آشنایی با و مدل TCPIP و وظیفه لایه اپلیکیشن (Applicaion) در این مدل
مدل TCPIPمخفف کلمات Transmission Control Protocol / Internet Protocol است که به عنوان یک پشته یا استک از پروتکل ها شناخته میشود و معادلی برای OSI می‌باشد. در حقیقت TCPIP قبل از OSI ریلیز شده است.
آنچه در این مقاله می خوانید:
آشنایی با و مدل TCPIP و وظیفه لایه اپلیکیشن (Applicaion) در این مدلتفاوت مدل TCPIP و OSIمقایسه لایه های مدل TCPIP و OSIمزایای مدل TCPIPرایگانانعطاف پذیرقابل استفاده در هر مقیاسیوظایف لایه‌های پروتکل مدل TCPIPلایه اپلیکیشن (Application)پروتکلHttp (Hyper Text Transfer Protocol)پروتکلssl (Secure Sockets Layer)پروتکلFTP (File Transfer Protocol)پروتکلSMTP (Simple Mail Transfer Protocol)پروتکلDNS (Domain Name System)پروتکلTelNet (Domain Name System)پروتکلSsh (Secure Shell Name System)پروتکل DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)پروتکل SNMP (Simple Network Management Protocol)تفاوت مدل TCPIP و OSI
اگر به خاطر داشته باشید در آموزش قبلی، لایه های مدل را با هم بررسی کردیم که دارای هفت لایه بود و وظایف هر کدام را نیز برای شما توضیح دادیم. به طور خلاصه میتوان گفت OSI در اصل یک مدل مرجع برای استفاده کننده های شبکه و همچنین شرکت ها و کمپانی هایی است که در زمینه شبکه به صورت نرم افزاری یا سخت افزاری فعالیت می کنند و برای هماهنگی تولیدات شان باید از این استاندارد هفت لایه تبعیت کنند.
اما TCPIPدر اصل مجموعه ای از پروتکل هاست که در شبکه از آنها استفاده می‌کنیم و تفاوت اصلی آن با OSI هم در همین است. این پروتکل ها از پیش تعریف شده هستند و به همین علت به آن پروتکل SAC می گوییم که مجموعه ای از پروتکل ها است که در ۴ لایه تعریف می‌شوند و کانکشن end to end یا مقصد به مبدا را برای ما برقرار می کنند.
مقایسه لایه های مدل TCPIP و OSI
لایه های osi به ترتیب عبارتند از:
فیزیکال (Physical)
دیتالینک (Data Link)
نتورک (Network)
ترانسپورت(Transport)
سژن (Session)
پرزنتیشن (Presentation)
اپلیکیشن (Application)
که در مدل TCPIP به چهار لایه معادل تبدیل شده‌اند:
لایه اول نتورک اکسس (Network Access) یا لینک لیر (Link Layer)
لایه دوم اینترنت (Internet)
لایه سوم هاست تو هاست (Host to Host)
لایه چهارم اپلیکیشن(Application)
طبق تصویری که مشاهده می کنید معادل لایه ها در هر دو مدل به ترتیب زیر است:
لایه نتورک اکسس(Network Access) در مدل TCPIP معادل لایه های فیزیکال (Physical) و دیتالینک (DataLink) در لایه OSI
لایه اینترنت (Internet) در مدل TCPIP معادل لایه نتورک(Network) در لایه OSI
لایه هاست تو هاست(Host to Host) معادل لایه ترانسپورت (Transport)
لایه اپلیکیشن (Application) معادل لایه های سژن (Session)، پرزنتیشن (Presentation)و اپلیکیشن (Application) در مدل OSI
پروتکل هایی که در هر ۴ لایه کار می کنند، در حقیقت همان وظایفی که در مدل OSI در لایه های معادل برای شما توضیح داده ایم، را دارند. این پروتکل ها در حقیقت نشان می دهد که:
اطلاعات چگونه باید پکت بندی شده و آدرس بگیرند ،
در شبکه وارد شوند ،
به داخل شبکه انتقال داده شده و مسیریابی شوند ،
چطور دریافت شده و در مقصد اسمبل شوند تا در نهایت اطلاعات ورود مبدا به مقصد را داشته باشیم.
مزایای مدل TCPIP
رایگان
مهمترین مزیت مدل TCPIPاین است که طبیعت پروتکل یا پشته پروتکل آن، باز است یعنی شما هزینه‌ای برای استفاده از مدل TCPIP پرداخت نمی کنید.
انعطاف پذیر
دومین مزیت، Flexible بودن یا قابل انعطاف بودن آن است یعنی بر روی هر نوع پلتفرم و سیستم عاملی قابل اجراست. به عنوان مثال، اگر محصولاتی از شرکت های مختلفی مثل سیسکو، مایکروسافت، لینوکس و غیره یا حتی سیستم عامل های مختلفی مثل لینوکس یا ویندوز استفاده می کنید، در هر صورت مدل TCPIP با همه این سیستم عامل ها سازگاری دارد.
بنابراین، اگر هرکدام از آنها از مدل TCPIP استفاده کنند می‌توانند اطلاعات را بر اساس پروتکلهای مدل TCPIP در شبکه ارسال کنند و مقصد نیز با هر کدام از شرکت‌های دیگر ست باشد می‌تواند اطلاعات را دریافت کرده و هماهنگ با فرستنده کار کند.
