لایه OSI در شبکه های کامپیوتری

عملکرد لایه های مختلف:

هر لایه عملکرد مخصوصی دارد که آن را تعریف می کند.برخی عملیات مثل کنترل خطا و کنترل جریان ،در بیش از یک لایه تعریف شده اند.این بدان معنی نیست که این عملیات مجبورند در دو لایه اجرا شوند.فراموش نکنید که OSI یک مدل است .یک طراح ممکن است کنترل خطا را در یک لایه ، و دیگر طراح آن را در لایه ای دیگر استفاده کند . اینها همه مربوط به اهداف طراح می باشد . برای آگاهی از جزئیات بیشتر با  یکتا فن‌آوران همراه باشید.

لایه فیزیکی:

لایه زیرین ساختار OSI مربوط است به انتقال بیتهایی از داده به واسط شبکه. لایه فیزیکی واسط را مشخص نمی کند بلکه دسترسی به آن را معین می کند.این شامل توپولوژی فیزیکی شبکه یا ساختار شبکه،جنبه های الکتریکی ،فیزیکی واسط های بکار رفته،وEncoding  و زمانبندی انتقال و دریافت بیت می باشد.این لایه مربوط به تکرار کننده است .تکرارکننده سیگنالهای الکتریکی را تقویت می کند.

 

پیوند داده:

این لایه جریانات مربوط به انتقالات روی شبکه را کنترل می کند.(لایه شبکه که در قسمت بعد مطرح شده ،عملیات ضروری را برای انتقال به آنطرف یک شبکه فیزیکی انجام می دهد.)وقتی پیغامی از شبکه دریافت می شود این لایه اطلاعات را دوباره در فریم هایی جهت فرستادن به لایه های بالایی ، جمع آوری می کند .

مدل ۸۰۲ لایه پیوند داده را به دو زیر لایه تقسیم می کند ،کنترل پیوند منطقی (LLC) و کنترل دسترسی Media(MAC).

لایه LLC ارتباط بین دو وسیله را آغاز و حفظ می کند.زمانیکه ما دادهای را از ایستگاه کاری خود به سمت سرور می فرستیم ،زیر لایه LLC است که یک اتصال با سرور برقرار می سازد.

زیر لایهMAC چند وسیله را قادر می سازد تا Media را به اشتراک بگذارند.بیشتر LANها بیش از دو کامپیوتر دارند و زیر لایه MAC تعیین کننده این است که کدام کامپیوتر اجازه استفاده از شبکه را دارد.

مهمترین کار دیگر لایه پیوند داده آدرس دهی فیزیکی وسایل شبکه است.MAc ،آدرس فیزیکی وسایل شبکه را مشخص می کند.(معمولا MAC Address نامیده می شود).هر وسیله روی شبکه باید یک MAC Address منحصر بفرد داشته باشد والا شبکه نخواهد فهمید که اطلاعات زمان درخواست یک شخص به کجا باید فرستاده شوند .

در پایان لایه پیوند داده کنترل جریان و تصحیح خطا بین وسایل در یک شبکه  مشابه را مدیریت می کند .

 

 

لایه شبکه :

لایه شبکه یکی از مهمترین و پیچیده ترین لایه هاست.این لایه آدرس دهی و رساندن Packetها روی یک شبکه پیچیده را کنترل و مدیریت می کند.شبکه های داخلی با وسایلی به نام روتر متصل شده اند.روتر دستگاهی است که جداول مسیردهی و الگوریتمهای مسیردهی را برای چگونگی فرستادن داده ها از یک شبکه به دیگر شبکه ها ،مورد استفاده قرار میدهد.

هر شبکه باید یک آدرس داشته باشد که این آدرس آن را از شبکه های دیگر مجزا سازد.وقتی داده ای را از یک شبکه به شبکه دیگر می فرستیم روتر ها در طول راه ،آدرس شبکه را برای تعیین گام بعدی در مسیر استفاده می کنند.

 

لایه انتقال:

وظیفه این لایه حفظ و اطمینان از رسیدن صحیح داده به مقصدش می باشد .لایه انتقال بسیار دقیق وسخت کار می کند .این لایه متاثر از لایه شبکه است .

 

لایه Session:

این لایه دیالوگ بین کامپیوتر ها را مدیریت می کند .لایه Session سه نوع دیالوگ را بکار می برد:

Simplex، Half Duplex و  Full Duplex.

Simplex:

اطلاعات را تنها در یک مسیر جاری می سازد.از آنجا که دیالوگ یکطرفه است اطلاعات تنها می توانند فرساتده شوند .یک مثال از دیالوگ یکطرفه اخطار عمومی (PA)در یک ساختمان بزرگ می باشد.اخطار داده می شود اما سیستم PA قادر نیست از شنونده  پاسخی دریافت کند.

 

Half Duplex:

به داده ها امکان می دهد که در دو مسیر جریان داشته باشند ولی در آن فقط یک مسیر باز است.بی سیم یک مثال واضح از این نوع دیالوگ می باشد.

 

Full Duplex:

این متد امکان جریان یافتن در دو مسیر به طور همزمان را به داده ها می دهد .این نوع دیالوگ انعطاف پذیر تر است اما به متد های ترکیبی بیشتری نیاز دارد.تلفن اصلی ترین مثال ارتباط Full Duplex می باشد.

 

زمانی که یک Session تشکیل میگردد مراحل زیر را شامل می شود :در ابتدا در خواست کننده ارتباط، سرویس را آغاز می کند و قوانینی برای ایجاد ارتباط ایجاد می شود.به محض اینکه قاعده ها ایجاد شدند مرحله انتقال داده شروع می شود.هر دو طرف می دانند که چگونه باید با یکدیگر صحبت کنند.در پایان جلسه کامل شده و ارتباط پایان می یابد.

 

لایه نمایش:

لایه نمایش بررسی می کند که داده های فرستاده شده از لایه تقاضا و دریافت شده توسط لایه  جلسه در فرمت مناسب هستند یا خیر.

انواع مختلف کامپیوتر میتوانند داده های یکسان را به صورتهای مختلف ترجمه کنند.استاندارد شبکه فرمت مناسبی را برای داده های انتقالی تعریف می کند.زمانی که لایه نمایش داده ها را از لایه Application  دریافت کرد قبل از فرستادن آنها به شبکه از درستی فرمت آنها مطمئن می شود.اگر داده ها در فرمت مناسب نبودند آنها را بر می گرداند.لایه نمایش در برابر داده های دریافتی از لایه Session  نیز همین عملیات را انجام می دهد.

 

لایه Application:

این لایه یک واسط بی طرف استوار برای شبکه است.لایه Application شامل راه های فراوانی است برای درخواست ذخیره فایلها در یک فایل سرور شبکه یا چاپ با یک چاپگر شبکه و …این لایه  منابع قابل دسترسی یک سیستم را به بقیه شبکه معرفی می کند.

مثال:

ما درقسمتهای قبل مطالبی درباره مدل OSI خواندیم،حال می توانیم این مطالب را در مثال زیر به کار بریم.

 

فرض کنیم می خواهیم فایلی را از سرویس دهندهFTP (FTP Server) دانلود کنیم.

پروسه ای که برای انتقال فایل بین کامپیوترها روی سیستم ما اتفاق میفتد به شرح زیر است:

۱ – رابط FTP باز شده و PC راه دور از این رابط انتخاب می شود تا ارتباط با آن برقرار شود.

۲ – رابط FTP روی لایه Application اجرا می شود و اطلاعات را به لایه نمایش می دهد.این لایه تقاضا را برای فهم دیگر کامپیوترها، به فرم اصلی برمیگرداند .

۳ – درخواست به لایه Session فرستاده می شود و اتصال برقرار می شود.

۴ – packetهای داده به لایه انتقال فرستاده می شوند.اگر برای انتقال روی واسط شبکه نیاز باشد، این لایه دوباره آنها را تقسیم بندی می کند .

۵ – packetهای داده به لایه شبکه فرستاده می شوند.

۶ – توقف بعدی در لایه پیوند داده هاست که آدرس فیزیکی مقصد packetها در این لایه تکمیل می شود.

۷ – در پایان packetهای داده به لایه فیزیکی فرستاده می شوند جایی که به سیگنالهای الکتریکی تبدیل شده و به واسط شبکه انتقال داده می شوند. واسط شبکه می تواند یک خط تلفن باشد .

۸ – packetهای داده به سرویس دهنده FTP هدایت می شوند و فیلد درخواستی شما برگردانده می شود(در مسیری مشابه گامهای (۱ تا ۷)).