مهندسی اینترنت

1. مهندسی اینترنت

2. مفاهيم شبکه سازي و مخابرات داده

3. مفاهيم اوليه مخابرات داده(1) چيست؟ ارتباط بين دو عنصر شبكه مانند دو سوييچ يا دو ميزبان و سوييچ. در مخابرات داده نحوه تبادل اطلاعات بر روي يک کانال ارتباطي مورد بحث قرار مي گيرد. کانالهاي ارتباطي از دو نوع اختصاصي و اشتراکي تشکيل مي شوند. … خط اختصاصي (نقطه به نقطه) دسترسي چندگانه توضيح: در مخابرات داده نحوه تبادل اطلاعات بر روي يک کانال ارتباطي مورد بحث قرار مي گيريد کانالهاي ارتباطي از دو نوع اختصاصي و دسترسي چندگانه تشکيل مي شوند. (1) Data Communication

4. شبكه سازي چيست؟ ارسال يك پيغام(1) از يك مبدا به يك يا چند مقصد. ايجاد بستر لازم براي اينكار. بيش از دو عنصر در امر ارسال و دريافت دخيل هستند. بسته سوييچها و روترهاي بين راه (1) Message

5. ارتباطات(1) چيست؟ انتقال يك پيغام, اطلاعات و يا يك ايده بصورت صوت, سيگنال, نوشته و يا رفتار. نيازمند فضاي انتقال, انرژي لازم براي ارسال سيگنال و پروتكل براي محاوره بين عناصر است. يك سيستم ارتباطات بايد جوانب مختلفي مانندامنيت,راندمان استفاده ازمنابع, مقاومت در مقابل خطاوخرابي را در نظر بگيرد. (1) Communication

6. تاريخچه ارتباطات داده 62-1961: مفهوم سوييچينگ بسته مطرح شد. 1969: چهار كامپيوتر در شبكه ARPANETبهم وصل شدند. 1972: كاربرد پست الكترونيكي بوجود آمد. دهه1980: PCها,ايستگاهاي كاري وLANها بوجود آمدند. شبكهNSFNET راه اندازي شد. 1985:خصوصي سازي اينترنت آغازشد. 1992:كاربرد وب بوجود آمد. رشد اينترنت از سال 1992 به بعد با پا گرفتن کاربردهاي خانگي و گسترش کاربردهاي صنعتي بر اساس وب رشد شديدي را طي کرده است.

7. اجزا شبكه يك شبكه كامپيوتري يك سيستم توزيع شده از اجزا زير مي باشد: فضاي انتقال: سيم مسي بهم تافته, كابل كواكسيال , فيبرنوري، فضا . عناصر سويچينگ: سويچ,روتر,هاب,پل,دروازه. ميزبانها: كامپيوتري,سرورها,ايستگاههاي كاري. پروتكلها: جهت برقراري ارتباط بين عناصر در سطوح مختلف بايد تعريف شود: در سطح خط فيزيكي انتقال, در سطح شبكه , درسطح ميزبانها.

8. اجزا شبكه شبكه تركيبي از سخت افزارو نرم افزارهاي مختلف براي انجام وظايف مختلف است. خطوط ارتباطي به دو نوع اختصاصي و اشتراكي تقسيم ميشوند. خط اشتراکي خطوط اختصاصي توضيح:يک خط اشتراکي مي تواند از نوع نقطه به نقطه يا از نوع دسترسي چندگانه باشد. يک خط از نوع دسترسي چندگانه خطي است که چندين فرستنده مي توانند از آن طريق به ارسال داده اقدام کنند. لايه MAC وظيفه هماهنگي بين فرستنده هاي مختلف جهت استفاده از فضاي انتقال به صورت دوره هاي را دارد • Dedicated • Shared

9. انواع خطوط خطوط اختصاصي از نوع نقطه به نقطه هستند. يک خط اشتراکي مي تواند از نوع نقطه به نقطه يا از نوع دسترسي چند گانه باشد. يک خط از نوع دسترسي چند گانه خطي است که چندين فرستنده مي توانند ار طريق آن به ارسال اقدام کنند. لايه MAC وظيفه هماهنگي بين فرستنده هاي مختلف جهت استفاده از فضاي انتقال بصورت دوره اي را دارد.