قابل استفاده در هر مقیاسی
مدل TCPIP به نحوی طراحی شده که هم برای شبکه‌های کوچک و هم برای شبکه‌های بزرگ و حتی جهانی کاملاً مناسب باشد. این نوع پروتکل با همه نوع شبکه ای سازگار است و می‌تواند اطلاعات را بر اساس پروتکل های مختلفی، داخل لایه های خود انتقال دهد.
وظایف لایه‌های پروتکل مدل TCPIP
با توجه به اینکه پیش از این با وظایف لایه های osi به طور کامل آشنا شدید لایه های مدل TCPIP را هم بر همان اساس از لایه چهارم که اپلیکیشن باشد شروع کرده و وظایف آن را توضیح می دهیم.
لایه اپلیکیشن (Application)
لایه اپلیکیشن در پروتکل مدل TCPIP ترکیبی از سه لایه سیژن (Session)، پرزنتیشن (Presentation) و اپلیکیشن (Application) در مدل osi است. یعنی همان کارهایی که در این سه لایه در مدل osi انجام می‌شد، در لایه اپلیکیشن مدل TCPIP انجام می شود.
دیتا و اطلاعاتی که در این لایه ساخته می‌شوند و برای لایه های پایین تر از خودش ارسال میشود، Massage یا پیام نام دارد. پروتکل های مختلفی مثل Http، اف تی پی (FTP)، اس ام تی پی(SMTP) و غیره در این لایه کار می کنند.
لایه اپلیکیشن (Application) رابط بین کاربر و نرم‌افزار است. در این لایه، پروتکل های مختلفی داریم که چند نمونه مهم از آنها را مورد بررسی قرار می دهیم.
پروتکلHttp (Hyper Text Transfer Protocol)
این پروتکل برای باز کردن صفحات وب و نمایش هایی هایپرلینک هایی که داخل آنها به کار رفته، استفاده می شود. اگر صفحه وب را باز کنید، در واقع شامل تعدادی متن و تصویر و لینک های مختلف است که دلیل نامگذاری این پروتکل به Http نیز همین مسئله است. یعنی پروتکل انتقال فرامتنی که به جز متن، برای انتقال تصویر و سایر موارد این چنینی موجود در صفحات وب و پارامترهای مهم دیگری مثل هایپرلینک نیز که داخل آن وجود دارد، مورد استفاده قرار می گیرد.
درحقیقت، با کلیک روی هر هایپرلینک، شما می توانید به یک صفحه دیگر وصل شده و اطلاعات مشابه دیگری که داخل آن صفحه وجود دارد و می توان داخل شبکه از آن ها استفاده کرد، را ببینید.
زمانی که شما مرورگر هایی مثل اینترنت اکسپلورر، گوگل کروم یا فایرفاکس باز می کنید، این مرورگرها، از طریق پروتکل http در لایه اپلیکیشن، این اطلاعاتی که از شبکه رسیده را باز کرده و یا برعکس آن را ارسال می کنند و به این شکل شما می توانید ارتباط کاربر با نرم افزار داخل شبکه را حس کنید.
پروتکلssl (Secure Sockets Layer)
البته پروتکل دیگری نیز به اسم Https نیز وجود دارد که s آخر آن نشانه secure بودن یا امن بودن است. به این پروتکل، ssl گفته می شود به دلیل اینکه هایپر تکست هایی که در این صفحات جابجا می شوند، به صورت امن در شبکه انتقال داده میشود که در اصل توسط یک سری سریتیفیکیشن ها تضمین می شوند.
این سرتیفیکیشن، در شبکه برای شما این قابلیت را بوجود می آورند که امنیت صفحه ارسال یا دریافت شده و امنیت اطلاعات داخل آن را و همچنین امنیت انتقال آنها روی خط را تضمین کنید.
معمولا وقتی از https استفاده می شود، امکان هک شدن آن صفحه کمتر است، امکان اینکه صفحه ای که باز می کنید Fake باشد یا شبیه به صفحه اصلی باشد، بسیار کمتر است و بنابراین، شما یک خط امن را برای انتقال اطلاعات از طریق پروتکل خواهید داشت.
پروتکلFTP (File Transfer Protocol)
پروتکل FTP، یک پروتکل ساده است که البته شکل های مختلفی دارد که وظیفه آن انتقال اطلاعات و فایل ها به صورت هاست تو هاست یا همان هاست تو سرور است. تفاوت آن با Http در این است که در Http صفحات وب، هایپر تکست و هایپرلینک را دارید در حالی که در اف تی پی منحصراً انتقال اطلاعات بین یک سرور با یک کامپیوتر یا دو هاست با همدیگر استفاده می شود و سرعت بهتری دارد و دردسرهای اچ‌تی‌تی‌پی در آن وجود ندارد.
مزایای FTP نسبت به Http
وقتی می خواهید فایلی را داخل Http جابجا کنید، متوجه می شوید که سرعت ارسال یا انتقال اطلاعات و دریافت آنها مقداری کمتر است و یک سری مشکلات در آن وجود دارد اما FTP به این علت که به طور اختصاصی برای انتقال اطلاعات بین مقصد و مبدا در نظر گرفته شده این وضعیت را برای کاربر ساده تر می کند.
