آشنایی با لایه های شبکه و پروتکل های شبکه| آموزشگاه کامپیوتر

لایه های شبکه و پروتکل های شبکه

تعریف پروتکل

پروتکل (protocol) مجموعه قوانینی است که با استاندارد های شبکه طراحی می شود. به زبان ساده برای اینکه دو دستگاه بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند به زبان واحدی نیاز است که تحت آن هر دو دستگاه بتوانند باهم به گفت و گو و تبادل اطلاعات بپردازند که به آن پروتکل می گویند. پروتکل مجموعه لازم به منظور مبادله اطلاعات بین رایانه های موجود در یک شبکه را مشخص می نماید. پروتکل، در حقیقت به منزله یک اعلامیه رسمی است که در آن قوانین و رویه های مورد نیاز جهت ارسال و یا دریافت داده، تعریف می گردد.

انواع پروتکل های شبکه

TCP/IP

این پروتکل یکی از مهم ترین پروتکل های استفاده شده در شبکه های کامپیوتری است به طوری که شبکه جهانی اینترنت به عنوان بزرگترین شبکه موجود، از پروتکل فوق به منظور ارتباط دستگاه های متفاوت استفاده می نماید. امروزه اکثر شبکه های رایانه ای بزرگ و اغلب سیستم های عامل موجود از پروتکل TCP/IP استفاده وحمایت می نماید.

این پروتکل امکانات لازم به منظور ارتباط سیستم های غیر مشابه را فراهم می آورد. از ویژگی های مهم این پروتکل، قابلیت اجرای آن در محیط های متفاوت، اطمینان بالا، قابلیت گسترش و توسعه آن می باشد. موارد استفاده از پروتکل فوق، بسیار متنوع بوده که از آن جمله می توان به امکان دسترسی به اینترنت و استفاده از سرویس های متنوع آن نظیر وب و یا پست الکترونیکی اشاره کرد.

IPX/SPX

پروتکل IPX/SPX از طرف شرکت ناول عرضه شده است. این پروتکل برای ارسال و مسیریابی داده ها در شبکه LAN مورد استفاده قرار می گیرد. مایکروسافت برای ایجاد سازگاری محصولات خود با محصولات ناول، پروتکلی تحت عنوان NWLink عرضه کرده است.
این پروتکل معادل پروتکل IPX/SPX در ناول بوده است و برای ارتباط با کامپیوترهای ناول، نصب این پروتکل الزامی است.

برای مشاهده دوره های کامپیوتر کلیک کنید.

NET BEUI

این پروتکل فقط برای محصولات مایکروسافت استفاده می شود و موارد کاربرد ان به شرح زیر است:
1. در صورتی که در شبکه تعداد کامپیوترها حداکثر بین 20 تا 200 عدد باشد.
2. در شبکه های Domain با وجود استفاده از پروتکل TCP/IP، پروتکل NET BEUI پیشنهاد نمی شود.
3. این پروتکل قابلیت Route کردن یا مسیریابی نداشته و هیچ گونه تنظیماتی نیز ندارد. قابل توجه است که Route در شبکه، دستگاهی است که عمل مسیریابی را انجام می دهد.

لایه های مدل OSI

به منظور شناخت مناسب نحوه عملکرد پروتکل در شبکه باید با برخی از مدل های رایج در شبکه آشنا شد. این از رایج ترین این مدل ها، مدل OSI است. در این از هفت لایه برای تشریح فرآیند های مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. هریک از لایه ها مسئولیت انجام عملیات خاصی را برعهده دارند.

مدل OSI از هفت لایه متفاوت تشکیل شده است. در ادامه عملکرد این لایه ها تشریح داده می شود:

لایه هفتم لایه کاربردی یا Application: این لایه با سیستم عامل و یا برنامه های کاربردی ارتباط دارد کاربران با استفاده از این نرم افزار های کاربردی متفاوتی، قادر به انجام عملیات مرتبط با شبکه خواهند بود. به عنوان مثال کاربران می توانند اقدام به ارسال فایل، خواندن پیام، ارسال پیام و … نمایند.

لایه ششم، لایه ارائه یا presentation: این لایه، داده مورد نظر خود را از لایه application گرفته و آن را به داده قابل استفاده برای سایر لایه ها تبدیل می کند.
لایه پنجم، لایه نشست یا session: این لایه مسئول ایجاد، پشتیبانی و ارتباطات مربوط با دستگاه دریافت کننده اطلاعات است.
لایه چهارم، لایه انتقال یا transport: این لایه مسئول پشتیبانی، کنترل جریان داده، بررسی خطا و بازیابی اطلاعات بین دستگاه های مختلف است. کنترل جریان داده ها، بدین معنی است که اگر اطلاعاتی از چندین برنامه ارسال شده باشد، این لایه داده های مربوط به هر برنامه را به یک stream آماده تبدیل می کند تا در اختیار شبکه فیزیکی قرار داده شوند.