10. مالتي پلکس کردن (1) چيست؟ در خطوط اشتراکي، ترافيک ارسالي جريانهاي عبوري از هر خط با هم ترکيب مي شوند. به عمل ترکيب جريانهاي ترافيک و تجميع آنها به عنوان يک جريان واحد که از طريق يک خط ارسال مي شود، مالتي پلکس کردن مي گويند. ترکيب ترافيک جريانهاي مختلف بايد بگونه اي انجام شود که در گيرنده امکان جداسازي آنها از هم وجود داشته باشد. به عمل جداسازي ترافيک جريانهاي مختلف Demultiplexing مي گويند. (1) Multiplexing

11. انواع روشهاي Multiplexing پنج روش مالتي پلکس کردن عبارتند از: اشتراک زماني سنکرون (TDM و TDMA). مالتي پلکس کردن آماري يا اشتراک زماني آسنکرون (SM). اشتراک فرکانسي (FDMA و FDM). اشتراک طول موج ( WDM). اشتراک کد (CDMA). توضيح: مالتي پلکس کردن آماري در مقابل مالتي پلکس کردن به روش TDM به کار مي رود. TDM با STDM يکي است, يعني TDM سنکرون. مالتي پلکسينگ آماري همان ATDM است يعني TDM آسنکرون. بنابراين هر دو TDM هستند, يعني در هر دو روش پنجره اي براي کاربر باز مي کنيم تا جريانهايش را ارسال کند.

12. انواع شبكه ها - نقطه به نقطه -شبكه محلي با دسترسي چند گانه -شبكه مبتني بر سوئيچ -شبكه گسترده اينترنت در شبکه هاي مبتني بر سوئيچ و شبكه هاي گسترده ارتباط بين کامپيوترها بطور غير مستقيم و از طريق عناصر واسطه مانند سوييچها و روترها برقرار ميشود. توضيح: در شبکه هاي مبتني بر سوييچ و شبکه هاي گسترده ارتباط بين کامپيوترها به طور غيرمستقيم و از طريق عناصر واسطه مانند سوييچها و روترها برقرار مي شود.

13. انواع شبكه ها از يک بعد شبکه ها به سه دسته تقسيم مي شوند: شبكه هاي محلي شبكه هاي وسيع شبكه هاي بي سيم شبكه هاي محلي از روش دسترسي چند گانه استفا ده مي كنند و مسيريابي در آنها بدون ارسال اطلاعا ت توپولوژي بين تجهيزات انجام مي شود. در شبكه هاي گسترده حوزه جغرافيا يي شبكه وسيع است و از اتصالات نقطه به نقطه استفاده مي شود. براي مسيريابي نياز به توزيع اطلاعات توپولوژي شبكه مي باشد. توضيح: - شبکه هاي محلي از روش دسترسي چندگانه استفاده مي کنند و مسيريابي در آن بدون ارسال اطلاعات توپولوژي بين تجهيزات انجام مي شود.در شبکه هاي گسترده حوزه جغرافيايي شبکه وسيع است و از اتصالات نقطه به نقطه استفاده مي شود. براي مسيريابي نياز به توزيع اطلاعات توپولوژِي شبکه مي باشد.شبکه هاي شهري بخش دسترسي شبکه هاي وسيع را تشکيل مي دهند و به عنوان مايل آخر( last Mile) شناخته مي شوند. اين شبکه ها گاهاً MAN (Metropolitan Area Network) گفته مي شوند که محدوده اي در حدود چند کيلومتر تا چند ده کيلومتر را مي پوشانند . در شبکه هاي بي سيم ارسال اطلاعات بصورت راديويي انجام مي گيرد. شبکه هاي بي سيم مي توانند از نوع محلي، شهري و يا وسيع باشند. شبکه هاي مهواره اي بعنوان مثال از نوع شبکه هاي وسيع هستند.

14. سوييچينگ و مالتي پلکسينگ شبكه ها را مي توان بر حسب تبادل اطلاعات بين تجهيزاتدسته بندي كرد: شبكه هاي كامپيوتري شبكه هاي مبتني بر سويچ شبكه هاي همه پخشي (دسترسي چند گانه) سوييچينگ مداري سوييچينگ بسته شبكه هاي TDM شبكه هاي نوري سوييچينگ مدارمجازي شبكههايديتاگرام سوييچينگ طول موج (1) (2) (5) (4) (3) (6) • circuit switching • packet switching • optical network • time division multiplexing (5) virtual circuit switching (6) datagram توضيح:شبکه هاي با دسترسي چندگانه، سوييچينگ مداري و شبکه هاي سوييچينگ بسته سه نوع اصلي شبکه ها را تشکيل مي دهند

