مفاهیم مرتبط با خدمات الیه هاخدمات اتصال گرا

اگ�ر الی�ه ای در ماش�ین فرس�تنده بخواه�د ی�ک ی�ا چن�د ب�رای الی�ه همت�ای خ�ود در ماش�ین قطع�ه داده را گیرن�ده بفرس�تد اگ�ر قب�ل از ارس�ال این داده ه�ا , بین این الی�ه ه�ا هم�اهنگی ص�ورت بگ�یرد و ب�ر س�ر چگ�ونگی و پارامتره�ای ارس�ال تواف�ق اولی�ه حاص�ل , ش�ود و پس از آن قطع�ات داده ارس�ال گ�ردد

چنین سرویسی را اتصال گرا گویند

زم�انی ک�ه تل�ف می ش�ود ت�ا بین گیرن�ده و فرس�تنده هم�اهنگی ص�ورت بگ�یرد س�رعت و ک�ارایی را پ�ایین

خواهد آورد91مهر 1

خدمات بدون اتصال اگ�ر الی�ه ای در ماش�ین فرس�تنده بخواه�د ی�ک ی�ا چن�د ب�رای الی�ه همت�ای خ�ود در ماش�ین قطع�ه داده را ب�ا هم�اهنگی و اطالع ب�دون اگ�ر بفرس�تد گیرن�ده چ�نین بفرس�تد را داده خ�ود قطع�ات همت�ای الی�ه

سرویسی را بدون اتصال گویند

بدیهی اس�ت ک�ه هیچ تض�مینی در آنک�ه این قطع�ات داده بط�ور م�وفقیت آم�یز در گیرن�ده دری�افت ش�ود

وجود ندارد

91مهر 2

(Flow)جریان دنبال�ه ای از بس�ته ه�ا ک�ه از ی�ک پروس�ه در ماش�ین در ک�اربردی برنام�ه ی�ک س�وی ب�ه و تولی�د مب�دا

ماشین مقصد روانه می شوند

پهنای باندن�رخ متوس�ط تولی�د داده ه�ای ی�ک جری�ان ب�ر حس�ب

بیت بر ثانیه

نرخ اتالف بسته ی�ک ب�ه بین رفتن بس�ته ه�ای متعل�ق از می�انگین

91مهر جریان واحد 3

مکانیزم کنترل خطا: به ه�ر مک�انیزمی ک�ه بین گیرن�ده و فرس�تنده تواف�ق ب�ر اس�اس آن ص�حت داده ه�ای دری�افتی ت�ا ش�ود

تضمین شود

مکانیزم کنترل جریان : , فرس�تنده آن اس�اس ب�ر ک�ه مک�انیزمی ه�ر به ب�ا را خ�ود اطالع�اتی واح�دهای ارس�ال س�رعت

گیرنده تنظیم نماید

91مهر 4

91مهر

TCP/IPمدل چهاراليه اي

5

91مهر

ها اليه نامهاي معادل در برخي از كتب

اليه كاربردApplication layer

اليه سرويسهاي كاربردي

اليه انتقالTransport layer

(Host to Host) اليه ارتباط ميزبان به ميزبان ( انتهائي عناصر ارتباط اليه End to End

Connection)

اليه شبكهNetwork layer

اليه اينترنت اليه ارتباطات اينترنت

اليه دسترسي به شبكه

Network Interface

(Host to Network) اليه ميزبان به شبكه اليه رابط شبكه

هاي مدل اليهTCP/IP

6

91مهر

انـداز افزارهاي راه ، نرمهاافزار سختاستاندارد هایی برای تعريف

پـروتـكلـهاي شبـكه تعریف

تواننــد شــوند، مي تعريــف ميTCP/IPپروتكلهــائي كــه در اليــه اول از مــدل مبتني بر ارسال رشته

بيت يا مبتني بر ارسال رشته بايت باشند.

