسانه انتشار سیگنال متفاوت استفاده می کنند، یک مدل مرجع برای تعامل سیستم های باز (OSI) ایجاد شده است. مدل مرجع بر اساس سلسله مراتبی ساخته شده است. هر لایه یک سرویس به لایه بالاتر ارائه می دهد و از خدمات لایه پایین استفاده می کند.

پردازش داده ها از لایه برنامه شروع می شود. پس از آن، داده ها از تمام لایه های مدل مرجع عبور کرده و از طریق لایه فیزیکی به کانال ارتباطی ارسال می شود. در پذیرش، پردازش معکوس داده ها انجام می شود.

مدل مرجع OSI دو مفهوم را معرفی می کند: پروتکلو رابط.

پروتکل مجموعه ای از قوانین است که بر اساس آن لایه های مختلف سیستم های باز با هم تعامل دارند.

رابط مجموعه ای از ابزارها و روش های تعامل بین عناصر یک سیستم باز است.

پروتکل قوانینی را برای تعامل ماژول های هم سطح در گره های مختلف تعریف می کند و رابط قوانین تعامل ماژول های سطوح همسایه در همان گره را تعیین می کند.

در مجموع هفت لایه از مدل مرجع OSI وجود دارد. شایان ذکر است که پشته های واقعی از سطوح کمتری استفاده می کنند. به عنوان مثال، TCP/IP محبوب تنها از چهار لایه استفاده می کند. چرا اینطور است؟ کمی بعد توضیح می دهیم. حال بیایید هر یک از هفت سطح را جداگانه بررسی کنیم.

لایه های مدل OSI:

• سطح فیزیکی نوع رسانه انتقال داده، فیزیکی و مشخصات الکتریکیرابط ها، نوع سیگنال این لایه با بیت های اطلاعات سروکار دارد. نمونه هایی از پروتکل های لایه فیزیکی: اترنت، ISDN، Wi-Fi.
• سطح کانال مسئول دسترسی به رسانه انتقال، تصحیح خطا، انتقال داده قابل اعتماد. در پذیرشداده های دریافتی از لایه فیزیکی در فریم هایی بسته بندی می شوند و پس از آن یکپارچگی آنها بررسی می شود. اگر خطایی وجود نداشته باشد، داده ها به لایه شبکه منتقل می شوند. در صورت وجود خطا، فریم کنار گذاشته می شود و درخواست ارسال مجدد ایجاد می شود. لایه پیوند به دو زیر لایه تقسیم می شود: MAC (کنترل دسترسی رسانه) و LLC (کنترل لینک محلی). MAC دسترسی به اشتراک گذاری را تنظیم می کند محیط فیزیکی. LLC خدمات لایه شبکه را ارائه می دهد. سوئیچ ها در لایه پیوند کار می کنند. نمونه های پروتکل: اترنت، PPP.
• لایه شبکه وظایف اصلی آن مسیریابی - تعیین مسیر بهینه برای انتقال داده ها، آدرس دهی منطقی گره ها است. علاوه بر این، وظایف عیب یابی شبکه (پروتکل ICMP) را می توان به این سطح اختصاص داد. لایه شبکه با بسته ها سر و کار دارد. نمونه های پروتکل: IP، ICMP، IGMP، BGP، OSPF).
• لایه حمل و نقل طراحی شده برای ارائه داده ها بدون خطا، از دست دادن و تکراری به ترتیبی که آنها ارسال شده اند. کنترل سرتاسر انتقال داده از فرستنده به گیرنده را انجام می دهد. نمونه های پروتکل: TCP، UDP.
• سطح جلسه ایجاد / نگهداری / خاتمه یک جلسه ارتباطی را مدیریت می کند. نمونه های پروتکل: L2TP، RTCP.
• سطح اجرایی. تبدیل داده ها را انجام می دهد شکل مورد نظررمزگذاری/رمزگذاری، فشرده سازی.
• سطح برنامه تعامل بین کاربر و شبکه را انجام می دهد. با برنامه های سمت مشتری تعامل دارد. نمونه های پروتکل: HTTP، FTP، Telnet، SSH، SNMP.