15. سويچينگ مداري چيست؟ سوييچينگ مداري داراي مشخصات زير است: بين دو طرف ارتباط يك كانال انتقال با پهناي باند ثابت ومسيرثابت برقرار ميشود. كانال ايجاد شده فقط توسط طرفين قابل استفاده است. پهناي باند استفاده نشده توسط ساير جريانها قابل استفاده نيست. طبيعي است قبل از شروع به ارسال اطلاعات نياز به برقراري مسير است. توضيح:در سوييچينگ مداري، اشتراک پهناي باند توسط چند جريان اغلب بصورت اشتراک زماني سنکرون(TDM) انجام مي گيرد. در اين روش زمان به فريم هاي زماني تقسيم مي شود. هر فريم زماني شامل تعدادي بازه يا پنجره زماني است. هر پنجره زماني به يک جريان تخصيص داده مي شود. پنجره هاي زماني در هر فريم بطور متناوب تکرار مي شوند - براي حمايت از ارتباطات Kbps 64 صوتي، طول فريم هاي زماني در سيستم هاي TDM برابر 125 ميکرو ثانيه است. به اين ترتيب 8000 فريم در ثانيه تکرار مي شود هر بازه زماني معمولاً برابر 1 بايت است توضيح:اگر منظور از کانال ثابت اختصاصي اين باشد که TS مشخصي باشد و ديگري استفاده نکند در packet switching چنين چيزي نداريم ولي اگر به معني رزرو باشد صحيح است .

16. سويچينگ بسته چيست؟ اطلاعات به واحدهاي كوچك بنام بسته تقسيم مي شود. كانال ثابت اختصاصي بين طرفين وجود ندارد. پهناي باند بر حسب نياز به کاربران تخصيص مي يابد. 10 Mbs Ethernet C A statistical multiplexing 1.5 Mbs B queue of packets waiting for output link 45 Mbs D E توضيح:زمان ارسال بسته هاي هر جريان از پيش تعيين شده نيست و بر حسب نياز, بسته ها ارسال مي شوند. براي آنکه اطلاعات ارسالي توسط هر جريان ترافيک بتواند از اطلاعات ارسالي ساير جريانها متمايز شود, لازم است هر بسته آدرس مبدا و مقصد خود را در هدر حمل کند. در حاليکه در سوييچينگ مداري, شماره پنجره زماني, مبدا و مقصد ارتباط را مشخص مي کند و نيازي به حمل آدرس شبکه مبدا و مقصد نيست. توضيح:در سوييچينگ بسته از مالتي پلکس کردن آماري استفاده مي شود و از انجا که پهناي باند موجود بصورت اشتراکي توسط جريانهاي عبوري از يک خط استفاده مي شود، امکان ازدحام درون شبکه وجود دارد - زمان ارسال بسته هاي هر جريان از پيش تعيين شده نيست و بر حسب نياز بسته ها ارسال مي شوند. براي آنکه اطلاعات ارسالي توسط هر جريان ترافيک بتواند از اطلاعات ارسالي ساير جريانها متمايز شود، لازم است هر بسته آدرس مبدأ و مقصد خود را در هدر حمل مي کند. در حاليکه در سوييچينگ مداري شماره پنجره زماني، مبدأ و مقصد ارتباط را مشخص مي کند و نياز به حمل آدرس شبکه مبدأ و مقصد نيست توضيح:از آنجا که پهناي باند موجود بصورت اشتراکي توسط جريانهاي عبوري از يک خط استفاده مي شود, امکان بروز ازدحام درون شبکه وجود دارد.

17. سويچينگ بسته به دو نوع تقسيم مي شود: ديتاگرام(Datagram) :- در روش ديتاگرام هر بسته حاوي آدرس شبكه ترمينال مبدا و مقصد است.- مسير عبور بسته با پردازش آدرس شبكه مقصد هر بسته بصورت گام به گام تعيين مي شود. - به اين روش connectionless مي گويند. سويچينگ مدار مجازي :(Virtual Circuit) V.C.- در روش V.C. مسير ارسال همه بسته ها ثا بت است و در زمان بر قراري مدار مجازي تعيين مي شود.- هر بسته حاوي يك شماره مشخصه براي مدار مجازي V.C. است كه مسير آنرا تعيين مي كند. - به اين روش connection-oriented مي گويند. سويچينگ مداري مجازي وديتا گرام توضيح:در روش ديتاگرام, آدرس مبدا را به اين دليل مي خواهيم تا اگر بسته به مقصد نرسد (به دليل آنکه شبکه نتوانسته بسته را به مقصد برساند يا مبدا آدرس را اشتباه داده), بتوان پيغام خطا را به مبدا بازگرداند. توضيح:تشابه روش VC با روش مداري اين است که هر دو فاز call setup و call release دارند. توضيح:در هر دو حالت از سوييچينگ بسته استفاده مي شود. پهناي باند استفاده نشده توسط يک کاربر مي تواند توسط ساير کاربران مورد استفاده قرار مي گيرد

18. ساختار لايه اي شبکه هاي کامپيوتري

19. اين بخش از اجزا زير تشكيل شده است: قسمت اول: مدل لايه اي OSI قسمت دوم: مدل لايه اي TCP/IP قسمت سوم: ساختار سلسله مراتبي شبکه هاي کامپيوتري قسمت چهارم: مدل لايه اي بر اساس تکنولوژي قسمت پنجم: ارتباط بين لايه ها در مدل سلسله مراتبي

