برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

Transparent Bridging

به این دلیل به آنها Transparent می گویند که نودهای شبکه از وجود آنها بی اطلاع هستند.

برای عبور Bridge  frame 3 عمل کلیدی را  انجام می دهد.

1 ) بوسیله چک کردن .MAC Add موجود در فیلد مبدا فریم هائی که دریافت می کند .MAC Add  نودهای شبکه هائی که به پورتهای آن وصل است را بدست می آورد.

2 ) بر اساس آدرس .MAC Add موجود در فیلد مقصد تصمیم می گیرد که چه نودهائی را عبور داده و کدام ها را فیلتر کند.

3 ) بوسیله spanning tree protocol  یک محیط بدون حلقه با  bridge های دیگر درست می کند.

 

SWITCH

Switch جزء Active شبکه میباشد و در لایه 2 یا 3 از مدل OSI کار میکند و تفاوت آن با Hub در این است که switch دارای چندین back plane  بوده و collision ها را تا حد زیادی  از هم تفکیک میکند.

Switch مثل Bridge بوده با این تفاوت که پورتهای Switch بیشتر است. Switch ها در شبکه هائی که بار ترافیکی زیادی دارند بکار می روند و جریانهای داده را از هم مجزا کرده و به علت داشتن چندین Backplane مجزا و بافر باعث بالا رفتن کارایی شبکه می شوند. وجود بافر باعث کاهش  تداخل در مقصد می شود. در Switch جریان دادهایی که بین دو کامپیوتر که بار ترافیکی کمی دارند از جریان داده به سروری که بار روی آن زیاد است مجزا می باشد . در auto sensing switch که دارای اتصالات 10 و 100 Mb/s است جریان انتقال 10Mb/s باعث کاهش سرعت انتقال 100Mb/s نمی شود.

اکنون هزینه Switch کاهش یافته و برای بهبود کارایی شبکه معمولاً به جای hub از Switch استفاده     می شود.

در برخی موارد  که فاصله بین نود و switch بیشتر میشود  میتوان از یک hub بین آنها  بعنوان repeater استفاده نمود.

 

Cisco Switch

 

 

 

شکل15

 

روشهای Switching  :

 

  • I. Store-and-Forward

در این روش ابتداswitch  تمام بیتهای فریم را دریافت کرده و در خود ذخیره می کند.  این روش به  switch  اجازه می دهد تا  FCS را چک کند, چنانچه فریم دارای خطا باشد آن را حذف می کند و در غیر اینصورت آنها را عبور دهد. این روش باعث کاهش بروز  collision  می شود.

 

•        II.      Cut - through

در این روش  switch به محض دریافت آدرس کامل مقصد , قبل از دریافت کل فریم آن را عبور می دهد . در این روش سوییچ فریم را از نظر خطایابی مورد بررسی قرار نمی دهد ولی سرعت انتقال بالاتر است.

•    III.      Fragment free

این روش تقریبآ شبیه cut - trough  است ولی  switch   قبل از عبور فریم  64  بایت اولیه آن را دریافت می دهد. بر اساس مشخصات اترنت   وقوع collision   در 64 بایت اول فریم قابل تشخیص است و چنانچه فریم در اثر وقوع collision  خراب شده باشد دور ریخته می شود . در این روش هنوز هم  FCS  چک نمی شود .  switch  های  cisco  بر این اساس کار می کنند.

•-     Frame check sequence

FCS یا(Cyclical Redundancy Check )  CRCبرای خطا یابی بکار برده می شود تا تعیین کند فریم های ارسالی تخریب شده اند یا خیر.فیلد CRC در فریم حاوی مقدار عددی می باشد که نتیجه قرار دادن داده در یک فورمول ریاضی می باشد. برابری مقدار عدد محاسبه شده در ارسال کننده با مقدار محاسبه شده در گیرنده نشاندهنده عدم وجود خطا در فریم ارسال شده می باشد.

 

تفاوتهای  Bridge  و  Switch    :

  • 1) Bridge بر اساس قابلیتهای نرم افزاری کار می کند.
  • 2) تنها یک عمل protocol spanning tree در هر Bridge می تواند انجام شود.
  • 3) معمولآ تا 16 پورت در هر Bridge وجود دارد .
  • 4) Bridge بر اساس Store-and-Forward عمل است.

 

1 ) Switch برا ساس سخت افزار است در نتیجه بازدهی به مراتب بیشتری دارد.

2 ) چندین عمل  protocol spanning  tree  در هر  switch  می تواند انجام شود..

