Data encapsulation
Download
Report
Transcript Data encapsulation
اصول پایه شبکه های دیتا
• Chapter 1, "Networking Basics
تعاریف پایه
پروتکل
osi مدل
ارسال یک سویه ارسال دوسویه
Circuit packet
Lan wan
Segment back bone
Baseband broadband
•
•
•
•
•
•
•
•
اصول کار شبکه های ارتباطی
• همه شبکه های ارتباطی مستقل از نوع شبکه از اصول و
استاندارد های یکسان استفاده می کنند
یک شبکه کوچک و ساده دیتا
• وقتی دو تا کامپیوتر را بهم اتصال می دهید یک شبکه
dataدرست کرده اید حال این دو کامپیوتر ممکن است با
کابل و یا با مدم و یا بدون سیم بهم متصل شده باشند
• اتصال کامپیوتر ها ازتوسط یک رسانه network
mediumصورت می گیرد این رسانه ممکن است کابل
و یا یک سیستم رادیویی و یا .....باشد
• دوتا کامپوتر از طرق مختلف و به دالیل متفاوت با یک دیگر
ارتباط بر قرار می کنند ولی عملیات شبکه network
processingمستقل از این دالیل می باشد
• مثال وقتی یک کامپیوتر اطالعاتی برای کامپیوتر دیگر تولید می کند
وقتی این اطالعات به الیه فیزیکی می رسد این اطالعات باید تبدیل
به یک سیگنال الکتریکی و یا موج رادیویی و پالس نوری شوند
• در دو انتها اینتر فیس هایی وجود دارد که این سیگنال ها را تبدیل
به یک کد (صفر و یک ) تبدیل می کنند تا این کد ها قابل تفسیر و
خواندن برای نرم افزار ها softwareباشند و در نهایت این کد
ها تبدیل به یک textو یا صوت و یا ویدیو می شوند
بیشتر پروتکل ها عملیات زیر را انجام می دهند
•
•
•
•
•
•
•
Packet acknowledgment. This is the transmission of a return message by the
recipient to verify the receipt of a packet or packets. A packet is the fundamental unit
of data transmitted over a LAN.
Segmentation. This is the division of a lengthy data stream into segments
sufficiently small for transmission over the network inside packets.
Flow control. This is the generation by a receiving system of messages that instruct
the sending system to speed up or slow down its rate of transmission.
Error detection. This is the inclusion of special codes in a packet that the receiving
system uses to verify that the content of the packet wasn't damaged in transit.
Error correction. This is the generation by a receiving system of mess-ages that
informs the sender that specific packets were damaged and must be retransmitted.
Data compression. This is a mechanism for reducing the amount of data
transmitted over a network by eliminating redundant information.
Data encryption. This is a mechanism for protecting the data transmitted over a
network by encrypting it using a key already known by the receiving system
پروتکل ها چگونه تهیه می شوند
• بیشتر اوقات این پروتکل ها توسط یک موسسه استاندارد
تولید می شوند تا یک کارخانه سازنده تجهیزات
پروتکل
•
•
•
•
یک کامپیوتر در زمان ارتباط از پروتکل های مختلفی بهره
می گیرد تا پیام حود را به کامپیوتر دیگر برساند
این پروتکل ها در الیه های مختلف شبکه توزیع شده اند
(در هفت الیه )
وظایف این پروتکل ها امکان اتصال استاندارد ()OPEN
بر اساس مدل OSIمی باشد
مثال پروتکل اترنت در الیه دو ( )LINK LAYERاز مدل
OSIعمل می کند در الیه های دیگر پروتکل های دیگر
عمل می کنند
protocol
• دریک حالت های خاص ممکن است دوتا کامپیوتر با یک
ورژن و یک یک سیستم عامل و یک برنامه کاربردی
applicationبا هم تبادل اطالعات کنند ولی در اکثر
اوقات چنین نیست و دو تا کامپیوتر از طریق بستر های
مختلف ( )different platformکه روی هر کدام نرم
افزار های مختلف runشده است با هم ارتیاط بر قرار می
کنند .حال دو کامپوتر مستقل از بستر ارتیاطی موجود
باید بتوانند با هم ار تباط بر قرار کنند و این نیازمند یک
زبان مشترک ( )protocolمی باشد
پروتکل
• در حقیقت پروتکل ها در الیه های مختلف وظیفه تهیه همه
سرویس الزم برای یک برنامه کاربردی مشخص می
باشند تا کامپیوتر ها بتوانند از طریق این برنامه های
کاربردی با هم صحبت بکنند
• هر پروکل یک سرویس برای الیه پایین تریا باالتر خود
تهیه می کند
پروتکل ها در الیه های مختلف osiچگونه عمل
می کنند
• وقتی اطالعات از الیه های باالتر توسط الیه پایین تر
دریافت می شود پروتکل های موجود در این الیه داده هایی
را بعنوان headerبه این اطالعات اضافه می کنند
• Headerوظایفی را انجام می دهد که از پروتکل انتظار
می رود
• اطالعات الیه باالیی بعنوان پایلوت و dataنامیده می
شود
• H4+data
چگونه osiپروتکل ها در الیه های مختلف
عمل می کنند
• الیه transportبعد از اضافه کردن headerپیام را به
دیگر الیه های شبکه ارسال می کند
• الیه networkباز headerخودش را به ابتدای
headerالیه باالیی اضافه می کند
• H4+h3+data
• درنهایت به الیه datalinkمی رسد و یک بسته برای
انتقال روی شبکه اماده شده است
• H4+h3+h2+data
عملیات پروتکل در مقصد
• وقتی packetبه مقصد می رسد باز عملیات از نو ولی
در جهت عکس اغاز می شود
• حال پروتکل ها در هر الیه headerخودشان را از بسته
اطالعاتی جدا می کنند و بقیه را به الیه بالتر تحویل می
نمایند
• وقتی این فرایند کامل می شود اطالعات اصلی dataبه