: اليه TCP/IPاليه اول از مدل واسط شبكه

هــاي اطلـاعــاتي در ايــن بستـهIPهاي بسـته •اليه

ــته • ــدايت بس ــا IPهاي ه ــدأ ت ــبكه از مب روي شباشد مقصد كه اين عمل از نوع بدون اتصال مي

ا • ك ـي ال ـي ني ارـس ژگي ارسـال چندپخشـي يـع وـيچـند بـسته اطالـعاتي ـبه چنــدين مقصــد گوـناگون

شده در قالب يك گروه سازماندهيتفاده مي• ه اـس ه در اين الـي ائي ـك وند پروتكلـه ـش

عبارتند از:IP , IGMP , BOOTP , ARP , RARP , RIP , ICMP . . و

: اليه شبكهTCP/IPاليه دوم از مدل

7

91مهر

اليه انتقال :TCP/IPاليه سوم از مدل

با گرا و مطمئـن سرويس اتصال از طـريق يـكبرقراري ارتباط يا ميزبان.يي ماشينهاي انتها

: اليه كاربردTCP/IP اليه چهارم از مدل

گيرد در قالب خدماتي كه در اين اليه صورت ميپروتكلهاي استاندارد زير

شود : به كاربر ارائه ميسازي ترمينال شبيه

FTP انتقال فايل يا مديريت پست الكترونيكي

خدمات انتقال صفحات ابرمتني

8

91مهر

فصل دوم: اليه واسط شبكه

اليه شبكه و مسائل خطوط انتقال داده

استانداردهاي انتقال روي خطوط نقطه به نقطه

پروتكل SLIP

پروتكل PPP

استانداردهاي انتقال در شبكه هاي با كانال مشترك

: هدفهاي آموزشي

9

91مهر

اليه واسط شبکه (1

تبديل کانال داراي خطا به يک خط مطمئن و بدون ☻ خطا

☻ فريم بندي اطالعات

ساختمان داده اي است درون فيلد داده ☻ فريمها

با وجود تغيير شبکه و IPعدم تغيير بسته ☻تغييرات مداوم فريم

IPبسته

10

91مهر

کانالهاي انتقال

وظيفه سخت افزار انتقال در اليه واسط انتقال بيتهاي داده بر روي کانال فيزيکي شبکه:

بدون توجه به نوع و محتواي دادها

خطوط تلفن•

فيبرهاي نوري•

شدة بافته سيمهاي به هم •زوجي

محور كابلهاي هم •)كواكسيال(

اي كانالهاي ماهواره •

كانالهاي راديويي •

امواج طيف نوري •

11

91مهر

ه سيمهاي به هم بافته شد :زوجي

•UTP : يك زوج سيم معمولي بههم بافته شده

• STP يك زوج سيم معمولي به : هم بافته شده به همراه يك

پوشش آلومينيمي بر روي آنها جهت كاهش اثر نويزهاي

محيطي بر روي سيم

(a) Category 3 UTP.(b) Category 5 UTP.

:محور )كواكسيال( كابلهاي هم :در انواع مختلف مانند

Tick Coaxial اهم ضخيم50كابل كواكس Cable

Thin Coaxial اهم نازك50كابل كواكس Cable

( اهم معمولي75كابل كوآكس

12

91مهر

در اي : كانالهاي ماهواره: مانندباندهاي فركانسي مختلف

C باند •

Ku باند •

Kaباند •

در انواع مختلف مثل فيبر تك موده و چند موده : فيبرهاي نوري

شامل نور مادون قرمز: امواج طيف نوري

UHF ، VHF شامل باندهاي فركانسي مختلف مثل : كانالهاي راديويي

13

91مهر

پيچيده نسبتا

پيچيده بسيار

پيچيده

متوسط

ساده

ساده

پياده سازي

نسبتا گران

گران

متوسط

متوسط

ارزان

ارزان

قيمت

زياد

متوسط

بسيار كم

كم

متوسط

زياد

خطا

كانالهاي ماهواره

حدود جند صد مگا هرتز

در همه جا تحت پوشش

كانالهاي حدود جند مگا هرتزراديويي

در جايي كه كابل كشي عقاليي نيست مناسب

مي باشد .