3 ) تعداد پورتهای switch بیشتر است .

4 ) عمل سوییچینگ در  switch با هر سه روش ذکر شده انجام می گیرد.

 

 

 

 

Open system interconnection

 

مدل  OSIتوسط سازمان استاندارد بین المللی for Standardization)  ISO  Organization (Internationalبا هدف برقراری تعامل و سازگاری بین وسایل مورد استفاده در شبکه ها توسعه یافته است . مدل OSI مجموعه ای است از قوانینی که اجازه می دهد تا دو کامپیوتر بدون توجه به طراحی آنها و یا شرکت سازنده آنها با یکدیگر مبادله اطلاعات کنند. مدل OSI  ارتباطات شبکه ای را به 7 لایه تقسیم بندی می کند که هر لایه وظیفه خاص خود را بر عهده دارد .

 

لایه 1 :  لایه فیزیکی  (Physical Layer  (

وظایف این لایه عبارتند از :

  • 1- برقراری ارتباط الکتریکی ( تبدیل سیگنال الکتریکی به بیت و بالعکس ، ارسال و دریافت سیگنالهای الکتریکی )
  • 2- برقراری ارتباط مکانیکی ( تعیین نوع کانکتورهای مورد استفاده در کارت شبکه و نوع کابلها بعنوان رسانه انتقال ) .

 

 

 

 

لایه 2 : لایه پیوند داده (Data link Layer )

لایه پیوند داده مبین نوع فرمت فریم هاست. از وظایف این لایه تشخیص شروع و پایان و اندازه یک فریم ، کنترل جریان مبادله اطلاعات (Flow Control) ، تمایز فریم داده از فریم کنترل و ایجاد هماهنگی بین  وسایل ارسال کننده و دریافت کننده می باشد.

در طرف ارسال کننده  داده ها ، این لایه اطلاعات را از لایه بالاتر پذیرفته و آنها را به فریم هائی تقسیم بندی می کند و پس از افزودن آدرس مقصد و آدرس مبدآ, فیلدی بعنوان شماره ردیف هر فریم ( FCS ) و فیلد حاوی طول داده فریم , آن را به لایه فیزیکی جهت ارسال منتقل می کند.

در طرف دریافت کننده داده ها ، لایه Data link  اطلاعات را از لایه فیزیکی بصورت مجموعه ای از بیتها دریافت کرده و آنها را به شکل فریم در می آورد و پس از انجام عمل خطایابی و بررسی صحت اطلاعات در صورت عدم وجود خطا آن را به لایه شبکه منتقل می کند.

این لایه خود به دو زیرلایه MAC(Medium Access Control) و(Logical Link Control) LLC تقسیم می شود. زیر لایه LLC جریان داده ها(Flow Control) بین ابزارهای موجود در شبکه و عمل خطایابی(Eroore Detection) فریم ها را مورد بررسی و زیر لایه MAC نحوه ارسال فریم ها را مورد بررسی قرار می دهند.

 

یک زیر لایه همگرا (Convergence Sublayer)CS برای ایجاد ارتباط بین زیر لایه MAC با زیر لایه

PMD(Physical Medium Dependent)  وجود دارد. وظیفه CS کدگذاری و کد برداری از داده ها با استفاده از روش 4B/5B می باشد.به این صورت که کلمه های 4 بیتی را از لایه MAC دریافت کرده , اطلاعات را با 5 بیت کد می کند و به فرم سریال به لایه فیزیکی انتقال می دهد. CS عکس این اعمال را هنگام انتقال داده از Physical Layer به Mac Layer انجام می دهد.

(MII) Media Independ Interfaceسخت افرازی است. واسطه ای بین CS با PMD است و Mac Layer را قادرمی سازد که مستقل از انواع Physical Layer عمل کند . چنانچه MII داخل کارت شبکه وجود نداشته باشد می توان آن را از طریق 40 pin connector پیاده سازی نمود.

                                     

 

GMII (Gigabit Media Independent Interface)

 

GMII واسطه بین physical Layer و MAC Sublayer میباشد و با وجود این واسطه, لایه فیزیکی به طور مستقل می تواند طراحی شود . GMII ادامه Fast Ethernet MII می باشد که از واسطه های مدیریت           (management interface)یکسانی استفاده می کند و امکان مبادله داده با سرعت 10 و 100 و 1000 مگابیت در ثانیه را بوجود می آورد و به کمک یک Bus  8 بیتی برای دریافت و انتقال داده, GMII امکان ارتباط full duplex و half duplex را فراهم می آورد. GMII خود به سه زیر لایه PMD , PMA , PCS تقسیم می شود.

