1. لایه کاربرد یا Application
2. لایه نمایش یا Presentation
3. لایه نشست یا Session
4. لایه انتقال یا Transport
5. لایه شبکه یا Network
6. لایه انتقال داده Data Link

به عنوان کسی که تو حوزه شبکه بصورت حرفه ای داره فعالیت می کنه بایستی درک عمقی از لایه های OSI پیدا کنید چون واقعا اگه کسی این لایه ها رو خوب درک کنه و پروتکل های این لایه رو خوب بشناسه و باهاشون کار کرده باشه رفته رفته دید عمیق نسبت به OSI پیدا می کنه و طبیعتا راحت تر میتونه شبکه رو Troubleshoot یا رفع اشکال کنه و اگر هم نتونه حداقل با دید بازتری میتونه به رفع مشکل بپردازه.

لایه کاربرد یا Application

پس کسی که تازه وارد دنیای شبکه های کامپیوتری هستش باید و باید روی مدل OSI مانور بده و مکانیزم کاریش رو خوب درک کنه. مدل OSI کاملا مدل انتزاعی هستش یعنی شما با این لایه ها بصورت تئوری آشنا میشید و درکشون می کنید و بعد کم کم تو محیط واقعی با پروتکل ها و سرویس هایی که تو این لایه ها هستش در محیط عملیاتی کار می کنید.

مدل OSI هفت تا لایه داره که ما با لایه هفتم که اسمش Application یا لایه نرم افزار های کاربردی هستش شروع می کنیم. لایه Application یا Application Layer لایه ای هستش که ما به عنوان End User بصورت کاملا عملی باهاش در ارتباط هستیم.

در وهله اول منظور ما از Application اپلیکیشن های اندرویدی نیست ، بلکه Application هایی هست که میتونن تو شبکه برامون کاری که ما میخوایم رو انجام بدن. مثلا ما میخوایم تو شبکه Email بفرستیم یا مثلا میخوایم بین کلاینت ها فایل به اشتراک بزاریم یا از یه وب سایت بازدید کنیم و ...

همه این کار ها که ما انجام میدیم در لایه Application انجام میشه. اگه بهتر بخوام این موضوع رو روشن کنم فرض کنید که شما یک برنامه میخواید بنویسید حالا با هر زبانی ( جاوا ، C ، C++ و ... ) که میتونه روی هر سیستمی نصب بشه و تو شبکه فایل به اشتراک بزاره.

طبیعتا این نرم افزاری که مینویسید روی دستگاه های شبکه که در لایه Core عمل می کنن مثل روتر ، سوئیچ و ... نصب نمیشن و حتما روی سیستم های End Users که از سیستم عامل هایی مثل ویندوز ، لینوکس و ... استفاده می کنن نصب و راه اندازی میشن.

پس شما الان Application رو درک کردید. میشه گفت اکثر نرم افزار هایی که تحت شبکه نوشته میشن تحت معماری Client-Server هست یعنی یک نرم افزار به عنوان Server و یک نرم افزار به عنوان Client عمل می کنه ، لازم نیست جای دوری بریم همین مرورگری که الان پاش نشستید و دارید این مطلب رو میخونید نرم افزاری هست که با معماری Client-Server نوشته شده که مرورگر میشه Client و وب سروری که روش این مطلب قرار گرفته Server هست.

از مهم ترین پروتکل ها یا Application هایی که در لایه Application کار می کنن میتونیم به HTTP ، FTP ، DNS ، DHCP ، SNMP ، NFS ، Telnet ، SMTP و POP3 و IMAP اشاره کنیم. بدیهی هست که هر چقدر این پروتکل ها بهینه تر نوشته شده باشن انجام کار های شبکه ای سریعتر اتفاق میوفته و کارایی سیستم بالاتر میره. در آخر به این نکته اشاره کنیم که هر لایه برای خود یک قالب بندی برای دیتا دارد که قالب بندی لایه Application بر اساس Data هستش.

آموزش گام به گام مدرک دوره نتورک پلاس Network+ جامع با 36 ساعت فیلم آموزش نتورک پلاس به زبان ساده فارسی و طنز و بر اساس سرفصل های دوره نتورک پلاس بین المللی + جزوه توسط مهندس نصیری تدریس شده است. در دوره نتورک پلاس Network+شما ضمن دریافت مدرک دوره نتورک پلاس ، بصورت گام به گام ، صفر تا صد و طبق آخرین سرفصل های نتورک پلاس بین المللیشبکه را به خوبی یاد می گیرید.

به عنوان یک شبکه کار یا دانشجوی کامپیوتر باید لایه های OSI یا مدل هفت لایه ای شبکه را به خوبی بشناسید. در سال های اولیه وجود و استفاده از شبکه، ارسال و دریافت دیتا در شبکه سختی های خاص خود را داشت؛ بخاطر آن که شرکت های بزرگی مثل IBM، Honeywell و Digital Equipment هرکدام استانداردهای خاص خود را برای اتصال و ارتباط کامپیوترها داشتند. شناخت لایه های شبکه در قالب مدل مرجع OSI و مدل 4 لایه ای TCP/IP یکی از مواردی است که شما حتما در دوره آموزش نتورک پلاس  وآموزش شبکه  به خوبی آموزش می بینید.

این موضوع باعث میشد که فقط اپلیکیشن هایی که بر روی تجهیزات یکسانی از یک شرکت خاص وجود دارند، میتوانند با یکدیگر ارتباط داشت باشند. به همین علت سازنده ها، کاربران و استانداردها نیاز داشتند تا بر ایجاد و اجرای یک ساختار استاندارد واحد که به کامپیوترها این اجازه را بدهد تا بتوانند براحتی با یکدیگر تبادل دیتا داشته باشند.

فارغ از هرگونه شرکت و برند مختلف، توافق کنند.در سال 1978، موسسه (ISO (International Standards Organization یک مدل شبکه بنام مدل (OSI (Open System interconnection را معرفی کرد.همانطور که گفته شد برای ارتباط دو کامپیوتر نیاز به الگویی هست که ایندو بتوانند حرف همدیگر را تحت آن الگو بفهمند. این زبان و قاعده مشترک یک استاندارد است که تحت نام OSI معرفی شده است. مدل OSI دارای 7 لایه بشرح زیر است :

لایه های بالایی نرم افزاری هستند و هرچه بیشتر بسمت لایه های پاین تر پیش برویم، به بُعد سخت افزار نزدیکتر میشویم. بطوری که لایه Physical کاملا سخت افزاری بوده و عملیاتی که در آن تعریف میشود، کاملا در حد تجهیزات سخت ازفزاریست.قانون کلی به این صورت است که در لایه بالایی اطلاعات مورد نظر جهت ارسال، قطعه قطعه شده و هر قطعه (Chunk) اطلاعاتی بصورت مجزا وارد مدل OSI خواهد شد.

در هر لایه یکسری اعمال روی هر Chunk انجام میشود و نتیجه آن عملیات در همان لایه به Chunk اضافه میگردد. به قطعاتی که در هر لایه به Chunk اضافه میگردد، هدر (Header) و Trailer (فقط در لایه DataLink) گویند. هر چیزی که در نهایت در لایه آخر به Chunk اضافه شده است، در کامپیوتر مقصد و در لایه های متناظر یک به یک از Chunk جدا خواهند شد. به عمل اضافه شدن هدر در هر لایه، Encapsulation گویند.هر لایه با لایه های بالا و پایین خودش توسط یک interface در ارتباط است.

با توجه به آن که سیگنال های اطلاعات از طریق مدیا ( کابل یا هر رسانه انتقال دیگر) انتقال میابد، و مدیا یک ابزار سخت افزاری و فیزیکی برای انتقال است، میتوان نتیجه گرفت که هر کامپیوتر باید از طریق لایه Physical که پایین ترین لایه مدل OSI است با کامپیوتر طرف مقابل ارتباط مستقیم دارد.PDU: با توجه به اضافه شدن هدر در هر لایه به دیتای اصلی، طبیعی است که در هر لایه از لحاظ ظاهر و محتوا شاهد دیتایی بمراتب کاملتر از لایه قبلی باشیم. بطور قراردادی به نام دیتا در هر لایه (PDU (Protocol Data Unit گویند.