یکی از مشکلاتی که کاربران در Http دارند این است که نمی‌توان به راحتی از آن برای انتقال فایل های بسیار بزرگ استفاده کرد که دردسرساز میشود اما FTP این قابلیت را دارد که فایل های بزرگ و اطلاعات با حجم بالا را برای شما جابه‌جا کند. بنابراین، قابلیت های منحصر به فردی نسبت به Http به شما میدهد.
پروتکلSMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
این پروتکل برای ارسال ایمیل در شبکه استفاده می شود. زمانی که کاربر قصد دارد ایمیل بفرستید، از طریق این نوع پروتکل و یک Agent به نام MTA یا Mail Transfer Agent که اصطلاحاً یک رابط است، اطلاعات ایمیل کاربر انتقال داده میشود و به یک میل سرور میرود که سرویس میلینگ را ارائه می‌کند و از آنجا به مقصد نهایی ارائه می شود.
البته سرویس ارسال ایمیل را تحت پروتکل http هم میتوان انجام داد. به عنوان مثال در سایت هایی مثل Gmail یا Outlook هم می توان وارد شد و یک ایمیل ساخت و اطلاعاتی را با آن ارسال یا دریافت کرد داد. این سایت ها ممکن است در پس زمینه از پروتکل SMTP یا پروتکل های دیگری استفاده کنند.
برنامه هایی نیز مثل Outlook وجود دارد که شرکت مایکروسافت آن را را ارائه کرده و جزو مجموعه آفیس است و ما برای ارسال ایمیل از آن استفاده می کنیم که داخل آن، صفحات وب را نداریم و کاربر فقط آدرس ایمیل خود و آدرس گیرنده را وارد می کند، متن و جزئیات را به آن اضافه می‌کند و در نهایت آن را ارسال می کند.
البته پروتکل SMTP فقط برای ارسال اطلاعات ایمیل استفاده می شود، نه برای دریافت آن. برای دریافت ایمیل ها، از پروتکل های دیگری مثل IMAP و POP استفاده می شود که کار آنها با SMTP متفاوت است و کار فرستادن را انجام نمی‌دهند و فقط گیرنده هستند.
پروتکل IMAP
در پروتکل imap ، تمامی ایمیل هایی که برای کاربر رسیده در یک میل سرور نگهداری میشود. مثل یاهو که یک میل سرور و یک فضایی دارد که ایمیل ها را برای کاربر نگهداری می کند و هر زمان که کاربر به آن نیاز داشته باشد می‌تواند به آنها دسترسی داشته باشد.
پروتکل POP , POP3
نوع دیگری از رسیدن اطلاعات یا ایمیل ها از طریق پروتکل پاپ انجام می شود. وقتی از POP3 استفاده میکنید، تمام ایمیل ها از سرور به کامپیوتر می‌آید، بارگذاری شده و حتی اگر اینترنت قطع شود، کاربر به ایمیل‌ها دسترسی دارد چون تمام آنها داخل کامپیوتر بارگذاری شده است.
هر کدام از این دو پروتکل POP3 و IMAP ، یک سری مزایا و معایبی دارند اما در حالت کلی، POP3 برای مواقعی که دسترسی شما به میل سرور مشکل باشد، مناسب است چون یک بار ایمیل ها را داخل کامپیوتر لود می کند و اگر ایمیل جدیدی بیاید، دوباره تمامی ایمیل ها را بررسی و جدید ها را به قبلی ها اضافه می‌کند.
اما در فرم Imap نیاز به فضایی زیادی در کامپیوتر وجود ندارد. هر کدام از ایمیل هایی که مدنظر کاربر است را باز می‌کند، آن را بارگذاری می کند و بقیه را داخل همان میل سرور می‌گذارد و کاربر فقط لیست آن را می بیند. بیشتر میل سرور هایی که کاربر از آن استفاده می‌کند، از پروتکل IMAP برای دریافت اطلاعات استفاده می کنند.
پروتکلDNS (Domain Name System)
این پروتکل، برای ترجمه اسم هاست های داخل شبکه و IP Address های آن به کار میرود. به عنوان مثال، در گوشی تلفن شما تعداد زیادی شماره وجود دارد که ذخیره کردن آن تعداد بالا در ذهن به صورت شماره ای کار سختی است. همین وضعیت در اینترنت نیز وجود دارد. چون در اینترنت تمامی آدرس ها، به شکل Ip address ثبت میشود، بنابراین، نیاز است که این IP Address ها را در کامپیوترتان داشته باشید تا بتوانید به آنها دسترسی داشته باشید.
اما استفاده از شکل IP Address کار سختی است پس برای تمام کامپیوتر ها و سرور هایی که در اینترنت در حال دادن یا گرفتن سرویس هستند، اسم‌هایی می‌گذارند. دقیقاً مانند کاری که شما در دفترچه تلفن گوشی تلفن خود انجام می دهید.
در dns نیز به ازای هر IP Address یک اسم تعریف می کنید و اگر قرار باشد به این اسم وصل شوید باید از این IP Address استفاده کنید. پس کار تبدیل اسامی به IP Address و بلعکس را DNS انجام می دهد.
این سرویس روی یک سرور یا یکی از کامپیوترهای داخل شبکه نصب می شود و این اسامی در آن تعریف شده، IP Address های شان مشخص میشود و بعد برای دسترسی به هاست های داخل شبکه، کافیست فقط آدرس آنها را وارد کنید تا به صورت اتوماتیک به IP Address مورد نظر وصل شوید.