پس از آشنایی با مدل مرجع، پشته پروتکل TCP/IP را در نظر خواهیم گرفت.

مدل TCP/IP چهار لایه را تعریف می کند. همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید، یک لایه TCP/IP می تواند با چندین لایه از مدل OSI مطابقت داشته باشد.

لایه های مدل TCP/IP:

• مرحله رابط های شبکه. مربوط به دو لایه پایینی مدل OSI است: پیوند و فیزیکی. بر این اساس مشخص می شود که این سطح مشخص کننده ویژگی های رسانه انتقال (جفت پیچ خورده، فیبر نوری، رادیو)، نوع سیگنال، روش کدگذاری، دسترسی به رسانه انتقال، تصحیح خطا، آدرس دهی فیزیکی (آدرس های MAC). در مدل TCP/IP، پروتکل Ethrnet و مشتقات آن (Fast Ethernet، Gigabit Ethernet) در این سطح کار می کنند.
• لایه متقابل. مربوط به لایه شبکه مدل OSI است. تمام عملکردهای آن را بر عهده می گیرد: مسیریابی، آدرس دهی منطقی (آدرس های IP). پروتکل IP در این سطح عمل می کند.
• لایه حمل و نقل مربوط به لایه انتقال مدل OSI است. مسئول تحویل بسته ها از مبدا به مقصد. در این سطح، دو پروتکل درگیر هستند: TCP و UDP. TCP با ایجاد درخواست های پیش از اتصال برای ارسال مجدد در صورت بروز خطا، قابل اعتمادتر از UDP است. با این حال، در عین حال، TCP کندتر از UDP است.
• سطح برنامه وظیفه اصلی آن تعامل با برنامه ها و فرآیندهای موجود در هاست است. نمونه های پروتکل: HTTP، FTP، POP3، SNMP، NTP، DNS، DHCP.

کپسوله‌سازی روشی برای بسته‌بندی یک بسته داده است که در آن هدرهای سرویس بسته، مستقل از یکدیگر، با گنجاندن آنها در سطوح بالاتر از سرفصل‌های سطوح پایین‌تر انتزاع می‌شوند.

بیایید به یک مثال خاص نگاه کنیم. فرض کنید می خواهیم از کامپیوتر به سایت برسیم. برای این کار کامپیوتر ما باید یک درخواست http برای دریافت منابع وب سروری که صفحه سایت مورد نیاز ما در آن ذخیره شده است آماده کند. در لایه برنامه، یک هدر HTTP به داده ها (داده) مرورگر اضافه می شود. علاوه بر این، در سطح انتقال، یک هدر TCP به بسته ما اضافه می‌شود که شامل شماره پورت فرستنده و گیرنده است (پورت 80 برای HTTP). در سطح شبکه، یک هدر IP حاوی آدرس های IP فرستنده و گیرنده تشکیل می شود. بلافاصله قبل از انتقال، یک هدر اترنت در لایه پیوند داده اضافه می شود که حاوی آدرس های فیزیکی (آدرس های MAC) فرستنده و گیرنده است. پس از تمام این مراحل، بسته به شکل بیت اطلاعات از طریق شبکه منتقل می شود. در هنگام پذیرش، روند معکوس می شود. وب سرور در هر سطح هدر مربوطه را بررسی می کند. اگر بررسی موفقیت آمیز باشد، هدر حذف می شود و بسته به سطح بالایی می رود. در غیر این صورت، کل بسته حذف می شود.

مشترک ما شوید

من با تعریف نحوه انجام آن شروع می کنم. مدل OSI یک مدل نظری است مدل ایده آلانتقال داده های شبکه این به این معنی است که در عمل هرگز با این مدل مطابقت دقیقی نخواهید داشت، این معیاری است که توسعه دهندگان به آن پایبند هستند. برنامه های شبکهو تولید کنندگان تجهیزات شبکهتا سازگاری محصولات خود را حفظ کنند. شما می توانید این را با ایده های مردم در مورد فرد ایده آل مقایسه کنید - آن را در هیچ کجا پیدا نخواهید کرد، اما همه می دانند که برای چه چیزی باید تلاش کنند.