برنامه کاربردی مورد درخواست می رسد
data encapsulation
• وقتی هر پروتکل گفتمان خودش را بعنوان headerبه
پیام تولید شده توسط applicationاضافه می کنند به
این فرایند data encapsulationمیگویند
•
حمایت پروتکل اترنت از توپولوژی وانواع رسانه
انتقال
• پروتکل اترنت انواع توپولوژی و همینطور انتقال انواع
رسانه را مورد حمایت قرار می دهد
• پروتکل اترنت انواع توپولوژی busو یا starو یا
ringرا مورد حمایت قرار می دهد عالوه بر این رسانه
های انتقال متعدد مثل کابل coaxو فیبر و سیم مسی
udpو بدون سیم را هم مورد حمایت قرار می دهد
lan
•
•
•
•
•
شبکه های lanبا ویژگی های زیر از هم متمایز می شوند
توپولوژی (همبندی(
رسانه ای که کامپیوتر ها را بهم اتصال می دهد یا رسانه
انتقال ( )network mediun
پروتکل
انتخاب توپولوژی و یا نوع رسانه انتقال برای اتصال
واقعی کامپیوتر ها بستگی به پروتکل هایی دارد که در الیه
دو ( , )data linkوجود دارد مثل اترنت و یا token
ring
wan
• شبکه های lanاز طریق routerبهم متصل شده و
شبکه wanدرست می کنند
wan connection
• برای اتصال شبکه های lanاز wan connection
استفاده می کنند وانواع مختلف connectionمثل
خطوط تلفنی و یا فیبر و یا امواج رادیویی ویا دیگر
تکنولوژی ها استفاده می شود
یک اتصال نقطه به نقطه می • WAN connections
باشند بعکس اترنت که چندین سیستم را بهم متصل می کند
• بطور مثل دو شبکه lanکه در دو شهر مختلف وجود دارد
و می تواندد از طریق یک خط leasedبهم متصل شوند
در انتهای خط leasdیک روتر قرار دارد و روتر ها به
شبکه lanاتصال دارند
baseband
• Base bandدر هر زمان فقط یک سیگنال روی شیکه
ارسال می گردد در نتیجه در هر لحظه فقط یک کامپیوتر
می تواند از شبکه سرویس بگیرد ولی در عمل برای انکه
چندین کامپیوتربا کمک یک سیگنال base band
بتوانند کار کنند هر کامپیوتر سیگنال ارسالی خود را به
packetتبدیل می کند حال چندین کامپیوتر همزمان می
توانند از شبکه سرویس بگیرند ولی در هر لحظه یک
packetروی شبکه ارسال می گردد و تا زمان ارسال
packetبعدی کامپیوتر های دیگر می توانند از شبکه
سرویس بگیرند
broadband network
• broadband networkهمزمان از چندین سیگنال را
می توانند روی شبکه انتقال دهند و بیشتر در circuit
switchاز انها استفاده می شود
Segment
• گاهی اوقات به یک شبکه lanگفته می شود و گاهی هم
به کاربر و تجهیزات کابر
backbone
• یک مجموعه lanتوسط یک backboneبهم متصل
می شوند
OSI reference model
• The OSI reference model illustrates the
networking process as divided into seven
layers
عملیات شبکه در هفت الیه بیان می شودosi در مدل
• This theoretical construct makes it easier
to learn and understand the concepts
involved
osi
• در باالترین الیه یک برنامه کاربردی application
وجود دارد که می خواهد به منابع شبکه دسترسی پیدا کند
(مثل )ie
• در پایین ترین الیه که الیه فیزیکال(رسانه انتقال ) قرار
دارد مثل کابل یا سیستم رادیویی و یا فیبر
• وقتی دیتا از باالترین الیه به سمت پایین ترین الیه حرکت
می کند در هر الیه پروتکل هایی وجود دارند که دیتا را به
صورت packetدر اورده و برای انتقال بر بستر شبکه
اماده می کنند
At the top of the model is the
application that requires access
to a resource on the network, and
at the bottom is the network
medium itself
As data moves down through the layers of the
model, the various protocols operating there
prepare and package it for transmission over
the network
Once the data arrives at its
destination, it moves up through
the layers on the receiving
system, where the same
protocols perform the same
process in reverse.
In 1983, the International Organization for
Standardization (ISO) and what is now the
Telecommunication Standardization Sector of the
International Telecommunication Union (ITU-T)
published a document called "The Basic Reference
Model for Open Systems Interconnection
In most cases, single protocols
combine the functions of two or
more of the layers in the model
and the boundaries between protocols
often don't exactly conform to the
model's layer boundaries
the model remains an excellent
tool for studying the networking
process
osi
encapsulation
• هر پروتکل وقتی دیتا را از الیه باالیی تحویل می
گیرداطالعات مربوط خودش را به پیام به صورت
headerاضافه می کند و سپس ان را به الیه پایینی
انتقال می دهد
each protocol adding headers
(and in one case, a footer) to the information
it receives from the layer above it
application generates a request for a
network resource, it passes the request
down through the protocol stack
HEADERچه کاری انجام می دهد
• عملیاتی که فیلد headerانجام می دهد همان کاری است
که از پروتکل ان الیه انتظار میرود
• بعبارتی فیلد های HEADERعملیاتی در رابطه با
پروتکل های همان الیه انجام می دهند
The header consists of fields
containing information that is
specific to the functions of that
protocol
original request becomes the
data field, or payload,
for the transport layer protocol.