فيبرهاي بهترين كاراييحدود جند گيگا هرتزنوري

كابلهاي حدود جند صد یال كواكس

مگاهرتز

متوسط ) حدود جند زوج سيمصد مگاهرتز ( ده تا

براي فواصل كوتاه مناسب است

خطوط تلفن معمولي

از قبل وجود دارد (4KHzحدود كم )

توضيحپهناي باند نوع كانال

برخي از كانالهاي مشخصاتهمقايس انتقال

14

91مهر

Bپهناي باند:

توانايي و ظرفيت كانال در ارسال اطالعات با نرخ بيت در هر ثانيه

:رابطه شانون

C=B.log2(1+S/N)

C ظرفيت كانال بر حسب : بيت بر ثانيه

S متوسط توان سيگنال : Nمتوسط توان نويز : B پهناي باند كانال بر حسب :

هرتز

15

91مهر

تقسيم پهناي باند يك كانال بين چند ايستگاه مالتي پلكس يا تسهيم :

FDM Frequency Divisionتسهيم در ميدان فركانس يا •Multiplexing

TDM Time Divisionتسهيم در ميدان زمان يا •Multiplexing

FDM: تقسيم پهناي باند فركانسي به N باند تعداد ايستگاه موجود در شبكه(Nمجزا )

TDM: تقسيم زمان به بازه هاي كوچك )ارسال اطالعات بر روي كانال توسط هر

ايستگاه فقط در بازه زماني مشخص(

16

91مهر

و FDMموارد كاربرد روشهاي TDM:

تعداد ايستگاهها ثابت و •محدود

ارسال حجم ثابت و دائمي •داده توسط هر ايستگاه بر

روي كانال

TDM

17

91مهر

FDM

18

91مهر

هاي خطا در شبكهانواع نويز حرارتي•كامپيوتري

شوك هاي •الكتريكي

نويز كيهاني•

روشهاي كشف خطا

اضافه كردن بيت •توازن به داده ها

Checksum روش •

كدهاي كشف خطاي •CRC

19

91مهر

اســـتانداردهاي انتقـــال روي خطـــوطنقطه به نقطه

:SLIP Serial Line IPپروتكل ( 1 •

PPP : Point to Pointپروتكل ( 2 •

روش كار:

ارسال عالمت مشخصه يك بايتي 1.0xC0روي خط توسط ايستگاه

انتقال داده بر روي خط2.

0xC0 ارسال مجدد عالمت مشخصه 3.جهت مشخص نمودن انتهاي فريم

SLIP( پروتكل 1

Flag Data (Payload) Flag

قالب هر فريم

0xC0 0xC0 ها داده20

91مهر

SLIP پروتكلمعايب

عدم وجود كد كشف خطا در اين پروتكل•

درون IP قرار گرفتن فقط بسته هاي •فيلد داده فريم

عدم پشتيباني بسياري از سيستم عاملها •از اين پروتكل

ثابت و شناخته IP لزوم داشتن آدرسهاي •شده براي هر دو ايستگاه برقراركننده

ارتباط

عدم تأييد و احراز هويت كاربر •برقراركننده ارتباط در اين پروتكل

پروتكلي بسيار سريع به دليل نداشتن فيلدهاي سرآيند اضافي

21

91مهر

مراحل برقراري ارتباط از طريق خط :سريال نقطه به نقطه

شماره گيري به كمك مودم •

اتصال تلفن توسط مودم طرف مقابل•

LCP(link control packet) تبادل بسته هاي اطالعاتي كنترلي •بين طرفين

o فريم هاي LCP حاوي اطالعات پارامترهاي پروتكل PPP

جهت تنظيم NCP(network control packet) تبادل بسته هاي •پارامترهاي اليه باالتر

آغاز مبادله فريمها•

فاز مذاكره

Negotiation

22

91مهر

) قالب فريم پروتكل2PPP

Address Field

• xمقدار فيلد تماما 1

آدرس فراگير •

23

91مهر

Protocol

مشخص كننده آنكه بسته درون فيلد داده .مربوط به چه پروتكلي در اليه باالتر است

مقدار اين فيلد در مورد فريمهاي عادي = •00000011

دهنده آن است كه اين فريم نشان • و نيازي به ارسال پيغام شده نيست گذاري شماره

ACK( )فریم دریافت تصدیق معنای توسط به طرفين براي فريمها نمي باشد

Control Field

Checksum

2 به طور پيش فرض •بايتي

جهت كشف خطاهاي •احتمالي در فريم 24

91مهر

Payload

بسته مربوط به اليه •باالتر در اين فيلد قرار

مي گيرد

ESTABLISH

AUTHENTICATE

BOTH SIDE AGREE ON OPTIONS

dead NETWORK

OPEN

TERMINATE

NCPCONFIGURATION

DONE

Carrier Detect

Failed

Carrier Dropped

Failed

مراحل برقراري و ختم يك ارتباط در PPP پروتكل 25

کانال روی معتبری سیگنال هیچ و است آزاد خط که میدهد نشانDead حالت

. نمیشود احساس

یک و شده مشاهده معتبری سیگنال خط روی که معناست بدینEstablish حالت

پارامترهای ، طرفین ولیکن است گردیده برقرار فیزیکی اتصالو رد طرفین بین برقراری برای را نکرده LCP خود تنظیم ارتباط یک

لینک پارامترهای تا شده بدل های بسته سری یک دلیل بهمین ، اند) ( . فیلدها اندازۀ_ مثل پارامترهایی شوند تنظیم

خواهد ارتباط کنندۀ_ شروع هویت تائید و بررسی ، مرحلۀ_Authenticate حالت

را. مقابلش طرف مشخصات و هویت ، طرفین از یکی اگر بودمیشود قطع ارتباط ، نکرد .تصدیق

91مهر 26

پروتکل پیکربندی تنظیم های NCP برای بسته حالت این حالت Network در . ) برای ) چیز همه الزم پیکربندی g تنظیم از پس میشوند مبادله شبکه الیه باالتر الیۀ_

. است آماده ارتباط یک برقراریمیشود آماده اطالعات انتقال و مبادله برای شرایط ، حالت این حالت Open .در

صورت اطالعات مبادلۀ_ اتمام از پس که حالت این حالت Terminate: درمیرسند توافق به ارتباط ختم سر های LCP .بر بسته مبادله با طرفین ، میگیرد

ارتباط ختم با طرفین و رسید اتمام به اطالعات مبادله گاه حالت Dead هر gحامل سیگنال هیچ h عمال و شده تبدیل غیرفعال حالت به کانال ، کردند موافقت

شد نخواهد ارسال آن روی .معتبری

91مهر 27

91مهر

LCPبسته هاي مهم

Link Control Protoco

Protocol Reject I Rپروتكلي را تعيين كرده ايد كه تشخيص داده نمي شود.

Discard Request I Rلطفاx اين بسته را نديده بگيريد. )حذف كنيد.(

Echo Reply I R(Echo Requestبسته پس فرستاده شد! )پاسخ بستة

Echo Request I Rلطفاx عيناx همين بسته را پس بفرستيد!

Code-Reject I Rتقاضايي رسيده است كه شناسايي و فهم نمي شود.

Terminate Ack I Rموافقت براي قطع ارتباط و كانال

Terminate Request I Rتقاضا براي خاتمه و قطع ارتباط

Configure Reject I Rبرخي از پارامترها قابل بحث و توافق نيستند.

Configure Nack I Rبرخي از پارامترها و گزينه ها پذيرفته نشد.

Configure Ack I Rمشخص مي كند كه تمامي پيشنهادات پذيرفته شد.

