صفحه محصول - پاورپوینت مفاهیم مرتبط با لایۀ واسط شبکه از مدل TCPIP

پاورپوینت مفاهیم مرتبط با لایۀ واسط شبکه از مدل TCPIP (pptx) 27 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 27 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

«فصل دوم» مفاهیم مرتبط با لایۀ واسط شبکه از مدل TCP/IP وظایف لایۀ واسط شبکه از مدل TCP/IP : این لایه موظف است تدابیری اتخاذ کند تا یک کانال دارای خطا، به یک خط مطمئن و بدون خطا تبدیل شود. در راستای این وظیفه، اطلاعاتی که قرار است روی خط ارسال شوند، در قالب یک «فریم» سازماندهی شده و ابتدا و انتهای آنها با علامت های ویژه نشانه گذاری می شود تا گیرندۀ اطلاعات بتواند مرز فریم های متوالی را تشخیص بدهد. همچنین به ابتدا و انتهای هر فریم، اطلاعات لازم مثل آدرس گیرنده و فرستندۀ فریم و کدهای کشف خطا اضافه می شود. در شبکه هایی که از کانال اشتراکی استفاده می شود، وظیفه جلوگیری از تصادم و مدیریت کانال، بر عهدۀ سخت افزار این لایه است. انواع شبکه از دیدگاه کانال انتقال : کانال پخش فراگیر/اشتراکی کانال نقطه به نقطه لینک چیست؟ از آنجایی که تمام ارتباطات زیر شبکه، از طریق مسیریاب (یا سوئیچ) برقرار می شود لذا هریک از این مسیریاب ها،یک (یا تعدادی) خط اختصاصی با دیگرمسیریاب ها (یا سوئیچ ها) دارند که به این خطوط اختصاصی در یک اصطلاح عام، «لینک» گفته می شود. بستۀ IP چیست؟ ساختمان داده ای است که درون فیلد داده از این فریم ها قرار گرفته و بستۀ IP نام دارد. وظیفه سخت افزار مخابراتی در لایۀ واسط شبکه و اجزای آن : بدون توجه به نوع و محتوای داده ها، بیت های داده را بر روی کانال فیزیکی منتقل کند. سخت افزار انتقال در این لایه، بیشتر با مسائل مخابراتی و الکتریکی سر و کار دارد. سه جز اصلی این سخت افزار عبارتند از : گیرنده فرستنده کانال انتقال پهنای باند؟ تمام کانال ها دارای مشخصه ای به نام پهنای باند هستند. دریک عبارت ساده و غیر دقیق، پهنای باند هر کانال را می توان توانایی و ظرفیت آن در ارسال اطلاعات با نرخ B بیت در هر ثانیه، تعریف کرد. بنابراین وقتی گفته می شود پهنای باند یک کانال یک مگابیت بر ثانیه (Mbps1) است یعنی با سرعت بالاتر از یک مگابیت بر ثانیه نمی توان اطلاعات را سالم به مقصد رساند. در این خصوص رابطۀ معروفی به نام رابطل شانون وجود دارد. C=B. log (1+S/N) C : ظرفیت کانال بر حسب بیت بر ثانیه S: متوسط توان سیگنال N : متوسط توان نویز B: پهنای باند کانال بر حسب هرتز نرخ خطای بیت : معیار خطا در کانال های انتقال، احتمال بروز یک بیت خطا روی کانال تعریف می شود؛ یعنی احتمال آنکه در فرستنده بیت یک ارسال و در گیرنده اشتباهاً بیت صفر (و بالعکس) آشکار سازی شود. میانگین تعداد بیت هایی که در حین انتقال از طریق یک کانال دچار خطا می شوند، به نرخ خطای بیت یا BER شهرت دارد. مالتی پلکسینگ : با توجه به آن که پهنای باند بعضی از کانال ها بسیار زیاد است ( مثل کانال های ماهواره ای یا فیبر نوری) می توان یک کانال فیزیکی را بین چندین ایستگاه تقسیم کرد این تقسیم باعث می شود که از یک کانال مشترک چندین ایستگاه استفاده کنند و هزینه های ارتباط کاهش یابد. به عمل تقسیم پهنای باند یک کانال بین چند ایستگاه عمل «مالتی پلکس» یا «تسهیم» گفته می شود. تسهیم به دو روش قابل انجام است : تسهیم در حوزۀ فرکانس یا FDM(Frequency Division Multiplexing) تسهیم در حوزۀ زمان یا TDM (Time Division Multiplexing) تسهیم به روش FDM : در روشFDM ، با فرض آنکه حداکثر N ایستگاه در شبکه وجود داشته باشد، پهنای باند فرکانسی کانال به N باند مجزا تقسیم می شود. هر ایستگاه موظف است دریکی از این باندهای فرکانسی ارسال ودریافت داشته باشد وچون این باند فرکانسی به صورت ثابت، متعلق به خودش خواهد بود،هرگونه تصادم و تداخل سیگنال منتفی خواهد بود. تسهیم به روشTDM : در روش TDM، واحد زمان به بازه های کوچکی به نام برش زمان (Time Slot) تقسیم شده و هر ایستگاه مجاز است فقط در برش زمانی متعلق به خودش، اطلاعات را روی کانال بفرستد. انفجاری بودن ترافیک : بدین معناست که ایستگاه در لحظاتی، به صورت ناگهانی حجم انبوهی از فریم ها را برای ارسال روی کانال تولید می کند و سپس متوقف شده و تا لحظات متمادی هیچ داده ای برای ارسال تولید