مفاهیم مرتبط با خدمات لایه ها خدمات اتصال گرا

1. مفاهیم مرتبط با خدمات لایه ها خدمات اتصال گرا اگر لایه ای در ماشین فرستنده بخواهد یک یا چند قطعه داده را برای لایه همتای خود در ماشین گیرنده بفرستد اگر قبل از ارسال این داده ها , بین این لایه ها هماهنگی صورت بگیرد و بر سر چگونگی و پارامترهای ارسال توافق اولیه حاصل شود و پس از آن قطعات داده ارسال گردد , چنین سرویسی را اتصال گرا گویند زمانی که تلف می شود تا بین گیرنده و فرستنده هماهنگی صورت بگیرد سرعت و کارایی را پایین خواهد آورد

2. خدمات بدون اتصال اگر لایه ای در ماشین فرستنده بخواهد یک یا چند قطعه داده را برای لایه همتای خود در ماشین گیرنده بفرستد اگر بدون اطلاع و هماهنگی با لایه همتای خود قطعات داده را بفرستد چنین سرویسی را بدون اتصال گویند بدیهی است که هیچ تضمینی در آنکه این قطعات داده بطور موفقیت آمیز در گیرنده دریافت شود وجود ندارد

3. جریان (Flow) دنباله ای از بسته ها که از یک پروسه در ماشین مبدا تولید و به سوی یک برنامه کاربردی در ماشین مقصد روانه می شوند پهنای باند نرخ متوسط تولید داده های یک جریان بر حسب بیت بر ثانیه نرخ اتلاف بسته میانگین از بین رفتن بسته های متعلق به یک جریان واحد

4. مکانیزم کنترل خطا: به هر مکانیزمی که بین گیرنده و فرستنده توافق شود تا بر اساس آن صحت داده های دریافتی تضمین شود مکانیزم کنترل جریان : به هر مکانیزمی که بر اساس آن فرستنده , سرعت ارسال واحدهای اطلاعاتی خود را با گیرنده تنظیم نماید

5. مدل چهارلايه‌اي TCP/IP

6. لايه‌هاي مدل TCP/IP

7. تعريف استاندارد هایی برای سخت‌افزارها، نرم‌افزارهاي راه‌انـداز تعریف پـروتـكلـهاي شبـكه پروتكلهائي كه در لايه اول از مدل TCP/IP تعريف مي‌شوند، مي‌توانند مبتني بر ارسال رشته بيت يا مبتني بر ارسال رشته بايت باشند. لايه اول از مدل TCP/IP : لايه واسط شبكه • بسته‌هاي IP بستـه‌هـاي اطلـاعـاتي در ايـنلايه • هدايت بسته‌هاي IP روي شبكه از مبدأ تا مقصد كه اين عمل از نوع بدون اتصال مي‌باشد • ويژگي ارسال چندپخشي يعني ارسال يك يا چند بسته اطلاعاتي به چنـدين مقصـد گوناگون در قالب يك گروه سازماندهي‌شده • پروتكلهائي كه در اين لايه استفاده مي‌شوند عبارتند از: • IP , IGMP , BOOTP , ARP , RARP , RIP , ICMP و . . لايه دوم از مدل TCP/IP : لايه شبكه

8. لايه سوم از مدل TCP/IP : لايه انتقال برقراري ارتباط از طـريق يـكسرويس اتصال‌گرا و مطمئـن با ماشينهاي انتهايي يا ميزبان. لايه چهارم از مدلTCP/IP : لايه كاربرد خدماتي كه در اين لايه صورت مي‌گيرد در قالب پروتكلهاي استاندارد زير به كاربر ارائه مي‌شود : شبيه‌سازي ترمينال انتقال فايل يا FTP مديريت پست الكترونيكي خدمات انتقال صفحات ابرمتني

9. فصل دوم: لايه واسط شبكه • لايه 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 :

10. 1) لايه واسط شبکه تبديل کانال داراي خطا به يک خط مطمئن و بدون خطا☻ فريم بندي اطلاعات☻ بسته IP ☻ساختمان داده‌اي است درون فيلد داده فريمها ☻عدم تغيير بسته IP با وجود تغيير شبکه و تغييرات مداوم فريم

11. کانالهاي انتقال وظيفه سخت افزار انتقال در لايه واسط شبکه:انتقال بيتهاي داده بر روي کانال فيزيکي بدون توجه به نوع و محتواي دادها • خطوط تلفن • فيبرهاي نوري • سيمهاي به هم‌بافته‌شدة زوجي • كابلهاي هم‌محور (كواكسيال) • كانالهاي ماهواره‌اي • كانالهاي راديويي • امواج طيف نوري