من می خواهم فوراً به یک نکته ظریف اشاره کنم - آنچه را که در مدل OSI از طریق شبکه منتقل می شود ، داده ها را صدا می زنم ، که کاملاً صحیح نیست ، اما برای اینکه خواننده مبتدی را با شرایط اشتباه نگیریم ، با من سازش کردم. وجدان

در زیر شناخته شده ترین و قابل درک ترین نمودار مدل OSI آورده شده است. نقشه های بیشتری در مقاله وجود خواهد داشت، اما من پیشنهاد می کنم اولین مورد را به عنوان اصلی در نظر بگیریم:

جدول از دو ستون تشکیل شده است که در مرحله اولیه فقط به ستون سمت راست علاقه مندیم. ما جدول را از پایین به بالا می خوانیم (اما چگونه دیگر :)). در واقع، این هوی و هوس من نیست، اما من این کار را برای راحتی جذب اطلاعات انجام می دهم - از ساده تا پیچیده. برو!

در سمت راست جدول بالا، از پایین به بالا، مسیر داده های ارسال شده از طریق شبکه (به عنوان مثال، از روتر خانگیبه کامپیوتر شما). شفاف سازی - سطوح OSI از پایین به بالا، سپس این مسیر داده در سمت دریافت کننده خواهد بود، اگر از بالا به پایین، سپس برعکس - ارسال شود. امیدوارم واضح باشه برای رفع کامل شبهات، نمودار دیگری برای وضوح وجود دارد:

برای ردیابی مسیر داده ها و تغییراتی که با آنها از طریق سطوح رخ می دهد، کافی است تصور کنید که چگونه آنها در امتداد خط آبی در نمودار حرکت می کنند، ابتدا از بالا به پایین از طریق سطوح OSI از اولین کامپیوتر و سپس از از پایین به بالا تا دوم حالا بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از سطوح بیندازیم.

1) فیزیکی(فیزیکی) - به اصطلاح "رسانه انتقال داده" به آن اشاره دارد، یعنی. سیم، کابل نوری، موج رادیویی (در مورد اتصالات بی سیم) و مانند آن. به عنوان مثال، اگر رایانه شما از طریق کابل به اینترنت متصل است، سیم ها، مخاطبین انتهای سیم، مخاطبین رابط کارت شبکه رایانه شما و همچنین داخلی مدارهای الکتریکیروی بردهای کامپیوتر مهندسان شبکه مفهوم "مشکل با فیزیک" را دارند - این بدان معنی است که متخصص دستگاه لایه فیزیکی را مقصر "عدم انتقال" داده ها می دانست، به عنوان مثال، در جایی خراب شده است. کابل شبکه، یا سطح پایینعلامت.

2) کانال(پیوند داده) - این بسیار جالب تر است. برای درک لایه پیوند، ابتدا باید مفهوم مک آدرس را درک کنیم، زیرا این آدرس شخصیت اصلی در این فصل خواهد بود :). آدرس مک را "آدرس فیزیکی"، "آدرس سخت افزار" نیز می نامند. مجموعه ای از 12 کاراکتر است هگزادسیمالسیستم اعداد تقسیم بر 6 هشت هاخط تیره یا دو نقطه، برای مثال 08:00:27:b4:88:c1. برای شناسایی منحصر به فرد مورد نیاز است دستگاه شبکهبرخط. از لحاظ تئوری، یک آدرس MAC در سطح جهانی منحصر به فرد است، یعنی. چنین آدرسی در هیچ کجای دنیا وجود ندارد و در مرحله تولید به دستگاه شبکه دوخته می شود. با این حال، راه‌های ساده‌ای برای تغییر آن به یک خودسرانه وجود دارد، و علاوه بر این، برخی از تولیدکنندگان بی‌وجدان و کمتر شناخته شده از پرچ کردن، به عنوان مثال، یک دسته 5000 دریغ نمی‌کنند. کارت های شبکهدقیقا با همان مک. بر این اساس، اگر حداقل دو «برادر آکروباتیک» در یک شبکه محلی ظاهر شوند، درگیری ها و مشکلات آغاز می شود.