لایه Application یا کاربرد

لایه Application در مدل OSI یک واسط کاربری است که مسئول نمایش اطلاعات ارسالی و دریافتی از یک اپلیکیشن به کاربر است. این لایه اپلیکیشن ها و فرآیندهای کاربر نهایی را پشتیبانی میکند.در این لایه است که دوطرف ارتباط (تقاضا دهنده و پاسخ دهنده) مشخص شده، احراز هویت و حریم خصوصی کاربر و هرگونه محدودیت در ترکیب و ساختار اطلاعات در نظر گرفته میشود.

هرچیزی در این لایه بر مبنای خواست کاربر و اپلیکیشن مشخص میشود. این لایه سرویس های اپلیکیشن در زمینه های انتقال فایل، ایمیل و دیگر سرویس های نرم افزاری تحت شبکه را ایجاد میکند.نوع درخواست کاربر از کامپیوتر مقابل از طریق نوع برنامه ای که کاربر باز کرده مشخص میشه.در این لایه اطلاعات برای ورود به لایه Presentation، قطعه قطعه میشوند و سپس کامپیوتر مقصد، آنچه را که از لایه Presentation تحویل میگیرد، را بترتیب بهم متصل کرده تا اصل اطلاعات بدست آید.نظارت بر Error Recovery و Flow control در این لایه صورت میپذیرد.

• Error Recovery: قابلیت تشخیص خطا در انتقال و بازیابی اطلاعات از دست رفته
• Flow control: کنترل جریان دیتا را بین سیستم ارسال کننده و دریافت کننده به عهده دارد. Flow control زمانی اهمیت پیدا میکند که سرعت ارسال داده از سرعت دریافت داده بالاتر باشد و در صورت کنترل نشدن جریان، ممکن است برخی از داده های دریافت شده از بین بروند و یا دریافت نشوند.

اپلیکیشن های FTP و Telnet تماما در لایه Application قرار میگیرند.به PDU در این لایه Data هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه هفتم

1. (HTTP (port 80
2. (FTP (port 20 , 21
3. (DNS (Port 53
4. (SNMP UDP port 162)(Simple Network Management Protocol): برای مانیتورینگ و ریپورت گیری نود های مختلف شبکه
5. (Telnet (Port23: برای ریموت به دیوایس دیگر از طریق محیط Command prompt
6. (RDP (Port TCP//UDP 3389) (Remote Desktop Protocol
7. (SMTP (Port TCP 25) (Simple Mail Transfer Protocol برای ارسال میل استفاده میشود
8. (POP3 (Port 110) (Post Office Protocol: برای دریافت ایمیل در نرم افزارهای ایمیل
9. (IMAP (port 143) (Internet Message Access Protocol: برای دریافت ایمیل در نرم افزارهای ایمیل

لایه Presentation یا نمایش

این لایه اطلاعات دریافتی از لایه Application را از فرمت Application به فرمت شبکه ترجمه میکند. در طرف دیگر نیز این لایه دیتا را طوری تغییر فرم میدهد تا توسط لایه Application قابل پذیرش و فهم باشد.استاندارد کدها مثل ASCII-Unicode-EBCDIC در این لایه هستند و اگر کامپیوتر ها از استاندارد کد های مختلف استفاده کنند در این لایه تبدیل و قابل استفاده خواهد شد.

• عمل compression و Encryption و متقابلا Decompression و Decryption در این لایه صورت میپذیرد.
• عمل Encryption در این لایه بر اساس Certificate انجام میشود.

Encryption چیست و در ویندوز چگونه انجام میشود؟

Encryption طی عملگری بنام Hashing صورت می پذیرد. Hashing یک الگوریتم ریاضی غیرقابل بازگشت است. در ویندوز میتوان بر اساس کاربر Encryption انجام داد. مکانیسم یا قابلیتی بنام EFS (Encryption File System) داریم که داده را بدون کمک هیچگونه Third party ای (نرم افزار جانبی غیر مایکروسافتی) کد میکند. برای مثال کاربری بنام Ali روی سیستم لاگین کرده و فایلی را Encrypt میکند. در این صورت بغیر یوزر Ali و Admin هیچ کاربر دیگری نمیتواند به این فایل دسترسی داشته باشد.

این عملیات رمزنگاری توسط مکانیسم های با نام Public Key و Private Key صورت میپذیرد.این لایه عملگری تحت عنوان redirector یا RDR دارد که بر اطلاعات ارسالی نظارت میکند. اگر مقصد ارسال اطلاعات همان کامپیوتر بود، جلوی ارسال داده به لایه های پایین تر را گرفته و آن را به سیستم خودش Redirect میکند.این لایه گاها به نام Syntax layer نامیده میشود.به PDU در این لایه Data هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه ششم

1. (SSL (Secure Socket Layer: پروتکلی است که توسط شرکت Netscape برای ردّ و بدل کردن سندهای خصوصی از طریق اینترنت توسعه یافته‌است. SSL از یک کلید خصوصی برای به رمز درآوردن اطلاعاتی که بر روی یک ارتباط SSL منتقل می‌شوند استفاده می‌نماید.
2. (TLS (Transport Layer Security: یکی از پروتکل‌های رمزنگاری است و برای تامین امنیت ارتباطات از طریق اینترنت و بر پایه SSL بنا شده‌است.

لایه Session یا نشست

این لایه مسئول برقراری، مدیریت و پایان بخشی به ارتباطات بین اپلیکیشن هاست. در واقع این لایه صحبت ها، تبادلات و گفتگوهای صورت گرفته بین اپلیکیشن ها در دو طرف ارتباط را ایجاد و مختصات بندی کرده و در نهایت پایان میبخشد.با توجه به این که دو کامپیوتر در یک زمان تحت یک Connection میتوانند در بیش از یک موضوع ارتباط داشته باشند، باید از قبل بدانند که چه packet هایی را ارسال و یا دریافت خواهند کرد و این که داده ارسالی و یا دریافتی مربوط به کدام موضوع از ارتباط یا session ایجاد شده است. در این لایه نوع ارتباط و موضوع صحبت دو کامپیوتر با یکدیگر تعریف میشود.

قبل از ایجاد ارتباط و تبادل دیتا دو کامپیوتر از طریق فرآیند 3-way hand shaking با هم به تفاهم میرسند. تصمیم گیری در رابطه با شروع، ادامه و پایان session ها در این لایه انجام میشود. از آنجایی که شبکه ما baseband است، داده به packet هایی تقسیم میشود که ممکن است به ترتیبو پشت سرهم به مقصد نرسند؛ به همین علت در این لایه بر روی هر قسمت از داده یک برچسب زده میشود که بوسیله آن بروشنی مشخص میشود که این تکه داده متعلق به به چه موضوع و داده ای است.

در مقصد بر اساس این برچسب ها، تکه های داده در کنار هم قرار گرفته و تشکیل داده اصلی را خواهند داد.عملیات شناسایی و احراز هویت (Authentication و Authorization) در این لایه صورت می پذیرد. شایان ذکر است که در این لایه نوع ارتباط صورت گرفته میتواند با توجه به اپلیکیشن مورد نظر، Simplex، Half duplex و یا Full duplex باشد.به PDU در این لایه Data هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه پنجم

1. (SDP(Session Description Protocol: این پروتکل برای توصیف session های ارتباطی مالتی مدیا در نظر گرفته شده است.
2. (SAP (Session Announcement Protocol: پروتکلی آزمایشگاهی برای Broadcast کردن اطلاعات Multicast session
3. NetBIOS: برنامه‌ای است که به ما اجازه می‌دهد تا ارتباط مابین کامپیوتر‌های مختلف درون یک شبکه محلی (LAN) را برقرار کنیم.
4. Winsock: یک مشخصه فنی است که نحوه دسترسی برنامه تحت شبکه را به سرویس های شبکه ای، خصوصا TCP/IP بیان میکند.

لایه Transport یا انتقال

این لایه تحویل بدون خطا، بترتیب و بدون هیچگونه کمبود و یا مشکل پیام ها را تضمین میکند. این لایه به پروتکل های لایه بالا دستی خود این اطمینان را میدهد که پیام بی هیچ مشکلی بین سیستم فعلی و مقصد جابجا خواهد شد.در واقع در این لایه در مورد اینکه نوع ارتباط Connection-Oriented(TCP) باشد یا Connection-less(UDP) تصمیم گیری میشود.