The final product, a packet
برای اسالPACKET نتیجه این عملیات تولید
می باشد
ready for transmission over the
network
Data encapsulation is the
process by which the protocols
add their headers and footer to
the request generated by the
application
The procedure is functionally similar to the process of
preparing a letter for mailing. The application request is
the letter itself, and the protocol headers represent the
process of putting the letter into an envelope,
addressing it, stamping it, and mailing it.
a letter for mailing
• The procedure is functionally similar to the
process of preparing a letter for mailing.
The application request is the letter itself,
and the protocol headers represent the
process of putting the letter into an
envelope, addressing it, stamping it, and
mailing it.
Physiaval layer
•
•
•
•
•
سیم مسی یا کابل و یا فیبر و یا رادیو و ....می باشد
توپولوژی شبکه (همبندی) مربوط به الیه فیزیکال می باشد
نوع سیگنال برای انتقال صفر و یک ها از مشخصات این
الیه می باشد
نوع اینتر فیس (کارت شبکه ) نیز بین الیه 2و الیه فیزکال
نیز از مشخصات همین الیه می باشد
نوع HUBنیز مربوط به مشخصات همین الیه می باشد
Physical Layer
• nature of the network's hardware
elements, such as what medium the
network uses, how the network is installed,
and the nature of the signals used to
transmit binary data over the network. The
physical layer also defines what kind of
network interface adapter must be
installed in each computer and what kind
of hubs (if any) to use
• ممکن است الیه فیزیکال شما یک شبکه lanباشد در این
صورت مشخصات فیزیکی این الیه بستگی به پروتکل
های الیه data linkدارد
• وقتی شما در الیه datalinkیک پروتکل انتخاب می کنید
انگاه باید به فکر مشخصاتی برای الیه فیزکال باشید که این
پروتکل را مورد حمایت قرار می دهد.
Physical layer
• Physical layer options include various
types of copper or fiber optic cable, as well
as many different wireless solutions. In the
case of a LAN, the physical layer
specifications are directly related to the
data-link layer protocol used by the
network. When you select a data-link layer
protocol, you must use one of the physical
layer specifications supported by that
protocol.
اترنت
• اترنت یک پروتکل درالیه datalinkمی باشد و برای
شبکه های lanمی باشد که انتخاب های های مختلفی
از الیه فیزکال را مورد حمایت قرار می دهد مثل
• coaxial cable
• twisted pair cable
• fiber optic cable
• اترنت از سال 1970تغییرات زیادی را به خود دیده
امروز سرعت های 10M,100.1Gرا حمایت میکند
انتخاب های ممکن برای اترنت در الیه فیزکال
• می توان کابل UTPویا کابل COAXو یا فیبر و یا ....انتخاب کرد
• انتخاب هر گزینه باز منجر به انتخاب یک سری مشخصات
فیزیکی دیگر می شود مثل طول کابل و یا نوع
connectorو یا نوع اینترفیس
• واین ها برای این است که پروتکل وظایف خودش را به
درستی انجام دهد
• و موسسه EIA/TIA 568Aاین مشخصات را استاندارد
نمود و انهارا به صورت یک سند documetدراورده
است
Ethernet is a data-link layer
protocol that supports several
different physical layer options
coaxial cable
twisted pair cable
fiber optic cable
Ethernet Standards
DIX
سال انتشار
1980
ETHERNET
سرعت
10 Mbps
)thick Ethernet( RG-8 coaxial cable
or 10Base5 مشهور بهbus topology.
DIX Ethernet II سال انشار
1982
(thin Ethernet) RG-58 coaxial cable
با استفاده از کابل کواکسیال نازک یک الیه فیزیکال جدید معرفی کرد
10Base2 مشهوربه
IEEE 802.3
سال انتشار
1980
CSMA/CD
(UTP) cable
10BASE-T مشهوربهFast Ethernet
Fast Ethernet specifications,
• IEEE 802.3z
• IEEE 802.3ab,
which are the 1000-Mbps Gigabit Ethernet
standards
تغییر کرده و در فیلد802.3 فرمت فریم اترنت
پروتکل الیه باالتر را میETHERNET TYPE
شناسد
IEEE802.3 مشخصات اترنت
• Physical layer specifications
• Frame format
• CSMA/CD MAC mechanism
Physical Layer Specifications
•
•
•
•
types of cables
topology
maximum cable lengths
number of repeaters
وattenuation • با توجه به میزان تاثیر پذیری پارامتر های
از هر کدام از گزینه های باال اینCOLLISSION وcrosstalk
مشخصات می شوند
نام
نوع کابل
توپولوژی
سرعت
حداکثر طول
10Base5
RG-8 coaxial Bus
10 Mbps 500 meters
10Base-T
RG-58 coaxial
Bus
10 Mbps
185 meters
10Base-T
Category 3
UTP
Star
10 Mbps
100 meters
FOIRL
62.5/125
Star
REPEATER فیبربینmultimode fiber
ها
10 Mbps
1000 meters
10Base-FL
62.5/125
Star
multimode fiber
10 Mbps
2000 meters
100Base-TX
Category 5
UTP
STAR
100 Mbps
100 meters
1000Base-LH
9/125
singlemode
fiber optic
STAR
1000 Mbps 10 km
UTP Ethernet (10Base-T)
• from 10 Mbps to 100 or even 1000 Mbps
• link segments up to 100 meters long to
connect computers to a repeating hub
• Fast Ethernet standard (IEEE 802.3u )
• 100Base-TX uses only two pairs
• 100Base-T4 uses all four wire pairs
Fiber Optic Ethernet
• 10Base-FL, 10Base-FB, and 10Base-FP
) (تلف کردن فیبر10M • با سرعت
مگا ولی اترنت نیست بدرد100 با سرعتFIDI •
می خوردBACKBONE
• 100 Mbps fiber optic option, 100Base-FX.