یا به عنوان مثال، در شبکه اینترنت، مهمترین مسئله‌ای که شما می‌توانید DNS را ببینید، همان url یا Uniform Resource Identifier است و همان آدرسی است که در قسمت آدرس بار وارد می کنید تا وارد یک سایت یا یک صفحه اینترنتی شوید.
در دوره های بالاتر مثل مایکروسافت، پیکربندی DNS را کاملاً به شما آموزش می دهیم که نوع فرمت، نوع اسامی استفاده شده و مسائل مربوط به آن را که به عنوان یک دوره مایکروسافت آموزش داده میشود، مطرح خواهد شد.
پروتکلTelNet (Domain Name System)
پروتکل TelNet وقتی می خواهید از راه دور به یک کامپیوتر یا یک سرور وصل شوید و تنظیمات یا تغییراتی انجام دهید، به کمک شما می آید. به طور کلی، هر نوع کار مدیریتی داشته باشید که به کنترل از راه دور نیاز داشته باشید، این پروتکل یک کامند پرامپت (Command Prompt) را در اختیار شما قرار می دهد تا از طریق یک خط ارتباطی راه دور بتوانید با ریموت به کامپیوتر مورد نظر در راه دور وصل شده و کنترل کامپیوتر را به دست بگیرید. وقتی که از طریق این پروتکل به کامپیوتر وصل می شوید، در این Command prompt که در اختیار شما قرار می گیرد، با تایپ کردن دستورات مختلف می توانید انواع عملیات مدیریتی و روی آن کامپیوتر سرور و یا هر وسیله دیگری انجام دهید.
برنامه ها یا Agent های مختلفی هستند که می‌توانید برای TelNet کردن از آنها استفاده کنید و با استفاده از برنامه هایی مثل PuTTY یا Secure CRT که توان کنترل سرور از طریق ریموت را در اختیار شما قرار می دهند می توانید تغییرات و تنظیمات مورد نظرتان را در سرور مربوطه انجام دهید.
پروتکلSsh (Secure Shell Name System)
کار این پروتکل مثل TelNet، ریموت کردن به یک سرور ولی به شکل encrypted یا امن است. تفاوت این دو پروتکل این است که TelNet یک شکل ساده دارد بدون اینکه کد نگاری شود و یک مقدار از نظر امنیتی برای شبکه هایی که امنیت برای آنها مهم است، مناسب نیست.
ولی SSH اطلاعات را اینکریپشن یا کد نگاری می‌کند سپس روی خط می فرستد و در نهایت در مقصد هم این کد را با استفاده از الگوریتمی که تعیین شده، باز می‌کند و این توان را در اختیار شما قرار می دهد که بتوانید یک ریموت یا کنترل از راه دور امن داشته باشید.
پروتکل DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
وظیفه پروتکل DHCP، دادن IP Address به صورت داینامیک و اتوماتیک به دیوایس ها و دستگاه هایی است که داخل شبکه کار می کنند. همانطور که پیش از این گفتیم، زمانیکه وارد یک شبکه می شوید باید حتماً یک IP Address داشته باشید. به غیر از مک آدرس که آدرس سخت‌افزاری هر دستگاه است، برای آدرس دهی بین کامپیوترها، شما باید از IP Address هم استفاده می‌کردید.
آی پی استاتیک (IP Static) چیست؟
وقتی وارد شبکه می شوید، یک هماهنگ کننده در داخل شبکه وجود دارد، با توجه به سیاست‌های از قبل طراحی شده به عنوان مثال، آی پی های ۱ تا ۸ را به کامپیوترهای موجود اختصاص میدهد و آی پی ۹ تا وقتی داخل شبکه هستید، متعلق به شماست و به محض اینکه از شبکه بیرون بیایید، آی پی از شما گرفته می شود. این شکل از آی پی، که به صورت دستی به شما به این فرم ثابت، اختصاص داده میشود، آی پی استاتیک نام دارد.
آی پی داینامیک (IP dynamic) چیست؟
برای اختصاص دادن آی پی داینامیک، یک سرور، کانفیگ می شود که به نحوی تنظیم شده تا یک Pool یا یک رنج آی پی مثلاً از آی پی ۱ تا ۱۰۰ در آن قرار می گیرد. به این ترتیب، هر دستگاهی که داخل این شبکه وارد شد، هر کدام از آی پی‌های این رنج که آزاد بود، باید به کامپیوتر تازه وارد اختصاص داده شود.
تفاوت IP Static و IP Dynamic
خود این سرور، تنظیماتی دارد که در یک رشته جداگانه ای در دوره مایکروسافت یا دوره سیسکو آموزش داده می شود. تفاوت اصلی آن با شکل استاتیک این است که کاربر استاتیک، تا وقتی در شبکه فعالیت می کند و حتی در آینده اگر از شبکه جدا شده و مجددا متصل شود، آن آی پی مشخص، به او اختصاص دارد.
ولی در حالت داینامیک، فقط تا زمانی که کاربر به شبکه وصل است، یک آی پی به او اختصاص می یابد و یک زمان اجاره برای کاربر در نظر گرفته شده که فقط در یک ساعت مشخص، آی پی متعلق به آن کاربر باشد که این آی پی در صورت جدا شدن کاربر از شبکه و بازگشت مجدد به شبکه، تغییر می‌کند و آن آی پی را به کاربر دیگر یا کامپیوتر تازه وارد می دهد. پس هر IP خالی داشته باشد، به کاربری که بازگشت مجدد داشته، اختصاص میدهد. در حالت داینامیک، آی پی مدام در حال رفت و آمد است.