سایز و پیچیدگی یک پروتکل در این لایه بستگی به نوع سرویسی دارد که از لایه Network خواهد گرفت. برای یک لایه network قابل اطمینان با قابلیت جریان مجازی (Virtual Circuit) یک لایه حداقلی Transport نیاز است اما در اگر لایه Network غیرقابل اطمینان باشد و یا فقط ساختار دیتاگرام ها را ساپورت کند، پروتکل Transport باید شدیدترین و سنگین ترین Error detection و Error recovery را از خود به نمایش بگذارد.در این لایه فرآیندهای زیر رخ میدهد:

• Message Segmentation: این لایه یک پیام را از لایه بالایی (session) دریافت کرده و آن را به بخش های کوچکتر تقسیم میکند (اگر به اندازه کافی کوچک نباشد)، سپس بخش های کوچکتر را به لایه Network خواهد فرستاد. به این عمل sequencing گویند. لایه Transport این کار به جهت تسریع در ارسال داده، پر نشدن بافر سیستم گیرنده و همچنین از بین نرفتن کل دیتا در صورت وجود Collision انجام میدهد. لایه Transport در سیستم مقصد این قطعات را مجددا سرهم بندی خواهد کرد که به این کار نیز Re- assembling گویند.
• Message acknowledgment: در صورتی که از پروتکل TCP برای انتقال استفاده شود، به ازای هر قطعه ارسالی، یک پیام تحویل در قالب یک تائیدیه (acknowledgment) ایجاد میکند.
• Flow Control: در صورتی که در سیستم مقصد هیچ بافری جهت ذخیره پیام های دریافتی وجود نداشته باشد، به سیستم ارسال کننده اطلاعات فرمان قطع ارسال را خواهد داد.
• Session Multiplexing: در روابطی که از پروتکل TCP استفاده میشود اگر یک دیتا به هزار قطعه تقسیم شود، باید هزار قطعه ارسال و متعاقبا هزار پیام Acknowledgment برای فرستنده ارسال شود که این کار علاوه بر کاهش سرعت باعث بالا رفتن ترافیک میشود. بنابراین این لایه با کامپیوتر مقابل مذاکره کرده و نتیجه بر این میشود که به ازای هر چند packet یک acknowledgment ارسال شود. به این کار Window گویند.

به PDU در این لایه Segment هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه چهارم

• (TCP (Transmission Control Protocol
• (UDP (User Datagram Protocol
• SPX: در شبکه های مبتنی بر سیستم های عمل Novell Netware استفاده میشوند.
• (RTP (Real-Time Transport Protocol: در تحویل ترافیک صوت و تصویر مورد استفاده قرار میگیرد.
• (SCTP (Stream Control Transmission Protocol: نقشی مشابه TCP و UDP را دارد اما با این تفاوت که برخی ویژگی های آن مانند TCP و برخی دیگر مانند UDP است.

لایه Network یا شبکه

این لایه اعمال subnet، تصمیم گیری درباره انتخاب مسیر فیزیکی که دیتا بر اساس شرایط شبکه باید انتخاب کند، اولویت بندی سرویس و دیگر فاکتورها را کنترل میکند.اصلی ترین پروتکل این لایه IP است. مکانیسم اضافه شدن IP به دیتا در این لایه صورت میپذیرد.

داده ما در این لایه تبدیل به packet شده و IP میگیرد. سخت افزارهایی که در این لایه کار میکنند، عبارتند از روتر، سوئیچ لایه 3. این لایه تکنولوژی های سوئیچینگ و روتینگ، مسیرهای منطقی معروف به Virtual circuit، را برای انتقال دیتا از یک نود به نود دیگر ایجاد میکند. ارسال و مسیریابی از وظایف این لایه میباشد. در این لایه شاهد موارد زیر هستیم:

1. Routing: فریم را در بین شبکه های مختلف مسیر یابی و مسیر دهی میکند.
2. Subnet Traffic Control: روترها به عنوان سیستم های میانی در لایه Network، میتوانند در صورت پر شدن بافرشان به سیستم ارسال کننده جهت توقف ارسال خبر دهند.
3. Frame fragmentation: اگر سیستم و یا روتر تشخیص دهد که اندازه MTU روتر بعدی (next hob یا down stream router) کمتر از سایز فعلی فریم است، روتر این توانایی را دارد تا فریم را برای انتقال قطعه قطعه کرده و در مقصد مجددا آن ها را سرهم بندی کند.(MTU (Maximum Transmission Unit پارامتری به مفهوم حداکثر واحد انتقال در روترها میباشد.
4. Logical-physical address mapping: تناظر و تطابق آدرس های IP و MAC به این ترتیب که آدرس های منطقی یا IP و یا نام ها را به آدرس های فیزیکی متناظرشان ترجمه میکند.

ارتباطات Subnet چیست؟

نرم افزار لایه network وظیفه ساخت هدرها را بر عهده دارد. به همین علت نرم افزار مربوطه در سیستم های میانی subnet ها میتواند همتایان خودش را در سیستم های میانی دیگر شناسایی کرده و از آن ها برای تکمیل فرآیند مسیر یابی استفاده کند.به PDU در این لایه Packet هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه سوم

1. (IP (Internet Protocol: پروتکل اصلی مجموعه TCP//IP در ارتباطات برای ارسال دیتاگرام ها در طول مرزهای شبکه و از پایه های برقراری اینترنت است.
2. (ICMP (Internet Control Message Protocol: یکی از مهمترین پروتکل ها در مجموع پروتکل های TCP/IP است. این پروتکل توسط دیوایس های شبکه مثل روترها جهت ارسال و نشان دادن پیام های error استفاده میشود. برای مثال موقعی که سرویس مورد نظر در دسترس نیست. این پروتکل در ارسال پیام های کوئری نیز استفاده میشود. برای مثال کوئری های Ping و trace route.
3. (IGMP (Internet Group Managment Protocol: یک پروتکل ارتباطی است که توسط هاست ها و روترهای مجاور در شبکه های IPv4 برای برقراری اعضای گروه multicast استفاده میشود. این پروتکل بخش جدایی ناپذیر IP multicast است. این پروتکل در اپلیکیشن های تحت شبکه "یک به چند" مثل جریان آنلاین ویدئو و بازی مورد استفاده قرار میگیرد.
4. (ARP (Address Resolution Protocol: یک پروتکل ارتباط از راه دور است که در تناظر آدرس های لایه Network مورد استفاده قرار میگیرد.
5. (RIP ( Routing Information Protocol: یکی از قدیمیترین پروتکل های مسیر یابی که در محاسبه hop ها به عنوان یک متریک مسیریابی مورد استفاده قرار میگیرد.

لایه پیوند داده یا Data Link

این لایه انتقال بدون خطای فریم های دیتا را از یک نود به نود دیگر در لایه Physical، میسر میسازد. برای این منظور لایه Data Link قابلیت های زیر را ارائه میدهد:

• Link Establishment and Termination: لینک های منطقی را بین دو نود برقرار کرده و پایان میبخشد.
• Frame Traffic Control: هنگامی که هیچ بافری برای فریم در نود مقصد وجود ندارد، به نود ارسال کننده فرمان توقف انتقال را میدهد.
• Frame Sequencing: انتقال و دریافت فریم ها را بر اساس ترتیب موجود انجام میدهد.
• Frame Acknowledgment: ack های فریم را صادر میکند. خطاهای رخ داده در لایه Physical را برای فریم های بدون ack و یا ناقص دریافت شده، شناسایی و بازیابی میکند.
• Frame Delimiting: محدوده و مرزهای فریم را ایجاد و آن را به رسمیت میشناسد.
• Frame Error Checking: یکپارچگی فریم های رسیده را بررسی میکند.
• Media Access Management: هنگامی که نود اجازه استفاده از مدیای فیزیکی را دارد، را تعیین میکند.

آدرس دهی MAC در این لایه انجام میشود. هر کامپیوتر در محیط LAN مثلا در محیط شبکه ای از نوع اترنت، باید از این مدل آدرس دهی برای ارسال اطلاعات استفاده کنند.