 

PCS( Physical coding sublayer)

به عنوان یک لایه میانیGMII ,Media های مختلف را با MAC Level مرتبط می سازد.

 8B/10B Encoding/Decoding در این لایه صورت می گیرد که بوسیلة آن  8 بیت به 10 بیت تبدیل  شده و به داده اولیه نشانه های کنترل کننده مثل Carrier extension اضافه می شود.

, Carrier Sense collision Detection نیز در این لایه انجام می گیرد. همچنین کنترل auto - negotiation و به عبارت دیگر تشخیص و Set کردن سرعت  10Mb/s  1000 , 100,در حالتهای full duplex و half duplex و فعال کردن flow control از طریق در GMII در این زیر لایه صورت می گیرد.

 

PMA (Physical Medium Attachment)

عمل Serialization /deserialization در این لایه صورت می گیرد و واسطه ای بین PMD و PCS       میباشد.

 Serializer/Deserializer

این زیرلایه اطلاعات را به شکل موازی از لایه 8B/10B decoder/encoder پذیرفته و آنها را به فرم سریال تبدیل می کند و بعد این اطلاعات به لایه فیزیکی منتقل خواهد شد. عکس این عمل برای انتقال از لایه فیزیکی به زیرلایه 8B/10B decoder/encoder انجام می شود.

 

PMD (Physical Medium Deperdent)

در این لایه مشخصات سیگنال ,که نشاندهنده carrier یا collision در انواع مختلف کابلها می باشد, و MDI(Meduim Dependent Interface) تعریف می شوند. در MDI نوع کابلها و کانکتورها تعریف می شوند.

 

 

 

لایه 3 : لایه شبکه ( Network Layer )

وظیفه اصلی این لایه مسیر یابی ( Routing ) می باشد که عبارتست از تعیین مسیر مناسب برای انتقال اطلاعات بین مسیر یابها  (Router  ).

لایه شبکه دو نوع سرویس ارائه می کند :

  • 1) سرویس ارتباط گرا (connection oriented ) که ابتدا بین مبدأ و مقصد ارتباط برقرار شده و سپس به محض برقراری ارتباط تبادل اطلاعات آغاز می گردد. و این ارتباط تا پایان انتقال اطلاعات برقرار می ماند.
  • 2) سرویس ارتباط غیر مستقیم (connection less ) که هیچ اتصالی بین مبدأ و مقصد وجود ندارد و مبدأ بدون توجه به آماده بودن یا نبودن مقصد اطلاعات را ارسال می کند.

 

لایه 4 : لایه حمل ( Transport  Layer )

حصول اطمینان از دریافت داده ها در مقصد ، مدیریت کنترل خطا و .... از مهمترین وظایف این لایه است. لایه حمل پس از ارسال یک فریم به مقصد ، منتظر دریافت سیگنالی از مقصد مبنی بر دریافت آن فریم می ماند . در صورتیکه لایه حمل در مبدآ سیگنال مذکور را از مقصد دریافت نکند مجددأ اقدام به ارسال همان فریم به مقصد خواهد کرد.

 

لایه 5 : لایه اجلاس  (Session Layer  )

این لایه بین 2 برنامه کاربردی با تعیین نوع روش برقراری ارتباط ( مثلاً  Half duplex , Full duplex  ) بین آنها یک ارتباط منطقی برقرار می کند. مثلاً وقتیکه یک ایستگاه بخواهد به یک  server متصل شود server  فرایند برقراری ارتباط (login ) را بررسی می کند سپس از ایستگاه درخواست نام کاربر (user name ) و رمز عبور ( pass word  ) را خواهد کرد. این فرایند نمونه ای از یک اجلاس  (  session) می باشد.

 

لایه 6 : لایه نمایش (  Presentation Layer )

 لایه نمایش اطلاعات را از لایه بالاتر دریافت کرده و آنها را به شکل قابل فهم برای کامپیوتر مقصد تبدیل می کند و برای انجام این فرایند اطلاعات را به کد های  ASCII و  Unicode  و .... تبدیل می کند.

 

لایه 7: لایه کاربرد (Application Layer)

لایه کاربرد امکان دسترسی کاربران به شبکه را با استفاده از نرم افزارهایی همچون FTP , Email , Telnet و... فراهم می آورد.