پروتکل SNMP (Simple Network Management Protocol)
پروتکل ساده مدیریت شبکه، برای نظارت و مدیریت روی تجهیزات سخت افزاری شبکه و دریافت اطلاعات آماری از آن استفاده می شود. به عنوان مثال، در ویندوز با فعال کردن این پروتکل می‌توانید از نرم‌افزارهای مانیتورینگ برای کنترل ترافیک و بررسی ورودی اطلاعات آماری مثل زمان روشن بودن سیستم، وضعیت خاموش و روشن کردن و غیره استفاده کنید.
پروتکل های بسیار زیادی در لایه اول مدل TCPIP مورد استفاده قرار می گیرد که در این مبحث آموزشی به چند مورد از مهمترین آنها اشاره کردیم تا دید بهتری نسبت به عملکرد لایه اپلیکیشن داشته باشید و با پروتکل های اصلی مورد استفاده در این لایه آشنا شوید. در آموزش های بعدی، سایر لایه های مدل TCPIP را نیز بررسی خواهیم کرد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه سانترال ، ویپ و شبکه با ما همراه باشید…
ttttttttttttttttttttttt
لایه نتورک (Network) یا لایه شبکه در مدل TCP/IP
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
لایه نتورک (Network) یا لایه شبکه در مدل TCP/IP
در لایه نتورک (Network) یا لایه شبکه مدل TCPIP شبیه به لایه‌های قبل، یک هدر به اطلاعاتی که از لایه بالایی به آن رسیده، اضافه میشود که به آن دیتاگرام می‌گویند.
آنچه در این مقاله می خوانید:
لایه نتورک (Network) یا لایه شبکه در مدل TCP/IPپروتکل های لایه شبکه (Network) در مدل TCP/IPپروتکل ARP یا Address Resolution ProtocolMac Address چیست؟چطور Mac Address و IP Address دستگاه ها را پیدا کنیم؟پروتکل RARP یا Reverse address resolution protocolپروتکل IP یا Internet protocolهدر IPVersion IhLیا Internet Header LengthDSCPTotal lengthIdentificationFlagsFragment OffsetTime to live یا TTLProtocolHeader checksumSource Ip address, Destination Ip addressOption, PaddingDataمقایسه هدر IPv4 و IPv6
پروتکل های لایه شبکه (Network) در مدل TCP/IP
مهمترین پروتکل هایی که در لایه نتورک (Network) مدل TCP/IP از آن استفاده می شود، موارد زیر است:
پروتکل ARP
پروتکل RARP
پروتکل IP
در ادامه با وظایف هر کدام از این پروتکل ها بیشتر آشنا می شوید.
پروتکل ARP یا Address Resolution Protocol
این پروتکل، بر اساس Mac Address و IP Address کار می کند. اگر به خاطر داشته باشید در عملکرد سوئیچ ها توضیح دادیم که یک جدول در داخل سوئیچ به نام Cam Table وجود دارد. برای اینکه Mac Address تمام دیوایس هایی که به سوئیچ وصل هستند، داخل این کم تیبل ست شود، نیاز داریم که از پروتکلی به نام ARP در لایه نتورک (Network) استفاده کنیم که با ارسال پکت برودکست به داخل شبکه‌ای که همان سوئیچ به آن وصل شده، معادل IP Address هایی که نیاز دارد را به Mac Address ها مرتبط می‌کند.
به عنوان مثال اگر اطلاعاتی با آدرس IP خاصی به آن رسیده باشد، داخل شبکه جستجو می کند تا مقصد را پیدا کند سپس بر اساس Mac Address ها آنها را ثبت می‌کند تا مشخص باشد که کدام IP Address به این مک آدرس اختصاص داده شده است. به این ترتیب، لیست Mac Address ها را همراه با IP مربوط به هر کدام در همان شبکه مشخص می‌کند و جدول را کامل می‌کند این کار با پروتکلی به نام ARP انجام میشود.
Mac Address چیست؟
Mac Address یک آدرس سخت افزاری برای هر دستگاهی است که به شبکه وصل می شود. این آدرس ۱۲ رقم یا ۴۸ بیت دارد که با فرمت هگزادسیمال نوشته می شود. در آینده زمانی که با IPV4 و IPV6 آشنا شوید، مفهوم هگزادسیمال را نیز درک خواهید کرد.
Mac Address از دو قسمت تشکیل می شود:
بخش اول: ۶ رقم یا ۲۴ بیت سمت چپ که شناسه آن کارخانه یا شرکت سازنده است. این ۶ رقم، به صورت بین‌المللی ثبت می شود.
بخش دوم: ۶ رقم یا ۲۴ بیت سمت راست که برد IP یعنی شماره انحصاری آن دستگاه با توجه به کارت شبکه ای که شما در حال استفاده از آن هستید، نام دارد و خود شرکت بسته به محصولاتی که دارد می تواند هر شماره‌ای را به آن اختصاص دهد.