به علاوه CRC در این لایه به فریم (Trailer) اضافه میشود. سخت افزارهای موجود در این لایه عبارتند از: Switch، bridge، Access Point (اگر کار روتر را انجام دهد در لایه 3 قرار دارد) و Modesm ADSL ( کار سوئیچ را هم انجام میدهد).باید توجه داشت با توجه به پروتکلی که در این لایه انتخاب میشود، سخت افزار مورد نیازی در این لایه بکار میرود.به PDU در این لایه Frame هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه دوم

1. Ethernet: یکی از فناوریهای مبتنی بر Frame در شبکه های رایانه برای شبکه‌های محلی (LAN) می‌باشد. این نام از مفهوم فیزیکی ether گرفته شده‌است. این فناوری وضعیت سیم‌کشی و استانداردهای سیگنالینگ در لایه فیزیکی وهمچنین قالب‌های آدرسی همچون MAC آدرس را در لایه Data link معین می‌کند. Ethernet به‌عنوان استاندارIEEE 802.3 شناخته می‌شود. این تکنولوژی از دهه ۱۹۹۰ تاکنون بکارگرفته شده‌است و جایگزین استانداردهائی همچون Token ring ،FDDI و ARCNET شده‌است.
2. Token Ring
3. (FDDI(Fiber Distributed Data: استاندارد انتقال دیتا در شبکه های LAN میباشد. FDDI از فیبرنوری به عنوان رسانده و مدیای استاندارد خود استفاده میکند.
4. (PPP (Point to Point Protocol: پروتکلی در لایه Data Link است که برای برقراری ارتباط مستقیم بین دو نود مورد استفاده قرار میگیرد. این پروتکل قابلیت احراز هویت، رمزنگاری و فشرده سازی را دارد.
5. Frame Relay

لایه Physical یا فیزیکی

این لایه پایین ترین لایه در مدل OSI است که مرتبط با انتقال و دریافت جریانی ساختار نیافته از بیت ها تحت یک مدیای فیزیکی است. این لایه به شرح اینترفیس های الکتریکی/نوری، مکانیکی و کاربردی در مدیای فیزیکی میپردازد و سیگنال ها را برای تمام لایه های بالا دستی، حمل میکند.

این لایه وظیفه انتقال سیگنال را بر عهده داشته و به محتویات هیچ کاری ندارد. سخت افزار موجود در این لایه از جنس: انواع کابل ها، کارت شبکه و هاب است.توجه داشته باشید که با توجه به نوع رسانه، داده ما میتواند تغییر کند؛ مثلا در کابل های مسی از جنس سیگنال الکتریکی (ولتاژ) و در فیبر نوری از جنس پالس نوری است.به PDU در این لایه bit هم اطلاق میشود.

معرفی پروتکل های لایه اول

1. Fast Ethernet
2. RS232
3. ATM: یک مفهوم مخابراتی است که توسط استانداردهای ANSI و ITU تعریف شده است و تمام ترافیک کاربر از جمله سیگنال های صوت، دیتا و ویدئو را حمل میکند.
4. E1
5. T1
6. ISDN

دوره آموزش نتورک پلاس چیست؟ دوره نتورک پلاس برای چه کسانی طراحی شده است؟ آیا دوره Network Plus یک دوره عمومی شبکه است؟ پاسخ همه این سوالات و 20 نکته دیگر درباره دوره آموزشی نتورک پلاس را در این مقاله به دست خواهید آورد. دوره نتورک پلاس ( Network+ ) دریچه ورود شما به دنیای فناوری اطلاعات است. شاید اکثر جاهایی که این سوال پرسیده می شود که مدرک نتورک پلاس چیست؟ پاسخ آن به این شکل مطرح می شود که نتورک پلاس مبانی و مفاهیم اولیه شبکه برای ورود به دنیای شبکه های کامپیوتری است و اولین قدم در یادگیری شبکه های کامپیوتری و آموزش شبکه است.

این جمله اشتباه نیست همه همه مطلب را نمی رساند . زمانیکه در خصوص گواهینامه بین المللی CompTIA Network+ صحبت می کنیم در واقع ما در خصوص اولین قدم برای ورود به دنیای شبکه های کامپیوتری ( مایکروسافت ، سیسکو ، مجازی سازی ، میکروتیک و ... ) ، اولین قدم در ورود به دنیای اینترنت اشیاء ، اولین قدم برای ورود به دنیای امنیت اطلاعات ، اولین قدم در ورود به دنیای هک و نفوذ و به زبان ساده تر اولین قدم برای ورود به هر حوزه ای در خصوص فناوری اطلاعات صحبت می کنیم.

بنابراین دوره Network+ یکی از مهمترین ، پر چالش ترین و پر مفهوم ترین دوره های آموزش شبکه و فناوری اطلاعات است که شما را انواع تکنولوژی های شبکه ، زیرساختی ، نرم افزاری ، امنیتی ، مدیریتی و ... آشنا می کند و تعریف دوره مبانی شبکه اصلا برازنده نتورک پلاس نیست.

کامپتیا چیست؟ معرفی شرکت CompTIA مالک دوره نتورک پلاس

کامپتیا یا CompTIA مخفف کلمه های Computing Technology Industry Association است و یک مرکز عام المنفعه آمریکایی است که وظیفه صادر کردن گواهینامه های خاص حوزه فناوری اطلاعات را بر عهده دارد. از کامپتیا به عنوان محبوب ترین مرکز صدور گواهینامه های فناوری اطلاعات که اکثر شرکت ها و ارگان های بزرگ آن را به عنوان پیشنیاز تخصص های خودشان قبول دارند نام برده می شود.

دوره آموزشی نتورک پلاس CompTIA Network+

مدارک کامپتیا به هیچ شرکت یا مجموعه خاصی تعلق ندارند و در بیشتر از 120 کشور دنیا مورد پذیرش هستند. در حال حاضر بیش از 2 و نیم میلیون نفر در دنیا دارای گواهینامه های این شرکت هستند. محبوب ترین دوره های مجموعه کامپتیا به ترتیب دوره های نتورک پلاس ، دوره سکیوریتی پلاس و دوره استوریج پلاس هستند.

نتورک پلاس ( Network+ Plus ) چیست؟ تعریف نتورک پلاس از نظر CompTIA

CompTIA Network+ به توسعه شغل و موقعیت کاری شما در حوزه زیرساخت فناوری اطلاعات کمک می کند تا بتوانید تنظیمات ، مدیریت و رفع اشکال شبکه های کامپیوتری را بهتر و اصولی تر انجام دهید. دریافت گواهینامه نتورک پلاس به این معنی است که شما دانش فنی لازم برای نگهداری و امن سازی اولیه شبکه های کامپیوتری را دارا هستید.
بر خلاف بیشتر گواهینامه های شبکه و فناوری اطلاعات که بصورت ویژه برای یک شرکت یا محصول در بحث شبکه و زیرساخت طراحی شده اند ، دوره نتورک پلاس یک دوره در اصطلاح فارغ از وابستگی به سیستم عامل ، سخت افزار و یا محصول خاص یا Vendor Less است .

فایروال شرکت سیسکو با نام Adaptive Security Appliance) ASA) تولید می شود که علاوه بر امکانات فایروال ، قابلیت های فراوانی را برای ما مهیا می سازد.فایروال ها وظیفه محافظت از شبکه داخلی را در برابر دسترسی غیر مجاز از بیرون شبکه دارند. علاوه بر این فایروال ها می توانند محافظت بخش های مختلف شبکه را نسبت به هم تامین کنند به طور مثال منابع شبکه را از کاربر شبکه جدا کنیم. همچنین فایروال امکان دسترسی به برخی از سرویس ها مانند وب که نیاز به ایجاد دسترسی برای کاربران خارج شبکه است را فراهم می کند.

به این صورت که سرورهای مربوطه را در یک شبکه جداگانه تحت عنوان Demilitarized Zone) DMZ) قرار می دهیم و توسط فایروال امکان دسترسی محدود از طریق محیط خارج از شبکه را به DMZ می دهیم. با اینکار یک محیط ایزوله ایجاد کرده ایم و در صورتی که حمله به این سرورها صورت گیرد فقط این سرورها تحت تاثیر قرار می گیرد و سرورهای داخلی از این حمله در امان هستند. علاوه بر این می توانید دسترسی کاربران به شبکه خارجی (مانند اینترنت) را نیز کنترل کنید مثلا به چه آدرس ها و سایت هایی دسترسی داشته باشند.

زمانی که بحث استفاده از فایروال در شبکه پیش می آید شبکه خارجی در مقابل فایروال است و شبکه داخلی و DMZ پشت فایروال قرار می گیرند و توسط آن محافظت می شوند و تنها اجازه دسترسی محدود به کاربران خارج از شبکه را به محیط DMZ می دهد. فایروال ASA دارای چندین اینترفیس است که می توان برای هر کدام آن سیاست های خاص خودش را در نظر گرفت. حتی شما می تواند چند شبکه داخلی ، DMZ و یا چند شبکه خارجی داشته باشید.

در دو Mode یا حالت Transparent و Routed کار می کند. در مقاله قبلی با عملکرد فایروال در حالت Transparent آشنا شدیم و در این مقاله می خواهیم مفاهیم ، نحوی عملکرد و ویژگی های Routed Mode را بررسی کنیم.

Routed Mode چیست؟

به صورت پیش فرض فایروال ASA در لایه سوم عمل می کند و بر پایه Packet و IP Address عمل می کند و کلیه عملیات بازرسی و انتقال ترافیک ، براساس پارامترهای لایه سوم انجام می گیرد هرچند که ASA می تواند در لایه های بالاتر نیز کنترل را انجام دهد. ASA با در نظر گرفتن IP Address برای اینترفیس ها ، خود را به عنوان یک روتر یا Gateway در شبکه ای که به آن متصل است معرفی کند. به این حالت Routed Mode گفته می شود.استفاده از این حالت نیاز به تغییرات در سیستم آدرس دهی IP دارد.در این حالت هر اینترفیس ASA باید به یک Subnet متصل و یک IP از آن Subnet به آن اینترفیس اختصاص داده شود در تصویر زیر حالت Routed Mode را می بینید که اینترفیس 0 به نام outside به شبکه 192.168.100.0/24 ، اینترفیس 1 به نام inside به شبکه 192.168.200.0/24 و اینترفیس 2 به نام DMZ به شبکه 192.168.1.1/24 متصل است.

تجهیزات شبکه متنوعی در شبکه وجود دارد که ما آنها را به عنوان انواع سخت افزار شبکه هم می شناسیم. انواع سخت افزارهای شبکه یا انواع تجهیزات شبکه ، هر دو کلمه تعریفی از وسایلی است که ما در شبکه های کامپیوتری برای ارتباط و اتصال کامپیوترها با هم استفاده می کنیم .اگر بخواهیم به زبان ساده انواع تجهیزات شبکه را دسته بندی کنیم ، تجهیزات شبکه را به دو دسته بندی تجهیزات شبکه اکتیو (Active) یا فعال و تجهیزات شبکه پسیو (Passive) یا غیرفعال طبقه بندی می کنیم.

در این مقاله قصد داریم به معرفی تک تک تجهیزات و سخت افزاردیگر امکاناتهای اکتیو و پسیو شبکه بپردازیم و بعد از خواندن این مقاله شما براحتی می توانید زیر و بم تجهیزات شبکه را بشناسید و با نگاه کردن به آنها بگویید که اکتیو هستند یا پسیو و کاربرد هر کدام چیست. پیشفرض ما این است که شما با تعریف شبکه و ساختار کلی آن آشنایی دارید.

تفاوت تجهیزات شبکه اکتیو و تجهیزات شبکه پسیو

اگر بخواهیم به ساده ترین شکل ممکن تفاوت بین تجهیزات شبکه پسیو و تجهیزات شبکه اکتیو را بگوییم ، تعریف به این شکل است که اگر تجهیزات شبکه ای که استفاده می کنیم درکی از ماهیت ترافیک شبکه داشته باشند و بر اساس نوع ترافیک ، تشخیص آدرس شبکه و ... کار کنند به آنها تجهیزات شبکه اکتیو گفته می شود و اگر هیچ درکی از مفهوم ترافیک ، آدرس IP و ... نداشته باشند به آنها پسیو گفته می شود. برای مثال کارت شبکه و سویچ جزو تجهیزات اکتیو در شبکه هستند در حالیکه هاب و کابل شبکه جزو تجهیزات پسیو یا غیرفعال به حساب می آیند.

کارت شبکه چیست؟ معرفی Network Interface Card یا NIC

کارت شبکه جزو تجهیزات شبکه فعال یا Active است. ما معرفی تجهیزات شبکه را از اولین قسمتی که کامپیوتر شما وارد دنیای شبکه می شود شروع می کنیم . کارت شبکه وسیله ای است که مثل هر کارت دیگری بر روی کامپیوتر ما نصب می شود و ما از طریق آن چه بصورت وایرلس یا بیسیم و چه با استفاده از کابل و سوکت شبکه ، به وسیله دیگری به نام سویچ ( یا اکسس پوینت شبکه ) متصل می شویم.

کارت های شبکه هم بصورت داخلی ( Internal ) هستند که بر روی مادربورد کامپیوتر شما نصب می شوند و هم بصورت خارجی یا External هستند و به وسیله پورت USB به کامپیوتر شما متصل می شوند. توجه کنید که در بحث شبکه های کامپیوتری کارت شبکه الزاما یک وسیله مجزا نیست و شما بر روی موبایل خود ، تبلت خود ، لپتاپ خود و هر وسیله ای که به شبکه اینترنت متصل می شود ، یک کارت شبکه دارید. نمونه از ای کارت شبکه های مختلف را در ادامه برای شما قرار می دهم :

سویچ شبکه چیست؟ معرفی Network Switch به زبان ساده

سویچ شبکه جزو تجهیزات شبکه فعال یا Active است. سویچ یک متمرکز کننده و ارتباط دهنده بین کامپیوترهاست. کارت های شبکه شما با استفاده از کابل و سوکت به پورت های سویچ متصل می شوند و می توانند با هم ارتباط برقرار کنند. سویچ ها انواع و اقسام متنوعی دارند و این روزها نه تنها در شبکه های شرکتی و سازمانی ، بلکه در خانه های شما نیز سویچ ها را می توانیم ببینیم .

نحوه عملکرد سویچ در گنجایش این مقاله نیست و ما در قالب مقاله ای جداگانه مبحث سویچ چیست و چگونه در شبکه کار می کند را در توسینسو بررسی کرده ایم. اگر در خصوص انواع شبکه های کامپیوتری جستجو کرده باشید و انواع توپولوژی های شبکه را نیز بشناسید ، متوجه می شوید که از سویچ در توپولوژی ستاره ای استفاده می شود.

سویچ ها بر اساس لایه های OSI در لایه های مختلف کار می کنند اما معمولترین نوع سویچ ها ، سویچ لایه دو است که با استفاده از آدرس MAC ارتباطات را برقرار می کند و سویچ لایه سه نیز از طریق آدرس IP اینکار را انجام می دهد.

برای درک بهتر این موضوع می توانید به مقاله تفاوت سویچ لایه دو و سویچ لایه سه در شبکه مراجعه کنید. سویچ ها بسته به اندازه ، امکانات و نیاز افراد می توانند از دو پورت تا صدها پورت داشته باشند. در ادامه تصاویری از سویچ های شبکه در سطوح مختلف را برای شما قرار می دهم .

فایروال (Firewall) چیست و به زبان ساده چگونه کار می کند؟ چرا به آن دیواره آتش می گویند؟ فایروال چگونه کار می کند و چند نوع دارد؟ اگر بخواهیم به زبان ساده صحبت کنیم باید بگوییم بعد از سویچ در انواع تجهیزات شبکه ، واژه فایروال را می توانیم یکی از پرکاربردترین واژه ها در حوزه کامپیوتر و شبکه معرفی کنیم. خیلی اوقات از اینور و آنور این جملات آشنا را می شنویم که فایروالت رو عوض کن ، برای شبکه فایروال بگیر ، توی فایروال فلان رول رو اضافه کنید ، فایروالتون رو خاموش کنید و ... امروز در این مقاله می خواهیم به ساده ترین شکل ممکن و البته با بیان تجربیات خودم در مورد فایروال و سیر تا پیاز این نرم افزار یا سخت افزار با هم صحبت کنیم. با ما تا انتهای مقاله باشید.