100Base-FX uses the same hardware as
10Base-FL, but it limits the length of a cable
segment to 412 meters
• Gigabit Ethernet is the newest form of
• Ethernet, raising network transmission speed to
1000 Mbps
specifications for each of these
options
• include a great deal of detailed information
about the physical layer requirements,
such as the exact type of cable and
connectors to use, how long the cables
can be, how many hubs you can have,
and many other factors.
These specific conditions are
required for the protocol to
function properly
EIA/TIA 568A
• . This document includes detailed
specifications for installing cables for data
networks in a commercial environment,
including the required distances from
sources of electromagnetic interference
and other general cabling policies..
انواع سیگنالینگ مورد استفاده برای انتقال دیتا بر
)روی رسانه انتقال(الیه فیزیکال
• For copper-based cables, these signals
are electrical charges.
• For fiber optic cables, the signals are
pulses of light.
• Other types of network media can use
radio frequencies, infrared pulses, and
other types of signals
انواع سیگنالینگ مورد استفاده برای انتقال دیتا بر
روی رسانه انتقال(الیه فیزیکال
• برای کابل های مسی ولتاژ الکتریکی
• برای فیبر پالس نوری
• برای دیگر رسانه ها فرکانس های رادیو یی و
infraredپالس
physical layer dictates the
signaling scheme that the
computers use
The signaling scheme is the pattern of
electrical charges or light pulses used
to encode the binary data generated by
the upper layers
Ethernet systems use a signaling
scheme called
Manchester encoding,.
and Token Ring systems use a
scheme called
Differential Manchester
Data-Link Layer
• The protocol at the data-link layer is the
conduit between the computer's
networking hardware and its networking
software
• Network layer protocols pass their
outgoing data down to the data-link layer
protocol, which packages it for
transmission over the network
الیه DATA LINK
• پروتکل های الیه دیتا لینک واسط بین شبکه سخت افزاری
وشبکه نرم افزار کامپیوتر می باشند
• پروتکل های الیه NETWORKدیتای خروجی خود را
به پروتکل های الیه DATA LINKتحویل داده و پروتکل
الیه دیتا لینک ان را packetکرده و برای انتقال بر
روی رسانه انتقال اماده می کند
When the other systems on the
network receive the transmitted
data, their data-link layer
protocols process it and pass it
up to the network layer
فاکتور های اساسی در طراحی شبکه lan
• وقتی می خواهید برای یک ساختمان یک شبکه lanطراحی کنید
مهمترین فاکتور ها انهایی هستند که پروتکل انتخابی شما در الیه
دیتا لینک به شما دیکته می کند
• برای اجابت خواسته های پروتکل انتخابی شما در الیه دیتا لینک
شما به سخت افزار ها و نرم افزار های زیر نیاز دارید
Network interface adapters
Network adapter drivers
Network cables
Network hubs
•
•
•
•
ارتباط کارت شبکه و کابل با پروتکل
• کارت شبکه و hubهر دو برای یک پروتکل مشخص
طراحی می شوند و قابل استفاده برای پروتکل های دیگر
نمی باشند
• بعضی از کابل ها نیز برای پروتکل مشخص طراحی می
شوند اما همه کابل ها اینطور نیستند
اترنت
• تا کنون پروتکل اترنت مهمترین پروتکل برای شبکه
شناخته شده است .بیشتر شیکه های lanبر اساس
پروتکل اترنت درست شده اند
• Token ringبه همراه fidiاز دیگر پروتکل های شبکه
lanمی باشند
مهمترین وظایفی که پروتکل های الیه دیتا لینک
بعهده دارند
• A format for the frame (that is, the header
and footer applied to the network layer
data before transmission)
• A mechanism for controlling access to the
network medium
• One or more physical layer specifications
for use with the protocol
مهمترین وظایفی که پروتکل های الیه دیتا لینک
بعهده دارند
.1تشکیل فریم
.2مکانیزمی برای دسترسی به رسانه انتقال
.3رسانه انتقال که قرار است فریم را انتقال دهد
رسانه انتقال مثل کابل utpو یا فیبر و یا wirelessو...می باشد
• The data-link layer protocol encapsulates
the data it receives from the network layer
protocol by adding a header and footer to
it, forming what is called a frame
• فریم ادرس مبدا و مقصد را با خود دارد
) ادرسmac ( بایت می باشد و مشهور به6 • این ادرس
می باشد
Media Access Control
•
•
•
•
کامپیوترها در یک شبکه lanیک محیط مشترک برای
تبادل اطالعات دارند که ان را shareمی کنند
در این صورت احتمال زیاد وجود دارد که دو کامپیوتر
همزمان بخواهند packetخودشان را ارسال نمایند خوب
تصادم اتفاق می افتد
برای جلوگیری از تصادم collissionپروتکل انتخای
شما باید یک مکانیزمی را تعریف کند
تبادل اطالعات در شبکه lanبه صورت half
duplexمی باشد
پروتکل اترنت از مکانیزم CSMA/CD
استفاده می کند
پروتکل TOKEN RINGاز مکانیزم دیگر
تحت نام TOKEN PASSاستفاده می کند
WAN links protocol
• There are other data-link layer protocols
used for WAN links, however, such as the
Serial Line Internet Protocol (SLIP) and
the Point-to-Point Protocol (PPP), which
do not include physical layer information
router
• A router connects two networks together,
forming an internetwork.