پس اگر بخواهید نام کمپانی که کارت شبکه دستگاه شما را تولید کرده مشخص کنید، فقط کافیست Mac Address دستگاه خود را بدانید و سپس ۶ رقم سمت چپ این Mac Address را در سایت های اینترنتی جستجو کنید تا نام کمپانی مشخص شود.
چطور Mac Address و IP Address دستگاه ها را پیدا کنیم؟
اگر در کامند پرامپت (Command Prompt) ویندوز، دستور Arp-a را تایپ کنید، جدول CAM Table را به شما نشان میدهد و مشخص می‌کند، در شبکه ای که روی آن کار می کنید کدام اینترفیس ها متصل هستند که IP آدرس مشخصی را گرفته اند و مک آدرسی که جلوی هر کدام نوشته شده نیز مخصوص آنهاست.
همچنین اگر بخواهید Mac Address دستگاه خود را ببینید باید دستور GETMAC را در کامند پرامپت تایپ کنید. با این دستورات که با استفاده از آنها می توانید آی پی های مختلف را ببینید، در آموزش مربوط به ویندوز به طور کامل آشنا خواهید شد.
پروتکل RARP یا Reverse address resolution protocol
این پروتکل برعکس ARP عمل می کند. همانطور که توضیح دادیم، پروتکل ARP براساس IP Address وارد شده جستجو می کند و Mac Address را پیدا می‌کند اما پروتکل RARP بر اساس Mac Address، می تواند IP آدرس مربوطه را پیدا کند. استفاده از پروتکل RARP نسبت به ARP در شبکه کمتر است اما به هر حال گاهی اوقات استفاده از آن ضروری است.
پروتکل IP یا Internet protocol
پروتکل IP مهمترین پروتکل لایه نتورک (Network) یا لایه شبکه مدل TCP/IP است. با اصطلاح IP پیش از این آشنا شدید و متوجه شدید که آدرس لاجیک داخل شبکه می باشد که برای برقراری ارتباط بین هاست های شبکه از این آدرس استفاده می شود که دارای وظایف گسترده و فراوانی است و باید در یک مقاله آموزشی جداگانه به جزئیات آن بپردازیم.
اسم مدل TCP/IP نیز از این جهت انتخاب شده که پروتکل IP و پروتکل TCP آن، نسبت به سایر پروتکل ها از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار است.
هدر IP
در تصویر زیر، هدر IPV4 را مشاهده می کنید:
این هدر دارای فیلد های مختلفی است که عبارتند از:
Version
این فیلد نشان‌دهنده ورژنی است که اینترنت پروتکل در حال استفاده از آن می باشد به عنوان مثال IP ورژن ۴.
IhLیا Internet Header Length
طول کل آی پی هدری که در حال حاضر ارسال میشود، در این فیلد ثبت خواهد شد تا در مقصد نیز بررسی شده و مشخص شود که دستکاری نشده است.
DSCP
به این فیلد TOS یا Type of service نیز گفته می شود. این فیلد در QOS یاof System Quality کاربرد دارد که معمولاً در بخش‌هایی که مربوط به روتینگ – سوئیچینگ می شود، مورد استفاده قرار می گیرد. از این فیلد برای اولویت دادن به پکت ها و تعیین اینکه کدام پکت اولویت بیشتری برای عبور دارد، استفاده شده و مقادیری در آن مشخص می شود.
Total length
توتال لنت، مجموع Payload (دیتای داخل فرگمنت) بعلاوه IP هدری است که در حال ارسال است.
Identification
Identification مشخص می‌کند این پکتی که در حال ارسال آن هستیم، مربوط به کدام IP پکت اورجینال می شود. از این اطلاعات برای سرهم کردن مجدد اطلاعات که به صورت تکه تکه به مقصد رسیده است، استفاده می شود. در مقصد پکت هایی که باید روی یکدیگر سوار شوند، دارای یک شناسه مشخص هستند که نشان میدهد باید با یکدیگر سمبل شوند.
Flags
فلگ ها یا پرچم های این پروتکل نیز شبیه به همان هایی که در پروتکل TCP دیدیم، عمل می کنند.
Fragment Offset
موقعیت دقیق هر یک از این فرگمنت ها در IP اریجینال در این فیلد مشخص می شود. در حقیقت در بخش Identification، یک شناسه به عنوان IP پکت اورجینال قرار داده میشود و در این فیلد جایگاه این فرگمنت در همان IP پکت اوریجینال مشخص می شود.
Time to live یا TTL
در این فیلد مشخص میشود که این پکت چند روتر یا هاپ را می‌توانند طی کند تا به مقصد برسد. منظور از استفاده ازTTL در این بخش، تعیین یک طول عمر برای این IP packet به منظور رسیدن به مقصد است.
تصور کنید این آIP در مسیری که برای آن تعیین شده شروع به حرکت می‌کند، در این قسمت می توانیم برای آن مشخص کنیم که از چند هاپ عبور کند تا به مقصد برسد. اگر با توجه به تعداد هاب های تعیین شده توانست به مقصد برسد که مشکلی ایجاد نمی شود اما اگر با توجه به تعداد هاپ های مشخص شده، مقصد را پیدا نکرد و به آن نرسید، این IP Packet از بین میرود یا اصطلاحاً دراپ میشود.