لایه سوم، لایه شبکه یا network: در این لایه روش ارسال داده ها برای دستگاه گیرنده تعیین می گردد. پروتکل های منطقی، روتینگ و آدرس دهی در این لایه انجام می شود.

لایه دوم، لایه اتصال داده یا data link: در این لایه، پروتکل های فیزیکی به داده اضافه خواند شد همچنین نوع شبکه و وضعیت بسته های اطلاعاتی pocket نیز تعیین می گردد.
لایه اول، لایه فیزیکی یا physical: این لایه در ارتباط مستقیم با سخت افزار بوده و خصایص فیزیکی شبکه، نظیر اتصالات، ولتاژ و زمان را مشخص می نماید.

مدل OSI به صورت یک مرجع بوده و پروتکل های سلسله مراتبی، یک یا چندین لایه از مدل فوق را ترکیب و در یک لایه پیاده سازی می نمایند.

لایه های مدل TCP/IP

مدل لایه TCP/IP از یک مدل ارتباطی چهار لایه به منظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده می نماید.

network interface ,internet, application, Transport لایه های موجود در این پروتکل می باشند.

هریک از پروتکل های وابسته به سلسله مراتب TCP/IP، با توجه به وظیفه خود در یکی از لایه های فوق قرار می گیرند.

تفاوت های عملکرد لایه ها در مدل TCP/IP, OSI

مدل های مرجع OSI و TCP/IP نقاط مشترک زیادی دارند. هردوی آن ها مبتنی بر مجموعه ای از پروتکل های مستقل هستند و عملکرد آن ها تا حد زیادی شبیه یکدیگر است. مدل OSI ثابت کرده که بهترین ابزار برای توصیف شبکه های رایانه ای است و پروتکل TCP/IP در مقیاس وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد. این دو مدل تفاوت هایی نیز با یکدیگر دارند که در زیر به برخی از آن ها اشاره می کنیم:

در مدل TCP/IP وجه تمایز سرویس ها، واسط ها و پروتکل ها واضح و مشخص نمی باشد.
پروتکل های OSI بهتر از TCP/IP مخفی شده است.
قبل از ایجاد مدل OSI پروتکل های آن طراحی و ابداع شد. در نتیجه این مدل، وابستگی و تعامل خاصی با هیچ مجموعه پروتکلی ندارد. اما در TCP/IP مسئله برعکس بوده و این خود باعث شده که مدل TCP/IP تنها برای شبکه های تحت خود مناسب باشد.

مدل OSI دارای هفت لایه است اما مدل TCP/IP، چهار لایه دارد و از لایه ارائه و لایه نشست خبری نیست.
لایه شبکه در مدل OSI اتصال گرا و غیر مستقیم است و لایه انتقال آن تنها اتصال گرا است اما در TCP/IP لایه شبکه الزاما غیر متصل و لایه انتقال آن اتصال گرا (TCP) یا غیر متصل (UDP) است.

سرویس های TCP/IP

1. پروتکل HTTP

پروتکل انتقال متن یا Hyper text transfer protocol مجموعه ای از قوانین برای انتقال فایل های متنی، تصاویر گرافیکی، صدا، ویدیو و دیگر فایل های مولتی مدیا در شبکه وب می باشد. وقتی کاربر مرورگر وب را باز می کند به طور غیر مستقیم استفاده از پروتکل http را آغاز می نماید. پروتکل http یک پروتکل لایه Application می باشد که روی پروتکل TCP/IP اجرا می شود. مرورگر وب شما در واقع یک سرویس گیرنده Http است که درخواست را برای سرور می فرستد.

وقتی کاربر با وارد کردن URL یا آدرس IP، فایلی را درخواست می کند. مرورگر وب درخواست را به فرمت Http در می آورد و برای سرور ارسال می کند و بعد از دریافت فایل از سرور، آن را برای سیستم درخواست کننده اولیه می فرستد.

2. پروتکل FTP

FTP یکی از قدیمی ترین پروتکل های اینترنت می باشد که هنوز هم کاربرد زیادی دارد. FTP مخفف File Transfer Protocol است که یک پروتکل استاندارد در TCP/IP است. مانند HTTP که محتوای وب را منتقل می کند FTP هم ساده ترین راه بری تبادل فایل از یک رایانه به رایانه دیگر می باشد. یکی از کاربردهای FTP، دانلود موزیک و برنامه های کاربردی از وب سایت می باشد. از آنجایی که این پروتکل از یک پورت مجزا استفاده می نماید، عمل دانلود بسیار سریع انجام می شود، مانند آدرس وب سایت ها. FTP هم آدرس مخصوص خود را دارد، چون همانند یک وب سایت، این پروتکل بر روی هارد دیسک رایانه سرور فضای مشخصی را اشغال می کند.

معمولا اگر آدرس وب سایت مانند آدرس مقابل باشد: http://www.domain.com
آدرس FTP آن سایت به این صورت است: ftp://ftp.domain.com

برای انتقال فایل ها به دو روش می توانید از این پروتکل استفاده کنید. یکی اینکه از مرورگر وب استفاده نماییدو دیگری به کار گرفتن نرم افزار FTP است که به آن ها FTP client می گویند. اما برای دسترسی به محتوای دایرکتوری FTP نیاز به مشخصه کاربری یعنی UserID و کلمه رمز یعنی password دارید که در هر دو روش باید ابتدا آن ها را وارد کنید و پس از تایید به انتقال فایل بپردازید.

پس از ورود، شما می توانید برای انتقال فایل ها از دستوراتی مانند copy/paste استفاده کنید تا فایلی را دانلود و یا از سیستم خود به آن رایانه بفرستید یعنی upload کنید، البته در بیشتر سایت ها شما مجاز به دانلود هستید نه آپلود، مگر اینکه آن دایرکتوری متعلق به خود شما باشد تا سطح دسترسی شما اجازه اپلود فایل را هم بدهد.

3. پروتکل Telnet

پروتکل telnet در اصل پروتکلی است که برای login و استفاده از یک رایانه دیگر به کار می رود. روش اجرایی telnet در لینوکس یا انواع unix و نیز ویندوز 2000 تا حد زیادی شبیه به پروتکل های قبلی است. با سرویس گیر telnet می توان کارهای زیر را انجام داد:

ایمیل بفرستید.
متن برنامه سایت ها را بخوانید.
به میزبان های وب ورودی های غیر منتظره بفرستید که می تواند سبب دریافت پاسخ های شگفت انگیز و گاهی غیرقانونی شود.
تلنت کردن معمولا اولین کاری است که یک هکر برای هک کردن سایت انجام می دهد، زیرا بعضی از پورت ها در صورت بسته نبودن روی آن سرور، معمولا حاوی اطلاعات بسیار مهمی هستند.

4. پروتکل NNTP

از پروتکل NNTP که مخفف New news teansfer protocol است برای پیام هایی که به سایت های خبری ارسال می گردد استفاده می شود. یکی از سیستم های رایج این گروه usenet می باشد، که با استفاده از آن آگهی هایی در برخی از سایت ها یا ایمیل ها یا اتاق مجازی چت نشان داده می شود.

5. پروتکل RDP

این پروتکل نیز پروتکل ارتباطی است که امکان برقراری ارتباط میان سرور و client ها را میسر می سازد. RDP یک پروتکل چند کاناله است که به کاربر این امکان را می دهد از طریق Microsoft terminal services به یک رایانه دیگر متصل شود.

6. پروتکل SNMP

یک پروتکل برای مدیریت شبکه است که شما می توانید آن را بر روی سیستمی از جمله نصب کنید و به مدیریت و البته Monitoring یا چک کردن شبکه خودتان بپردازید. پروتکل SNMP پروتکلی است جهت کنترل و دریافت اطلاعات از کلیه تجهیزات تحت شبکه، که این پروتکل را پشتیبانی می کنند.

7. پروتکل SMTP

پروتکل SMTP ارسال و مسیریابی نامه های الکترونیکی را از فرستنده به گیرنده با استفاده از آدرس های پست الکترونیکی امکان پذیر می سازد. عملکرد این پروتکل، بدین صورت است که یک اتصال TCP بین سرویس گیرنده و سرویس دهنده smtp برقرار می شود. سپس، سرویس گیرنده، آدرس پست الکترونیکی فرستنده و گیرنده را به اطلاع سرویس دهنده می رساند.

در صورتی که مراحل فوق به درستی پیش برود، سرویس گیرنده، نامه الکترونیکی را به سرویس دهنده منتقل می کند. پس از آن سرویس دهنده تلاش می کند تا نامه الکترونیکی را به صندوق پست الکترونیکی تحویل داده یا در صورت لزوم آن را برای تحویل گیرنده، به سرویس دهنده دیگر ارسال نماید.

8. پروتکل SNTP

این پروتکل در شبکه هایی که اطلاعات مالی، پرسنلی، مدیریت پروژه و … در آن ها نگهداری می شود، ساعت دقیق بسیار مهم است. در یک شبکه چگونه می توان مطمئن شد که ساعت در کلیه سیستم ها به طور صحیح تنظیم شده است. پروتکل NTP زمان را بین سرویس گیرنده و سرویس دهنده یکسان می کند.

این پروتکل از دو بخش تشکیل شده است: NTP client, NTP server
قسمت NTP client در زمان های مشخص با NTP server تماس برقرار کرده و پس از پیکربندی، ساعت خود را با سرور تنظیم می کند و بدین ترتیب ساعت تمام رایانه های شبکه دقیقا یکسان می شوند.

نویسنده: زهرا طاهری

برای مشاهده پایگاه خبری تحلیلی دیباگران کلیک کنید.