مدل لايه‌اي شبکه

همان طور که در مقاله ساختار اوليه شبکه گفتيم، شبکه از سه بخش اصلي تحت عنوان Network edge  يا لبه شبکه ، Network core يا هسته شبکه  و Access  يا دسترسي تشکيل شده است. ولي اين سه بخش اصلي به چه صورتي با هم در ارتباط هستند؟ هسته شبکه به چه طريق با لبه‌هاي شبکه ارتباط برقرار مي‌کند؟

شبکه‌هاي کامپيوتري از عناصر متفاوت و نسبتا پيچيده‌اي تشکيل شده‌اند. سرور، سوييچ ها، روترها، انواع پيوندها، نرم افزرهاي کنترلي، اجرايي، سخت افزارهاي مختلف، سيم کشي‌هاي متفاوت و.. تنها بخشي از اين سيستم را تشکيل مي‌دهند. در اين بخش مي‌خواهيم بررسي کنيم که چطور مي‌توان سيستم شبکه را با اين اجزاي متفاوت در کنار هم سازماندهي کرد و ميان آنها ارتباط به وجود آورد.

يکي از راه حل‌هايي که بدين منظور ارائه شده نگاه از بالا به پايين يا سلسله مراتبي است. به اين صورت که وظايف بزرگ  را به وظايف کوچک تر و کاملا روشن تقسيم مي‌کنيم به طوري که ميان مجموعه وظايف ارتباط و رابطه سلسله مراتبي به وجود بيايد.

در شبکه اين نظام سلسله مراتبي تحت عنوان "مدل لايه‌اي" شناخته شده ات.

مدل شبکه جهاني اينترنت

همان طور که مي‌دانيد اينترنت جهاني تنها مثالي از شبکه است. در واقع اگر اينترنت را به صورت internet بنويسيم به معناي شبکه‌اي از شبکه‌هاست که معنايي عام دارد ولي اگر اينترنت را به صورت Internet بنويسيم به معناي شبکه جهاني اينترنت است که اسمي خاص است. خود Internet نوعي internet است.

از آن جايي که اين شبکه براي اغلب کاربران ملموس است به بررسي مدل لايه‌اي در اين شبکه مي‌پردازيم. اجزاي شبکه اينترنت جهاني از پايين ترين سطح تا بالاترين سطح به صورت زير تقسيم بندي مي‌شوند.:

• Physical layer يا لايه فيزيکي

• Data Link Layer يا لايه پيوند داده

• Network Layer يا لايه شبکه

• Transport Layer يا لايه انتقال

• Application Layer يا لايه کاربردي

Physical layer

پايين‌ترين لايه است و وظيفه آن ارسال دنباله‌اي از بيت ها در رسانه انتقال به شکل نقطه به نقطه است. اين لايه وظيفه دارد سيگنال‌هايي توليد کند که در رسانه انتقال قابل انتقال باشد. نرخ ارسال داده‌ها را با توجه به شرايط تعيين مي‌کند. وظيفه همزمان کردن کلاک فرستنده و گيرنده را به عهده دارد تا نا همزماني در هنگام ارسال داده ها رخ ندهد و صفر و يک ها به جاي يکديگر تفسير نشوند.

Data Link Layer سطح بالاتري از لايه فيزيکي است. در لايه فيزيکي بيت‌ها منتقل مي‌شدند ولي در لايه پوند، فريم‌ها (Frame) منتقل مي‌شوند. ارتباط گره به گره است. همچنين اين لايه وظيفه دارد داده‌ها را فريم بندي کند و به آنها آدرس فيزيکي بدهد. کنترل جريان، خطا و دسترسي نيز توسط اين لايه صورت مي‌گيرد.

Network Layer مرحله بالاتر از فريم بندي، انتقال "بسته" هاي داده‌ايست. در لايه شبکه هدف انتقال بسته‌ها از کامپيوتر مبدا به کامپوتر مقصد است. در عين حال وظيف آدرس دهي منطقي (مانند آدرس ip) و مسيريابي نيز بر عهده اين لايه مي‌باشد.

Transport Layer در اين لايه، اطلاعات از لايه‌هاي بالاتر گرفته مي‌شود و آن ها را براي انتقال به لايه شبکه به قطعات کوچکتر تقسيم مي‌کنند. اين لايه وظيفه آدرس دهي پورت را بر عهده دارد. مانند لايه پيوند اين لايه نيز کنترل کننده است ولي از منظر ديگري کنترل جريان، خطا و ارتباط را  در دست دارد.

Application Layer

همان طور که از اسمش پيداست لايه‌ايست که با کاربر در تماس است. ارتباط کاربر با منابع شبکه و سرويس‌ها از طريق اين لايه انجام مي‌شود. اين لايه موظف است پروتکل‌هاي مورد استفاده کاربران را توليد کند و امکان مديريت سرويس‌ها را براي کاربران فراهم نمايد.

مدل لايه‌اي که در بالا معرفي کرديم مدل پنج لايه‌اي (يا مدل TCP) بود. سازمان استاندارد جهاني ISO و برخي از پژوهشگران به اين نتيجه رسيده‌اند که بهتر است هر شبکه با مدل هفت لايه‌اي معرفي شود. اين مدل OSI ناميده مي‌شود در سه لايه با مدل پنج لايه‌اي تفاوت دارد.

 اين تفاوت از لايه انتقال به بعد است که به ترتيب از پايين به بالا به صورت زير معرفي شده است:

• Physical layer يا لايه فيزيکي

• Data Link Layer يا لايه پيوند داده

• Network Layer يا لايه شبکه

• Transport Layer يا لايه انتقال

• Presentation Layer يا لايه نمايش

• Session Layer يا لايه نشست

• Application Layer يا لايه کاربردي

اين مدل لايه کاربردي را در مدل پنج لايه، به سه قسمت کوچکتر تقسيم کرده است و تفاوت ديگري با اين مدل ندارد.