 

پروژه802

 

در اواخر دهه 1970,با توجه به نیاز به تعریف استانداردهایی برای شبکه های IEEE , LAN  استانداردی بنام پروژه 802 بنا نهاده شد.پروژه 802  استانداردهایی برای اجزای فیزیکی شبکه در data link layer  و physical layer از مدل OSI تعریف نمود و روشی که کارتهای شبکه در رسانه های فیزیکی به داده ها دسترسی پیدا می کنند و آنها را انتقال می دهند مشخص می کند. این روش شامل اتصال, نگهداری و قطع  ارتباط دستگاههای شبکه می باشد.

کمیته 802 استانداردهای LAN را به  چهارده گروه تقسیم می کند که با عدد 802 قبل از آن بصورت زیر مشخص می شود:

802.1 Internetworking

802.2 Logical Link Control

802.3 Ethernet

Ethernet 802.3u Fast

802.4 Token Bus LAN

802.5 Token Ring LAN

802.6 MAN

802.7Broadband Technical Advisory Group

 

Fiber- optics Technical Advisory Group 802.8

Integrated Services Data Networks (ISDN) 802.9

Network Security 802.10

Wireless Networks  802.11

100 VG-Any LAN  802.12

Cabel Modem 802.14

 

Ethernet(802.3)

 

اترنت یک)  Network LAN ( Local Area می باشد که اطلاعات را بین کامپیوترها با سرعتs  Mb/10 و Mb/s 100 ارسال می کند ودرحال حاضر نسخه (10Mb/s Twisted pair) 10 BaseT نسبت به بقیه نسخه ها بیشترین کاربرد را دارد. رسانه های مورد استفاده در اترنت Twisted pair و Coaxial و Fiber optic می باشد.

سیستم اترنت از سه عنصر تشکیل شده است :

  • 1) رسانه فیزیکی که سیگنال اترنت را بین دو کامپیوتر منتقل می کند.
  • 2) مجموعه قوانین مربوط به زیر لایه های LLC و MAC .
  • 3) فریم اترنت از یک سری فیلد های استاندارد برای انتقال داده به روی سیستم استفاده می کند.

در اترنت وظیفه زیرلایه ( Logical Link Control) LLC برقراری یک ارتباط منطقی بین مبداء و مقصد و وظیفة   Medium Access Control) ) MAC دسترسی به شبکه است که از پروتکل  CSMA/CD

 (Carrier sense Multiple Access/Collision Detection) و مدانتقالی half duplex استفاده می کند.

فریم اترنت از چندین فیلد به شرح زیر تشکیل شده است.

دو فیلد اول فریم حاوی آدرس کارت شبکه مبداء و مقصد می باشد و طول آنها 48 بیت است و به آنها MAC Address می گویند. 24 بیت اول. MAC Add مربوط به کمپانی سازنده کارت شبکه اترنت می باشد که توسط سازمان IEEE به آن کمپانی تخصیص داده شده است و 24 بیت دوم را آن کمپانی به کارت شبکه تخصیص می دهد که برای هر کارت شبکه ساخته شده در آن کمپانی منحصر به فرد است. بطورکلی هر کارت شبکه یک MAC Add. منحصر به فرد دارد.

فریم همچنین شامل فیلد حاوی طول داده است . طول داده می تواند بین 64 تا 1500 بایت باشد و نیز فیلدی برای تست احتمال بروز خطا در داده ها(CRC) دارد.

 پروتکلها قوانین و روالهایی برای ارتباطات می باشند. وقتی چندین کامپیوتر در یک شبکه قرار می گیرند, قوانین و روالهای تکنیکی حاکم بر آنها پروتکل نامیده می شود.   

پروتکل CSMA/CD به این صورت کار می کند که ابتدا فرستنده کابل را چک می کند و چنانچه آزاد بود و فریمی روی آن قرار نداشت به انتقال اطلاعات می پردازد و در غیر اینصورت تا آزاد شدن کابل صبر می کند.

در هنگام ارسال نیز فرستنده به کابل گوش می دهد تا اطمینان حاصل کند فریمی که ارسال کرده با فریم دیگری تداخل پیدا نکرده است. چنانچه دو ایستگاه به طور همزمان اطلاعات را روی خط بفرستند Collision رخ می دهد و فرستنده بوسیله یک jam signal به سایر ایستگاهها خبر می دهد که Collision رخ داده است و سپس براساس یک الگورتیم خاص به اندازه مدت زمان تصادفی منتظر شده و پس از آن به ارسال اطلاعات می پردازند.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :