Transcript 1. شبکه های کامپیوتری

‫شبكه هاي كامپيوتري‬
‫سعید خاک مردان‬
‫منابع‬
‫•‬
‫”شبكه هاي كامپيوتري“‪،‬‬
‫اندرو اس تننباوم‬
‫‪“Computer Networks”,‬‬
‫‪Andrew S.Tannenbaum‬‬
‫سرفصل‬
‫‪ ‬مفاهيم شبكه هاي‬
‫كامپيوتري‬
‫◦‬
‫◦‬
‫◦‬
‫◦‬
‫◦‬
‫‪‬‬
‫كاربردهاي شبكه‬
‫سخت افزار شبكه‬
‫نرم افزار شبكه‬
‫مدلهاي مرجع‬
‫استانداردها‬
‫اليه فيزيكي‬
‫◦ مفاهيم‬
‫◦ رسانه هاي هدايت شده‬
‫◦ رسانه هاي هدايت نشده‬
‫‪ ‬اليه اتصال داده‬
‫‪ ‬موارد طراحي‬
‫‪ ‬تشخيص و تصحيح خطا‬
‫‪ ‬چند پروتكل‬
‫‪ ‬زير اليه ‪MAC‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مسئله تخصيص كانال‬
‫پروتكلهاي تخصيص‬
‫چندگانه‬
‫اترنت‬
‫‪ Switching‬دراليه‬
‫اتصال داده‬
‫‪ ‬اليه شبكه‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫موارد طراحي‬
‫الگوريتمهاي مسيريابي‬
‫الگوريتمهاي كنترل ازدحام‬
‫كيفيت خدمات‬
‫به هم بندي شبكه ها‬
‫اليه شبكه در اينترنت‬
‫‪ ‬اليه انتقال‬
‫‪ ‬سرويسهاي انتقال‬
‫‪ ‬اجزاي پروتكلهاي انتقال‬
‫‪UDP ‬‬
‫‪TCP ‬‬
‫شبکه چيست؟‬
‫شبکه های کامپیوتری مجموعه ای از‬
‫کامپیوترها ی مستقل و متصل به هم‬
‫است که امکان تبادل اطالعات با‬
‫یکدیگر را دارند‪.‬‬
‫تفاوتش با سيستمهاي‬
‫توزيع شده چيست؟‬
‫‪ ‬يك سيستم توزيع شده مجموعه اي از كامپيوترهاي مرتبط به هم است كه از‬
‫ديد كاربر يك سيستم يكپارچه است كه يك كار واحد را انجام مي دهد‪.‬‬
‫کاربردهای شبکه های کامپيوتری‬
‫•‬
‫شبکه برای شرکتها‬
‫• مزایای شبکه‬
‫• اشتراک منابع (تقسیم منابع)‬
‫• قابلیت اطمینان باال‬
‫• توزیع پردازش ها (‪)load sharing‬‬
‫• مزایای اقتصادی‬
‫کاربردهای شبکه های کامپيوتری‬
‫• مدل ارتباطي‬
‫• مدل ارتباطی کارگزار‪ /‬مشتری یا ‪(Client/Server‬سرویس‬
‫دهنده‪/‬سرویس گيرنده)‬
‫• ‪ :Server‬کامپیوتر ارایه دهنده خدمات‬
‫• ‪ :Client‬کامپیوتر متقاض ی و گيرنده خدمات‬
‫کاربردهای شبکه های کامپيوتری‬
‫• مدل ‪ Client/Server‬شامل درخواستها و پاسخهاست‬
‫کاربردهای شبکه های کامپيوتری‬
‫•‬
‫شبکه برای اشخاص‬
‫• دسترس ی به اطالعات راه دور (اطالعات علمی‪ ،‬اقتصادی‪ ،‬اجتماعی‪،‬‬
‫اخبار و جراید)‬
‫• ایجاد ارتباط بين افراد (‪،Email‬‬
‫‪)Newsgroup ،Videoconference‬‬
‫• سرگرمی ها‬
‫• تجارت الکترونیکی‬
‫کاربردهای شبکه های کامپيوتری‬
‫• ارتباط نظير به نظير‬
‫• در ارتباط نظير به نظير سرويس دهنده و سرويس گيرنده ثابت نيستند‬
‫سخت افزار شبکه‬
‫‪ ‬شبکه های انتشار همگانی )‪(Broadcast‬‬
‫◦ یک کانال ارتباطی مشترک که بسته ها به آدرس مقصد ارسال می شوند‬
‫◦ امکان ‪Multicasting‬‬
‫‪ ‬شبکه های نقطه به نقطه )‪(Point to Point‬‬
‫◦ ارتباطات زیاد بين زوج ماشینها‬
‫◦ بسته از مبدا به مقصد از چند ماشين میانی عبور می کند‬
‫* شبکه های کوچکتر از ‪ Broadcasting‬و شبکه های بزرگتر از ارتباط نقطه به‬
‫نقطه استفاده می کنند‪.‬‬
‫انواع شبکه از نظر وسعت‬
)Local Area Network( LAN ‫ شبکه های محلی‬
Ethernet, FastEthernet, TokenRing, TokenBus
)Metropolitan Area Network( MAN ‫ شبکه های شهری‬
DQDB
(Wide Area Network) WAN ‫ شبکه های گسترده‬
Internet, X.25, ATM, FrameRelay
‫شبکه هاي محلي (‪)LAN‬‬
‫‪ ‬دو نمونه شبكه پخش ي‬
‫◦ ‪Bus )A‬‬
‫◦ ‪Ring )B‬‬
‫شبکه هاي شهري (‪)MAN‬‬
‫شبکه هاي گسترده (‪)WAN‬‬
‫شبکه هاي گسترده (‪)WAN‬‬
‫‪ ‬دنباله بسته هاي ارسالي از فرستنده به گيرنده‬
‫نرم افزار شبکه‬
‫‪ ‬سلسله مراتب پروتکلها‬
‫‪ ‬نکات مطرح در طراحی الیه ها‬
‫‪ ‬سرویسهای اتصال گرا و بدون اتصال‬
‫‪Service Primitives ‬‬
‫‪ ‬ارتباط سرویسها با پروتکلها‬
‫سلسله مراتب پروتکلها‬
‫‪ ‬الیه ها ‪ :‬کم شدن پیچیدگی طراحی‬
‫‪ ‬مانند مفاهیم مشابه در کامپیوتر(‪ OOP ,ADT‬و ‪data‬‬
‫‪)encapsulation‬‬
‫◦ ارائه سرویس بدون آشکارسازی جزئیات پیاده سازی‬
‫‪ ‬الیه ‪ n‬در دو ماشين با هم ارتباط دارند‬
‫‪ ‬قوانين این ارتباطاط پروتکل الیه ‪ n‬است‬
‫‪ ‬موجودیتهای الیه های مشابه در دو ماشين همتا(‪ )Peer‬نام دارند‪.‬‬
‫سلسله مراتب پروتکلها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ارتباط واقعی در رسانه انتقال انجام‬
‫میگيرد‬
‫بين دو الیه مجاور واسط وجود دارد‬
‫◦ واسط باید واضح تعریف شود‬
‫◦ و اطالعات انتقالی باید حداقل باشد‬
‫◦ تا جایگزینی الیه ها راحت باشد‬
‫‪ ‬معماری شبکه ‪ :‬مجموعه الیه ها و‬
‫پروتکلها‬
‫‪ ‬پشته پروتکل ‪ :‬لیستی از یک پروتکل‬
‫برای هر الیه مورد استفاده توسط‬
‫یک سیستم خاص‬
‫سلسله مراتب پروتکلها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ارتباط واقعی در رسانه انتقال انجام‬
‫میگيرد‬
‫بين دو الیه مجاور واسط وجود دارد‬
‫◦ واسط باید واضح تعریف شود‬
‫◦ و اطالعات انتقالی باید حداقل باشد‬
‫◦ تا جایگزینی الیه ها راحت باشد‬
‫‪ ‬معماری شبکه ‪ :‬به مجموعه ای از‬
‫الیه ها و پروتکلها گفته می شود‪.‬‬
‫‪ ‬پشته پروتکل ‪ :‬لیستی از یک پروتکل‬
‫برای هر الیه مورد استفاده توسط‬
‫یک سیستم خاص‬
‫سلسله مراتب پروتکلها‬
‫سلسله مراتب پروتکلها‬
‫نکات مطرح در طراحی الیه ها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫آدرس دهی‪ :‬هر الیه به مکانيزمی برای شناسایی فرستنده و گيرنده نیاز دارد‪.‬‬
‫کنترل خطا‪ :‬هیچ ارتباطی بدون خطا نیست‬
‫کنترل جریان‪ :‬دو طرف از قبل بر سر نرخ انتقال اطالعات توافق می کنند‪.‬‬
‫تسهیم ( ‪:) Multiplexing‬‬
‫مسيریابی‬
‫سرویسهای اتصال گرا و بدون اتصال‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫سرویسهای اتصال گرا‬
‫سرویسهای بدون اتصال‬
‫کیفیت خدمات سرویس داده گرام – داده گرام با تصدیق – درخواست و پاسخ‬
) ‫ ( توابع سرویس‬Service Primitive
‫ارتباط سرویس با پروتکل‬
‫سرویس‪ :‬سرویس عبارت است از مجموعه ای از عملکردهای پایه که یک الیه در اختیار الیه‬
‫باالتر از خود قرار می دهد‪.‬‬
‫سرویس فقط می گوید که یک الیه چه کارهایی می تواند برای کاربر خود انجام دهد‪ ،‬ولی هیچ‬
‫چيز درباره چگونگی آن نمی گوید‪.‬‬
‫پروتکل‪ :‬پروتکل عبارت است از مجموعه قواعد حاکم بر فرمت‪ ،‬مفهوم و نحوه تبادل بسته‬
‫ها و پیام ها بين دو الیه همتا‪ .‬در واقع این پروتکل است که سرویسهای تعریف شده در هر‬
‫الیه را پیاده سازی می کند‪.‬‬
‫ارتباط سرویس با پروتکل‬
‫مدلهای مرجع‬
‫‪ ‬مدل مرجع ‪OSI‬‬
‫‪ ‬مدل مرجع ‪TCP/IP‬‬
‫◦ مقایسه دو مدل مرجع‬
‫مدل مرجع ‪OSI‬‬
‫مدل مرجع ‪OSI‬‬
‫‪ ‬اصولی که منجر به ایجاد هفت الیه شدند‬
‫◦ وقتي نياز به سطوح مختلفي از انتزاع است‪ ،‬اليه اي بايد ايجاد شود هر‬
‫اليه بايد وظيفه مشخص ي داشته باشد‬
‫◦ وظيفه هر اليه بايد با در نظر گرفتن قراردادها و استاندارد جهاني انتخاب‬
‫گردد‬
‫◦ مرزهاي اليه بايد براي به حداقل رساندن جريان اطالعات از طريق‬
‫واسط ها انتخاب شوند‬
‫◦ تعداد اليه ها بايد آن قدر زياد باشد که نيازي به قرار دادن وظايف‬
‫متمايز در يک اليه نباشد و به اندازه کافي کوچک باشد تا معماري‬
‫نامناسب نباشد‬
‫الیه فيزیکی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ارسال بیتهای خام در رسانه انتقال‬
‫تعیين ولتاژهای مربوط به صفر و یک منطقی‬
‫زمان یک بیت‬
‫نحوه انتقال همزمان در هر دوجهت‬
‫نحوه ایجاد و خاتمه ارتباط‬
‫تعداد پایه های کانکتور و تعریف هر پایه‬
‫الیه پیوند داده‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫قاب بندی داده ها و ارسال و دریافت قابهای داده‬
‫تشخیص خطا‬
‫تکرار در صورت بروز خطا‬
‫ارسال تصدیق در صورت عدم خطا‬
‫کنترل جریان‬
‫نحوه دسترس ی به کانال برای شبکه های انتشار همگانی‬
‫الیه شبکه‬
‫‪ ‬مسيریابی‬
‫‪ ‬کنترل تراکم‬
‫‪ ‬ارتباط بين شبکه ای‬
‫‪ ‬در شبكه هاي محلي و انتشار همگاني معموال از اين اليه استفاده نمي شود‬
‫الیه حمل ( ارسال – انتقال )‬
‫‪ ‬ارسال بسته هاي اليه باال تر به مقصد‬
‫‪ ‬ایجاد اتصاالت الزم برای انجام این کار‬
‫‪ ‬ارائه سرویسهای مورد نیاز الیه باالتر(سرویسهای اتصال گرا یا بدون‬
‫اتصال)‬
‫‪ ‬عملكرد اين اليه به صورت انتها به انتها (‪ )End to End‬مي با شد‬
‫اليه جلسه‬
‫‪ ‬برقراي جلسه بين كاربران كامپيو تر هاي مختلف ميزبان‬
‫‪ ‬مديريت نشانه )‪(Token Management‬‬
‫‪ ‬همزماني )‪(Synchronization‬‬
‫اليه ارائه يا نمايش‬
‫‪ ‬تبديل كدها به يكديگر‬
‫‪ ‬رمزگذاري و رمزگشايي اطال عا ت‬
‫‪ ‬فشرده سازي اطالعات‬
‫اليه كاربرد‬
‫‪ ‬شامل پروتکلهای مختلف مورد نیاز كاربران شبكه می باشد‬
‫‪ ‬پرکابرد ترین پروتکل ‪ HTTP‬می باشد‬
‫‪ ‬برخی از سایر پروتکلها عبارتند از‬
‫‪E-mail,ftp,rlogin,telnet‬‬