20. پروتكل چيست؟ پروتكل عبارت است از مجموعه اي از قراردادها كه قواعد وپارامترهاي ارتباط بين دو عنصر(مانند عناصرسوييچينگ يا پروسه هاي نرم افزاري) را تعريف مي كند شامل:_فرمت و ساختار انواع اطلاعات منتقله بين دو عنصر._مكانيسم برقراريو قطع ارتباط._روش مسيريابي و پيدا كردن موقعيت مقصد._نحوه كنترل نرخ ارسال داده و كنترل ازدحام._نحوه مقابله با خرابي در اطلاعات._پارامترهاي سطح و كيفيت سرويس مورد نياز. توضيح:زماني "پروتکل" مفهوم پيدا مي کند که بخواهيم يک رابطه استاندارد ميان دو عنصر تعريف کنيم. آنچه مربوط به يک عنصر است, نياز به استاندارد سازي و پروتکل ندارد.

21. پروتكل چيست؟ مقايسه پروتكل در ارتباط انسانها و كامپيوترها TCP connection reply. Got the time? 2:00 <file> time Hi TCP connection req. Hi مکالمه افراد مکالمه ماشين ها توضيح:در هر دو حال نياز به مذاکره (hand shaking) بين طرفين براي شروع مکالمه است. - براي انجام مذاکره نياز به داشتن زبان مشترک بين طرفين است. - علاوه بر زبان مشترک روال مذاکره نيز بصورت قواعدي بايد تعريف شود. - TCP يکي از پروتکلهاي مورد استفاده در برقراري ارتباط است.

22. معماري پروتكلها در شبكه هاي كامپيوتري معماريپشته پروتكلهاي شبكه بر پايه مدل لايه اي است: _مجموعه اي از لايه ها بصورت پشته اي. _وظايف هر لايه توسط يك پروسه انجام مي گيرد. هر پروسه باشماره لايه مربوط تعريف مي شود. _هر دو پروسه هم سطح در دو سوي يك ارتباط بر اساس پروتكل تعريف شده با هم محاوره دارند. _پروتكل فرمت ونحوه پردازش اطلاعات تبادل شده بين دو پروسه هم سطح را تعريف مي كند. entity entity “Network” توضيح:هر entity پياده سازي يکي از لايه هاست . در مدل لايه اي هر لايه 3 نوع interface دارد : Interface با لايه بالا Interface با لايه پايين Interface با لايه هم سطح خودش در طرف مقابل توضيح:مفهوم پشته از آنجا مي آيد که پروتکل هاي مربوط به هر لايه را بصورت پشته روي يکديگر مي چينيم تا با عبور از لايه هاي مختلف شبکه, در هر لايه, پروتکل مناسب و خاص همان لايه اجرا شود.

23. مدل لايه اي _هر لايه به لايه بالاي خود سرويس ميدهدو ازلايه پايين سرويس مي گيرد. _بين هر دو لايه يك رابط سرويس (Service Interface) تعريف مي شود. _ارتباط بين پروسه هاي هم سطح از ديد لايه هاي پايين شفاف است. Host 1 Host 2 Layer 5 protocol Layer 5 Layer 5 Layer 4/5 interface Layer 4 protocol Layer 4 Layer 4 Layer 3/4 interface Layer 3 protocol Layer 3 Layer 3 Layer 2/3 interface Layer 2 protocol Layer 2 Layer 2 Layer 1/2 interface Layer 1 protocol Layer 1 Layer 1 Physical medium توضيح:ارتباط دو عنصر هم تراز در دو طرف به صورت peer-to-peer است . اطلاعاتي را که مي خواهيم بوسيله عنصر هم سطح در سمت ديگر پردازش شود در هدر قرار مي دهيم . ارتباط به لايه هاي بالا و پايين در هدر تعريف نمي شود بلکه توسط توابع نرم افزاري و service interface اينکار صورت مي گيرد. توضيح:از ديد هر لايه ارتباط مستقيم بين آن لايه در دو طرف ارتباط وجود دارد و از وجود لايه هاي زيرين بي اطلاع است

24. بسته بندي تو درتو در مدل لايه اي _در هر لايه، پروسه مبدا با افزودن سرآمدو دنباله به بسته هاي ارسالي،با پروسه هم سطح خود در طرف گيرنده ارتباط برقرار مي كند. _هر لايه سرآمدو دنباله مخصوص خود را اضافه ميكندو سرآمدو دنباله اضافه شده توسط لايه هاي بالا را عينا در بدنه پيغام ارسالي حمل مي كند. به اين روش Encapsulationمي گويند. Message Sent Message Received Application Presentation Session OSI Layered Protocol Model Transport Network Data link Physical Communication Channel توضيح:لايه 7 به لايه بالايي سرويس نمي دهد چون لايه بالايي ندارد, بنابراين stream اي به آن وارد نمي شود تا مالتي پلکسش کند.لايه 7 خود, مولد data است و داده اش را به لايه پايين اش مي دهد. مي توان گفت مالتي پلکسينگ براي اين لايه عبارت است از دادن "داده" به لايه پايين تر. بنابراين "جريان داده" نيز نوعي مالتي پلکسينگ است (حالت خاص از مالتي پلکسينگ: دادن يک جريان ورودي به يک جريان خروجي).