12. سيمهاي به هم بافته شده زوجي: • UTP : يك زوج سيم معمولي به هم 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. كابلهاي هم‌محور (كواكسيال): در انواع مختلف مانند: كابل كواكس 50 اهم ضخيمTick Coaxial Cable كابل كواكس 50 اهم نازكThin Coaxial Cable كابل كوآكس 75 اهم معمولي)

13. كانالهاي ماهواره‌اي : در باندهاي فركانسي مختلف مانند: • باند C • باند Ku • باند Ka كانالهاي راديويي : شامل باندهاي فركانسي مختلف مثل UHF ، VHF امواج طيف نوري: شامل نور مادون قرمز فيبرهاي نوري:در انواع مختلف مثل فيبر تك‌موده و چند‌موده

14. توضيح قيمت پياده سازي خطا پهناي باند نوع كانال كم (‌حدود 4KHz ) خطوط تلفن معمولي از قبل وجود دارد ارزان ساده زياد متوسط ( حدود جند ده تاصد مگاهرتز ) ارزان ساده متوسط زوج سيم براي فواصل كوتاه مناسب است متوسط متوسط كم حدود جند صد مگاهرتز كابلهاي كواكسیال فيبرهاي نوري حدود جند گيگا هرتز بهترين كارايي متوسط پيچيده بسيار كم كانالهاي ماهواره در همه جا تحت پوشش گران بسيارپيچيده متوسط حدود جند صد مگا هرتز كانالهاي راديويي در جايي كه كابل كشي عقلايي نيست مناسب مي باشد . نسبتا گران نسبتاپيچيده زياد حدود جند مگا هرتز مقايسه مشخصاتبرخي از كانالهاي انتقال

15. Bپهناي باند: توانايي و ظرفيت كانال در ارسال اطلاعات 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 N : متوسط توان نويز B : پهناي باند كانال بر حسب هرتز

16. مالتي پلكس يا تسهيم : تقسيم پهناي باند يك كانال بين چند ايستگاه • تسهيم در ميدان فركانس يا FDMFrequency Division Multiplexing • تسهيم در ميدان زمان يا TDM Time Division Multiplexing FDM: تقسيم پهناي باند فركانسي به N باند مجزا (N تعداد ايستگاه موجود در شبكه) TDM: تقسيم زمان به بازه‌هاي كوچك (ارسال اطلاعات بر روي كانال توسط هر ايستگاه فقط در بازه زماني مشخص)

17. موارد كاربرد روشهاي FDMو TDM : • تعداد ايستگاهها ثابت و محدود • ارسال حجم ثابت و دائمي داده توسط هر ايستگاه بر روي كانال TDM

18. FDM

19. انواع خطا در شبكه‌هاي كامپيوتري • نويز حرارتي • شوك‌هاي الكتريكي • نويز كيهاني روشهاي كشف خطا • اضافه كردن بيت توازن به داده‌ها • روش Checksum • كدهاي كشف خطاي CRC

20. استانداردهاي انتقال روي خطوط نقطه به نقطه • 1) پروتكل SLIPSerial Line IP : • 2) پروتكل PPP: Point to Point 1) پروتكل SLIP • روش كار: • ارسال علامت مشخصه يك بايتي 0xC0 روي خط توسط ايستگاه • انتقال داده بر روي خط • ارسال مجدد علامت مشخصه 0xC0 جهت مشخص نمودن انتهاي فريم قالب هر فريم Flag Data (Payload) Flag 0xC0 0xC0 داده ها

21. معايب پروتكل SLIP • عدم وجود كد كشف خطا در اين پروتكل • قرار گرفتن فقط بسته‌هاي IP درون فيلد داده فريم • عدم پشتيباني بسياري از سيستم‌عاملها از اين پروتكل • لزوم داشتن آدرسهاي IP ثابت و شناخته 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

22. مراحل برقراري ارتباط از طريق خط سريال نقطه به نقطه: • شماره‌گيري به كمك مودم • اتصال تلفن توسط مودم طرف مقابل • تبادل بسته‌هاي اطلاعاتي كنترلي LCP(link control packet) بين طرفين • فريم‌هاي LCP حاوي اطلاعات پارامترهاي پروتكل PPP • تبادل بسته‌هاي NCP(network control packet) جهت تنظيم پارامترهاي لايه بالاتر • آغاز مبادله فريمها فاز مذاكره Negotiation

23. 2( قالب فريم پروتكلPPP Address Field • مقدار فيلد تماماً 1 • آدرس فراگير

24. Checksum • مقدار اين فيلد در مورد فريمهاي عادي = 00000011 • نشان دهنده آن است كه اين فريم شماره‌گذاري‌شده نيست و نيازي به ارسال پيغام ACK(به معنای تصدیق دریافت فریم ) توسط طرفين براي فريمها نمي‌‌باشد Control Field • به طور پيش فرض 2 بايتي • جهت كشف خطاهاي احتمالي در فريم Protocol مشخص كننده آنكه بسته درون فيلد داده مربوط به چه پروتكلي در لايه بالاتر است.

25. BOTH SIDE AGREE ON OPTIONS ESTABLISH AUTHENTICATE Carrier Detect Failed dead NETWORK Failed • بسته مربوط به لايه بالاتر در اين فيلد قرار مي‌گيرد NCP CONFIGURATION TERMINATE OPEN Carrier Dropped DONE Payload مراحل برقراري و ختم يك ارتباط در پروتكل PPP

26. نشان میدهد که خط آزاد است و هیچ سیگنال معتبری روی کانال Deadحالتاحساس نمیشود.بدین معناست که روی خط سیگنال معتبری مشاهده شده و یک Establishحالتاتصال فیزیکی برقرار گردیده است ولیکن طرفین ، پارامترهای خود را برای برقراری بین طرفین رد و LCP یک ارتباط تنظیم نکرده اند ، بهمین دلیل یک سری بسته های بدل شده تا پارامترهای لینک تنظیم شوند. ( پارامترهایی مثل اندازۀ فیلدها )مرحلۀ بررسی و تائید هویت شروع کنندۀ ارتباط خواهد ، Authenticateحالتبود. اگر یکی از طرفین ، هویت و مشخصات طرف مقابلش را تصدیق نکرد ، ارتباط قطع میشود.

27. برای تنظیم پیکربندی پروتکل NCP در این حالت بسته های Networkحالتلایۀ بالاتر (لایه شبکه) مبادله میشوند. پس از تنظیمِ پیکربندی لازم همه چیز برایبرقراری یک ارتباط آماده است.در این حالت ، شرایط برای مبادله و انتقال اطلاعات آماده میشود. Openحالتدر این حالت که پس از اتمام مبادلۀ اطلاعات صورت :Terminateحالتبر سر ختم ارتباط به توافق میرسند. LCP میگیرد ، طرفین با مبادله بسته های هر گاه مبادله اطلاعات به اتمام رسید و طرفین با ختم ارتباط Deadحالتموافقت کردند ، کانال به حالت غیرفعال تبدیل شده و عملاً هیچ سیگنال حاملِمعتبری روی آن ارسال نخواهد شد.

28. I : پيشنهاددهنده R: پاسخ دهنده بسته هاي مهم LCP Link Control Protoco نام بسته جهت عملكرد Configure Request I R ليستي از گزينه‌ها و مقادير را براي تنظيم ، پيشنهاد مي‌كند. Configure Ack I R مشخص مي‌كند كه تمامي پيشنهادات پذيرفته شد. Configure Nack I R برخي از پارامترها و گزينه‌ها پذيرفته نشد. Configure Reject I R برخي از پارامترها قابل بحث و توافق نيستند. Terminate Request I R تقاضا براي خاتمه و قطع ارتباط Terminate Ack I R موافقت براي قطع ارتباط و كانال Code-Reject I R تقاضايي رسيده است كه شناسايي و فهم نمي‌شود. Echo Request I R لطفاً عيناً همين بسته را پس بفرستيد! Echo Reply I R بسته‌ پس فرستاده شد! (پاسخ بستة Echo Request) Discard Request I R لطفاً اين بسته را نديده بگيريد. (حذف كنيد.) Protocol Reject I R پروتكلي را تعيين كرده‌ايد كه تشخيص داده نمي‌شود.

29. 3) استانداردهاي واسط شبكه‌هاي محلي با كانال اشتراكي 1-3) IEEE 802.3 : استاندارد شبكه‌هاي محلي باس • تعريف اين استاندارد براي شبكه‌هاي كانال مشترك با توپولوژي باس • مديريت كانال به روش CSMA/CD :Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection

30. روش CSMA/CD: • 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 • مواجه‌شدن ايستگاه آغاز‌كننده 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 اطلاع ايستگاههاي ديگر

31. راندمان كانال در استاندارد IEEE 802.3 • F : طول فريم بر حسب بيت • B : پهناي باند كانال • C : سرعت انتشار • L : طول كانال • e : عدد نپرين ( 2.718..... ) 1 =راندمان كانال 1+ 2 e.B.L • كاهش طول فريم كاهش راندمان كانال • افزايش طول كانال كاهش راندمان كانال • افزايش نرخ ارسال كاهش راندمان كانال C.F

32. مثال: اگر در یک شبکه طول فریم ارسالی2 بیت وپهنای باند کانال 4 وسرعت انتشار برابر با 4 و طول کانال برابر با 2 باشد راندمان کانال را محاسبه کنید. عدد نپرین را برابر 2 فرض کنید. راندمان = راندمان= 0.2 1 1+ 2 .2.4.2 4.2

33. 2) IEEE 802.4: استاندارد شبكه‌هايمحلي توكن باس • هدف اصلي، پياده‌سازي يك حلقة مجازي بر روي يك شبكه با توپولوژي باس به گونه‌اي كه تصادم بر روي كانال بوجود نيايد • استفاده همة ايستگاهها از كانال طبق يك روش سازمان‌يافته و حذف زمان تلف شده‌ هنگام بروز تصادم • تخمين زمان انتظار براي استفاده از كانال و ارسال فريم ( اگر n ايستگاه در شبكه موجود و فعال باشد و هر ايستگاه فقط حق استفادة حداكثر T ثانيه از كانال را داشته باشد ، در بالاترين حدّ ترافيك ، تاخير حداكثر n.T ثانيه خواهد بود.)

34. روش كار: • مطلع بودن هر ايستگاه از آدرس ايستگاه چپ و راست خود 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 توكن • عدم بروز تصادم حلقه مجازي بر روي شبكه باس 2 2 3 5 4 6 1 3 4 5 2 3 4 1 5 5 7 6

35. فصل سوم: لايه IP در شبکه اينترنت هدفهاي آموزشي : • مفاهيم لايه IP • تشريح پروتکل و بسته‌هاي IP • آدرس‌دهي ماشينها و کلاسهاي آدرس • الگوهاي زير شبکه • پروتکل ICMP

36. لايه IP هدايت بسته‌هاي اطلاعاتي از شبکه‌اي به شبکه‌هاي ديگر آدرسهاي قابل تعريف در لايه اول (لايه فيزيکي) جهت انتقال فريمها روي کانال ☻ ☻وابسته به ساختار شبکه آدرسهاي MAC

37. 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 واحد اطلاعاتي که درون فيلد داده از فريم فيزيکي قرار گرفته و با عبور از يک شبکه به شبکه ديگر تغييرنمي‌کند. • بي‌نظمي در شبکه‌هاي مختلف • تنوع توپولوژي و پروتکلها • تفاوت در روشهاي آدرس‌دهي بسته IP

38. آدرس جهاني و مشخص کننده ماشين به صورت يکتا و فارغ از ساختار شبکه‌اي • ماشيني با تعدادي ورودي و خروجي • دريافت بسته‌هاي اطلاعاتي از ورودي و هدايت و انتخاب کانال خروجي مناسب بر اساس آدرس مقصد مسيرياب آدرس IP مسيرياب Router))

39. پروتکل IP: • قرارداد حمل و تردد بسته‌هاي اطلاعاتي • مديريت و سازماندهي مسيريابي صحيح بسته‌ها از مبدأ به مقصد ديتاگرام واحد اطلاعات که به صورت يکجا از لايه IP به لايه انتقال تحويل داده مي‌شود يا بالعکس لايه انتقال آنرا جهت ارسال روي شبکه به لايه IP تحويل داده و ممکن است شکسته شود.

40. آدرسها در اينترنت و اينترانت آدرس IP • 32 بيتي • پرارزشترين بايت آدرس IP مشخص کننده کلاس آدرس • نوشتن آدرسهاي IP به صورت چهار عدد دهدهي که با نقطه از هم جدا شده اند جهت سادگي نمايش

41. تقسيم 32 بيتآدرس IP به قسمتهاي : آدرس ماشين/ آدرس زيرشبکه/ آدرس شبکه • 1)کلاس A • در سازمانهای بزرگ استفاده می شود • هدف اتصال تعداد کاربران زیاد به شبکه می باشد. • با ارزشترین بیت )بیت سمت چپ) دارای ارزش صفر است و به عنوان مشخصه ی کلاس شناخته می شود. • 8 بیت با ارزش ترمتعلق به شناسه شبکه است و 24 بیت انتهایی متعلق به شناسه ی کامپیوتر میزبان می باشد.

42. 2)کلاس B یک آدرس کلاس B برای شبکه هایی با اندازه متوسط که دارای بیش از 255 کامپیوتر هستند به کار می رود.دو بیت با ارزشتر در یک IP در کلاس B برابر ارزش 10 می باشد. نیز شناسه شبکه در کلاس B برابر 16 بیتو شناسه ی کامپیوتر میزبان نیز دارای 16 بیتاست. 3) کلاس C در این کلاس بیت های 110 در سمت چپ IP به عنوان شناسه ی کلاس C و 24 بیت با ارزش تربهعنوان شناسه شبکه و 8 بیت آخربه عنوان شناسه ی کامپیوتر میزبان شناخته می شود. این کلاسدر شبکه هایی به کار می رود که دارای کمتر از 255 کامپیوتر در شبکه باشند.

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