• Unlike bridges and switches, routers
function at the network layer of the OSI
reference mode
Routers
• روتر ها در الیه networkعمل می کنند
• Packetهایی که وارد روتر می شوند پس از عبور از
الیه های physicalو datlinkخود را به الیه
networkمی رسانند .این الیه فریم data linkرا لخت
کرده ،ادرس شبکه مقصد را از روی packetمی خواند
ویک فریم جدید می سازد و از طریق الیه data linkبه
یک اینترفیس دیگر که به شبکه مقصد منتهی می شود
تحویل می دهد
router
•
•
•
•
روتر اتنخاب های بیشتری نسبت به hubو bridgeو
switchدارد
روتر ها پیام های broadcastرا از خود عبور نمی دهند
(جز در حاالت خاص )
روتر پیام را با توجه به ادرس مقصد موجود در packet
از خود عبور می دهد این ادرسی ربطی به ادرس فیزیکی
ندارد
روتر یک routing tableدر خود دارد
WAN links
• In addition to connecting networks at a
single location, such as a corporate
internetwork, routers can also connect
distant networks using WAN links
• روتر ها عالوه بر اتصال چندین شبکه در یک مکان (مثال
یک ساختمان چند طبقه ) می تواند به دیگر شبکه ها که در
wan link فاصله دوری از روتر قرار دارند ازطریق
متصل شود
• می توانید در مرکز علیزاده و انقالب و وحدت و ساختمان
ادرای هر کدام یک روتر داشته باشید که به هرکدام از انها
شبکه lanهمان مرکز اتصال داشته باشد حال می توانید
این روتر ها را از طریق خطوط تلفنی ( )leased lineو
یا دیگر فناوری های موجود مثل شبکه tellabs ,و یا
alcatelموجود به هم اتصال دهید()wan tecnology
به پیام رسیده از الیهip توسط پروتکلnetwork که در الیهheader طول
می باشد20 bayte اضافه می شودtransport
ip data gram format
ver
ihl
identification
Time to
live
Type of
servise
Total
length
flag
Fragmen
t offset
protocol Header
checksum
Source ip
Destination ip
option
data
Version (4 bits). This field specifies the version of the IP protocol used to create
the datagram. The version in current use is 4, but IP version 6 is currently in
development.
Internet Header Length (IHL, 4 bits). This field specifies the length of the
datagram's header, in 32-bit (4-byte) words. The typical length of a datagram
header is five words (20 bytes), but if the datagram includes additional options, it
can be longer, which is the reason for having this field.
Type Of Service (1 byte). This field contains a code that specifies the service
priority for the datagram. This is a rarely used feature that enables a system to
assign a priority to a datagram that routers observe while forwarding it through an
internetwork. The values provide a trade-off among delay, throughput, and
reliability.
Total Length (2 bytes). This field specifies the length of the datagram, including
that of the Data field and all of the header fields, in bytes.
Identification (2 bytes). This field contains a value that uniquely identifies the
datagram. The destination system uses this value to reassemble datagrams that
have been fragmented during transmission.
Flags (3 bits). This field contains bits used to regulate the datagram
fragmentation process.
Fragment Offset (13 bits). When a datagram is fragmented, the system inserts a
value in this field that identifies this fragment's place in the datagram.
Time To Live (TTL, 1 byte). This field specifies the number of networks that the
datagram should be permitted to travel through on the way to its destination. Each
router that forwards the datagram reduces the value of this field by one. If the value
reaches zero, the datagram is discarded.
Protocol (1 byte). This field contains a code that identifies the protocol that
generated the information found in the Data field.
Header Checksum (2 bytes). This field contains a checksum value computed on the
IP header fields only (and not the contents of the Data field) for the purpose of error
detection.
Source IP Address (4 bytes). This field specifies the IP address of the system that
generated the datagram.
Destination IP Address (4 bytes). This field specifies the IP address of the system
for which the datagram is destined.
Options (variable). This field is present only when the datagram contains one or
more of the 16 available IP options. The size and content of the field depends on the
number and the nature of the options.
Data (variable). This field contains the information generated by the protocol
specified in the Protocol field. The size of the field depends on the data-link layer
protocol used by the network over which the system will transmit the datagram
IP Addressing
• پروتکل ipیک سیستم ادرس دهی دارد که امکان ادرس
دهی یک hostرا در هر شبکه به هر مقیاس دارد
• پروتکل ipxیک سیستم ادرس دهی دیگر دارد و از mac
ادرس برای ادرس دهی کامپیوتر در یک شبکه lan
استفاده می کند
• پروتکل netbbeuiبز سیستم ادرس دهی مخصوص به
خودش را دارد و از نام برای ادرس دهی استفاده می کند
IP addressing
همان کارت شبکه می باشد
• Host
The Network Layer
•
•
•
•
این الیه وظیفه انتقال dataرا به صورت انتها به انتها end to
) ( endدارد بدین معنی که این الیه وظیفه انتقال dataاز مبدا تا
مقصد نهایی را دارد (ممکن است بین مبدا و مقصد نهایی چندین
لینک میانی وجود داشته باشد)
پروتکل IPدر الیه NETWORKاین وظیفه را بعهده دارد
در این الیه NOWELپروتکل IPXرا ارائه نموده است
و مایکروسافت پروتکل NETBIOSرا ارائه نموده است که در
شبکه کوچک مناسب می باشد
• پروتکل های این الیه همانند دیگر الیه HEADER
خودشان را به پیام ( )DATAاضافه می کنند
• بسته ای که توسط این الیه تولید می شود datagramنام
دارد
Addressing
ادرس دهی در الیه network
• پروتکل ipهم ادرس مبدا و هم ادرس مقصد را در
headerاین الیه قرار می دهد ولی ادرس مقصد ادرس
نهایی می باشد
• مثال وقتی ادرس یک web serverدر در browser
تایپ می کنید مثل 192.168.16.20
• ادرس ipترکیبی ارزادرس شبکه و ادرس hostمی باشد
روش های مختلف ادرس دهی توسط پروتکل
های مخلف
روش ادرس دهی نام پروتکل
ip
Network addres+host address
ipx
Network address _hardware address
netbios
name
Fragmenting
• دیتا گرام تولید شده در الیه networkتا رسیدن به مقصد
نهایی احتماال از شبکه های مختلف عبور خواهند کرد و
درنتیجه این الیه طول بسته پیام را برای تحویل به الیه دیتا
لینک محدود می کند
1500بایت
• اترنت فریم
• 4500 Token ringبایت
Routing
• Routing is the process of directing a
datagram from its source, through an
internetwork, and to its ultimate destination
using the most efficient path possible
) از مبدا و ازdatagram( • فرایندی است که بسته پیام
میان شبکه های مختلف تا مقصد هدایت می نماید و برای
رسیدن به مقصد مناسبترین مسیر ها را انتخاب می کند
وظیفه روتر
•
•
•
•
وظیفه روتر دریافت ترافیک ورودی از یک شبکه و
ارسال این ترافیک روی یک شبکه دیگر در خروجی می
باشد
به هر اینترفیس روتر شبکه های مختلف اتصال دارند
بنابراین (routingمسیر یابی ) توسط روتر انجام می شود
روتر ها اطالعات مربوط به دیگر شبکه ها را در جداولی
در حافظه نگهداری می کنند routing table
Identifying the Transport Layer
Protocol
• این الیه همانند دیگر الیه ها در headerخود نام
پروتکل الیه transportکه این بسته اطالعاتی را تولید
کرده نیز برای مقصد ارسال می کند تا وقتی بسته به مقصد
رسید مقصد بداند این بسته را به کدام الیه تحویل دهد
The Transport Layer
•
•
•
•
نام پروتکل این الیه tcpاست
نام پروتکل دیگر همیت الیه udpاست
پروتکل tcpمکمل پروتکل ipدر الیه networkمی
باشد
مهمترین تفاوت بین پروتکل های الیه transprotاین
است که tcpیک پروتکل از نوع connetion
orientedمی باشد در حالیکه udpاز نوع
connection lessمی باشد
• A connection-oriented protocol is one in which the two
communicating systems exchange messages to
establish a connection before they transmit any
application data. This ensures that the systems are both
active and ready to exchange messages. TCP, for
example, is a connection-oriented protocol. When you
use a Web browser to connect to an Internet server, the
browser and the server first perform what is known as a
three-way handshake to establish the connection. Only
then does the browser transmit the address of the
desired Web page to the server. When the data
transmission is completed, the systems perform a similar
handshake to break down the connection.
additional services
• Connection-oriented protocols also
provide additional services such as packet
acknowledgment,
• data segmentation,
• flow control,
• and end-to-end error detection and
correction
port numbers
• The headers for both TCP and UDP, for
example, include port numbers that
identify the applications from which the
packet originated and for which it is
destined.
Session Layer
• وقتی دو سیستم می خواهند مبادله اطالعات بکنند اول باید
نوع dialogخود را انتخاب کنند نوع dialogمی تواند
دو جهته ولی در هر لحظه یک ارسال اطالعات بکند
two-way alternate (TWA) modeو یا دوجهته
ولی در هر لحظه هر کدام می توانند ارسال اطالعات بکنند
two-way simultaneous (TWS) mode
Session Layer
• با ایجاد check pointدر data streamعمل سنکرونیزاسیون برای یک
dialogصورت می گیرد
• الیه های transport,و networkو , data-link,و physicalهمه برای
انتقال درست اطالعات می باشند ولی عملکرد الیه sessionمتفاوت می
باشد پروتکلی هم مثل دیگر الیه ها در اینجا وجود ندارد پروتکل ها ی گفتگو
در الیه های باالتر prezentationو applicationوجود دارند
• بستگی به روش dialogدر اینجا 22سرویس برای این الیه وجود دارد
The Presentation Layer
• در این الیه فقط یک عملیلت انجام می شود و ان ترجمه
گفتمان بین سیستم ها ی مختلف
• Computers running on different platforms
can have different abstract syntaxes
• the systems can select a transfer syntax
that provides additional services, such as
data compression or encryption
Application Layer
• نقطه ورود برنامه ها برای استفاده از منابع شبکه در مدل
osiهمین applicationها می باشند
• پروتکل های این الیه بیشتر سرویس هایی را تهیه می کنند
که applicationها برای دسترسی به منابع شبکه نیاز
دارند مثل پروتکل snmpکه سرویس هایی را برای
برای mail programها تهیه میکند
hub
پروتکل الیه دیتا لینک مشخص کننده نوع HUBمی باشد
نوع HUB
نام پروتکل
hub
ethernet
mau
Token ring
hub
fddi
hub
• hubs used on most Ethernet networks are
purely physical-layer devices
• An Ethernet hub is also called a multiport
repeater
• A repeater is a device that amplifies a signal as it passes through it
to counteract the effects of attenuation. If, for example
• RJ45 ports
• hubs connect networks at the physical
layer and are unaware of the data
structures operating at the higher layers
hub
• When data enters the hub through any of
its ports, the hub amplifies the signal and
transmits it out through all of the other
ports
• وقتی دیتا وارد یک پورت hubمی شود ابتدا تقویت شده
سپس برای همه پورت ها ارسال می گردد
همین قابلییت باعث استفاده مشترک همه کامپیوتر ها از مجیط
انتقال می باشد
Smart Hubs
•
•
•
•
greater data processing
provide a service called store and forward
hub contains buffers
retransmit them out through specific ports
Connecting Hubs
• Almost every Ethernet hub on the market
has an extra port called an uplink port
• UTP cables contain eight wires in four
pairs, and each pair consists of a signal
wire and a ground
• Computers transmit data over one wire
pair and receive data over another
• straight
• crossover circuit that connects the transmit
pins to the receive pins
• The uplink port is the one port in the hub
that does not have the crossover circuit
Bridging
• Bridging is a technique used to connect
networks at the data-link layer
بهم اتصالdata link دو تا شبکه را در الیهBridg •
می دهد
• provides packet filtering at the data-link
layer,
• they read and process all of the packets
transmitted over the network segments.
Bridging
• bridge functions at the data-link layer, it is
capable of interpreting the information in
the data-link layer protocol header
• Data packets enter the bridge through
either one of the ports, and the bridge then
reads the destination address in each
packet header and decides how to
process that packet. This is called packet
filtering.
Broadcast unicast multicast
• broadcast message is a packet with a special
destination address that causes it to be read and
processed by every computer that receives it. By
contrast, a unicast message is a packet
addressed to a single computer on the network,
and a multicast message is addressed to a
group of computers on the network (but not
necessarily all of them). A broadcast domain is a
group of computers that all receive a broadcast
message transmitted by any one of the
computers in the group.
Broadcasts
• The most common method computers
use to locate a particular system on the
local network is to transmit a broadcast
that essentially asks,
• "Does any computer here have this
Internet Protocol (IP) address
• or this NetBIOS name
MAU
• The primary difference in the operation of
an MAU is that it does not retransmit all
incoming traffic out through the other ports
simultaneously. Instead, the MAU
transmits a packet arriving through port 5,
for example, out through port 6, and then
waits for the packet to return to the MAU
through port 6, after which it transmits it
through port 7, waits for it to return, and so
on.
Switching
• There is another type of data-link layer
connection device, called a switch
• Because they forward data to a single port
only, switches essentially convert the LAN
from a shared network medium to a
dedicated one
• separate collision domain
• full bandwidth
full bandwidth
• LAN using a hub might have 20 or more
computers sharing the same 10 Mbps of
bandwidth. Replace the hub with a switch,
and every pair of computers has its own
dedicated 10-Mbps channel
throughput
• some switches provide ports that operate
in full-duplex mode, which means that two
computers can send traffic in both
directions at the same time using separate
wire pairs within the network cable. Fullduplex operation effectively doubles the
throughput of a 10-Mbps network to 20
Mbps
switch وhub تفاوت
• The difference between a hub and a
switch is that a hub forwards every
incoming packet out through all of its
ports, and a switch forwards each
incoming packet only to the port that
provides access to the destination system
switch
اترنت HUB
HUB
HUB
collision domain
switch
• each packet takes a dedicated path from
the source computer to the destination,
forming a separate collision domain for
those two computers.
• Switches still forward broadcast messages
to all of their ports, but not unicasts and
multicasts
switch
• switch more often found on larger networks
• On the routed network, the backbone must carry the
internetwork traffic generated by all the segments.
• This can lead to heavy traffic on the backbone,
• On a switched network, you connect the computers to
individual workgroup switches,
• which are in turn connected to a high-performance
backbone switch, As a result, any computer on the
network can open a dedicated channel to any other
computer, even when the data path runs through several
switches
Routing
• A router connects two networks together,
forming an internetwork. Unlike bridges
and switches, routers function at the
network layer of the OSI reference model.
This means that a router can connect
LANs that run completely different datalink layer protocols (such as Ethernet and
Token Ring),
Routing
• When a computer on a LAN wants to
transmit data to a computer on another
LAN, the system sends its packets to a
router on the local network and the router
forwards them to the destination network
• A router forwards a packet based on the
destination address in the network layer
protocol header
Networking Software
• عناصر نرم افزاری که با غث ارتباطات شبکه ای می
شوند مثل سیستم های عامل و clientو directory
serviceو
سیستم های عامل
• بطور معمول سیستم های عامل قابلییت کار شبکه ای ندارند
بلکه باید نرم افزار های مخصوص این قابلییت را نصب
کرد
• هر سیستم عامل قابلییت های شبکه ای را دارد یعنی نرم
افزار هایی را با خود دارند که می تواند ان را به یک
شبکه اتصال دهد
• سیستم های عاملی که قابلییت کار شبکه ای را داردند به نام
سیستم های سرور و clientو یا عضوی از شبکه
peer to peerمی باشند
اهداف این بخش
•
•
•
•
• باید بتوانید نام سیستم های عاملی که کارکرد شبکه ای
دارند را لیست نمایید مثل
Microsoft Windows 2000 Server, Microsoft
Windows NT Server,
Novell NetWare,
UNIX,
Apple Macintosh
• Windows NT 3.1, first released in 1993
Was MS-DOS kernel
Windows 2000, which was a major upgrade
Windows 2000 also offer multitasking
Windows 2000 is available in three Server
versions (Server, Advanced Server, and
Datacenter Server)
قابلییت های شبکه ای سیستم های عامل
• File Systems
Sharingیکی از مهمترین قابلییت های سیستم های عامل
شبکه ای می باشد با این کار دسترسی به منایع شبکه را
می توان برای کاربران محدود کرد
Windows 2000یک file systemبه نام NTFS
برای این منظور دارد
قبال تحت DOSنام این فایل سیستم FATبود البته WIN
NTو WIN2000هم ان را جمایت می کنند
• When you create NTFS drives during a
Windows NT or Windows 2000 installation,
you can grant access permissions for
specific files and folders to the users and
groups on your network
• NTFS drives can be read only by the
Windows NT and Windows 2000 operating
systems
Services
• در WIN2000سرویس به برنامه ای گفته می شود که
همراه دیگر برنامه ها در سیستم RUNمی شود
• بسیاری از قابلییت های شبکه ای توسط همین سرویس ها
فراهم می شود
• کاربر بسیاری از این سرویس های می تواند CONFIG
نماید وموقعیکه سیستم BOOTمی شود این قابلییت هم
همراه با ان LOADشده و در سیستم باقی می ماند
UNIX
• UNIX is a network operating system
originally developed in the 1970s
• این سیستم عامل متعلق به شرکتی نمی باشد و بسیاری از
تیم های به صورت گروهی روی این سیستم کار کردند و
هر کدام یک ورژن خاص از این سیستم عامل را به نام
خودشان ارائه نمودند
•
UNIX
UNIX is primarily an application server
platform, typically associated with Internet
services, such as Web, FTP, and e-mail
servers. As with Windows NT and
Windows 2000 systems, UNIX systems
can function as both servers and clients
simultaneou
client
• A client is a software component that
enables a computer to access the
resources provided by a server
• کالینت ها به فرم های مختلف وجود دارند با بخشی از
سیستم عامل می باشند مثل browserها
• در ساده ترین تعریف کالینت ها برنامه هایی هستند که می
توانند داده هایی را برای وب سرور روی lanو یا روی
وب ارسال کنند و یا داده هایی را از این از سرورها
دریافت نمایند
client
• برنامه هایی مثل ftpو mailبرنامه هایی از نوع client
می باشند که فقط با سرور های خودشان می توانند ارتباط
بر قرار نمایند
Windows Clients
• Almost all versions of Windows (including
Microsoft Windows for Workgroups,
Microsoft Windows 95, Microsoft Windows
98, Microsoft Windows Me, and Windows
NT and Windows 2000, in both Server and
Workstation versions) include both client
and server capabilities with the operating
system
directory service
• directory service is a database of user
accounts and other information that
network administrators use to control
access to shared network resources.
Directory services
• on a peer-to-peer network, each computer
maintains its own user accounts and security
settings, whereas
• client/server networks rely on a centralized
security database or directory service. Directory
services range from simple flat file databases
containing a list of accounts to complex
hierarchical databases that store information
about a network's many different resources:
hardware, software, and human.
ip
• IPاصلی ترین پروتکل در مجموعه پروتکل های
TCP/IPمی باشد
• عملکر این پروتکل همانند عملکرد ی است که پاکت نامه
در اسال پیام بعهده دارد و تمامی داده هایی که توسط دیگر
پروتکل ها تهیه شده توسط این پروتکل به مقصد می رسد
• IPیک پروتکل از نوع CONNCTIONLESSمی
باشد
ip
• TCPو یا UDPداده ها را به الیه NETWORK
تحویل می دهند و پروتکل IPدر این الیه یک
HEADERبه این داده اضافه می کند تا بتوانند این داده
ها مقصد خود را بیابند به این ترکیب جدید
DATAGROMگفته می شود
• Datagramهمان داده هایی است که سرانجام باید به
مقصد برسند
• Datagramبه الیه datalinkبرای انتقال تحویل داده
می شود
ip
• datagramدر فرایند انتقال و عبور از الیه مختلف
datalinkبار ها توسط سیستم های مختلف
encapsulateمی شود اما اصل پیام بدون تغییر باقی
می ماند
IP
Standard
• شرح جزئیات عملکرد یک پروتکل در اسنادی به نام
RFCتوسط IETFمنتشر می شود
• www.ietf.org
• Rfc791
ip
IP
Functions
• Encapsulation. The packaging of the transport layer
data into a datagram
• Addressing. The identification of systems in the
network using IP addresses
• Routing. The identification of the most efficient path to
the destination system through the internetwork
• Fragmentation. The division of data into fragments of
an appropriate size for transmission over the network
• Protocol identification. The specification of the
transport layer protocol that generated the data in the
datagram
IP
• IP is the protocol responsible for
transmitting data from its source to its final
destination.
• IP is a connectionless protocol
IP
ICMP
• IP also carries other types of information in
its datagrams, including ICMP messages,
which notify systems of errors and other
network conditions, and messages
generated by routing protocols like GGP
and EGP, which TCP/IP systems use to
automatically update their routing tables
TCP
• TCP is a connection-oriented protocol that
provides reliable service with guaranteed
delivery, packet acknowledgment, flow
control, and error correction and detection.
• TCP is designed for the transmission of
large amounts of data that require perfect
bit accuracy, such as program and data
files
TCP
• Transport layer protocols encapsulate data
that they receive from the application layer
protocols operating above them by
applying a header, just as the protocols at
the lower layers do
UDP
• UDP is a connectionless protocol that
provides unreliable service. It is used
primarily for short transactions that consist
of a single request and reply. Not
surprisingly, TCP generates much more
control traffic as it provides all of these
services, whereas UDP's overhead is quite
low.
transpot
port numbers
All of the common Internet applications •
have particular port numbers associated
with them
port تحت وب یک شماره پورتapplication • هر
داردnumber
• Web servers use port 80, می80 وب سرور درخواست کاربر از طریق پورت
پذیرد
• DNS servers use port 53
• FTP uses TCP ports 20 and 21
transpot
port numbers
• IP address + port number
ادرس دهی سوکت
=socket
192.168.2.10:21 •
را ادرس می دهدftp یک
• http://www.myserver.com:81
• IANA port numbers are recommendations,
• الزامی نمی باشد
• The IANA only controls port numbers from
1 to 1023
ROUTER
ROUTER 7200
router
Service
Name
Port
Numbe
r
Protoco
Function
l
ftp-data
20
TCP
FTP data channel; used for transmitting files between
systems
ftp
21
TCP
FTP control channel; used for exchanging commands
and responses by FTP connected systems
telnet
23
TCP
Telnet; used to execute commands onnetworkconnected systems
smtp
25
TCP
Simple Mail Transport Protocol; used tosend e-mail
messages
53
TCP
and
UDP
DNS; used to receive host name resolu-tion requests
from clients
67
TCP
and
UDP
Bootstrap Protocol (BOOTP) andDynamic Host
Configuration Protocol (DHCP) servers; used to
receive TCP/IPconfiguration requests from clients
68
TCP
and
UDP
BOOTP and DHCP clients; used to sendTCP/IP
configuration requests to servers
domain
bootps
bootpc