معنی لغوی فایروال چیست؟ بررسی مفهوم و تئوری دیواره آتش

فایروال که به انگلیسی از ترکیب دو کلمه Fire به معنی آتش و Wall به معنی دیوار تشکیل شده است ، به زبان فارسی به عنوان دیواره آتش ترجمه شده است. با توجه به اینکه ماهیت دیواره آتش جلوگیری از تهدیدات و به نوعی پاکسازی ترافیک شبکه است ، می توان چنین تفسیر کرد که این نامگذاری با توجه به ماهیت پاکسازی و ضدعفونی کننده آتش در تاریخ ، برگرفته ای از همین مفهوم باشد .

به زبان ساده تر آتش پاکسازی می کند و ضدعفونی می کند و دیواره آتش در شبکه هم ترافیک آلوده و خطرناک را پاکسازی می کند. بد نیست بدانید که آتش نماد پاکی در ایران باستان هم بوده است. در ادامه این مقاله ما فرض را بر این می گذاریم که شما تعریف شبکه چیست را به خوبی می دانید و با مفاهیم شبکه آشنایی دارید.

کمی راجع به تاریخچه فایروال و نسل های فایروال

در ابتدا چیزی به نام فایروال در انواع شبکه های کامپیوتری وجود نداشت. بعد از به وجود آمدن روترها یا مسیریاب های شبکه ، این نیاز احساس شد که بایستی بتوانیم ترافیک را در برخی شرایط محدود کنیم. در این شرایط چیزی به نام Access Rule یا ACL در روترها معرفی شدند که پایه و اساس خیلی از فایروال های امروزی هستند.

Access Rule ها تعریف می کردند که چه آدرسهایی از کجا به کجا بتوانند بروند و یا نروند. مکانیزم کاری فایروال های اولیه هم بر همین اساس بود و فیلترینگی که بر روی ترافیک ها انجام می شد با عنوان فیلترینگ بسته یا Packet Filtering می توانست مسیر بسته های اطلاعاتی شبکه را تعیین کند.

اولین نسل از فایروال های شبکه در اواخر دهه 1980 میلادی به دنیا معرفی شدند. با توسعه و پیشرفته تکنولوژی های فایروال نسل های مختلفی از فایروال به دنیا معرفی شدند که در ادامه نسل های فایروال ها را با هم مرور می کنیم :

نسل اول از فایروال چیست؟ اضافه شدن ضد ویروس

این نسل از فایروال ها به عنوان Generation 1 Virus هم شناخته می شوند. فایروال هایی که قبل از نسل یک فایروال ها کار می کردند صرفا بصورت فیلترینگ بسته های اطلاعاتی یا Packet Filtering کار می کردند.

حتما شما هم دوره های شبکه را در موسسات مختلف آموزشی پشت سر گذاشته اید و یا اگر اینطور نیست در دروس دانشگاهی خود به مفاهیمی از قبیل Unicast و Multicast و Broadcast برخورد کرده اید.به عنوان کسی که در حوزه شبکه فعالیت می کند بسیار مهم است که شما تمامی این مفاهیم را به خوبی درک کنید. سر کلاس های درسی که بنده برگزار می کنم این نوع ارتباطات و این مفاهمی را به ارتباطات N به N تشبیه می کنم و برای درک بهتر عنوان مطلب را انواع ارتباطات N به N مطرح می کنم. بنابراین با همین درک اولیه به سراغ تعریف این مفاهیم می پردازیم :

یونیکست ( Unicast ) یا ارتباط یک به یک در شبکه

در ساختار ارتباطات N به N به Unicast در اصطلاح ارتباط یک به یک گفته می شود. در این نوع ارتباطات یک کامپیوتر به عنوان فرستنده و گیرنده و کامپیوتر دیگر نیر به عنوان گیرنده فرستنده و گیرنده با همدیگر ارتباط برقرار می کنند و بسته های داده خود را رد و بدل می کنند.

برای مثال زمانیکه شما یک صفحه وب سایت را باز می کنید شما به یک آدرس IP که مربوط به وب سایت است اطلاعات را ارسال می کند و از آن اطلاعات را دریافت می کنید ، حتی دانلود کردن یک فایل از یک فایل سرور هم نوعی از ارتباطات یک به یک محسوب می شود. در خصوص مفاهیم Broadcast و unicast و ... در دوره آموزش نتورک پلاس بصورت مفصل صحبت شده است.

برای ساده تر شدن موضوع فرض کنید یک تلفن دارید و یک شماره تلفن ، شما این شماره را می گیرید و با شخص مورد نظر تماس برقرار می کنید. این ارتباط بین شما و شخص صاحب خط برقرار می شود و به آن یک به یک گفته می شود زیرا کسی غیر از شما دو نفر از محتویات تماس با خبر نیست. مثال تلفن بهترین مثال برای شناخت بهتر موضوع Unicast است.

مولتی کست ( Multicast) یا ارتباط یک به چند در شبکه

در ساختار ارتباطات N به N به Multicast در اصطلاح ارتباط یک به چند گفته می شود. در این نوع ارتباطات یک کامپیوتر ارتباط خود را بصورت همزمان با چندین کامپیوتر دیگر برقرار می کند و شروع به ارسال و دریافت داده می کند. در واقع زمانیکه صحبت از Multicast می شود منظور گروهی از کامپیوترهای مشخص هستند که یک کامپیوتر با آنها ارتباط برقرار کرده است.

در Multicast اطلاعات صرفا به گروه یا مجموعه ای منتقل می شود که در آن گروه قرار دارند و اطلاعات به همه کامپیوترهای شبکه منتقل نخواهد شد. دستگاه هایی که می خواهند اطلاعات مربوط به Multicast را دریافت کنند بایستی به عضویت این گروه Multicast در بیایند. اگر کمی با کلاس های آدرس IP آشنایی داشته باشید حتما توجه کرده اید که IPv4 Class D برای استفاده در موارد Multicasting مورد استفاده قرار می گیرد.

برای مثال شما در سرویس هایی مانند WDS شرکت مایکروسافت از این روش Multicasting برای نصب ویندوزها تحت شبکه استفاده می کنید.برای راحت تر شدن درک موضوع فرض کنید یک تلفن دارید که قابلیت کنفرانس شدن دارد ، شما ابتدا افرادی که می خواهید در این کنفرانس باشند را شماره گیری می کند و هر کس که در این کنفرانس قرار دارد صدای افراد دیگر را خواهد شنید و افرادی که نمی توانند صدا را دریافت کنند بایستی به عضویت این گروه کنفرانس در بیایند تا بتوانند صدا را دریافت کنند این بهترین مثال برای درک مفهوم Multicasting یا ارتباط یک به چند است.

عملکرد پل در دنياي کامپيوتر و دنياي واقعي، در هر دو، پل​ها دو يا چند بخش منفک و مجزا را به هم ملحق مي​​کنند تا فاصله​ها از ميان برداشته شود. اگر شبکه​هاي محلي را به جزاير کوچک و مستقل تشبيه کنيم پل​ها اين جزاير را به هم پيوند مي​زنند تا ساکنين آن به هم دسترسي داشته باشند.Bridge (پل شبکه) دستگاهی در شبکه‌های کامپیوتری است که برای اتصال دو یا چند شبکه محلی (LAN) و مدیریت ترافیک بین آن‌ها استفاده می‌شود. در آموزش شبکه، Bridge با فیلتر کردن بسته‌های داده، فقط ترافیک موردنیاز را به بخش‌های مختلف شبکه ارسال می‌کند، که باعث کاهش بار شبکه و بهبود عملکرد می‌شود. برخلاف روتر که شبکه‌های مختلف را به هم متصل می‌کند، Bridge در لایه دوم مدل OSI (لایه پیوند داده) کار می‌کند و بر اساس آدرس MAC تصمیم‌گیری می‌کند. این دستگاه برای تقسیم‌بندی شبکه‌های بزرگ، کاهش برخورد داده‌ها (Collisions) و افزایش کارایی شبکه‌های LAN مفید است.

بسياري از سازمان​ها داراي LANهاي متعددي هستند و تمايل دارند ان​ها را به هم متصل کنند. شبکه​هاي محلي (LAN) را مي​توان از طريق دستگاه هايي که در لايه پيوند داده عمل مي​کنند و پل (Bridge) ناميده مي​شوند به هم متصل نمود.

پل​ها براي مسيريابي و هدايت داده​ها، ادرس​هاي "لايه پيوند داده​ها" را بررسي مي​کنند. از انجايي که قرار نيست محتواي فيلد داده از فريم​هايي که بايد هدايت شوند، پردازش گردد لذا اين فريم​ها مي​توانند بسته​هاي IPv4 (که اکنون در اينترنت به کار مي​رود)، IPv6 (که در اينده در اينترنت به کار گرفته خواهد شد)، بسته​هاي Apple Talk، ATM، OSI، يا هر نوع بسته ديگر را در خود حمل کنند.

بر خلاف پل، "مسيرياب​ها" ادرس درون بسته​ها را بررسي کرده و بر اين اساس، ان​ها را هدايت (مسيريابي) مي​کنند. اگر بخواهيم در تعبيري عاميانه و نادقيق مسيرياب را با پل در دنياي واقعي مقايسه کنيم پل جزاير منفک را مستقيما به هم متصل مي​کند در حالي که مسيرياب به مثابه قايق، مسافران خود را پس از سوار کردن از يک طرف به طرف ديگر منتقل مي​کنند.

طبعا پل سرعت تردد مسافران را بالاتر خواهد برد ولي قايق هميشه و در هر نقطه از جزيره در دسترس است و قدرت مانور مسافر را بالا خواهد برد!!قبل از پرداختن به تکنولوژي پل، بررسي شرايطي که در ان، استفاده از پل​ها سودمند است، اهميت دارد. چه دلايلي باعث مي شود يک سازمان واحد، داراي چندين LAN پراکنده باشد؟

اول از آن که: بسياري از دانشگاه​ها و بخش​هاي مختلف شرکت​ها، LAN مختص به خود را دارند تا بتوانند کامپيوترهاي شخصي، ايستگاه​هاي کاري و سرويس دهنده​هاي خاص خود را به هم متصل کنند. از انجايي که بخش​هاي مختلف يک موسسه، اهداف متفاوتي را دنبال مي​کنند لذا در هر بخش، فارغ از ان که ديگر بخش​ها چه مي​کنند، LAN متفاوتي پياده مي​شود.

دير يا زود نياز مي​شود، که اين LANها با يکديگر تعامل و ارتباط داشته باشند. در اين مثال، پيدايش LANهاي متعدد ناشي از اختيار و ازادي مالکان ان بوده است. دوم آن که: ممکن است سازمان​ها به صورت جغرافيايي در ساختمان​هايي با فاصله قابل توجه، پراکنده باشند. شايد داشتن چندين LAN مجزا در هر ساختمان و وصل ان​ها از طريق "پل​ها" و لينک​هاي پرسرعت ارزان​تر از کشيدن يک کابل واحد بين تمام سايت​ها تمام شود. سوم ان که: گاهي براي تنظيک بار و تعديل ترافيک، لازم است که يک LAN منطقي و واحد به چندين LAN کوچکتر تقسيم شود.

به عنوان مثال: در بسياري از دانشگاه​ها هزاران ايستگاه کاري در اختيار دانشجويان و هيئت علمي قرار گرفته است. عموما فايل​ها در ماشين هاي سرويس دهنده فايل نگه داري مي​شوند و حسب تقاضاي کاربران بر روي ماشينشان منتقل و بارگذاري مي​شود. مقياس بسيار بزرگ اين سيستم مانع از ان مي​شود که بتوان تمام ايستگاه کاري را در يک شبکه محلي واحد قرار داد چرا که پهناي باند مورد نياز بسيار بالا خواهد بود. در عوض، از چندين LAN که توسط "پل" به هم متصل شده، استفاده مي​شود. هر شبکه LAN گروهي از ايستگاه​ها و سرويس دهنده فايل خاص خود را در بر مي​گيرد که بدين ترتيب بيشتر ترافيک در حوزه يک LAN واحد محدود مي​شود و بار زيادي به ستون فقرات شبکه اضافه نخواهد شد.

چهارم آن که: در برخي از شرايط اگر چه يک شبکه محلي واحد از نظر حجم بار کفايت مي​کنند وليکن فاصله فيزيکي بين ماشين​هاي دور، بسيار زياد است. تنها راه حل آن است که LAN به چند بخش تقسيم شده و بين ان​ها پل نصب گردد. با استفاده از پل، مي​توان فاصله فيزيکي کل شبکه را افزايش داد. پنجم آن که: مسئله قابليت اعتماد است; بر روي يک LAN واحد، يک گره خراب که دنباله​اي پيوسته از خروجي اشغال توليد مي​کند قادر است کل شبکه را فلج نمايد.

پل​ها را مي​توان در نقاط حساس قرار داد تا يک گره خراب و مغشوش نتواند کل سيستم را مختل کند. بر خلاف يک تکرار کننده (Repeater) که ورودي خود را بي قيد و شرط باز توليد مي​نمايد يک پل را مي​توان به نحوي برنامه ريزي کرد تا در خصوص انچه که هدايت مي​کند يا هدايت نمي​کند تصميم اگاهانه بگيرد.

ششم آن که: پل ها مي​توانند به امنيت اطلاعات در يک سازمان کمک نمايند. بيشتر کارت​هاي واسط شبکه​هاي LAN داراي حالتي به نام حالت بي قيد (Promiscuous mode) هستند که در چنين حالتي تمام فريم​هاي جاري بر روي شبکه تحويل گرفته مي​شود، نه فريم​هايي که دقيقا به ادرس او ارسال شده​اند.

با قرار دادن پل​ها در نقاط مختلف و اطمينان از عدم هدايت اطلاعات حساس به بخش​هاي نامطمئن، مسئول سيستم مي​تواند بخش​هايي از شبکه را از ديگر بخش​ها جدا کرده تا ترافيک ان​ها به خارج راه پيدا نکرده و در اختيار افراد نامطمئن قرار نگيرد. شکل 1-2 شمايي از وصل چند شبکه محلي مستقل توسط پل را به همراه نمادهاي مربوطه نشان مي​دهد. (اکثرا در بسياري از مقالات پل را با يک شش ضلعي مشخص مي​کنند.) :نکته: يک سوييچ مي​تواند در نقش يک پل ايفاي نقش کند.

پس از بررسي انکه چرا به پل​ها نياز است اجازه بدهيد به اين سوال بپردازيم که عملکرد ان​ها چگونه است؟ هدف ارماني ان است که پل​ها کاملا نامرئي (شفاف-Transparent) باشند، بدين معنا که بتوان ماشيني را از بخش از شبکه به بخش ديگر منتقل کرد بدون انکه به هيچگونه تغييري در سخت افزار، نرم افزار يا جداول پيکربندي نياز باشد. همچنين بايد اين امکان وجود داشته باشد که تمام ماشين​هاي يک بخش از شبکه بتواند فارغ از انکه نوع LAN ان​ها چيست با ماشين​هاي بخش ديگر، مبادله اطلاعات داشته باشد. اين هدف گاهي براورده مي​شود وليکن نه هميشه!

شايد در ساده ترين سناريو بتوان عملکرد پل را بدين روال دانست: ماشين A در يک شبکه محلي، بسته​اي را براي ارسال به ماشين ميزبان B در شبکه ديگر که از طريق پل به هم متصل شده​اند، اماده کرده دانست. اين بسته از زير لايه MAC عبور کرده و سرايند MAC​ به ابتداي ان افزوده مي​شود. اين واحد داده، بر روي کانال منتقل، و توسط پل دريافت مي​شود; پس از رسيدن فريم به پل، کار دريافت ان از لايه فيزيکي شروع و داده​ها به سمت زير لايه بالا هدايت مي​شود.

پس از انکه فريم دريافتي در لايه 2 پردازش شد و ادرس​هاي MAC بررسي شدند، پل مشخص مي کند که فريم را بايد بر روي کدامين خروجي خود منتقل کند. در نهايت فريم جديدي ساخته شده و بر روي شبکه محلي مقصد منتقل مي​شود. دقت کنيد که يک پل که K شبکه مختلف را به هم متصل مي​کند داراي K زير لايه MAC و تعداد k لايه فيزيکي و کانال ارتباطي است. تا اينجا به نظر مي​رسد که انتقال فريم از يک LAN​ به LAN ديگر ساده است اما واقعيت اين چنين نيست.

شايد با بررسي سناريوي فوق به اين نتيجه برسيد که کاري که پل انجام مي​دهد با کاري که يک سوييچ انجام مي​دهد يکي است و چيزي به معلومات شما اضافه نشده است. فقط نام جديد پل بر روي همان سوييچي گذاشته شده که عملکرد ان را مشاهده کرديد! هم درست انديشيده ايد و هم در اشتباهيد! اگر پل را ابزاري فرض کرده​ايد که قرار است دو شبکه اترنت را بهم پيوند بزند حق با شماست و پل هيچ تفاتي با سوييچ ندارد.

ولي در يک تعريف وسيع​تر بايد پل را ابزاري در نظر بگيريد که قرار است دو شبکه ناهمگون (مثل اترنت و بيسيم يا اترنت و حلقه) را به هم پيوند بزند و فريم پس از ورود به پل و قبل از انتقال به شبکه مقصد بايد تغيير ماهيت بدهد و سرايند MAC ان بکل عوض شود. چنين کاري از سوييچ بر نمي​ايد. عموما تمام پورت​هاي يک سوييچ لايه 2 (مثل سوييچ اترنت) از يک نوعند و فريم​ها در خلال انتقال از سوييچ هيچ تغييري نمي​کنند.

ناهمگوني شبکه​ها و شرايط ذاتي حاکم بر هر شبکه (مثل شرايط حاکم بر محيط بي سيم يا باسيم) مشکلات عديده​اي را ايجاد خواهد کرد که پل بايد از عهده ان برايد. بنابراين از اين به بعد سوييچ​هاي اترنت را پل​هايي بدانيد که صرفا شبکه​هاي از نوع اترنت را بهم پيوند مي​زند. پل يک سوييچ لايه 2 هست ولي از يک سوييچ اترنت برتر و پيچيده​تر است. اگر به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در خصوص نحوه کارکرد بریج در شبکه هستید ، پیشنهاد می کنم حتما سری به دوره آموزش نتورک پلاس و تفاوت هاب و سویچ  بیندازید تا به خوبی این مفهوم را درک کنید.

هاب و سویچ دو نوع از تجهیزاتی هستند که در شبکه برای متصل کردن کامپیوترها به هم استفاده می شوند و بیشتر کاربرد آنها در شبکه های LAN است. مهمترین تفاوتی که بین هاب و سویچ لایه دو وجود دارد در پیچیدگی طراحی داخلی این دستگاه ها است. هاب یک دستگاه فوق العاده ساده است که هیچگونه قدرت پردازشی و تحلیلی در خود ندارد و تنها کاری که انجام می دهد این است که بسته های اطلاعاتی را در شبکه دریافت و برای تمامی پورت های خود ارسال می کند. در قسمت هفتم از دوره آموزش نتورک پلاس دقیقا تفاوت بین سویچ و هاب و چگونگی به وجود آمدن و جایگزین شدن سویچ صحبت شده است.

هاب به هیچ عنوان محتوای بسته های اطلاعاتی که در خود رد و بدل می شوند را واکاوی نمی کند و تقریبا هر چیزی که به آن وارد می شود از آن بدون هیچگونه تغییری خارج می شود. از طرفی دیگر سویچ لایه دو یک دستگاه هوشمند تر است که کمی قدرت پردازشی دارد و از محتویات بسته های اطلاعاتی نیز تا حدودی خبر دارد ، سویچ لایه دو آدرس های مبدا و مقصدی که در بسته اطلاعاتی وجود دارند را می خواند و می داند که یک بسته اطلاعاتی باید به کدام مقصد ارسال شود و از کدام مبدا به سویچ لایه دو وارد شده است. سویچ لایه دو اطلاعات مربوط به مبدا و مقصد موجود در بسته های اطلاعاتی را در خود نگه داشته و بر اساس آنها تعیین می کند که یک بسته اطلاعاتی باید به کدام سمت ارسال شود.

هاب به دانستن محتویات موجود در بسته های اطلاعات نیازی ندارد زیرا به محض دریافت کردن یک بسته اطلاعاتی از روی یکی از پورت های خود کل بسته اطلاعات را در تمامی پورت های خودش ارسال می کند ، به نوعی هاب تمامی اطلاعاتی که دریافت می کند را درون همه پورت هایش Broadcast می کند ، البته به این نکته توجه کنید که هاب روش کاری شبیه به سیستم Broadcasting یا ارتباط یک به همه دارد و ما برای مثال از کلمه Broadcasting استفاده کردیم زیرا ساختار بسته اطلاعاتی Broadcast به تنهایی متفاوت است.

تشخیص اینکه یک بسته اطلاعاتی مربوط به یک مبدا یا یک مقصد خاص است بر عهده کامپیوترهایی است که به هاب متصل شده اند ، اگر آدرس مقصدی که در بسته اطلاعاتی تعریف شده بود مربوط به کامپیوتر مربوطه بود ، بسته اطلاعاتی دریافت و در غیر اینصورت بسته اطلاعاتی Drop یا از بین می رود. در سویج لایه دو هم چنین چیزی به وجود می آید اما نه در همه شرایط ، بلکه صرفا زمانیکه مقصد بسته اطلاعاتی مشخص نباشد ، بسته اطلاعاتی به همه پورت ها ارسال خواهد شد. زمانیکه در سویچ لایه دو ، یک بسته اطلاعاتی به مقصد مورد نظر می رسد یک پاسخ به سویچ لایه دو داده می شود که از طریق آن سویچ قادر خواهد بود اطلاعات مقصد را از داخل بسته اطلاعاتی خارج و در خود ذخیره کند ، این عمل باعث می شود که سویچ لایه دو Flood نکند و ترافیک زیاد در شبکه ایجاد نکند.

همانطور که گفتیم مکانیزم کاری هاب به شکل Flooding یا ارسال بسته به همه پورت ها است ، اینکار باعث کاهش شدید کارایی شبکه و کند شدن ارتباطات شبکه می شود زیرا یک کلاینت زمانیکه در حال انتقال اطلاعات است تمامی پهنای باند موجود در هاب را به خودش اختصاص می دهد و به همین دلیل است که دیگران قادر به ارسال اطلاعات در این حین نمی باشند. در واقع هاب پهنای باند را بصورت اشتراکی به کلاینت ها ارائه می دهد و تا زمانیکه کار انتقال داده برای یکی از کلاینت ها تمام نشود کلاینت دوم قادر به ارسال اطلاعات به درستی نخواهد بود.

این مکانیزم کاری هاب شبیه به تریبون سخنرانی است ، تا زمانیکه سخنرانی شخصی که در حال سخنرانی است تمام نشده است نفر دوم قادر به ایراد سخنرانی نخواهد بود. اما سویچ لایه دو دارای قابلیتی به نام Micro Segmentation است که این امکان را به سویچ می دهد که با توجه به اینکه پورت مبدا و پورت مقصد را می شناسد ترافیک را صرفا به پورت مقصد ارسال کند و ترافیکی برای سایر پورت های شبکه ایجاد نکند ، در واقع زمانیکه یک نفر در سویچ لایه دو در حال انتقال اطلاعات باشد نفر دوم برای مسیرهای دیگر هیچ مشکلی برای انتقال اطلاعات نخواهد داشت زیرا مسیرهای رد و بدل شدن اطلاعات کاملا مشخص و از قبل تعیین شده هستند.

به نوعی می توانیم بگوییم که سویچ لایه دو امکان استفاده اختصاصی به هر کدام از کلاینت ها از پهنای باند سویچ را می دهد زیرا مسیرها کاملا مشخص هستند. این مکانیزم کاری را می توانیم با مکانیزم کاری تلفن های سلولی مقایسه کنیم ، جاییکه شما همزمان می توانید به همراه سایر افراد از شبکه تلفن همراه استفاده کنید و این در حالی است که همه افراد دیگر بر روی این بستر همزمان در حال مکالمه هستند و هیچگونه خللی در کار مکالمه شما وارد نخواهد شد.