25. مدل لايه اي TCP/IP (مدل مرجع اينترنت) در اين مدل از پنج لايه استفاده مي شود: لايه كاربرد:پياده سازي پروسه هاي كاربردي در ميزبانها. لايه حمل: ارسال انتها به انتهاي مطمئن بين پروسه هاي كاربردي. لايه شبكه: آدرس دهي در سطح شبكه و مسيريابي. لايه وابسته شبكه:آدرس دهي ترمينالها در سطح شبكه محلي وساخت فريم هاي مناسب فضاي انتقال فيزيكي وكنترل دسترسي به فضاي انتقال. لايه فيزيكي: سخت افزار و تجهيزات فيزيكي مخابرات داده. در مدل پنج لايه TCP/IP سه لايه بالاي مدل OSI با هم ترکيب شده اند.

26. وظايف مشترك بين لايه ها وظايف زير بين همه لايه ها مشترک است: _مالتي پلكس كردن _كنترل خطا _كنترل استفاده از منابع _ همگام سازي بين فرستنده و گيرنده و كنترل جريانارسال داده _آدرس دهي و نامگذاري به منظور شناسايي پروسه هايمتناظر +در سطح لايه2 بصورت گره به گره +در سطح لايه3 بصورت ترمينال به ترمينال +در سطح لايه4و5بصورت نرم افزار به نرم افزار توضيح:هر لايه يک سري وظايف اصلي دارد ولي همه لايه ها وظايف فوق را به صورت مشترک دارند. مالتي پلکس کردن به معني ترکيب جريانهاي ورودي و ارسال آنها به عنوان يک جريان خروجي است ، با توجه به اينکه لايه 7 به لايه بالاتري سرويس نمي دهد اين کار را دقيقا به همين معني انجام نمي دهد.

27. عملكرد شبكه هاي TCP/IP شكل زير شماي كلي برقراري يك ارتباط از طريق شبكه هايTCP/IP را نشان مي دهد. لايه هاي مختلف و ارتباط بين آنها در اين شكل نشان داده شده است. توضيح:- اتصال شبکه نيازمند اتصال فيزيکي دو طرف ارتباط به شبکه است.- همچنين ادرسهاي منحصربفرد در سطح شبکه گسترده مورد نياز است. - نرم افزار کاربردي از طريق SAP به نرم افزار شبکه متصل مي شود.- يک ارتباط منطقي بين نرم افزارهاي کاربردي در دو طرف ايجاد مي شود.

28. پروتكلها در اينترنت در شكل زير تعدادي از پروتكلهاي مورد استفاده در لايه هايمختلف در اينترنت نشان داده شده اند: توضيح:علت قرار گرفتن ICMP,IGMP,OSPF,RSVP در لايه IP اين است که براي اين پروتکل ها port number تعريف نمي شود و از فضاي پروتکل در هدر IP استفاده مي کنند . با توجه به اينکه port number ها توسط برنامه نويس تعيين مي شود ساير پروتکل هاي کاربردي در TCP قرار گرفته اند قابليت انعطاف و گسترش مناسبي دارند . ( اينها را نمي توان در IP قرار داد). توضيح:از پروتکلهاي مورداستفاده در شبکه هاي کامپيوتري مي توان به TCP, IP, UDP, HTTP, FTP, BGP و RSVP اشاره کرد.

29. پروتكل IP Internet Protocol__مدلBest Effort بر مبناي روش ديتاگرام براي ارسالبسته ها از مبدا به مقصد_مسيريابي بر اساس آدرسهاي32بيتيIP_فرمت بسته هاي IP بشكل زير است: -IP بيست بايت سرآمد ثابت باضافه يك بخش با طولمتغير به بسته اضا فه مي كند.

30. آدرس ‌دهي در اينترنت چهارنوع آدرسA،B،C،D در اينترنت استفاده مي شود كهبا پيشوندهاي مختلف از هم مشخص مي شوند: توضيح:در حال حاضر براي آنکه فضاي آدرس بصورت قابل انعطاف و با راندمان بيشتري استفاده شود, نوع classless استفاده مي شود. در اين نوع, بخش network ID در آدرس از اين قواعد پيروي نمي کند و مي تواند هر طول دلخواهي داشته باشد (مقدار حداقل آن 2 بيت و مقدار حداکثر آن به طول بخش host ID بستگي دارد).