بنابراین، در لایه پیوند داده، داده ها توسط یک دستگاه شبکه پردازش می شود که فقط به یک چیز علاقه دارد - آدرس MAC بدنام ما، یعنی. او به آدرس تحویل علاقه مند است. دستگاه‌های سطح پیوند شامل سوئیچ‌ها هستند (آنها نیز سوئیچ هستند) - آنها آدرس‌های MAC دستگاه‌های شبکه را که با آنها ارتباط مستقیم و مستقیم دارند، در حافظه خود نگه می‌دارند و هنگامی که داده‌ها را در پورت دریافت خود دریافت می‌کنند، بررسی می‌کنند. آدرس های MAC در داده ها با آدرس های MAC موجود در حافظه. اگر مطابقت وجود داشته باشد، داده ها به مخاطب منتقل می شود، بقیه به سادگی نادیده گرفته می شوند.

3) شبکه(شبکه) - سطح "مقدس" ، درک اصل عملکرد که در بیشتر موارد یک مهندس شبکه را چنین می کند. در اینجا، "آدرس IP" از قبل با مشت آهنین حکومت می کند، اینجا اساس پایه ها است. به دلیل عدم وجود آدرس IP، انتقال داده ها بین رایانه هایی که بخشی از همان شبکه محلی نیستند امکان پذیر می شود. انتقال داده بین مختلف شبکه های محلیمسیریابی نامیده می شود و دستگاه هایی که امکان انجام این کار را می دهند روتر نامیده می شوند (آنها نیز روتر هستند، اگرچه در سال های اخیر مفهوم روتر به شدت منحرف شده است).

بنابراین، آدرس IP - اگر وارد جزئیات نشوید، این مجموعه ای از 12 رقم در سیستم اعداد اعشاری ("نرمال") است که به 4 اکتت تقسیم شده است که با یک نقطه از هم جدا شده است که به یک شبکه اختصاص داده شده است. دستگاه هنگام اتصال به شبکه در اینجا باید کمی عمیق تر بروید: برای مثال، بسیاری از مردم آدرس را از محدوده 192.168.1.23 می دانند. کاملاً واضح است که 12 رقم وجود ندارد. با این حال، اگر آدرس را با فرمت کامل بنویسید، همه چیز در جای خود قرار می گیرد - 192.168.001.023. ما در این مرحله حتی عمیق تر نخواهیم شد، زیرا آدرس دهی IP یک موضوع جداگانه برای داستان و نمایش است.

4) لایه حمل و نقل(حمل و نقل) - همانطور که از نام آن پیداست، به طور خاص برای تحویل و ارسال داده ها به مخاطب مورد نیاز است. با تشبیه پستی که رنج طولانی مدت داریم، آدرس IP در واقع آدرس تحویل یا دریافت است و پروتکل حمل و نقل پستچی است که می تواند نامه را بخواند و می داند چگونه نامه را تحویل دهد. پروتکل ها متفاوت هستند، برای اهداف مختلف، اما آنها به یک معنی - تحویل.

لایه انتقال آخرین لایه است که به طور کلی مورد توجه مهندسان شبکه است. مدیران سیستم. اگر هر 4 سطح پایین‌تر آن‌طور که باید کار می‌کردند، اما داده‌ها به مقصد نمی‌رسیدند، باید مشکل را از قبل جستجو کرد. نرم افزارکامپیوتر خاص پروتکل های به اصطلاح سطوح بالا نگرانی زیادی برای برنامه نویسان و گاهی اوقات مدیران سیستم دارند (مثلاً اگر او درگیر تعمیر و نگهداری سرور باشد). بنابراین، در ادامه هدف این سطوح را به صورت گذرا شرح خواهم داد. علاوه بر این، اگر به طور عینی به وضعیت نگاه کنید، اغلب در عمل، عملکرد چندین لایه بالایی مدل OSI به طور همزمان توسط یک برنامه یا سرویس انجام می شود و نمی توان به صراحت گفت که کجا آن را نسبت می دهیم.

