Transcript لایه شبکه
شبکه های کامپیوتری معصومه جوادی 1 نحوه ارزیابی 2 تحقیق 3نمره تمرین 2نمره امتحان پایان ترم 15نمره بارم ها قطعی نیستند. آمادگی برای کوییز در هر جلسه. موضوع تحقیق باید اعالم شود. تا آخر آذربرای تحقیق فرصت دارید. موعد تحویل تمرین ها جلسه بعد می باشد. منابع 3 پروتکلهای ،TCP/IPدکتر بهروز فروزان ،ترجمه مهندس ادهم صادقی. شبکه های کامپیوتری ،اندرو.اس .تنن بام ،ترجمه دکتر پدرام، احسان ملکیان. شبکه های کامپیوتری وانتقال داده ها ،ویلیام استالینگ اینترنت. شبکه های کامپیوتری ،امیر مسعود رحمانی ،انتشارات پوران پژوهش. سوال ؟ What is Computer Network ??? 4 تعریف شبکه .1 .2 .3 5 به مجموعه ای از چند کامپیوتر مستقل یا اجزا کامپیوتری که با یکدیگر ارتباط داشته باشند و ما بین آنها انتقال داده انجام شود یک شبکه کامپیوتری می گویند. مستقل بودن کامپیوترها :هر کامپیوتر به تنهایی و بدون حضور در شبکه بتواند عملکرد عادی خود را داشته باشد اجزا کامپیوتر می توانند چاپگرها ،اسکنرها و ...باشند. هدف اصلی شبکه های کامپیوتری عمل انتقال داده است. سوال ؟ Why Computer Network ??? 6 اهداف و مزایای شبکه سهولت انتقال داده ها اشتراک منابع نرم افزاری مانند پایگاه داده و فایل ها و منابع سخت افزاری مانند چاپگرها و اسکنرها و... صرفه جویی در هزینه ها :اشتراک منابع باعث صرفه جویی در هزینه می شود. افزایش قابلیت اطمینان( :)reliabilityقرار دادن چندین نسخه یکسان از یک نرم افزار یا فایل بر روی چندین کامپیوتر درون شبکه موجب افزایش قابلیت اطمینان می شود. از بین رفتن بعد فاصله مشکل شبکه امنیت آن است. 7 کاربرد شبکه های کامپیوتری اشتراک منابع : اشتراک منابع به معنای فراهم آوردن و به اشتراک گذاشتن سخت افزار ،نرم افزار و داده های مورد نیاز در شبکه است به گونه ای که کاربران بتوانند به راحتی از آن استفاده کنند. حذف محدودیتهای جغرافیایی : با استفاده از شبکه های کامپیوتری می توان در کسری از ثانیه به منابع اطالعاتی موجود در فواصل هزاران کیلومتری خود دسترسی داشت. کاهش هزینه : به کارگیری شبکه عالوه بر صرفه جویی در وقت در هزینه هایی نظیر پست با استفاده از پست الکترونیک نقل و انتقال پول ،خرید اعتبار ،استفاده از نتایج تحقیقات دیگران و کاهش هزینه تجربه مجدد ،به اشتراک گذاشتن منابع که می تواند هزینه های سازمان را کاهش دهد. کاربردهای شبکه های کامپیوتری باال رفتن قابلیت اعتماد سیستم : شبکه های کامپیوتری به گونه ای طراحی شده اند که در صورت خرابی یک کل شبکه از کار نیافتد گسترده بودن کانالهای ارتباطی در زیر ساخت ارتباطی شبکه باعث شده که قطع یکی از کانالها منجر به از دست رفتن کل شبکه نشود. افزایش کارآیی سیستم: بهره گیری از شبکه می تواند کارآیی سیستم را افزایش دهد بدین نحو که توزیع وظایف سازمانی یک مجموعه به ماشینهای متفاوت در شبکه ضمن افزایش قابلیت اطمینان سیستم از لحاظ سرعت دستیابی به اطالعات ،سرعت پردازش و دخیره و بازیابی اطالعات افزایش خواهد داد. 10 اجزای اصلی شبکه های انتقال داده هر سیستم انتقال داده از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از: - فرستنده و گیرنده - داده های ارسالی محیط فیزیکی برای تبادل داده ها - پروتکل استفاده شده برای ارسال داده ها ی 11 تعریف پروتکل 12 پروتکل مترادف با قاعده( )ruleاست. به منظور آن که مخابره ای صورت بگیرد باید دو سیستم مخابره کننده داده از یک پروتکل مورد توافق طرفین استفاده کنند. پروتکل ،مجموعه قواعد حاکم بر یک سیستم مخابراتی است. پروتکل می گوید که چه چیزی مخابره می شود ،چگونه مخابره می شود و چه زمانی مخابره می شود. المان های کلیدی یک پروتکل عبارتند از :ساختار(،)syntax معنا( )semanticو زمان بندی(.)timing 13 14 اجزا شبکه های کامپیوتری هر شبکه کامپیوتری از دو قسمت تشکیل شده: -1سخت افزار -2نرم افزار 15 سخت افزار شبکه : هیچ طبقه بندی پذیرفته ای که در بر گیرنده ی تمام انواع شبکه های کامپیوتری باشد وجود ندارد ولی در این میان از دو دیدگاه می توان سخت افزار شبکه های کامپیوتری را دسته بندی و تفکیک نمود. تکنولوژی انتقال سایز شبکه دسته بندی شبکه از دیدگاه تکنولوژی انتقال یا Broadcast Point To Pointیا شبکه های پخش فراگیر شبکه های نقطه به نقطه Broadcastشبکه های پخش فراگیر در شبکه های پخش فراگیر انتقال اطالعات از طریق یک کانال فیزیکی صورت می گیرد همه ایستگاه ها موظفند به طور دائم به خط گوش بدهند .و برای ارسال نیز مجبورند اطالعات را بر روی همین کانال منتقل نمایند .بنابراین در چنین شبکه هایی هر ایستگاه باید یک آدرس یکتا داشته باشد تا گیرنده پیام بتواند از بین پیامهایی که بر روی شبکه مبادله می شود پیام مربوط به خودش را تشخیص داده و برای پردازشهای بعدی از روی کانال به حافظه اصلی منتقل نماید. مشکالت ناشی از استفاده از کانال مشترک: مدیریت پیچیده کانال: در این شبکه هر ایستگاه عنصری مستقل به شمار می آید و هیچ گونه حاکمیتی بیرونی بر روی آنها وجود ندارد لذا رعایت قانون و نوبت استفاده از کانال بر عهده خود ایستگاه ها است ایستگاه به محض آماده شدن داده مجاز به ارسال آن به شبکه نیست از ”پروتکل نظارت بر واسط انتقال“ 1استفاده می شود 1- Medium Access Control Protocol مشکالت ناشی از استفاده از کانال مشترک(ادامه): • امنیت کم: با توجه به آنکه تمام ایستگاه ها موظف به گوش دادن به خط هستند بنابراین اطالعات بر روی کانال مشترک توسط تمام عناصر بر روی کانال شنیده می شوند در صورتیکه قرار باشد از اطالعات سوء استفاده شود کافیست بخش یا تمام اطالعات مبادله شده شنود شده و به حافظه سیستم خود منتقل نماید بنابراین برای اطالعات محرمانه عقالئی است که از رمز نگاری استفاده شود. • کارآیی پایین: با توجه به آنکه تمام ایستگاه ها فقط یک کانال در اختیار دارند .لذا فقط سهم کوچکی از کل پهنای باند را در اختیار یک ایستگاه قرار می گیرد و در صورت وجود نویز و خرابی وضعیت به مراتب بدتر نیز خواهد شد. انواع شبکه هایی که به صورت اتصال فراگیر مورد استفاده قرار می گیرند شبکه های بیسیم شبکه های ماهواره ای شبکه های محلی اترنت WiFi شبکه های نقطه به نقطه در شبکه های نقطه به نقطه بین دو ماشین یک ارتباط فیزیکی و مستقیم وجود دارد و هیچ ماشین دیگری به آن کانال متصل نخواهد بود به عبارت دیگر به کانال فیزیکی فقط دو ماشین متصل است B E A C D 22 23 دسته بندی شبکه از دیدگاه سایز شبکه PAN (Personal Area Network) LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) RAN(Regional Area Network) WAN(Wide Area Network) )PAN (Personal Area Network شبکه های شخصی در محدوده حداکثر ده متر فعال هستند و مالکیت فردی دارند این رده از شبکه برای اتصاالت ابزارهای خانگی مورد استفاده قرار می گیرد و تکنولوژی های USBو بلوتوث برای این نوع شبکه توسعه داده شده اند Print er Fax Compute r PDA Phon e Came ra )LAN (Local Area Network شبکه های محلی برای فواصل جغرافیایی محدود حداکثر یک الی دو کیلومتر برای پوشش سازمانهای کوچک ، ادارات ،نهادها ،محیط های آموزشی مورد استفاده قرار می گیرد. کوچک بودن شبکه ،کم بودن تعداد ایستگاه ها محاسن فراوانی را برای این گونه شبکه به ارمغان آورده است . محاسن شبکه های LAN .1 .2 .3 با توجه به کوچک بودن شبکه تضعیف سیگنال کمتری رخ می دهد بنابراین نرخ خطا کمتر است و نرخ ارسال اطالعات نیز می تواند باال باشد و تاخیر انتشار ) (Propagation Delayنیز ناچیز خواهد بود در این نوع شبکه با توجه به محدود بودن تعداد ایستگاه ها مدیریت شبکه نیز آسانتر می باشد هزینه نصب و راه اندازی این نوع شبکه چندان باال نیست )MAN (Metropolitan Area Network این شبکه در گسترده جغرافیایی یک شهر پیاده سازی می شود از لحظ تکنولوژی بیشتر شبیه LANاست تا دیگر رده های شبکه تکنولوژی های FDDI,DQDB,IEEE 802.16برای این رده شبکه طراحی شده اند )RAN(Regional Area Network این نوع از شبکه که به شبکه منطقه ای معروف است در سطح یک کشور و یا ایالت عموما با هدف ارائه خدمات خاص پیاده شده است استاندارد معروف IEEE 802.22برای این رده از شبکه در دست طراحی و توسعه است. )WAN(Wide Area Network شبکه های گسترده ون در گستره جغرافیایی یک کشور و یا حتی قاره در جهان پیاده سازی می شوند این شبکه برای اتصال شبکه های محلی ،شهری و منطقه ای طراحی شده است و به عنوان زیر ساخت ارتباطی یا ستون فقرات شبکه مشهور است. در این شبکه صرفا داده ها بین ماشینهای میزبان در جریان است . خصوصیت WAN ماشین میزبان: در ادبیات شبکه به ماشینهای نهایی که در اختیار کاربر قرار دارد و برنامه های کاربردی او را اجرا می کند ماشین میزبان گفته می شود .ماشینهای میزبان می توانند از لحاظ سخت افزاری یا نرم افزاری ناهمگون باشند .آنچه که آنها همگی در آن مشترک هستند زبان ارتباطی بین آنهاست. شبکه WANمجموعه ای از شاهراه ارتباطی برای پیوند زدن شبکه های ریز و درشت در یک منطقه جغرافیایی بسیار وسیع است. توپولوژی توپولوژی یعنی چگونگی اتصال ماشینها از طریق کانال فیزیکی به یکدیگر تمام ماشینهای متصل به شبکه LANبا توپولوژی خاص از یک نوع سخت افزار و یک کانال فیزیکی استفاده می کنند. توپولوژی های رایج برای شبکه های محلی عبارتند از Bus .1 Ring .2 Star .3 Tree .4سلسله مراتبی Mesh .5توپولوژی با اتصال کامل و یا توری شکل توپولوژی خطی Bus در این توپولوژی تمام ماشینها از طریق یک کانال فیزیکی مشترک به یکدیگر متصل شده اند و هرگونه تبادل اطالعات از طریق این کانال انجام خواهد شد. مزایا :سادگی در نصب ،ارزان قیمت با امکان راه اندازی آسان توپولوژی Ring دراین توپولوژی حلقه ایستگاه ها در یک ساختار بسته حلقوی به یکدیگر متصل می شوند .ماشینهایی که در مسیر هستند بیتهای داده را دریافت و در خروجی خود تکرار می کنند تا در نهایت اطالعات به مقصد برسد .ارتباط هر ایستگاه با ایستگاه بعدی خود به صورت یک طرفه است و اگر یک ایستگاه خواست با ماشین قبلی خود ارتباط برقرار کند باید بسته یک دور کامل در حلقه بزند تا بسته دریافت شود. خصوصیات ویژه رینگ: .1 .2 .3 در این شبکه در هر لحظه یک واحد حق ارسال بسته را دارد مدیریت آنکه چه کسی حق ارسال دارد و چگونگی نوبت بندی ارسال از مباحث ویژه و بنیادی این نوع شبکه محسوب می شود. این توپولوژی از نوع پخش گسترده است علی رقم آنکه از لحاظ ظاهری به صورت نقطه به نقطه دیده می شود .این پیام باید در شبکه یک دور بزند تا با کمک ماشین مولد آن دور ریخته شود. در شبکه با توپولوژی حلقه هر بیت از اطالعات به صورت مستقل و بدون آنکه بخواهد منتظر سایر بیتهای بسته ای که به آن تعلق دارد بماند در شبکه منتشر می شود. توپولوژی ستاره)(Star در توپولوژی ستاره ارتباط بین ماشینهای میزبان همگی از طریق یک گره مرکزی نظیر سوئیچ سریع و یا هاب معمولی و یا حتی یک کامپیوتر صورت می گیرد 37 توپولوژی درختی یا سلسله مراتبی در این نوع توپولوژی درختها از طریق یک الگوی درختی به یکدیگر متصل می شوند برگهای این درخت همان ماشینها و گره های میانی عناصر ارتباطی هستند در صورتیکه دو برگ همزاد با شند توسط یک پدر ارتباطشان برقرار می شود .این توپولوژی از به هم پیوستن چند شبکه ستاره پدید می آید 39 توپولوژی با اتصال کامل و توپولوژی توری شکل در توپولوژی با اتصال کامل بین هر دو ماشین از شبکه یک کانال انتقال مستقیم و اختصاصی وجود دارد در توپولوژی توری شکل هر ماشین با چهار ماشین همسایه خود ارتباط برقرار می کند 41 Thank You… 42 نرم افزار شبکه 43 نرم افزار شبکه پس از برپا سازی سخت افزار شبکه بر اساس توپولوژی های بیان شده ،باید نرم افزارهای الزم را برای ارائه سرویس روی آن نصب کرد. نرم افزار شبکه از نظر ارائه سرویس و خدمات به دو دسته تقسیم می شوند: مدل ( Client/Serverسرویس دهنده/سرویس گیرنده) مدل Peer-to-Peerیا ( P2Pنظیر به نظیر ) 44 مدل Client/ Server 45 سرور کامپیوتری است که دارای اطالعات است و یا برای دیگر کامپیوترها سرویس و خدمات فراهم می کند. کالینت کامپیوتری است که نیاز به اطالعات دارد و یا از سرویس ارائه شده توسط سرور استفاده می کند. ارتباط بین این دو با درخواست از طرف کالینت و ارائه سرویس از طرف سرور انجام می شود. تمام اطالعات شبکه و فایل ها به صورت متمرکز بر روی سرور قرار می گیرند Windows server 2003,2008و linuxمثال هایی از شبکه هایی مبتنی بر مدل کالینت/سرور هستند. مدل Peer to Peer 46 در این مدل هر کامپیوتر می تواند هم به صورت کالینت و هم به سرور عمل کند. اطالعات به صورت توزیعی بر روی تمامی کامپیوترها پخش می شوند. مدیریت منابع مانند نصب نرم افزارهای جدید ،ایجاد کاربران جدید و ...در مدل کالینت/سرور به صورت متمرکز و راحت است بنابراین برای شبکه های بزرگ با تعداد کاربران زیاد مناسب است. مدیریت منابع در مدل p2pبه صورت توزیعی و برای هر کامپیوتر به صورت مجزا انجام می شود با خرابی سرور در مدل کالینت /سرور کل شبکه از کار می افتد در حالی که در مدل p2pچنین مشکلی وجود ندارد. معماری و عملکرد الیه ای برای برقراری ارتباط مطمئن بین دو پروسه کاربردی مولفه های سخت افزاری و نررم افرزاری زیادی در گیر هستند و وسعت کار بسیار زیاد است که باعث می شود امکان قرار دادن آنها در یک قالب ماژول واحد و مستقل میسر نباشد و باید آنها را در قالب چنردین زیرر سیسرتم طراحری کرد. به همین دلیل با توجه به گسرتره مولفره هرایی کره پیکررهء یرک شربکه کرامپیوتری را تشرکیل مری دهند .معماری یک شبکه کامپیوتری به صورت الیه ای طراحی می شود. وظیفه هر الیه ارائه سرویسهای خراص بره الیره هرای براالتر اسرت ایرن سرویسرها فرار از نروع پیاده سازی و با پنهان نگاه داشتن جزئیات آن به الیه باالتر ارائه می گردد. ماشین مجازی: هر الیه در شبکه به مثابه یک ماشین مجازی است ( )Virtual Machineبه غیرر از کراری کره انجام می دهد از درون آن هیچ گونه اطالعی ندارید مسائلی که درشبکه باید به آنها پرداخت .1 .2 اولین مساله چگونگی ارسال و دریافت بیتهای داده است سیگنال الکتریکی بر روی سیم مسی الکترومغناطیسی بر روی کانالهای ماهواره ای نوری بر روی فیبر نوری دومین مساله اهیت انتقال است ارتباط بین دو موجودیت را می توان بین سه رده تقسیم بندی کرد : Simplex ارتباط یک طرفه ( یک طرف همیشه فرستنده طرف دیگر گیرنده) : Half Duplex ارتباط دو طرفه غیر همزمان( هر دو فرستنده و گیرنده ولی یکی ارسال کننده و دیگری سکوت می کند) : Full Duplex ارتباط دو طرفه همزمان مسائلی که درشبکه باید به آنها پرداخت .3 .4 مساله سوم وجود خطا و نویز بر روی کانال مخابراتی است بدین معنا که در حین ارسال بیتها بر روی کانال فیزیکی ممکن اسرت خرراب شرود و غیرر قابرل تشخیص گردد برای اجتناب از چنین وضعیتی بسته های فاقد اعتبرار دور ریختره شرود و مبردا با تشخیص چنین رخدادی آنها را از نو ارسال می کند. با توجه به آنکه در زیر ساخت شربکه مسریر هرای مختلفری برین مبرداء و مقصرد وجود دارد بنابراین پیدا کردن بهترین مسریر و هردایت بسرته هرا از طریرق آن میسر از مسائل طراحی شبکه مری باشرد همچنرین پیامهرای برزرگ ممکرن اسرت کوچک شرده و از مسریر هرای متنروعی بره مقصرد برسرد دریافرت و بازسرازی پیام از وظایف به شمار می آید مسائلی که درشبکه باید به آنها پرداخت .5 هماهنگی سرعت بین مبداء و مقصدکه این موضوع با عنوان ” کنتررل جریران “ Flow Controlمورد بحث قرار می گیرد. .6 چون ماشینهای فرستنده و گیرنده متعددی در شربکه وجرود دارد مسرائلی مثرل ازدحام ،تداخل ،تصادم در شبکه بوجود می آید که این مشرکالت در سرخت افزار و نرم افزار باید حل شود. .7 توزیع داده برین پروسره هرای اجررا شرده برر روی یرک ماشرین واحرد ،تضرمین امنیت داده ها ی در حال جریان ،مردیریت نشسرتها برین دو پروسره از مسرائلی هستند که در سطح نرم افزار صورت می گیرند . سه مفهوم مهم شبکه :الیه ،معماری و آدرس 51 الیه :به منظور تکفیک و عملیات الزم برای انتقال داده تعدادی الیه در یک سیستم شبکه تعریف می شوند که هر الیه وظیفه خاصی را برای انتقال داده به عهده دارد و مجموعه الیه ها با کمک یکدیگر عمل انتقال داده به صورت صحیح را تضمین می کنند. معماری شبکه :به مجموعه الیه ها و پروتکل های پیاده سازی شده در هر الیه معماری شبکه می گویند. آدرس :یک پیغام دارای قسمت هایی مانند آدرس کامپیوتر مبدا ،آدرس کامپیوتر مقصد ،داده و دیگر قسمت های کنترلی است. اصول طراحی الیه ای هر الیه وظیفه مشخصی دارد هر گاه سرویسهایی که باید ارائه شوند از نظر ماهیت متفاوت باشند باید الیه به الیه و جداگانه طراحی شود. هر الیه با توجه به قراردادها و استانداردهای جهانی مشخص شود. تعداد الیه ها نبایدآنقدر زیاد باشدکه تمایز الیه ها از دیدگاه سرویسهای ارائه شده نامشخص باشد و آنقدر کم باشد که وظایف و خدمات الیه ها پیچیده و نامشخص گردد. در هر الیه جزئیات الیه زیرین نادیده گرفته می شود و الیه های باالیی از یک روال ساده و ماژوالر از خدمات الیه زیرین خود استفاده نماید باید مرزهای بین هر الیه به گونه ای انتخاب شود که جریان اطالعات برین الیه ها حداقل باشد. الیه های همتا الیه های همتا Peer در صورتیکه تمام ماشینهایی از مدل الیه ای استفاده کنند و تمام الیه های مورد نیاز خود را یکسان پیاده سازی کنند و دو ماشین A و Bبخواهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند الیه nام از ماشین A با الیه nام از ماشین Bالیه همتا هستند.الیه های همتا بر روی ماشین در حال تعامل هستند . به عبارت دیگر هر پردازشی که در الیه nام صورت می گیرد در الیه nام ماشین دیگر قابل درک است . پروتکل پروتکل عبارتست از کلیه قراردادهای توافق شده بین دو الیه همتا برای برقراری و پیشبرد یک ارتباط این قراردادها عبارتند از : .1 .2 .3 .4 الگوی دقیق در مورد قالب هر پیام مفهوم و تعبیر پیامها شکل زمانبندی صحیح مبادله بین دو الیه سرویس مجموعه كارهایي كه یك الیره برراال الیره براالتر از خرود انجرام مري دهرد سرویس گفته مي شود. .1 سرویس فقرط مري گویرد كره یرك الیره چره خردمات و كارهرائي را برراال كاربر خود انجام میدهد ولي هیچ چیز در خصوص چگونگي آن نمري گوید. .2 سرویس درواقع بین دو الیه مجاور تعریف مي شود الیه پرائیني (الیره )k-1ارائه دهنرده سررویس و الیره براالیي (الیره )kمصررف كننرده آن سرویس است . سرویس و پروتكل الیه K+1ام پروتكل سرويس سرويس الیه kام پروتكل سرويس ماشين B الیه kام سرويس الیه K-1ام الیه K+1ام پروتكل الیه K-1ام ماشين A عملیات پایه تعریف یك : سرویسهایي كه یك الیه به الیره براالتر خرود ارائره مري نمایرد در قالرب تعدادال از عملیات پایه یا Primitivesتوصیف مي شود . تعریف دو: در حقیقت عملیات پایه به مثابه توابرع سیسرتمي هسرتند كره الیره براالتر براال سرویس گرفتن از الیه هاال زیرین آنها را فراخرواني مري كنرد. حتي اگر الیه پائین تر در سطح ست افزار طراحي شده باشد باز هرم فراخرررواني سرویسرررها و ماژولهررراال سرررخت افرررزارال عملیرررات پایررره را توصیف مي كند. (Interfaceواسط ) مجموعرره عملیررات پایرره كرره در یررك الیرره در جریرران اسررت برره واسط یا اینترفیس آن الیه شهرت دارد هرآنچرره یررك الیرره در اختیررار الیرره برراالتر خررود قرررار دهررد در قالب یك واسط شسته و رفتره توصریف مري شرود .ایرن واسرط باید بیشرترین شرفافیت ،كمتررین پیچیردگي و جرامعترین شركل ممكن را داشته باشد. پشته پروتكلي به كلیه پروتكلهاال تعریف شده در الیه هاال یرك شربكه كرامپیوترال كره عملكرررد صررحیح شرربكه را تضررمین مرري كنررد اصررطالحا پشررته پروتكلرري گفته مي شود PDU(Protocol Data Unit) ”در معمارال الیه اال شبكه یك قطعره داده از الیره K+1تحویرل الیره kام مي گردد ” به قطعه داده اال كه در هر الیه پس ازپردازشها ی الزم در قالب یك ساختمان داده استاندارد و مشخص سازمان دهي شده و تحویل الیه زیرین می شود به طور عام و انتزاعی PDUگفته میشود چرا باید بگوییم PDUنگوییم Packet در بسرریاری از مرروارد برره جررای اسررتفاده از واژه PDUاز واژه Packetاسرررتفاده مررری شرررود در صرررورتیکه بخرررواهیم وسررواس بیشررتری نشرران برردهیم ایررن واژه اسررم خرراص واحررد اطالعرراتی تشررکیل شررده در الیرره شرربکه از مرردل مرجررع OSI است . کپسوله سازی اطالعات هر الیه پس از دریافت قطعه داده از الیه فوقانی آنررا در قالرب یرک PDUسررازماندهی و تحویررل الیرره زیرررین مرری دهررد .تشررکیل PDU مستلزم اضافه کردن چند فیلد اطالعاتی به ابتدای و گراهی بره انتهرای داده است با افزوده شردن ایرن فیلردها قطعره داده دارای هویرت شرده و الیررره همترررا در ماشرررین گیرنرررده قرررادر بررره درک آن اسرررت ایرررن فرآینرررد اصطالحا کپسوله سازی اطالعات گفته می شود بسته ()Packet به یک قطعه اطالعات دارای هویت و شناسنامه که در ماشین مبداء سازماندهی شده و توسط زیر ساخت شبکه هدایت و تحویل می شود اصطالحا بسته گفته می شود. هرگاه اندازه بسته کوچک و ثابت باشد به آن سلول نیز گفته می شود. Header & Trailer به مجموعه اطالعاتی که به ابتدای فیک واحد اطالعاتی افزوده مری شود اصرطالحا سررآیند و بره اطالعراتی کره بره انتهرای آن افرزوده مری شود پی آیند اطالق می شود سرآیندو پی آیند دارای الگوی اسرتاندارد شده ای هستند و در توصیف پروتکل هر الیه مشخص می شوند. SAP از انجا که یک موجودیت در الیه Kممکن است به چنردین موجودیرت در الیه K+1سرویس دهد لذا این موجودیتها در الیره K+1بایرد شناسرایی و دارای هویت شوند طبعا این موجودیتها دارای ادرس یکتا هستند بره ایرن آدرس اصطالحا آدرس SAPگفته می شود مثل شماره PORT مدل مرجع Refrence Model مرردل مرجررع عبارتسررت از یررک توصرریف انتزاعرری معمرراری الیرره ای شررامل توصررریف تعرررداد ،حررردود الیررره هرررا و خررردمات و عملیررراتی پایررره در هرررر الیررره و توصیف دقیق مفهوم خدمات بدون آنکه به مقوله پیاده سازی آنها بپردازد. مدلهای مرجع معروف: .1 .2 .3 .4 .5 .6 OSI AppleTalk TCP/IP IPX SNA DECNet Open Network OR Open System .1 در یررک شرربکه برراز تمررام ماشررین هررا علرری رغررم تضررادهای سررخت افزاری و نرم افزاری برا پایبنردی بره یرک مردل مرجرع و توافرق برر سرررر مجموعررره ای از اسرررتانداردهای مسرررتقل برررین المللررری قادرنرررد برررا یکدیگر تبادل اطالعات داشته باشند. .2 در یک شبکه باز هیچ شرط ومحدودیتی بر روی ماشینهای متصرل به شبکه وجود ندارد مگر پایبندی به یک مجموعه اسرتاندارد بررای تبادل اطالعات OSI مدل مرجع Data Application Data Presentation Data Segm ent Pack et Fram e Bits Session Transport Network Data Link physical مدل مرجع OSI 67 با گسترش شبکه ها و برپایی شبکه هایی با سخت افزار و نرم افزارهای متفاوت نوعی ناسازگاری برای ارتباط و انتقال داده بین شبکه های مختلف ایجاد شد. برای حل این مشکل سازمان ISOمدلی را به نام OSIایجاد کرد تا از نظر ارتباط و سازگاری بین شبکه های مختلف مشکلی پیش نیاید. یک سیستم باز مجموعه ای از پروتکل ها است که دو سیستم متفاوت را قادر می سازد تا علیرغم تفاوت موجود در تکنولوژی های زیربنایی آنها با یکدیگر به مخابره داده بپردازند. مدل OSIوظایف و توابع شبکه را که در هر الیه انجام می شود مشخص می کند .در این مدل هفت الیه مختلف با وظایف متفاوت وجود دارد. ادامه... 68 جداسازی وظایف و توابع شبکه را الیه سازی ( )Layeringمی نامند. تقسیم وظایف شبکه به الیه ها مزایای زیر را دارد: -1یک شبکه ارتباطی به اجزا کوچک تر و ساده تر تقسیم می شود. -2تغییرات در هر الیه بر دیگر الیه ها تاثیر نمی گذارد بنابراین سرعت خطایابی افزایش می یابد. -3با تقسیم یک شبکه به اجزا کوچک تر فهم آن ساده تر می شود. هر رابط مشخص می کند یک الیه چه اطالعات و سرویس هایی را باید به الیه باالتر از خود بدهد. پروسه ای در هر ماشین در سطح یک الیه با پروسه نظیر خود در ماشین دیگر داده ای را رد و بدل می کند به این دو پروسه پروسه های نظیر به نظیر می گویند. 69 70 71 تبادل داده در مدل OSI 72 ادامه... 73 هدرها در الیه های 2و3و4و5و 6به داده ها اضافه می شوند دنباله ها ( )Trailerفقط در الیه دوم اضافه می شوند. بخش داده یک بسته در الیه ،Nکل داده دریافتی از الیه باالتر ( )N-1که شامل اطالعات و هدرها و دنباله های اضافه شده به آن می باشد را در بر می گیرد .به این عمل کپسوله بندی می گویند. در مدل OSIهر الیه به الیه باالتر خود سرویس می دهد و از الیه پایین تر سرویس می گیرد. هر الیه جزئیات و اتفاقات الیه پایین تر را از دید الیه باالتر مخفی می کند. در هنگام انتقال داده بین هر دو الیه متناظر یک ارتباط نظیر به نظیر ایجاد می شود و پروتکل های موجود در الیه های متناظر به انتقال داده می پردازند .این داده ها به نام PDU (واحد داده پروتکل) نامیده می شوند. PDUدرالیه های 5،6،7پیغام نام دارد و در الیه انتقال قطعه ( )segmentو در الیه سوم بسته ( )packetو در الیه دوم قاب یا فریم ( )Frameنامیده می شود. الیه ها در مدل OSI الیه فیزیکی وظیفه اصلی این الیه انتقال بیتها بر روی کانال مخابراتی اسرت.در ایرن الیره واحرد اطالعات بیت است و این واحد هیچ درکی از محتوی پیام ندارد .تنهرا چیرزی کره متوجه می شود بیتهای صفر و یک می باشد. 74 ادامه... 75 الیه فیزیکی مسئول جابجایی بیت ها از یک گره به گره بعدی است. الیه فیزیکی به موارد دیگر هم رسیدگی می کند: -1تعیین نوع محیط فیزیکی و رابط بین وسایل و محیط انتقال. -2نمایش بیت ها :داده الیه فیزیکی دنباله ای از بیت ها است .برای انتقال بیتها باید آنها را به صورت سیگنال الکتریکی یا نوری درآورد. چگونگی تبدیل صفرها و یک ها به سیگنال را سیگنال سازی یا Encoding می گویند. -3نرخ بیت :تعداد بیتی که در هر ثانیه ارسال می شود. ادامه... -4حالت انتقال :الیه فیزیکی جهت انتقال اطالعات بین دو وسیله را تعیین می کند که می تواند به صورت یک طرفه ،نیمه دو طرفه یا کامال دو طرفه باشد. یک طرفه ( :)simplexدر این حالت فقط یک وسیله می تواند اطالعات را ارسال کند و وسیله دیگر فقط اطالعات را می تواند دریافت کند مانند رادیو نیمه دو طرفه ( :)Half duplexدو وسیله هم می توانند اطالعات بفرستند و هم دریافت کنند اما نه به طور همزمان .مانند بی سیم. کامالً دو طرفه ( :)Full duplexهر دو وسیله می توانند به طور هم زمان اطالعات را ارسال و دربافت کنند مانند تلفن. 76 پارامترهای مطرح درالیه فیزیکی .1 .2 .3 .4 .5 .6 ماهیت فیزیکی خط انتقال چگونگی نمایش بیتها در قالب سیگنالی متناسب با کانال ظرفیت کانال فیزیکی و نرخ ارسال نوع مدوالسیون چگونگی کوپالژ فرستنده و گیرنده مسائل مکانیکی و الکتریکی الیه پیوند داده 78 وظیفه این الیه آن است که با استفاده از مکانیزمهای کشف و کنترل خطا داده ها را روی یک کانال انتقال که بدلیل وجود نویز ذاتا دارای خطاست بدون خطا و مطمئن به مقصد برساند. ماهیت خطا به گونه ایست که قابل رفع نیست ولی می توان تدابیری وجود دارد که از سالمت داده ها اطالع یابد و داده های خراب را دور بریزد .1با استفاده از Parrity Checksum .2 CRC .3 رسیدن و یا نرسیدن اطالعات نیز از زمره وظایف این الیه است آدرس دهی فیزیکی ،تعیین نحوه دسترسی به رسانه و مدیریت کانال وظیفه این الیه است .الیه فیزیکی به کمک این الیه به یک لینک ارتباطی قابل اطمینان تبدیل می شود. الیه پیوند داده سایر وظایف الیه پیوند داده: -1کنترل جریان ()flow control -2کنترل خطا ()error control -3کنترل دسترسی :وقتی که دو یا چند وسیله به لینک مشترکی متصل می شوند باید مشخص شود در هر لحظه چه کسی می تواند از آن لینک استفاده کند. الیه پیوند داده PDUارسالی از الیه پیوند داده ها در اصطالح با اسم خاص ”فریم“ یا ”قاب“ گفته می شود. از وظایف الیه پیوند داده مقابله با تصادم است از جمله قرارداد هایی که در این الیه قرار داده شده زیر الیه MASاست که در اصطالح آن را الیه دو و نیم نیز می نامند. راه اندازی سرویس گیری و کنترل سخت افزار در الیه فیزیکی بر عهده الیه پیوند داده است و در سطح سخت افزار صورت می گیرد. الیه شبکه 81 این الیه مسئول تحویل بسته های اطالعات از ماشین مبدا در یک شبکه به ماشین مقصد در شبکه دیگر است. آدرس دهی منطقی ،کنترل ازدحام ( ،)congestion controlمسیریابی بین کامپیوترهای فرستنده و گیرنده ،تحویل داده به گیرنده به صورت نامطمئن از وظایف این الیه است. الیه شبکه مهمترررین وظیفرره ایررن الیرره مسرریر یررابی اسررت هرگرراه یررک قطعرره داده دارای هویررت و شناسررنامه تحویررل ایررن الیرره شررود ابترردا بایررد مشررخص گررردد کرره مقصررد نهررایی آن همررین ماشررین اسررت و محترروی بسررته بای رد تحویررل الیرره برراالتر گررردد یررا برررای رسرریدن برره مقصررد نهررایی خررود از طریق کانال دیگری به بیرون ارسال گردد. در این الیه داده های دریافتی از الیه باالتر باید در قالب بسته هایی با ساختار استاندارد سازماندهی شود ()Packet با توجه به آنکه مسیرهای گوناگونی وجود دارد .لرذا ایرن الیره وظیفره دارد هر بسته اطالعاتی را پس از دریافت به مسریری هردایت کنرد ترا آن بسته به مقصد برسد. الیه انتقال 83 این الیه مسئول تحویل پیغام از برنامه مبدا به برنامه مقصد است. الیه شبکه یک بسته اطالعاتی را به ماشین مقصد می رساند و الیه انتقال کل پیغام را به برنامه مقصد (در ماشین مقصد) می رساند. ارائه سرویس برای تحویل داده به صورت مطمئن همراه با کشف خطای انتقال کنترل جریان داده ،شکستن و قطعه قطعه کردن اطالعات و شماره گذاری آنها برای این که قطعه ای گم نشود یا دوباره دریافت نشود از وظایف این الیه است. الیه انتقال می تواند اتصال گرا ( )connection-orientedیا فاقد اتصال ( )connectionlessباشد. الیه انتقال گرفتن داده از الیه های باالتر و تقسیم آن به قطعات کوچکتر و ارسال آن به الیه شبکه و حصول اطمینان از دریافت صحیح آنها . ایزوله کردن الیه های باالتر در برابر تغییرات اجتناب نا پذیر سخت افزاری این الیه اولین الیه است که الیه های همتا با هم ارتباط نظیر به نظیر با یکدیگر برقرار می کنند. الیه جلسه کاری ()session 85 ایجاد ،مدیریت و اتمام جلسه بین دو کامپیوتر ،همزمان سازی تبادل داده بین فرستنده و گیرنده با قرار دادن نقاط وارسی از وظایف این الیه است. الیه جلسه کاری ()session .1 این الیه به اجازه می دهدتا کاربران در ماشینهای مختلف نشست برقرار شود. کنترل دیالوگ Dialog controlاینکه نوبت چه کسی است .2 مدیریت نشانه token managmentجلوگیری از تداخل اعمال مهم .3 سنکرون کردن Synchoronizationکنترل عملیات انتقال طوالنی مدت و از سر گیری از نقطه قطع شده الیه نمایش تبدیل کدهای مختلف داده (ترجمه) رمزگذاری داده در سمت فرستنده و رمزگشایی آن در سمت گیرنده فشرده سازی داده و از حالت فشرده خارج کردن از وظایف این الیه است .در این الیه تمرکز بر روی ساختار ومفهوم پیام است کامپیوترهایی که دارای ساختار متفاوت هستند برای آنکه بتوانند با یکدیگر ارتباط بر قرار کنند باید بر روی ساختار پیام به صورت مشخص و استاندارد توافق کنند که از وظایف الیه نمایش مدیریت این ساختارها در سطح باالست 87 الیه کاربرد .1 .2 .3 .4 88 این الیه سرویس های شبکه ای الزم را برای برنامه های کاربردی و کاربران فراهم می کند. برنامه های مرورگر وب ،ایمیل ،انتقال فایل و ...در این الیه قرار دارند. با وجود مشخص شدن وظایف هر الیه مدل OSIیک معماری شبکه نیست زیرا پروتکل های آن پیاده سازی نشده اند .بسیاری از پروتکلهای مورد نیاز کاربران در الیه کاربرد قراردارد نظیر HTTP FTP SMTP,POP3 NNTP خالصه وظایف الیه ها 89 اتصال نظیر به نظیر و غیر آن کاربرد کاربرد کاربرد APDU نمایش نمایش نمایش PPDU نشست SPDU انتقال TPDU شبکه شبکه شبکه شبکه بسته پیوند داده پیوند داده پیوند داده پیوند داده فریم فیزیکی فیزیکی فیزیکی فیزیکی بیت نشست انتقال ماشين B پروتکل نشست زیرشبکه انتقال ارتباطی مسير یاب مسير یاب پروتکل مسير یاب الیه شبکه پروتکل مسير یاب الیه پیوند داده پروتکل مسير یاب الیه شبکه ماشين A پشته پروتکلی TCP/IP 91 پشته پروتکل TCP/IPقبل از مدل OSIساخته شد به همین الیه های پشته پروتکل TCP/IPمنطبق با الیه های مدل OSIنیستند. وزارت دفاع آمریکا این مدل را به عنوان مدل مرجع ایجاد کرد چون به شبکه ای نیاز داشت تا تحت هر شرایطی حتی جنگ هسته ای پایدار بماند. پشته پروتکل TCP/IPاز 4الیه ساخته شده است :فیزیکی ،پیوند داده ،شبکه انتقال و کاربرد. این پشته از ماجول هایی ساخته شده که کدام کار خاصی را انجام می دهد. ماجول ها به هم وابسته نیستند اما با هم کار می کنند. TCP/IP مدل مرجع این مدل به صورت چهار الیه پیاده سازی شده است Application Application Presentation Session Transport Transport Network اینترنت Data Link physical میزبان شبکه الیه اینترنت internet layer انتخاب در این الیه ،یک شبکه Packet switchingمبتنی بر ارتباط غیر متصل انتخاب شد در واقع این الیه سنگ بنای معماری TCP/IPاست . .1 وظیفه صلی این الیه اینست که به ماشینها اجازه دهد بسته های خود را روی شبکه و به سمت مقصد بفرستد. این الیه رسیدن بسته ها را به سمت مقصد تضمین نمی کند. پیامها را مرتب نمی کند و این وظیفه به عهده الیه های باالتر است. فرمت بسته ها در این الیه به صورت IPتعریف می شود . () Internet Protocol .2 .3 .4 الیه انتقال وظایف این الیه مشابه وظایف الیه انتقال مدل OSIاست . انتقال به صورت نقطه به نقطه صورت می گیرد. دو پروتکل اصلی در این مدل وجود دارد ) Transmission Control Protocol( TCP .1 )User Datagram Protocol( UDP .2 پروتکل TCP .1 .2 .3 .4 .5 یک پروتکل اتصال گرا است قابل اعتماد است Connection )Oriented Best Effortاست. اجازه می دهد تا جریانی از بایتها بدون خطا از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر فرستاده شود جریان بایت را به صورت بسته در آورده و به الیه اینترنت تحویل داده می شود درماشین مقصد این پروتکل بسته ها را به یکدیگر الحاق کرده تا جریانی از بیتها را بدست آورد. کنترل جریان داده نیز در این الیه صورت می گیرد و فرستنده سریع سرعت خود را با گیرنده کند هماهنگ می کند. 96 TCP/IP باOSI مقایسه 97 تفاوت ها و شباهت های ما بین OSIو TCP/IP هر دو مدل به صورت الیه ای طراحی شده اند. هر دو الیه دارای الیه های انتقال وشبکه شبیه یکدیگر هستند. هر دو از تکنولوژی سوییچ بسته استفاده می کنند. تفاوت های دو مدل: مدل TCP/IPالیه ارائه و جلسه OSIرا در الیه کاربردی ادغام کرده است. مدل TCP/IPالیه پیوند داده و فیزیکی را در یک الیه قرار داده است. TCP/IP به علت تعداد الیه های کمتر ساده تر به نظر می رسد. پروتکل TCP/IPاستاندارد اینترنت است در حالی که اکنون از پروتکل های ( SNAپیاده سازی )OSIاستفاده نمی شود. 98 دالیل جهانی نشدن مدل OSI زمانی که مدل OSIپیشنهاد شد متخصصین عقیده داشتند که مدل OSIجهانی می شود و جایگزین TCP/IPمی شود ولی این گونه نشد. -1زمان بندی نادرست:قبالً شرکت های مختلف محصوالت مبتنی بر TCP/IPرا وارد بازار کرده بودند و با ظهور OSIهیچ شرکتی تمایلی برای استفاده از آن در محصوالتش نداشت. -2تکنولوژی نادرست :وظایف الیه ها به درستی تقسیم نشده به طوری که الیه جلسه و ارائه خالی هستند و الیه پیوند داده ها خیلی شلو است. -3پیاده سازی نادرست :به علت تعداد الیه های زیاد OSIپیاده سازی آن پیچیده و سرعت آن پایین است. -4سیاست های نادرست :ابتدا TCP/IPبر اساس سیستم عامل یونیکس نوشته شد و به صورت رایگان در اختیار همه قرار گرفت در حالی که SNAپیاده سازی OSIتوسط IBMبود و در آن زمان با توجه به قدرت زیاد IBMخیلی از شرکت ها و دولت ها از ترس قدرت بیش از حد IBMبه سمت TCP/IPرفتند. 99 ادامه... TCP/IP استاندارد اینترنت است اما مدل OSIبه دالیل زیر هنوز در موسسات آموزشی و دانشگاه ها تدریس می شود: OSI -1یک استاندارد مستقل و به صورت عام و جهانی است. -2این استاندارد جزئیات زیادی دارد بنابراین آن را برای آموزش و یادگیری مناسب می سازد. -3به علت جزئیات زیادی که مدل OSIداردعیب یابی آن راحت تر است. 100 تاریخچه مختصری از اینترنت اینترنت از صدها یا هزاران شبکه متصل به هم تشکیل شده است. در سال 1969از اتصال چهار سوپرکامپیوتر دانشگاه ها در آمریکا به یکدیگر شبکه ARPANETشکل گرفت. نرم افزاری به نام پروتکل کنترل شبکه( )NCPمخابره بین کامپیوترها را امکان پذیر می کرد. درسال TCP/IP ،1983پروتکل رسمی آرپانت شد. در سال 1983آرپانت به دو شبکه تقسیم شد MILNET :برای کاربران نظامی و آرپانت برای کاربران غیرنظامی 101 ادامه... در سال 1995شرکت هایی به نام ISPشکل گرفتند. اینترنت امروزی از تعداد زیادی شبکه های گسترده ( )WANو محلی( )LANساخته شده که توسط وسایل متصل کننده به یکدیگر متصل شده اند. اینترنت دائما ً در حال تغییر است .شبکه های جدیدی به آن اضافه می شوند و یا شبکه هایی حذف می شوند. اکثر کاربرانی که می خواهند به اینترنت متصل شوند از ISPها استفاده می کنند. 102 ISPهای بین المللی ،ناحیه ای و محلی ،سرویس اتصال به اینترنت را فراهم می کنند. عوامل موثر بر رشد اینترنت پروتکل های جدید :مانند IPv6 تکنولوژی جدید :تکنولوژی های جدید ظرفیت شبکه را افزایش می دهند. استفاده رو به رشد مولتی مودیا :اینترنت که زمانی برای اشتراک گذاشتن داده بود ،هر چه بیشتر برای مولتی مدیا به کار می رود. 103 تعریف پروتکل 104 پروتکل مترادف با قاعده( )ruleاست. به منظور آن که مخابره ای صورت بگیرد باید دو سیستم مخابره کننده داده از یک پروتکل مورد توافق طرفین استفاده کنند. پروتکل ،مجموعه قواعد حاکم بر یک سیستم مخابراتی است. پروتکل می گوید که چه چیزی مخابره می شود ،چگونه مخابره می شود و چه زمانی مخابره می شود. المان های کلیدی یک پروتکل عبارتند از :ساختار(،)syntax معنا( )semanticو زمان بندی(.)timing ادامه... ساختار :به فرمت( قالب) داده اشاره می کند و ترتیب فیلدهای سازنده پروتکل را نشان می دهد معنا :به معنای هر فیلد از پروتکل اشاره می کند. هر فیلد چه کار می کند و بر اساس تفسیر مربوطه چه عملی باید انجام شود. به عنوان مثال آیا یک آدرس مسیری که باید طی شود را مشخص می کند و یا مقصد نهایی پیغام را نشان می دهد. زمان بندی :زمان بندی به دو مشخصه اشاره می کند :چه زمانی باید داده را ارسال کرد و سرعت ارسال آن باید چه قدر باشد. به عنوان مثال اگر فرستنده با سرعت 100Mbpsداده تولید کند اما سرعت پردازش گیرنده فقط 1Mbpsباشد گیرنده از داده لبریز می شود. 105 استانداردها 106 استانداردها برای ایجاد رقابت میان تولیدکنندگان تجهیزات و نیز برای این که سیستم های مخابراتی ملی و بین المللی بتوانند به درستی به مبادله اطالعات بپردازند ،ضروری هستند. آنها خط مشی هایی برای تولید کنندگان ،نمایندگی های دولتی و سایر سرویس دهندگان قرار می دهند تا تضمینی بر عملکرد صحیح سیستم های مخابراتی به وجود آید. استانداردهای سیستم های مخابره داده به دو گروه تقسیم می شوند: استانداردهای طبق واقعیت ()de facto standard استاندارد طبق قانون (.)de jure standard ادامه... استانداردهای طبق واقعیت: استانداردهایی که توسط یک سازمان استانداردسازی ارائه نشده اند اما استفاده گسترده ای دارند ،به نام استانداردهای طبق واقعیت موسومند .