Configure Request I Rليستي از گزينه ها و مقادير را براي تنظيم ، پيشنهاد مي كند.

نام بسته جهت عملكرد

I : پيشنهاددهنده

R پاسخ :دهنده

28

91مهر

استانداردهاي واسط شبكه هاي محلي با كانال اشتراكي (3

1-3 )IEEE 802.3 : هاي استاندارد شبكه محلي باس

تعريف اين استاندارد براي شبكه هاي كانال مشترك با توپولوژي باس•

/ CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access مديريت كانال به روش •Collision Detection

29

91مهر

:CSMA/CDروش

گوش دادن ايستگاه متقاضي ارسال فريم به كانال•

در صورت آزاد بودن كانال آغاز ارسال فريم•

اشغال بودن كانال توسط ايستگاه ديگر منتظر •شدن تا اتمام ارسال و در صورت آزاد شدن كانال شروع

ارسال فريم احتمال تصادم سيگنال به دليل منتظر بودن ايستگاههاي ديگر جهت ارسال فريم

مواجه شدن ايستگاه آغاز كننده ارسال با تصادم توليد •عدد تصادفي توسط ايستگاه و توقف ارسال فريم به

مدت عدد تصادفي و گوش دادن به خط

توليد سيگنال نويز روي كانال هنگام آگاهي هر ايستگاه •از تصادم جهت اطالع ايستگاههاي ديگر

30

91مهر

IEEE 802.3راندمان كانال در استاندارد

•F طول فريم بر حسب بيت : •B پهناي باند كانال : •C سرعت انتشار : •L طول كانال : •e ( 2.718 : عدد نپرين) .....

1

1+ 2 e.B.L

C.F

راندمان =كانال

كاهش طول فريم كاهش راندمان •كانال

افزايش طول كانال كاهش راندمان •كانال

افزايش نرخ ارسال كاهش راندمان •كانال 31

مثال:ارس�الی ف�ریم ی�ک ش�بکه ط�ول در بان�د 2اگ�ر وپهن�ای بیت

و ط�ول کان�ال براب�ر ب�ا 4 وس�رعت انتش�ار براب�ر ب�ا 4کان�ال باشد راندمان کانال را محاسبه کنید.2

فرض کنید.2عدد نپرین را برابر = راندمان

0.2راندمان=

1

1+ 2 .2.4.2

4.2

91مهر

2 )IEEE 802.4 : محلي توكن استاندارد شبكه هايباس

سازي يك حلقة مجازي بر روي يك ، پياده هدف اصلي•اي كه تصادم بر روي شبكه با توپولوژي باس به گونه

كانال بوجود نيايد

طبق يك روش از كانالهمة ايستگاهها استفاده • هنگام بروز تصادم زمان تلف شدهحذف يافته و سازمان

زمان انتظار براي استفاده از كانال و ارسال تخمين • ايستگاه در شبكه موجود و فعال باشد و nاگر ) فريم

ثانيه از كانال را Tهر ايستگاه فقط حق استفادة حداكثر n.Tداشته باشد ، در باالترين حد� ترافيك ، تاخير حداكثر

(ثانيه خواهد بود.

33

91مهر

روش كار: خود آدرس ايستگاه چپ و راست مطلع بودن هر ايستگاه از •

در حلقه ارسال يك فريم كنترلي به نام توكن به ايستگاه بعدي در حلقه •

بعد از اتمام ارسال فريم توسط ايستگاه مجوز ارسال فريم بر روي كانال در صورت داشتن فريم •

كنترلي توكنعدم بروز تصادم •

12 3 4 5

6

26 31 2 4 53 4 5

5 7

حلقه مجازي بر روي شبكه باس

34

91مهر

در شبکه IPفصل سوم: اليه اينترنت

مفاهيم اليه IP

تشريح پروتکل و بسته هاي IP

آدرس دهي ماشينها و کالسهاي آدرس

الگوهاي زير شبکه

پروتکل ICMP

: هدفهاي آموزشي

35

91مهر

هدايت بسته هاي اطالعاتي از شبکه اي به شبکه هاي ديگر

IPاليه

MACآدرسهاي

آدرسهاي قابل تعريف در اليه اول )اليه فيزيکي( جهت ☻ انتقال فريمها روي کانال

وابسته به ساختار شبکه ☻

36

91مهر

بي نظمي در شبکه هاي مختلف

تنوع توپولوژي و پروتکلها

تفاوت در روشهاي آدرس دهي

تعريف آدرسهاي جهاني و استاندارد براي تمامي ايستگاهها

ساختار يکسان بسته قرارگرفته درون فيلد داده از فريم

هر شبکه

عدم وابستگي بسته به نوع شبکه و سخت افزار

بسته IP

واحد اطالعاتي که درون فيلد داده از فريم فيزيکي قرار نمي کند تغييرگرفته و با عبور از يک شبکه به شبکه ديگر .

37

91مهر

IPآدرس

آدرس جهاني و مشخص کننده ماشين به صورت يکتا و فارغ از ساختار شبکه اي

((Routerمسيرياب

ماشيني با تعدادي ورودي و خروجي

دريافت بسته هاي اطالعاتي از ورودي و هدايت و انتخاب کانال خروجي مناسب بر

اساس آدرس مقصد

مسيرياب

38

91مهر

قرارداد حمل و تردد بسته هاي اطالعاتي •

مديريت و سازماندهي مسيريابي صحيح •بسته ها از مبدأ به مقصد

:IPپروتکل

به IPواحد اطالعات که به صورت يکجا از اليه اليه انتقال تحويل داده مي شود يا بالعکس اليه انتقال آنرا جهت ارسال روي شبکه به

تحويل داده و ممکن است شکسته IPاليه شود.

ديتاگرام

39

91مهر

آدرسها در اينترنت و اينترانت

IPآدرس

بيتي 32 •

مشخص کننده IP پرارزشترين بايت آدرس •کالس آدرس

به صورت چهار عدد IP نوشتن آدرسهاي •دهدهي که با نقطه از هم جدا شده اند جهت

سادگي نمايش

40

91مهر 41

به قسمتهاي :IP آدرس بيت32تقسيم

آدرس ماشين/ آدرس زيرشبکه/ آدرس شبکه

 Aکالس (1 در سازمانهای بزرگ استفاده می شود•هدف اتصال تعداد کاربران زیاد به شبکه می باشد. •با ارزشـترین بیت (بیت سـمت چپ( دارای ارزش صـفر •

است و به عنوان مشخصه ی کالس شناخته می شود. ر متعـلق ـبه شناـسه ـشبکه اـست و 8• ا ارزش ـت 24 بیت ـب

ان می امپیوتر میزـب ه شناـسه ی ـک ق ـب ایی متعـل بیت انتـهباشد.

91مهر 42

B کالس(2 

برای شبکه هایی با اندازه متوسط که دارای بیش از Bیک آدرس کالس کامپیوتر هستند به کار می رود.255

می باشد. نیز 10 برابر ارزش B در کالس IPدو بیت با ارزشتر در یک بیت و شناسه ی کامپیوتر میزبان نیز 16 برابر Bشناسه شبکه در کالس

بیت است.16دارای

C ( کالس3 

C ـبه عـنوان شناـسه ی کالس IP در ـسمت چپ 110در این کالس بیت ـهای وان شناسـه شـبکه و 24و ه عـن ر ـب ا ارزش ـت وان 8 بیت ـب ه عـن بیت آخـر ـب

شناسه ی کامپیوتر میزبان شناخته می شود. 

ـکامپیوتر 255در ـشبکه ـهایی ـبه ـکار می رود ـکه دارای کـمتر از این کالس .در شبکه باشند

91مهر 43

A Class........0~126................ 255.0.0.0

B Class.......128~191...............255.255.0.0

C Class.......192~223..........255.255.255.0