31. پروتکل TCP TCP پروتکل لايه حمل است. وظيفه لايه حمل تطبيق سرويس ارائه شده توسط لايه شبکه با نيازمنديهاي کاربردها است. پروتکل IP يک سرويس connectionless غير قابل اتکا ارائه مي کند. پروتکل TCP برروي IP قرار گرفته و با اجراي الگوريتم پنجره لغزان يک سرويس connection-oriented قابل اتکا (reliable) به لايه بالاي خود ارائه مي کند.

32. پروتکل TCP هدر پروتکل TCP بشکل زير است:

33. نيازمنديهاي اوليه در طراحي اينترنت بر اساس اصول اوليه شبكه سازيCerf & Kahn ، اينترنت براي تامين نيازهايزير طراحي شده است: 1_اتصال شبكه هاي ناهمگون موجود بهم 2_مقاومت در مقابل خرابي 3_مديريت توزيع شده 4_هزينه پايين ارايه سرويس 5_سهولت اتصال به اينترنت با حداقل سربار

34. نيازمنديهاي جديد در اينترنت 1. امكان تضمين پهناي باند 2. امكان تضمين كيفيت سرويس در شرايط تغييرات شديد در منابع آزاد شبكه 3. حمايت ازMobility 4. امكان پيكربندي مبتني بر سياست تجهيزات شبكه و ميزبانها تغييرات شديد در ترافيك داده همراه با نيازبه تضمين كيفيت سرويسو تضمين پهناي باند معماري اينترنت نسل جديد را مشكل مي سازد. توضيح:امروزه اينترنت بخشي از ترافيک درون سازماني را حمل مي کند ، همين مساله توجه به امنيت و available بودن سرويس را بيشتر کرده است .

35. -مدل سه لايه اي براي معماري شبكه هاي كا مپيوتري بطور وسيع مورد پذيرش واقع شده است. - در اين مدل سه لايه دسترسِِيAccess و توزيعDistribution وهسته Core تعريف ميشود. -اين مدل از يك ساختار سلسله مراتبي تبعيت ميكند. 2-3- ساختار سلسله مراتبي شبکه ها

36. مدل سه لايه اي –ادامه وظايف لايه هسته: شامل تجهيزات سوييچينگ بسيار سريع است. اين لايه بخاطر سرعت بالا نبايد مسئول پردازش در سطح بسته ( مانند فيلترينگ) باشد. وظايف لايه توزيع: اين لايه بين لايه دسترسي و هسته قرار مي گيرد و وظيفه پردازش در سطح بسته را دارد: _مجتمع سازي ترافيك _ كنترل دسترسي به منابع شبكه _اعمال پردازشهاي VPN و VLAN _ پياده سازي مكانيسمهاي امنيتي وظايف لايه دسترسي: اين لايه برقراري اتصال كاربران به شبكه را بعهده دارد.مجتمع سازي ترافيك خانگي و سازماني در اين لايه انجام مي شود. مكانيسمهاي تصديق هويت و فيلترينگ سطح اول بسته نيزدر اين لايه صورت مي پذيرد.

37. مدل لايه اي بر اساس تکنولوژي شكل زير سه لايه دسترسي، توزيع و هسته را بر حسبتكنولوژيهاي بكار رفته جدا نموده است. لايه دسترسي Telephony VPN لايه توزيع- سويچينگ بسته Wireless Security هسته نوري IP PSTN SONET OXC PXC Directory Services Streams & Lambda’s XDSL ATM FrameRelay Application Hosting Packets & Flows توضيح:-در هسته شبکه از تکنولوژيهاي انتقال نوري مانند Sonet, OXC ها استفاده مي شود. - در لايه توزيع تکنولوژي سوييچينگ بسته استفاده مي شود. - در لايه دسترسي ، شبکه هاي محلي، اتصالات بي سيم و خطوط DSL قرار دارند. Multiple Access Tech. Applications & Services

38. بخش توزيع اينترنت شبكه هاي سويچينگ بسته لايه توزيع اينترنت را تشكيل مي دهند.اين لايه مسئول دسته بندي،مسيريابي، فيلترينگ،تخصيص منابع و...مي با شد. اين لايه وسيعترين بخش اينترنت را تشكيل مي دهد. در ادامه اين درس بر روي اين لايه تمركز خواهيم نمودو در عين حال به سمت ميزبان و دسترسي بي سيم نيز توجه خواهد شد.

39. معماري هسته اينترنت هسته اينترنت از شبكه هاي سرعت بالاي نوري تشكيلمي شود. نسل اول شبكه هاي نوري از حلقه هايSonet تشكيل شدهاست. ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM Terminal Multiplexers Add/Drop Multiplexers TM Point-to-Point Central Office DCS BLSR/2،/4 OC-12/OC-48 توضيح:- شبکه Sonet معمولا بشکل حلقه بسته مي شود ولي مي تواند بصورت خطي نيز بکار رود. - ارتباط حلقه هاي Sonet از طريق Digital Crossconnect ها برقرار مي شود. ADM Linear Add/Drop ADM DCS Digital Crossconnect TM • Static manual configuration • Protection 1:1، Fast restoration • Scales up to around 40G • Synchronous operation: delay limited Access Rings UPSR OC-3/OC-12

40. نسل دوم شبكه هاي نوري _نسل دوم شبكه هاي نوري از تكنولوژيWDM استفاده مي كند. _WDM چندين طول موج حامل داده را از طريق يك فيبر ارسال مي كند. _ طول موجهاي اصلي مورد استفاده nm 850، nm 1310وnm 1550 است. _درDWDM فاصله هر دو طول موج در حد nm 1 است. _ يك تاريخچه سريع از توسعه تكنولوژيWDM : • Late ‘80s: Very large number of channels predicted • 1991: Broadcast/select networks built، field tested • 1992: Packet switching investigations • 1993: ARPA begins significant support of optical networking R/D • 1994-present: return to simple point-to-point WDM links • 1997: 64x5G up to 7200 km • 1997: 100x10G up to 400 km • 1998: 1x40G up to 65 km • 1998: 32x5G up to 9300km • 2000: 128x40G (Alcatel) توضيح:- امروزه بيش از 128 طول موج هر يک با نرخ 40 Gbps در يک فيبر نوري مي تواند ارسال شود. - ظرفيت هر فيبر به بيش از چند ترا بيت بر ثانيه رسيده است. توضيح:- تکنيک WDM با استفاده از طول موجهاي نوري, اطلاعات را در يک کابل نوري واحد, منتقل مي کند. هر طول موج, نماينده يک کانال است. - تکنيک ( DWDM (Dense WDM يک extension روي WDM است که امکان انتقال همزمان wavelength + 16 را در لايه فيزيکي فراهم مي آورد.

41. سوييچينگ, گلوگاه شبكه هاي امروزي شكل زيرروند رشد سرعت سوييچينگ رابا رشد نرخ ارسالمقايسه مي كند. امروزهWDM امكان ارسال در سرعتهاي بسيار بالا را فراهم مي كندو تجهيزات سويچينگ, گلوگاه تو سعهشبكه هاي بسيار سرعت بالا را تشكيل مي دهد. 1280 1024 768 512 256 1600 1280 960 640 320 0 WDM Capacity (Gb/s) Processor Speed (MHz) Moore’s Law ظرفيت انتقال فيبر توضيح:ظرفيت انتقال از ظرفيت switching بالا زده است . بنابراين سرعت انتقال بيشتر از سرعت switching شده است . در شبکه نياز داريم که هم ترافيک بالا ارسال کنيم و هم توانايي switching داشته باشيم . 1997 1998 1999 2000- توضيح:بر اساس قانون مور سرعت پردازنده ها هر 18 ماه دو برابر ميشود.

42. سوييچينگ طول موج براي حل مسئله محدوديت ظرفيت سوييچينگ ، در هسته اينترنت از سوييچهاي نوري استفاده مي شود. دو نوع اين سوييچها OXC و PXC خوانده مي شوند: _OXC : امكان تبديل طول موج وجود دارد. امكان پيكسل بندي طول موجها بصورت محلي در سطح هر پورت وجود دارد. نياز به تبديل سيگنال نوري به الكتريكي و بلعكس دارد. _PXC : سوييچينگ بصورت نوري (فتوني) انجام مي شود. امكان تبديل طول موج نداردو لذاپيكربندي طول موجها بايد در سطح شبكه انجام شود.

43. ارتباط بين لايه ها در مدل سلسله مراتبي در لايه هاي مدل سلسله مراتبي ممکن است از تکنولوژي هاي مختلف شبکه سازي استفاده شود. در شکل زير يک سناريو نشان داده شده است: ارتباط بين تکنولوژي هاي فوق مي تواند يکي از دو حالت زير را داشته باشد: مدل Overlay مدل Peer-to-Peer Data IP ATM DWDM SONET Routing Traffic Engineering Optical path w/protection Capacity IP توضيح:از دهه 90 به بعد, هدف آن است که عمليات را تلفيق کنند تا تعداد لايه ها کمتر شود.

44. مدل Peer-to-Peer در اين مدل ، در ورودي هر شبکه با تکنولوژي مختلف، عمل تبديل فرمت و آدرس دهي از يک تکنولوژي به تکنولوژي ديگر ( مثلاً تبديل IP به ATM) انجام مي شود. اينکار پيچيده و زمان بر است. بعلاوه با تبديل فرمت بخشي از اطلاعات هدر اوليه بسته ممکن است از بين برود. مثلاً اگر مقصد آدرس ATM نداشته باشد، با تبديل بسته IP به ATM، اطلاعات آدرس IP مقصد از بين مي رود.

45. مدل Overlay اين مدل مبتني بر روش Encapsulation است. بسته هاي ارسالي از يک شبکه از درون يک شبکه ديگر بدون دستکاري عبور داده مي شوند. براي اينکار بسته هاي جديد ساخته شده و بسته هاي اوليه در Payload آن حمل مي شود. نقاط ضعف و قوت مدل Overlay: + سادگي پياده سازي. مقياس پذيري پايين. تکرار وظايف آدرس دهي و مسيريابي در چند لايه (راندمان پايين).

46. سير تحول از مدل Overlay بسمت مدل P2P شكل زير روند تغيير در پروتكلهاي هسته شبكه را نشان مي دهد. روند حركت بسمت كاهش تعداد لايه هامي با شد. تكنولوژيGMPLS امكان يكپارچه سازي پيكر بندي شبكه هاي نوري با شبكه هاي سوييچينگ بسته را فراهم آورده است. Data IP IP w/MPLS IP w/MPLS IP w/GMPLS ATM Data Data Data DWDM w/optical XC DWDM w/optical XC DWDM DWDM Thin SONET SONET SONET 1999 2000 2001 2002 Routing Traffic Engineering Optical path w/protection Capacity Deployment of GMPLS with RSVP-TE and OSPF-TE Deployment of MPLS and Differentiated Services Deployment of OXCs

47. اتصال شبکه هاي سازماني به اينترنت تصوير كلي اينترنت router workstation server mobile local ISP regional ISP company network شکل زيرتصوير كلي اتصال به اينترنت را نشان ميدهد: توضيح:- بخش عمده اي از اينترنت را ايستگاههاي کاري تشکيل مي دهند. - بخش ديگري از ميزبانها در اينترنت را سرورها تشکيل مي دهند که حاوي اطلاعات مورد نياز مشتريها هستند. - اتصال ايستگاهها و سرورها به اينترنت از طريق ISP ها انجام مي شود. - بخشي از ايستگاهها و سرورها نيز در شبکه هاي سازماني و از طريق شبکه هاي محلي سازمان متصل مي شوند. - اتصال ISP هاي محلي و شبکه هاي سازماني از طريقISP هاي رده بالاتر در هسته اينترنت برقرار مي شود. توضيح:اتصال ISP ها به صورت سلسله مراتبي است و نحوه ارتباط آنها به صورت customer-provider يا peer-to-peer مي باشد.

48. تصوير كلي اينترنت اتصال به اينترنت از 7 بخش اصلي تشكيل مي شود: 1- ميزبان يا ماشين كاربر 2-تجهيزات ارتباطي طرف كاربر 3-سرويس دهندهLLC 4-نقاطPOP مربوط بهISP ها 5-خدمات كاربر طرف شبكه 6-شبكه هاي وسيعISPفراهم کنندگان اصليسرويس. 7-فراهم كنندگان اطلاعات(Content ) توضيح:در نقاط POP لزوما يک فراهم کننده اصلي حضور ندارد . همه فراهم کنندگان سرويس در اينترنت ممکن است يک connection به آن داشته باشند.بعضي اوقات ISP ها علاوه بر فراهم کننده اصلي يک فراهم کننده دوم در نظر مي گيرند که اگر ترافيکشان از حدي بيشتر شد از دومي استفاده کنند ( فراهم کننده پشتيبان ) . POP نقاطي است که فراهم کنندگان اصلي آنجا قرار دارند. PoP:Point of Present LLC:Local Loop Carrier ترافيک را از کاربران گرفته مجتمع مي کنند و تحويل ISP هاي سطح بالاتر مي دهند. ( در قالب مخابرات معني دارد.)

49. تجهيزات ارتباطي طرف كاربر اين تجهيزات يك يامجموعه اي از موارد زير را شاملميشود: _خط تلفن براي ارتباط از طريق مودم(56 Kbps ) _ارتباطISDN از طريق شبكه تلفني(128 Kbps ) _ارتباطDSL از طريق خط تلفن (6 Mbps ) _مودم از نوع Cable Modem (27 Mbps ) _ارسال از طريق خطوط برق (1 Mbps ) _ارتباط مستقيم ماهوارهDirect PC (400 Kbps ) _شبكه محلي _مسيريابهاي خانگي يا سازماني _ ديواره هاي آتش

50. سرويس دهنده هايLLC (Local Loop Carrier ) اين سرويس دهنده ها اتصال كاربر به اولين نقطه شبكه را برقرار مي كنند. _ شركت هاي تلفني _ شركتهاي تلويزيون كابلي _شركتهاي با ماهواره هاي مخابراتي _شركتهاي برق _ شركتهاي ارتباطات سيار ISP