اگر این تعداد هاپ مشخص نشود، در صورتی که IP Address اشتباهی به آن داده شده باشد و یا نتواند مقصد را پیدا کند به طور مداوم این پکت در شبکه می‌چرخد و هیچگاه از بین نمی رود. در صورتی که تعداد این پکت هایی که به مقصد نرسیده اند، زیاد شود، پهنای باند قابل توجهی را به خود اختصاص می دهند و شبکه دچار افت سرعت می شود.
Protocol
فیلد پروتکل نشان دهنده همان پروتکل IP است و نشان می دهد که پکت ارسالی دقیقاً مربوط به کدام لایه می شود که در مثال ما مربوط به لایه نتورک (Network) در مدل TCPIP و پروتکل IPV4 میشود.
Header checksum
با اصطلاح Checksum در آموزش مربوط به لایه ترنسپورت مدل و پروتکل TCP آشنا شدید.
Source Ip address, Destination Ip address
آی پی گیرنده یا مبدا و آی پی فرستنده یا مقصد در این فیلد ها مشخص می شود.
Option, Padding
با این دو فیلد نیز در هدر پروتکل TCP لایه ترانسپورت مدل آشنا شدید.
Data
این بخش حاوی همان اطلاعات اصلی است که به همراه هدر ارسال می شود.
در کل، دیتا قسمت اصلی هدر را تشکیل می دهد و سایر قسمت ها نسبت به آن حجم زیادی ندارند اما در تصویر گرافیکی برای این که بخش‌های مختلف هدر را به طور کامل به شما نشان دهیم، به نظر می رسد که حجم سایر بخش‌های هدر از دیتا بیشتر باشد که در واقعیت این طور نیست.
مقایسه هدر IPv4 و IPv6
هدر IPv6 تفاوت های قابل توجهی با هدر IPv4 دارد که به جزئیات آن می‌پردازیم اما به طور کلی بهتر است بدانید که هدر IP ورژن ۶ بسیار سبک تر از ورژن ۴ است که کار مسیریابی را بسیار راحت تر کرده و سرعت را افزایش میدهد.
در مقاله آموزشی بعدی به بررسی آخرین لایه مدل TCP/IP یعنی لایه نتورک اکسس می پردازیم.
ttttttttttttttttttttttt
لایه نتورک اکسس (Network Access) در مدل TCP/IP
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
لایه نتورک اکسس (Network Access) یا لینک لیر (Link Layer) در مدل TCP/IP
لینک لیر (Link Layer) یا نتورک اکسس (Network Access) آخرین لایه در مدل TCP/IP است که معادل دو لایه دیتالینک و فیزیکال در مدل OSI می باشد که با کارایی آنها به طور کامل آشنا شدید. البته گاهی اوقات لینک لیر (Link Layer) را به دوقسمت دقیقاً شبیه به مدل OSI تقسیم می کنند اما به طور کلی در استاندارد مدل TCP/IP تمام این موارد را جزو لایه نتورک اکسس (Network Access) می‌شناسند.
آنچه در این مقاله می خوانید:
لایه نتورک اکسس (Network Access) یا لینک لیر (Link Layer) در مدل TCP/IPپروتکل PPP یا Point to point protocol در لایه نتورک اکسس (Network Access)در لایه نتورک اکسس (Network Access) پروتکل SLIP یا Serial Line Internet Protocol چه نقشی دارد؟پروتکل Ethernet در لایه نتورک اکسس (Network Access)تاریخچه ابداع شبکه اترنتخصوصیات شبکه اترنت طبق استاندارد IEEEتکنولوژی CSMA/CD چیست؟زمانی که اطلاعات به این لایه می رسد، تبدیل به فریم هایی (Frame) می شود که باید روی خط ارسال شود. پروتکل های مختلفی در این لایه کار می کند که مهم ترین آنها عبارت است از:
PPP
Slip
Ethernet
البته اترنت را معمولاً پروتکل نمی‌دانند و به آن استاندارد شبکه اترنت گفته می شود برای اینکه درک بهتری از عملکرد این پروتکل ها داشته باشید، وظایف آنها را با هم بررسی می کنیم.
پروتکل PPP یا Point to point protocol در لایه نتورک اکسس (Network Access)
از این پروتکل برای خطوط سریال استفاده می شود یعنی encapsulation یا کدگذاری خطوط سریال با این پروتکل انجام می شود. از این پروتکل هم در مدل TCP/IP و هم در مدلهای دیگری مثل آی پی ایکس و اپل تاک نیز استفاده میشود و صرفاً مربوط به مدل TCP/IP نمی باشد.
از این پروتکل میتوان در لینک لیر (Link Layer) با توجه به پارامترهای زیر استفاده کرد:
تنظیم سرعت
تنظیم نوع Authentication یا کد گذاری که از مدلهای PAP و CHAP در آن استفاده می شود.
این مفاهیم را در دوره‌های آموزشی سیسکو که در آن پورتهای سریال پیکربندی می شود به طور کامل تشریح می کنیم.
در لایه نتورک اکسس (Network Access) پروتکل SLIP یا Serial Line Internet Protocol چه نقشی دارد؟
پروتکل SLIP نیز مانند PPP لینک لیر (Link Layer) مدل TCP/IP از خطوط سریال استفاده می کند و پکت ها را برای ارسال روی مدیا حاضر می کند تا در مقصد نیز از روی همین خطوط سریال دریافت شود.
تفاوت پروتکل SLIP در این است که عملیات Error Correction، Addressing یا در آن انجام نمی شود و روی هر خطی که ارسال کند، در انتهای خط آن را دریافت می کند.
پروتکل Ethernet در لایه نتورک اکسس (Network Access)
اترنت در حقیقت شبکه ای است که تمام کامپیوترهای داخل آن از یک خط مشترک برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند مانند شبکه های LAN که از یک سرعت خاصی پیروی می‌کنند.
IEEE استاندارد ۸۰۲.۳ را به اترنت اختصاص داده است که یک سری خصوصیات را برای آن مشخص کرده است.
تاریخچه ابداع شبکه اترنت
به طور کلی اترنت در سال ۱۹۷۳ توسط پژوهشگری به نام متکالف در مرکز تحقیقات شرکت زیراکس به وجود آمد که هدف اصلی آن برقراری ارتباط بین کامپیوتر با چاپگر یا همان پرینتر بود.
در ابتدا، روش فیزیکی که برای کابل کشی بین دستگاه‌های مختلف در شبکه اترنت استفاده می شد شامل یک کابل کواکسیال بود که سرعتی معادل ۱۰ مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می کرد.
پس به طور کلی، اولین استاندارد شبکه اترنت دارای ویژگی های زیر بود:
از یک خط مشترک استفاده می کرد
تا سرعت ۱۰ مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می کرد
نوع کابل مورد استفاده در آن کواکسیال بود
اما به مرور زمان این شبکه ارتقا پیدا کرد و IEEE به آن یک شماره استاندارد اختصاص داد و خصوصیات آن نیز با تغییراتی در لینک لیر (Link Layer) مدل TCP/IP مورد استفاده قرار گرفت که در ادامه به این تغییرات اشاره می کنیم.
خصوصیات شبکه اترنت طبق استاندارد IEEE
طبق استاندارد IEEE، خصوصیات اولیه اترنت تغییر کرد و کم کم از کابل های دیگری مثل Twisted Per و فایبر اپتیک نیز در آن استفاده شد. همچنین به خصوصیات آن یک تعریف بسیار مهم دیگر یعنی CSMA/CD نیز اضافه شد. سرعت شبکه اترنت نیز طبق استانداردهای جدید به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرده و به ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه، ۱۰۰۰ مگابایت بر ثانیه و حتی بیشتر نیز رسیده است و امروزه از سرعت های گیگابایتی نیز در آن استفاده می شود.
تکنولوژی CSMA/CD چیست؟
همانطور که در آموزش های قبلی اشاره کردیم، در شبکه امکان به وجود آمدن Collision وجود دارد. تکنولوژی CSMA/CD راهکاری برای برقراری ارتباط بین کامپیوترهای شبکه ارائه داد تا کالیژن را به حداقل برساند یا از بروز آن جلوگیری کند.
تکنولوژی CSMA/CD مخفف Carier sense multiple access with collision detection می باشد.
در این تعریف Multiple Access به معنای دسترسی چندتایی می‌باشد. به این مفهوم که وقتی روی یک خط چندین کامپیوتر به یک شبکه متصل هستند و همه از یک خط استفاده می‌کنند، دسترسی چندگانه یا مالتیپل اکسس وجود دارد.
مفهوم carrier sense را نیز می توانیم در مثال زیر بهتر توضیح بدهیم.
فرض کنید دور یک میز نشسته اید و یک نفر قرار است شروع به صحبت کند، وقتی شروع به صحبت می کند سایر افراد به صحبت های او گوش می دهند تا زمانی که حرف او به پایان برسد و بعد نفر بعدی شروع به صحبت می کند. به این وضعیت carrier sense می گویند یعنی زمانی که یک کامپیوتر در شبکه در حال ارسال اطلاعات است، بقیه منتظر می‌مانند و متوجه می‌شوند که خط اشغال است. بنابراین، چیزی را روی شبکه ارسال نمی کنند، این ارتباط قانونمند، کالیژن (Collision) را در شبکه به حداقل می‌رساند.
اما فرض کنید در یک لحظه، هیچکدام از کامپیوترها داده ای را ارسال نمی کند و خط خالی می شود سپس به طور همزمان، دو یا چند کامپیوتر قصد دارند، اطلاعات خود را روی خط ارسال کنند. با ارسال اطلاعات به طور همزمان توسط این دو کامپیوتر، یک کالیژن(Collision) اتفاق می‌افتد.
در این شرایط با توجه به فرمولی که در شبکه طراحی شده، یکی از کامپیوترها ارسال اطلاعات خود را قطع می کند و منتظر می ماند تا کامپیوتر دیگر اطلاعات خود را ارسال کند و سپس نوبت او می شود. با استفاده از این فرمول، احتمال اینکه بار دوم تصادف یا کالیژن (Collision) اتفاق بیفتد، باز هم به حداقل می رسد. به این فرمول CD یا Collision Detection گفته می شود.
تکنولوژی CSMA/CD رامی توان روی توپولوژی های استار، توکن رینگ و هم روی نوعی از شبکه‌های باس که به آنها لینیر (Liniear) گفته میشود قابل اجرا است.
لایه نتورک اکسس (Network Access) آخرین لایه در مدل TCP/IP بود که در این مقاله به آن پرداخته شد،امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشیم مطالب مفید و قابل قبولی را ارائه کرده باشیم .