5) جلسه(جلسه) - باز کردن، بسته شدن یک جلسه انتقال داده را مدیریت می کند، حقوق دسترسی را بررسی می کند، همگام سازی شروع و پایان انتقال را کنترل می کند. به عنوان مثال، اگر فایلی را از اینترنت دانلود می کنید، مرورگر شما (یا از طریق آنچه در آنجا دانلود می کنید) درخواستی را به سروری که فایل در آن قرار دارد ارسال می کند. در این مرحله، پروتکل‌های جلسه روشن می‌شوند که دانلود موفقیت‌آمیز فایل را تضمین می‌کنند، پس از آن، در تئوری، به طور خودکار خاموش می‌شوند، اگرچه گزینه‌هایی وجود دارد.

6) اجرایی(ارائه) - داده ها را برای پردازش توسط برنامه نهایی آماده می کند. به عنوان مثال، اگر این فایل متنی، سپس باید رمزگذاری را بررسی کنید (برای اینکه "کرک" نگیرید) ، می توان از بایگانی بسته بندی کرد .... اما در اینجا ، آنچه قبلاً در مورد آن نوشتم به وضوح دیده می شود - جدا کردن کجا بسیار دشوار است سطح نماینده به پایان می رسد و سطح بعدی از کجا شروع می شود:

7) اعمال شد(Application (Application)) - همانطور که از نام آن مشخص است سطح برنامه هایی که از داده های دریافتی استفاده می کنند و نتیجه کار تمام سطوح مدل OSI را می بینیم. به عنوان مثال، شما در حال خواندن این متن هستید زیرا آن را با رمزگذاری صحیح باز کرده اید، فونت مورد نظرو غیره. مرورگر شما.

و اکنون، وقتی حداقل درک کلی از فناوری فرآیند داریم، لازم می دانم در مورد بیت ها، فریم ها، بسته ها، بلوک ها و داده ها صحبت کنیم. اگر به خاطر داشته باشید در ابتدای مقاله از شما خواستم که به ستون سمت چپ جدول اصلی توجه نکنید. بنابراین، زمان او است! اکنون دوباره تمام لایه‌های مدل OSI را مرور می‌کنیم و می‌بینیم که چگونه بیت‌های ساده (0 و 1) به داده تبدیل می‌شوند. ما همچنین از پایین به بالا خواهیم رفت تا دنباله جذب مواد را نقض نکنیم.

بر فیزیکیسطح ما یک سیگنال داریم. این می تواند الکتریکی، نوری، موج رادیویی و غیره باشد. تا اینجا، اینها حتی بیت نیستند، اما دستگاه شبکه سیگنال دریافتی را تجزیه و تحلیل می کند و آن را به صفر و یک تبدیل می کند. به این فرآیند «تبدیل سخت افزار» می گویند. علاوه بر این، در حال حاضر در داخل دستگاه شبکه، بیت ها در (هشت بیت در یک بایت) ترکیب می شوند، پردازش شده و به لایه پیوند منتقل می شوند.

بر کانالسطح ما به اصطلاح قاببه طور کلی، این بسته ای از بایت ها است، از 64 تا 1518 در یک بسته، که از آن سوئیچ هدر را می خواند، که حاوی آدرس های MAC گیرنده و فرستنده، و همچنین اطلاعات فنی. مشاهده مطابقت های آدرس MAC در هدر و در آن میز سوئیچینگ(حافظه)، سوئیچ فریم هایی با چنین مواردی را به دستگاه مقصد ارسال می کند

بر شبکهسطح، به همه این خوبی ها، آدرس های IP گیرنده و فرستنده نیز اضافه شده است که همه از یک هدر استخراج می شوند و به این می گویند. کیسه پلاستیکی.

بر حمل و نقلدر سطح، بسته به پروتکل مربوطه خطاب می شود که کد آن در اطلاعات سرویس هدر نشان داده شده است و برای سرویس دهی به پروتکل های سطح بالا داده می شود، که برای آنها داده های کامل است، یعنی. اطلاعات به شکل قابل هضم و قابل استفاده برای کاربرد.

نمودار زیر این موضوع را واضح تر نشان می دهد: