اگر شما از علاقه مندان به شبکه باشید می دانید که برای ارسال یک بیت اطلاعات باید از توپولوژی هایی که قبلا توسط شرکت های معروف به ثبت رسیده و در سیستم عامل های مختلف استفاده می شود استفاده کرد.
در مطلب “مبانی شکبه و بررسی مدل های TCP/IP و OSI” به توضیحات اجمالی در مورد دو مدل معروف شبکه یعنی OSI و TCP/IP پرداختیم و در این مطلب می خواهیم بیشتر در مورد مدل OSI توضیح دهیم.
نکته‌ای که در مورد لایه‌ها می‌توان به آن اشاره کرد این است که هر لایه فقط با لایه‌های قبلی، بعدی و لایه نظیر خود در کامپیوتر مقصد ارتباط دارد.
لایه ها در مدل OSI
در مدل OSI هفت لایه داریم که لایه اول یا لایه فیزیکی در پایین‌ترین سطح قرار دارد و به طور مستقیم باتوپولوژی شبکه در ارتباط است . لایه هفتم یا همان لایه کاربردی با کاربر در ارتباط بوده و از کاربر داده‌ها را دریافت کرده و به شبکه انتقال می‌دهد و برعکس .
1- لایه فیزیکی
لایه فیزیکی، اولین لایه مدل OSI بوده و در پایین‌ترین سطح این مدل قرار گرفته است . در این لایه نحوه اتصال دو کامپیوتر به یکدیگر از طریق کابل‌های شبکه ، نحوه اتصال کابل شبکه به کامپیوتر، توپولوژی‌های شبکه و سرعت‌های آنها توضیح داده شده است . این لایه مسئول تبدیل اطلاعات از بیت‌ها (صفر و یک دیجیتال) به سیگنال‌های الکتریکی است . به طور کلی می توان گفت این لایه فقط ولتاژ، اتصالات، کارت شبکه و جریان الکتریکی را می‌شناسد.
2- لایه پیوند داده‌ها
لایه پیوند داده‌ها دومین لایه مدل OSI است . وظیفه این لایه این است که اطلاعات را برای ارسال آماده کند و در واقع اطلاعاتی را که از لایه بالاتر یعنی لایه شبکه دریافت می‌کند به واحدهای کوچک‌تری به نام قاب تبدیل کرده و آنها را ارسال کند. هم چنین این لایه وظیفه دارد که اطلاعات را برای ارسال صحیح و بدون خطا کنترل کرده و به کامپیوتر فرستنده صحت اطلاعات را اعلام کند . این لایه خود از دو زیرلایه به نام‌های LIC و MAC تشکیل شده است . هر کدام از این زیر لایه‌ها وظایفی را به عهده دارند که شرح آنها به این قرار است:
زیر لایه LLC وظایفی بر عهده دارد ، که عبارتند از: برقرار ارتباط نظیر به نظیر بین دو کامپیوتر فرستنده و گیرنده، ایجاد قاب‌ها و کنترل خطاهایی که در اثر عوامل محیطی بر رسانه به وجود می‌آید. این زیر لایه عمل کنترل خطا را به این صورت را مشخص می‌کن که قاب‌ها را شماره‌گذاری و ارسال می‌کند و برای هر قاب فرستاده شده منتظر یک Acknowledge میشود.
کامپیوتر مقصد قاب‌های ارسال شده را دریافت کرده و به ترتیب شماره، آنها را پشت سر هم قرار می‌دهد و اطلاعات را دوباره بازسازی می‌کند . زیر لایه LLC در کامپیوتر گیرنده پس از دریافت هر قاب یک پاسخ برای کامپیوتر فرستنده می‌فرستند. به این پاسخ Acknowledge گفته میشود . کامپیوتری که فرستنده اطلاعات است با دریافت این Acknowledge متوجه می شود که قاب مذکور به طور صحیح و بدون بروز مشکل به مقصد رسیده است. کامپیوتر فرستنده، تا مدتی منتظر می‌ماند تا برای تمامی قاب‌های ارسال شده Acknowledge بازگشت داده شود،و اگر Acknowledge دریافت نکند، متوجه میشود که قاب مذکور آسیب دیده یا به مقصد نرسیده است؛ در این حالت قاب مورد نظر را از روی شماره آن دوباره ساخته و برای کامپیوتر مقصد ارسال می‌کند . این زیر لایه با این روش سالم رسیدن اطلاعات به مقصد را تضمین می کند .
زیر لایه دیگر که در لایه پیوند داده‌ها قرار دارد، زیر لایه MAC است. این زیر لایه چند وظیفه بر عهده دار. یکی از وظایف آن کنترل نحوه دسترسی به خطوط انتقال است.
از وظایف دیگر این زیر لایه کنترل آدرس فیزیکی کارت‌های شبکه کامپیوتر فرستنده و گیرنده است. هر کارت شبکه برای خود یک آدرس فیزیکی منحصر به فرد دارد که غیر قابل تغییر است. این آدرس به وسیله‌ی کارخانه سازنده در کارت شبکه حک میشود.
3- لایه شبکه
لایه شبکه، سومین لایه استاندارد OSI است. یافتن آدرس کامپیوترهای مبدأ و مقصد و ایجاد یک مسیر ارتباطی بین مبدأ و مقصد و هم‌چنین مسیریابی در شبکه‌های بزرگ مثل شبکه اینترنت یا امثال آن وظیفه اصلی این لایه است. این لایه پیچیده‌ترین لایه OSI است، زیرا عمل مسیریابی که فرآیند بسیار پیچیده‌ای است در این لایه اتفاق می‌افتد. این لایه علاوه بر مسیریابی می‌تواند اعمال دیگری را جمله کنترل ترافیک را نیز انجام دهد. بدین معنی که در صورتی که بار ترافیک در مسیر عبور بسته اطلاعاتی بالا رود ، این لایه وجود ترافیک را تشخیص داده و مسیر جدیدی را که ترافیک کمتری دارد برای عبور بسته‌ها انتخاب می‌کند پ. یکی دیگر از اعمالی که این لایه انجام می ده، زمانی است که یک بسته اطلاعاتی برای رسیدن به مقصد مجبور است از شبکه‌ای به شبکه‌ی دیگر برود. در این شرایط ممکن است مشکلات زیادی بروز نماید. یکی از این مشکلات این است که روش آدرس‌دهی کامپیوترها در شبکه مبدأ و مقصد متفاوت و نامتجانس است. رفع این مشکل و مرتبط کردن دو شبکه نامتناجس نیز از دیگر وظایف این لایه است.
4- لایه انتقال
وظیفه اصلی لایه انتقال، دریافت داده‌ها از لایه جلسه، در صورت نیاز شکستن داده‌ها به واحدهای کوچک‌تر، انتقال آنها به لایه شبکه و حصول اطمینان از دریافت صحیح داده‌ها در انتهای دیگر (کامپیوتر مقصد) است.
از وظایف دیگر لایه انتقال این است که این لایه باید مراقب برقراری و قطع اتصال در شبکه باشد. هم چنین این لایه مکانیزمی برای کنترل جریان ارسال داده‌ها در اختیار دارد، به طوری که این مکانیزم سبب میشود کامپیوتر فرستنده، داده‌ها را با سرعتی ارسال کند که کامپیوتر گیرنده قادر به دریافت آنها باشد. این مکانیزم زمانی کاربرد پیدا می‌کند که یک کامپیوتر سریع بخواهد اطلاعاتی را ارسال بنماید و کامپیوتر گیرنده نتواند باچنین سرعتی اطلاعات را دریافت کند، و لایه انتقال ، سرعت ارسال کامپیوتر فرستنده را تا حد سرعت کامپیوتر گیرنده اطلاعاتی پایین می آورد .
5- لایه جلسه
پنجمین لایه OSI، لایه جلسه است. این لایه هم چون لایه انتقال، ارسال معمولی داده‌ها را فراهم می کند اما خدمات پیشرفته‌ای را نیز ارائه می کند که کاربردهای مفیدی دارد. یکی از خدمات جلسه، مدیریت، بر ارتباط بین کامپیوترهاست. بدین معنی که وقتی که دو کامپیوتر باهم ارتباط برقرار می‌کنند، ترافیک می‌تواند در یک لحظه یک طرفه یا دو طرفه باشد. اگر این ترافیک یک طرفه باشد، لایه جلسه می‌تواند در حفظ نوبت کمک کند.
یکی دیگر از خدمات این لایه، مدیریت Token است. در بعضی پروتکل‌های لازم است هیچ‌کدام از طرفین، کاری را هم زمان شروع نکنند. برای مدیرت بر فعالیت‌های لایه جلسه، Tokenهایی تهیه می شود که بین مبدأ و مقصد قابل مبادله‌اند. در این شرایط فقط طرفی که Token را در اختیار دارد می‌تواند فعالیت کند و طرف مقابل باید منتظر باشد تا نوبت او برای استفاده از Token فرا برسد.
یکی دیگر از اعمال لایه جلسه این است که روی قسمت‌هایی از رشته داده‌ها را علامت‌گذاری می کند، در صورتی که بسته‌ای هنگام ارسال مفقود یا خراب شود، لایه جلسه بسته را از روی کدهای آن شناسایی و دوباره ارسال می کند.
6- لایه نمایش
لایه نمایش ششمین لایه OSI است. این لایه داده‌ها را به روش استاندارد کدگذاری می‌کند.
اکثر کامپیوترها اطلاعاتی مانند نام افراد، تاریخ، مقادیر پول و اطلاعات مشابه دیگری را ارسال می‌کنند. این اطلاعات به صورت کاراکتر بوده و هیچ‌کدام رشته‌های دودویی نیستند.
کدهای نمایش رشته‌های کاراکتری، اعداد صحیح و غیره ممکن است در کامپیوترهای مختلف متفاوت باشد . برای این که کامپیوترها با کدهای مختلف بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، اطلاعاتی که انتقال می‌یابند باید با استفاده از کدهای استاندارد تعریف و ارسال شوند تا در تمامی کامپیوترهای و با سیستم عامل‌های متفاوت قابل دریافت و درک باشند.
7- لایه کاربردی
هفتمین لایه مدل OSI لایه کاربردی است. این لایه حاوی پروتکل‌های گوناگون است که همه نرم‌افزارهای کاربردی برای ارتباط شبکه‌ای از آنها استفاده می‌کنند.
لایه کاربردی بزرگ‌ترین لایه در استاندارد OSI است. این لایه شامل سیگنال‌هایی است که خدمات سودمندی از قبیل انتقال فایل و کنترل یک کامپیوتر از راه دور را به کاربر ارایه می‌دهد، در صورتی که لایه‌های پایین‌تر فقط در تبادل اطلاعات بین فرستنده و و گیرنده نقش دارند . هم چنین این لایه می تواند ارتباط برنامه‌های مختلفی را که در محیط شبکه وجود دارند، با یکدیگر برقرار کند.
به عنوان مثال، صدها نوع نرم‌افزار در دنیا وجود دارد که هر کدام روش خاص خود را برای نوشتن ویرایش و حرکت مکان‌نما روی صفحه انجام می‌دهند، در صورتی که این لایه وجود نداشت، ممکن بود، در ارجرای برنامه‌ها و ویرایش آنها دچار مشکل شویم. برای حل این مشکل لایه کاربردی، اطلاعات لازم را از این برنامه‌ها گرفته و با یک استاندارد مشخص آنها را به کامپیوتر مقصد می‌فرستد.
وظیفه دیگر لایه کاربردی انتقال فایل است. در سیستم فایل های مختلف، نام گذاری فایل‌ها روش نمایش خطوط متن و غیره متفاوت است. این کار نیز همانند وظایفی از قبیل پست الکترونیک، کنترل کامپیوتر از راه دور و جستجو در بخش‌های مختلف درون حافظه، وظیفه لایه کاربردی است.