مانند پروتکل .TCP/IP استانداردهای طبق قانون: این استانداردها توسط یک سازمان استانداردسازی اعالم شده اند. مانند پروتکل .OSI 107 سازمان های استانداردسازی 108 در اثر همکاری کمیته های تولید استاندارد ،گردهمایی ها و نمایندگی های تنظیم کننده دولتی ،استانداردها تولید می شوند. کمیته های تولید استاندارد: سازمان استاندارد های بین المللی ()ISO اتحادیه بین المللی مخابره از راه دور ))ITU انستیتوی استانداردهای ملی آمریکا ()ANSI انستیتوی مهندسین برق و الکترونیک ()IEEE انجمن صنایع الکترونیک ()EAI استانداردهای اینترنت 109 روند تولید یک استاندارد برای اینترنت یک روند مشخص است و باید روال معینی را طی کند. هر مشخصه ای با یک طرح اولیه اینترنتی ( )internet draftآغاز می شود. یک طرح اولیه اینترنتی یک مشخصه در حال اجرا در اینترنت است که هنوز به صورت رسمی در نیامده و طول عمر آن شش ماه است. با گرفتن تاییدیه می توان طرح اولیه را به صورت یک نظرخواهی ( )Request For Comment:RFCمنتشر کرد. RFCها سطوح تکامل دارند (شش سطح(. عناصر سوئیچ یا مسیریاب کامپیوتر های ویژه ای هستند کره بره چنردین کانرال ارتبراطی ورودی و خروجررری متصرررل هسرررتند وظیفررره دارنرررد پرررس از دریافررت یررک بسررته بررا در نظررر گرررفتن مقصررد آن یررک کانررال خروجی مناسب انتخاب کنند .به نحوی که بسته به مقصردش نزدیک تر شود. در اصطالح آن را مسیر یاب نیز می نامیم Chapter 2 The Physical Layer مبانی نظری مخابرات داده • • • سری فوریه محدودیت پهنای باند حداکثر نرخ داد ه در یک کانال محدودیت پهنای باند()1 )aیک سیگنال باینری و ضرایب فوریه )b,cتقریب های متوالی سیگنال اولیه محدودیت پهنای باند()2 ) (d) – (eتقریب های متوالی سیگنال اولیه سرعت انتقال داده بخش بر تعداد بیت ها=اولین هارمونی 1200=9600/8 تعداد بیت ها ( )8بخش بر سرعت=T 8/9600=0.83 ms روی یک خط رده صوتی بفرستیم شکل موج ما bpsاگر بخواهیم داده ها را با سرعت 9600از شکل aبه شکل eتبدیل خواهد شد. محدودیت پهنای باند()3 رابطه بین نرخ انتقال داده و هارمونی ها حداكثر نرخ داده در یك كانال , 1942هنرال نایكویست :كانال ها در انتقال داده محدودیت دارند و به همین منظور معادله اال براال نشان دادن حداكثر سرعت داده ها براال یك كانال بدون اختالل با پهناال باند محدود بدست آورد. .نایكویست ثابت كرده بود كه: اگر یك سیگنال بطور دلخواه از میان فیلتري پایین گذر با پهناي باند Hعبور كند ،سیگنال فیلتر شده را مي توان با ساختن 2Hنمونه در ثانیه بازسازي كرد و نمونه برداري از خط با نرخ سریعتر از 2Hمرتبه بر ثانیه بي مورد مي باشد .زیر ا فركانس هاي باالتري كه توسط این نمونه بردارال بازیابي مي شوند قبالً فیلتر شده اند. حداکثرنرخ (سرعت) داده در یک کانال نویز دار در سال 1948كلود شانون با دنبال كردن و كاركردن بیشتر بروال نظریه نایكویست متوجه شد كه كانال در معرض اختالل تصادفي قرار دارد . مقدار نویز گرمایي بوسیله ی نسبت توان سيگنال ( )Sبه توان نویز ( )Nاندازه گیري شده كه نسبت سیگنال به نویز S/Nناميده می شود .معموالً خود نسبت ارائه نمي شود ولي در عوض كمیت كه واحد آن دسیبل است داده مي شود. مثال براي مثال یك كانال با پهناي باند 3000 HZو نسبت سیگنال به نویز 30 dbهرگز نمیتواند بيشتر از 30000بيت در ثانيه را ارسال كند .الزم به ذكر است كه تعداد و یا مقدار سطوح سیگنالي كه مورد استفاده مي باشد و همچنین چگونگي نمونه برداري اهمیت ندارد. Guided Transmission Data • • • • Magnetic Media Twisted Pair Coaxial Cable Fiber Optics Twisted Pair (a) Category 3 UTP. (b) Category 5 UTP. Coaxial Cable A coaxial cable. Fiber Optics (a) Three examples of a light ray from inside a silica fiber impinging on the air/silica boundary at different angles. (b) Light trapped by total internal reflection. Transmission of Light through Fiber Attenuation of light through fiber in the infrared region. Fiber Cables (a) Side view of a single fiber. (b) End view of a sheath with three fibers. Fiber Cables (2) A comparison of semiconductor diodes and LEDs as light sources. رسانه هاي انتقال بي سیم • • • • • طیف الکترو مغناطیس مخابرات رادیویي مخابرات مایكروویو امواج مادون قرمز و میلیمتری مخابرات امواج نوری The Electromagnetic Spectrum طیف الکترومغناطیس و کاربردهای مخابراتی آن مخابرات رادیویی •امواج رادیویي به آساني تولید مي شوند •مي توانند مسافت هاال طوالني را طي نمایند •به راحتي در ساختمان ها نفوذ نمایند لذا بطورگسترده براال ارتباط دروني و بیروني استفاده میشوند. امواج رادیویي چند سویه مي باشند و در تمامي جهات منتشر مي شوند ،پس فرستنده و گیرنده دیگر مجبوربه دقت در تنظیم فیزیكي خودشان نیستند. مخابرات رادیویی خصوصیات امواج رادیویي به فركانس بستگي دارند در فركانسهاي پایین :امواج رادیویي از موانع به خوبي عبور مي كنند. در فركانسهاي باال :امواج رادیویي به خط مستقیم حركت مي كنند و بعد از برخورد به موانع از بین مي روند .آنها بوسیله باران جذب مي شوند. مخابرات رادیویی در باندهای VLF, LF ,MFامواج رادیویی از انحنای زمین تبعیت می کنند .این امواج حدود 1000كیلومتربرد دارند(ایستگاه ()AMمشکل پهنای باند کم) در باندهای HF ,VHFآنها بین زمین و یونسفر رفت و برگشت می کنند(.رادیو آماتوری و مخابرات نظامی) مخابرات مایکرویو امواج با فرکانس باالی صدمگا هرتزتقریبا“ خطوط مستقیم را طي مي كنند لذا به سختي متمركزمي شوند. تمركز تمام انرژي به یك پرتو كوچك توسط آنتن كه شكل آن شبیه بشقاب تلویزیون ماهواره اي مي باشد نسبت سیگنال به اختالل را باالتر خواهد برد ولي آنتنهاي فرستنده و گیرنده باید دقیقا ً با یكدیگر تنظیم شده باشند .در مجموع این جهت یابي اجازه مي دهد كه چند فرستنده اي كه دریك ردیف قرار دارند یا چند گیرنده اي كه در ردیف دیگر قرار دارند بدون تداخل با یكدیگر ارتباط برقرار كند؛ همچنین فراهم كردن حداقل فاصله جزء قوانین است كه باید رعایت شود. طیف الکترومغناطیس و سیاست The ISM bands in the United States. مخابرات امواج نوری جریانهای همرفتی می تواند باعث انحراف پرتوهای لیزر شود A bidirectional system with two lasers is pictured here. شبکه ی تلفن عمومی • • • • • ساختار سیستم تلفن تلفن و سیاست مدارهای پایانی :مودم و ADSLو بیسیم ترانک ها و مالتی پلکسینگ سوئیچینگ ساختار سیستم تلفن ) (aشبکه با اتصاالت داخلی کامل )(bسوئیچ مرکزی )(cسلسله مراتب دو سطحی ساختار سیستم تلفن مدار هدایت یک تماس راه دور اجزای اصلی سیستم تلفن • • • حلقه های محلی یا مدارهای پایانی(:) Local loopsزوج های به هم تابیدۀ آنالوگ که به خانه ها و دفاتر کشیده می شوند ترانک ها :فیبر های نوری دیجیتال که مراکز سوئیچینگ را به یکدیگر متصل می کنند مراکز سوئیچینگ :مراکزی که تماسهای تلفنی را از یک خط اصلی به خط دیگر هدایت می کند The Local Loop: Modems, ADSL, and Wireless استفاده از انتقال دیجیتال و آنالوگ براي تماس كامپیوتر ها Conversion is done by the modems and codecs. سیگنال آنالوگ یک ولتاژ متغیر با زمان است .در یك رسانه انتقال سیگنال دریافتي همان سیگنال فرستاده شده نمي باشد.در انتقال دیجیتال این تفاوت ما را متوجه خطاها مي كند. خطوط انتقال از 3مشكل اصلي صدمه مي بینند كه عبارتند از : تضعیف اعوجاج تاخیري اختالل تضعیف از بین رفتن انرژي دراثر انتشار سیگنال به خارج است كه این از بین رفتن به دسیبل در كیلومتر سنجیده مي شود مقدار انرژي از بین رفته به فركانس بستگي دارد .تصور كنید كه سیگنال به شكل موج نیست و بصورت مولفه هاي سري فوریه مي باشد .یعني هر مولفه به اندازه متفاوتي تضعیف شده كه درنتیجه باعث دامنه فوریه متفاوتي در گیرنده مي شود. دامنه هاي فوریه متفاوت باعث انتشار با سرعتهاي مختلف در سیم مي باشدكه این وضع را بدتر مي كند و باعث اعوجاج سیگنال دریافتي در طرف دیگر مي شود. نویز:انرژي ناخواسته اي كه از منبعي غیر از فرستنده تولید مي شود باعث اختالل مي گردد.مثالً اختال ل گرمائي در اثر برخورد الكترونها در سیم بوجود مي آید و یا نویز القایی نه حاصل القای ولتاژ در اثر عبور جریان از سیمهای مجاور است(.مثال:تداخل صدا كه در اثر پیوند القایي بین 2 سیم نزدیك بهم بوجود مي آید به این معنا كه شما درحال صحبت كردن با تلفن هستید ،مي توانید مكالمه دیگري را بشنوید كه به آن تداخل صد ا مي گویند .در داده هاي دیجیتال اختالل ناگهانیباعث از بین رفتن یك یا چند بیت مي شود. Modems وسیله اال كه یك رشته سرال از بیتها را بعنوان ورودال پذیرفته و بوسیله یك یا چند روش ،حامل تغییر یافته را بعنوان خروجي تولید مي كند مودم مي نامیم .یك مودم بین كامپیوتر (دیجیتال) و سیم تلفن قرار مي گیرد. Modems (a) A binary signal (b) Amplitude modulation (c) Frequency modulation (d) Phase modulation Modems با باال نگهداشتن سرعت نمونه بردارال نمي توان به سرعتهاال باال و باالتر رسید . نظریه نایكوئیست اگر از ولتاژهای 0و1و2و 3ولت در هر سمبل استفاده کنیم هر سمبل می تواند حاوی 2بیت باشد وسرعت انتقال به 4800بیت بر ثانیه می رسد. در تکنبکی بنام مدوالسیون فاز 4درجه ای در هر سمبل می توان 2بیت ارسال کرد و سرعت به 4800میرسد. تعداد بیت بر سمبل توسط نوع مدوالسیون تعیین می گردد. نرخ بیت= نرخ باود *تعداد بیت در هر سمبل (Modems)2 کد گذاری با شیفت فاز 4گانه (a) QPSK. مدوالسیون دامنه 4گانه( 4فاز و 4دامنه مختلف) 16حالت – 4بیت(b) QAM-16. 64ترکیب معتبر – 6بیت در هر سمبل (c) QAM-64. Modems)2( (a) (a) V.32 for 9600 bps. (b) V32 bis for 14,400 bps. (b) Frequency Division Multiplexing (a) The original bandwidths. (b) The bandwidths raised in frequency. (c) The multiplexed channel. Wavelength Division Multiplexing مالتی پلکس تقسیم طول موج Time Division Multiplexing The T1 carrier (1.544 Mbps). Time Division Multiplexing (2) Delta modulation. Time Division Multiplexing (3) Multiplexing T1 streams into higher carriers. Time Division Multiplexing (4) Two back-to-back SONET frames. Time Division Multiplexing (5) SONET and SDH multiplex rates. روشهای انتقال اطالعات بین دو ماشین در زیر ساخت شبکه روش هدایت انتقال اطالعات بین گیرنده و فرسرتنده را سروئیچینگ (راهگزینری) می گویند .در یک شبکه معموال گیرنرده و فرسرتنده مسرتقیما بره یکردیگر متصرل نیستند .بلکه بین انها زیر ساخت وسیع اطالعاتی وجود دارد. برای ایجاد ارتباط بین دو ماشین در یک شبکه سه روش مختلف وجود دارد سوئیچینگ مداری)(Circuit Switching سوئیچینگ پیام)(Message Switching سوئیچینگ بسته و سلول)(Packet Switching/ Cell Switching )(Circuit Switchingسوئیچینگ مداری در این روش انتقرال اطالعرات برین فرسرتنده و گیرنرده از طریرق برقرراری یرک اتصررال فیزیکرری مررابین آنهررا برقرررار مرری شررود .برردین ترتیررب خطرروط ارتبرراطی گیرنده و فرستنده از نظر الکتریکی به یکدیگر متصرل مری شروند در صرورتیکه یکرری از طرررفین غیررر فعررال باشررد هرریچ ارتبرراط فیزیکرری برقرررار نمرری گررردد و در اصطالح مدار اتصال باز است. )(Circuit Switchingسوئیچینگ مداری اشکاالت روش سوئیچینگ مداری: در این روش مدت زمان زیادی صرف ”برقراری و تنظیم مدار“ می گردد در صورت اشغال مداری توسط گیرنده و فرستنده سایر میزبانها نمی توانند از این خطوط استفاده کنند. 157 در سوئیچینگ مداری ،یک مسیر فیزیکی با یک ظرفیت ثابت بین فرستنده و گیرنده ایجاد می شود .شبکه های سوئیچینگ مداری در حقیقت برای انتقال صوت طراحی شده اند .در شبکه های تلفن بعد از برقراری یک اتصال صوتی بین دو نقطه ،این اتصال تا پایان ارتباط برقرار می باشد. شبکه های سوئیچینگ مداری برای ارسال داده ها مناسب نیست : یکی از مهمترین دالیل آن این است که بیشتر داده های کامپیوتری به صورت انفجاری می باشند .بدین معنی که در یک لحظه اززمان حجم زیادی از داده ها برای ارسال وجود دارد و در یک لحظه دیگر ،ممکن است هیچ داده ای برای ارسال موجود نباشد .بنابراین چنانچه بخواهیم از سوئیچینگ مداری برای ارسال داده ها استفاده نماییم ،در زمان عدم ارسال داده و عدم استفاده ازپهنای باند ظرفیت شبکه بدون استفاده می ماند و از بین می رود. یکی دیگر از دالیل نامناسب بودن شبکه های سوئیچینگ مداری برای ارسال داده های کامپیوتری آن است که درشبکه های داده نرخ ارسال متغیر می باشد .در شبکه های داده در لحظاتی که داده هایی برای ارسال وجود دارد سرعت ارسال باید به اندازه کافی زیاد باشد و در زمانی که داده ای برای ارسال وجود ندارد، سرعت ارسال کم یا صفر می باشد .ازآنجایی که در شبکه های سوئیچینگ مداری ظرفیت اتصال ثابت است ،بنابراین نمی توان از آن برای ارسال داده های کامپیوتری با نرخ ارسال متغیر استفاده نمود. عدم انعطاف پذیری شبکه های سوئیچینگ مداری نسبت به تغییرات ،از دیگر دالیل نامناسب بودن شبکه های سوئیچینگ مداری برای تبادل داده های کامپیوتری می باشد. از دیگر معایب سو ئیچینگ مداری ،می توان به عدم قابلیت اولویت گذاری داده ها در آن اشاره نمود .برای ارسال داده های کامپیوتری باید مکانیسم هایی برای اولویت گذاری بسته ها وجود داشته باشد تا بتوان بین داده های مختلف فرق گذاشت. 158 سوئیچینگ پیام در این روش هر ایستگاه دارای یک اتصال دائمی با مرکز سوئیچ خود می باشد .مرکز سوئیچ یک کامپیوتر با تعداد زیادی پورت دیجیتال ورودی و خروجی است و مجهز به حافظه اصلی و جانبی است .هر ایستگاه که تمایل به ارسال داشته باشد با اضافه کردن شناسنامه خود به ابتدای داده ها آن را در قالب پیام تحویل مرکز سوئیچ می دهد. شناسنامه پیام ( آدرس فرستنده ،آدرس گیرنده) پس از دریافت کامل بر اساس آدرس گیرنده سوئیچ کانال مناسب خروجی را مشخص نموده و آن را ارسال می کند سوئیچینگ پیام مزایررای روش سرروئیچینگ پیررام نسرربت برره روش سرروئیچینگ م رداری اینست که هریچ ایسرتگاهی مجبرور نیسرت قبرل از ارسرال پیرام اقردام بره برقراری یک مسیر فیزیکری برا گیرنرده نمایرد.بنرابراین زمران ” تنظریم مسیر فیزیکی “ بسیار وقت گیر است حذف خواهد شد. در ضررمن ایسررتگاه اشررغال نخواهررد شررد و اگررر دو پیررام از دو ایسررتگاه متفاوت برای یک ایسرتگاه ارسرال شرود پرس از دریافرت و نگهرداری در حافظه مرکز سوئیچ ،به ترتیرب بررای آن ایسرتگاه ارسرال خواهرد شد. اشکاالت سوئیچینگ پیام .1 .2 .3 هر مرکز سوئیچ باید فضای حافظه بسیار زیاد داشته باشد تا وقتری برا حجم انبوهی پیام ایستگاهها مواجه می شود بایرد بتوانرد آنهرا را ذخیرره نماید تا پیامها از بین نرود حتی در مواقعی که حجم اطالعاتی که بره سوئیچ ارسال می شود بیش از ظرفیت حافظه اصرلی باشرد در حافظره جانبی ذخیره می کند. در صورت خرابی حتی یک بیت از پیرام بایردحجم براالیی از پیرام بایرد دوباره تکرار شود. چررون هررر مرکررز سرروئیچ ،بایررد کررل پیررام را دریافررت کنررد در صررورتیکه زمرران دریافررت پیررام tثانیرره طررول بکشررد و nسرروئیچ در طررول مسرریر وجررود داشررته باشررد کررل زمرران برابررر n.tخواهررد بررود کرره زمرران کمرری نیست سوئیچینگ بسته و سلول مشکالت ناشی از عدم محدودیت طول پیام ،باعث شد کره در روشرهای جدیرد بررر روی انرردازه پیررام ارسررالی محرردودیت گذاشررته شررود و ایسررتگاه اجررازه نداشررته باشند در هر بار ارسال ،کل پیام بزرگ را یکجا ارسال کنند. قطعات ایجاد شده را در اصالح بسته می نامیم. تمامی ایستگاهها موظفند تمرام بسرته هرا را شرماره گرذاری نماینرد ترا در سرمت گیرنده بتواند پیام را بازسازی نماید. مجموع تاخیر در روش سروئیچ بسرته کمترر از روش سروئیچ پیرام اسرت چرون مراکز سوئیچ پس از دریافت کامل یک بسرته قادرنرد بره طرور همزمران ضرمن ادامه دریافت بسرته هرای بعردی آن را برر روی کانرال مناسرب هردایت کننرد .بره دلیل روی هم افتادگی زمانهایی که مرکز سوئیچ باید معطل بماند استفاده مری کند تا بسته بعدی دریافت شرود .در واقرع یرک جلروه ای از مروازی سرازی در ارسال بسته های اطالعاتی به شمار می آید. Circuit Switching (a) Circuit switching. (b) Packet switching. بسته 1 بسته 2 بسته 2 بسته 3 پیام بسته 2 بسته 3 پیام پیام ایجاد مدار بسته و برگشت سیگنال پذیرش بسته 3 بسته 1 بسته 1 تقاضای ایجاد یک اتصال مداری سوئیچینگ بسته سوئیچینگ پیام تاخیر انتشار سوئیچینگ مداری انتقال داده داده (a) Circuit switching (b) Message switching (c) Packet switching A comparison of circuit switched and packetswitched networks. در سوئیچینگ بسته ای داده های ارسالی بصورت بسته هایی به طول مشخص ارسال میشوند .شبکه های سوئیچینگ بسته ای دو نوع میباشند که عبارتند از: • شبکه های داده گرام • شبکه های مدار مجازی شبکه های داده گرام از نوع بی اتصال می باشد.داده گرام بسته های ارسالی به طور مستقل از یکدیگر وارد نودهای شبکه می شود و مسیریابی می گردند و این احتمال وجود دارد که بسته های ارسالی از مسیرهای مختلفی عبور نمایند و به ترتیب نادرست به مقصد برسد .بنابراین یکی از مهمترین مشکالت شبکه های داده گرام عدم رعایت ترتیب بسته ها می باشد. شبکه های سوئیچینگ بسته ای از نوع مدار مجازی ،از روش اتصال گرا برای برقراری ارتباط بین مبدأ و مقصد استفاده می نماید .در این نوع شبکه ها قبل از ارسال داده ها ،یک مدار مجازی بین فرستنده و گیرنده برقرار می شود و بسته های ارسالی بین مبدأو مقصداز مسیر مجازی به وجود آمده عبورمی نمایندو بنابراین تمامی بسته ها به ترتیب به مقصد مثالی از یک شبکه مدار - می رسند .بعد از اتمام ارسال داده ها ،مسیر مجازی به وجودآمده از بین می رود. 167 168 169 در شبکه های مدار مجازی ،دو نوع مدار مجازی وجود دارند که عبارتند از مدار مجازی سوئیچ شده svc مدار مجازی دایمی pvc مدارهای مجازی دایمی به طور دائم دراختیارفرستنده وگیرنده قرار دارند و نیازی به انجام عملیات برقراری و قطع ارتباط نمی باشد. در مدارهای مجازی سوئیچ شده ،برای برقراری مدار مجازی بین فرستنده و گیرنده ،باید روال های خاصی انجام شود .بعد از ارسال داده ها ،مدار مجازی سوئیچ شده آزادمی شود تا بتوان از ظرفیت آن برای سایر اتصال های موجود در شبکه استفاده نمود ATMو X25مثال هایی از سوئیچینگ بسته ای مدار مجازی هستند درحالی که پروتکل اینترنت ازنوع داده گرام است. 170 Chapter 3 The Data Link Layer Data Link Layer Design Issues • • • • Services Provided to the Network Layer Framing Error Control Flow Control وظایف الیه پيوند داده ها الیه پیوند داده ها وظایف خاصی را انجام مي دهد .این وظایف عبارتند از : 173 ارائه سرویس مناسب به الیه شبكه Framingیا قاب بندی مدیریت خطاهاي انتقال (کشف خطا یا تصحيح خطا) كنترل جریان داده ها( به نحوي كه گيرنده كند گرفتار فرستنده سریع نشود) براي انجام این كارها الیه پیوند داده ها بسته ها را از الیه شبكه دریافت كرده و آنها را به قابهایي براي انتقال تبدیل مي كند .هر قاب شامل سرآیند قاب ،یك فیلد ظرفیت براي نگهداری بسته ( ( payloadو یدک قاب ( )Trailerمي باشد. روشهاي مدیریت قاب مهمترین عملي است كه الیه پیوند داده ها انجام مي دهد. رابطه بسته و فریم خدماتي كه به الیه شبكه داده مي شود: وصول)ترافیک بالدرنگ) خدمات بي اتصال بدون اعالم خدمات بي اتصال با اعالم وصول(سیستمهای غیر قابل اعتماد مثل بی سیم) خدمات اتصال گرا با اعالم وصول 175 Services Provided to Network Layer (a) Virtual communication. (b) Actual communication. Services Provided to Network Layer (2) Placement of the data link protocol. قاب بندی •درج فاصله زمانی •شمارش کاراکترها •بایت های پرچم با درج بایت •پرچم های شروع و پایان با درج بیت •حالتهای غیر مجاز کد گذاری الیه فیزیکی Framing قاب بندی A character stream. (a) Without errors. (b) With one error. Framing (2) قاب بندی (a) A frame delimited by flag bytes. (b) Four examples of byte sequences before and after stuffing. Framing (3) قاب بندی Bit stuffing (a) The original data. (b) The data as they appear on the line. (c) The data as they are stored in receiver’s memory after destuffing. Error Detection and Correction كدهاي تشخیص و تصحیح خطا • کدهای تصحیح خطا • کدهای تشخیص خطا كلمه كد :هر قاب متشكل از mبیت داده و nبیت اطالعات اضافي یا كنترلي است ( که برای کشف یا تصحیح خطا استفاده می شود) .بنابر این اگر روی هم رفته طول قاب nباشد ) )n=m+rهر واحد nبیتي حاوال بیتهاال داده و كنترلي به عنوان كلمه كد شناخته مي شود. با در نظر گرفتن دو كلمه كد مثل 10001001و 10110001مي توان تعیین كرد كه چند بیت متناظر با هم تفاوت دارند .در این حالت 3بیت با هم فرق مي كند براال تعیین بیتهاي متفاوت كافي است یاي مانع الجمع) (Exclusive ORرا بر روال دو كلمه كد عمل كرد و تعداد 1هاال نتیجه را شمارش كرد . فاصله همینگ :تعداد بیتهایی كه در دو كلمه کد با هم متفاوت اند فاصله همینگ (همینگ ) 1950نامیده مي شود. مشخص است که اگر فاصله همینگ دو كلمه كد dباشد ،باندازه dخطای تك بیتي الزم است تا یكي به دیگرال تبدیل شود. 183 تشخیص خطا و تصحیح خطاال كد ،بستگي به فاصله همینگ آن دارد براي یافتن dخطا ،به كدي با فاصله d+1نیاز است .زیرا با چنین كدي ،راهي وجود ندارد که dخطاي تك بیتي بتواند یك كلمه كد معتبر را به كلمه كد معتبر دیگر تغییر دهد . وقتي گیرنده كلمه كد نامعتبرال را ببیند مي تواند بگوید كه خطاال انتقال رخ داده است . براي تصییح dخطا ،به كدي با فاصله 2d+1نیاز است .زیرا در آن صورت است كه كلمه كدهاي معتبر آنقدر از هم جدایند كه حتي با dتغییر كلمه كد اولیه هنوز از هر كد دیگر نزدیكتر است ،بنابراین مي توان آن را بطور انحصارال تعیین كرد. به عنوان مثال ساده اال از كد تشخیص خطا ،كدال را در نظر بگیرید كه در آن بیت توازن به داده ها الحاق مي شود .بیت توازن طورال انتخاب مي گردد كه تعداد بیتهاال 1در كلمه كد ، زوج (یا فرد ) باشد .به عنوان مثال 1011010با توازن زوج با افزودن بیتي به انتهاال آن به 10110100تبدیل مي گردد .فاصله كدال با بیت توازن 2است زیرا هرخطاال تك بیتي كلمه كدال با توازن نادرست ایجاد مي كند .از این كد مي توان براال تشخیص خطاهاال منفرد استفاد كرد. 184 185 مثال ساده اال از كد تصیح خطا: كدال با چهار كلمه معتبر را درنظر بگیرید: 0000000000 0000011111 1111100000 1111111111 فاصله همینگ این كد 5است و معنایش این است كه مي تواند 2خطارا تصحیح كند . اگر كلمه كد 0000000111برسد ،گیرنده مي داند كه كد اصلي بایست 0000011111 باشد اما اگرخطاهاال سه گانه 000000000را به 0000000111تغییر مي دهد؛ خطا به طورمناسب تصحیح نخواهد شد. کدهای تصحیح خطای همینگ . استفاده از کد همینگ برای تصحیح خطاهای فورانی مکانیزم های تشخیص خطا بیت توازن parity جمع مقابله ای check some کد چند جمله ای یا چک افزونگی چرخه ای )Cyclic Redundancy Check (CRC 187 Calculation of the polynomial code checksum. کدهای تشخیص خطا