نمی کند. در شبکه ها تقاضای ارسال روی کانال پدیده ای است تصادفی و هیچ قاعدۀ از پیش تعیین شده ای ندارد. آمارها نشان می دهد که انفجاری بودن ترافیک روی شبکه نسبتی بیش از 1/1000 دارد؛ یعنی : 1/1000Peak Traffic/Mean Traffic = کابل : «کابل» رسانه ای مادی است که از طریق آن سیگنال حامل اطلاعات از دستگاه مبدأ به سوی دستگاه مقصد انتقال می یابد. کابل های مخابراتی بسیار متنوعند ولیکن آن چه که امروزه برای شبکه های کامپیوتری اهمیت دارد رده های مختلف «کابل های زوج بهم تابیده»، انواع «فیبرهای نوری» و «امواج مایکروویو» است. سیم های زوجی بهم تابیده و انواع آن : الف) سیم زوجی بهم تابیدۀ بدون زره یا UTP : ارزانترین و رایجترین کابل در دنیای شبکه های کامپیوتری، UTP است. این کابل دررده های مختلف به بازارعرضه شده و پهنای باند هر رده با دیگری متفاوت است. ب) سیم زوجی بهم تابیدۀ دارای فویل یا SCTP : این نوع از کابل، در بر گیرندۀ چهار جفت سیم بهم تابیده است که برای کاهش اثر نویزهای خارجی بر روی مجموعۀ این چهار جفت یک فویل نازک آلومینیومی یا مسی کشیده شده است. ج) سیم زوجی بهم تابیدۀ زره دار یا STP : این نوع از کابل شامل چهار جفت سیم بهم تابیده است که بر روی هر جفت یک فویل کشیده شده و نهایتاً مجموعۀ جفت سیم ها توسط یک پوشش ژاکت گونه فلزی در مقابل نویزهای بیرونی محافظت می شود. انواع کابل های UTP : Cat 1 این نوع از کابل دارای پهنای باند حداکثر KHZ100 است و بیشترین نرخ ارسال قابل حصول آن Kbps144 است و کاربردی بیشتر از مودم های معمولی و دورنگار (Fax) نخواهد داشت. Cat 2 این رده از کابل پهنای باند MHZ1 و حداکثر نرخ ارسال Mbps2 را در اختیار می گذارد و بهترین کاربرد آن در خطوط با نرخ حداقل در شبکۀ ISDN است. Cat 3 این رده از کابل دارای پهنای باند مفید 16 مگا هرتز است و حداکثر نرخ ارسال Mbps10 را برای اترنت Base-T410، در اختیار می گذارد. این کابل که در سال 1991 توسط EIA/TIA استاندارد شده کاربرد گسترده ای در سیستم های تلفن دارد و لیکن جایگاه مختصری در عالم شبکه یافته است. Cat 4 این رده از کابل که در سال 1993 و برای بکارگیری در شبکه Token Ring استاندارد شد یکی از بداقبال ترین رده های کابل UTP است چرا که با شکست این شبکه در عرصه بازار، کاربرد دیگری پیدا نکرد و عموماً تولید نمی شود. پهنای باند مفید این کابل MHZ20 و نرخ ارسال آن در شبکۀ Token Ring، 16 مگابیت بر ثانیه بود. Cat 5 رایج ترین ردۀ کابل های زوج بهم تابیده، ردۀ 5 آن است. این کابل با پهنای باند مفید MHZ100، درسال 1994به منظور بکارگیری درشبکه اترنت سریع Base-T100 استاندارد شد. با این کابل نرخ ارسال اترنت در باند پایه و با یک جفت سیم به Mbps100 رسید. بعداً در سال 1998 این رده از کابل با تغییر مختصر و بدون افزایش پهنای باند، با نام Cat 5E (ردۀ 5 ارتقاء یافته) برای بکارگیری در اترنت گیگابیت استاندارد سازی شد. Cat 6 این رده از کابل که در ابتدای هزارۀ جدید استاندارد شده با هدف بکارگیری در شبکۀ اترنت گیگابیت توسعه یافت. پهنای باند این کابل 250 مگاهرتز است و در دو نوع Cat 6 و Cat 6E به بازار عرضه می شود. تفاوت دو نوع Cat 6 و Cat 6E در پارامترهای مخابراتی انتقال است و هیچ تفاوتی در میزان تضعیف سیگنال یا پهنای باند با یکدیگر ندارند. Cat 7 این ردۀ نورسیده از کابل های زوجی با پهنای باند 600 مگاهرتز، خود را برای استقبال از کاربردهای آتی (شاید اترنت ده گیگابیت) آماده کرده است، هنوز کاربرد این رده از کابل به تصویب سازمان های استاندارد سازی نرسیده است و باید منتظر آینده ماند. امپدانس تمام رده های 3 تا 7، 100 اهم است و حداکثر طول کابل نیز به صد متر محدود شده است. تفاوت فیزیکی این کابل ها در قطر سیم و میزان پیچش سیم ها به دور یکدیگر است که هر دوی این عوامل به افزایش نیاز آن ها به مس منجر خواهد شد و گران تر شدن آن ها را رقم خواهد زد. فیبر نوری : فیبرهای نوری تکنولوژی نسبتاً جوانی در دنیای فناوری اطلاعات به شمار می آیند ولی در کل بر مبنای اصولی کار می کنند که صدها سال قبل بر بشر روشن شده بود. این تکنولوژی حدود سی سال قبل با سرمایه گذاری چند شرکت (از جملهCorning آزمایشگاه Bell در آمریکا و ITT انگلستان) به دنیای تجاری مخابرات پاگذاشت و با نصب اولین رشتۀ آن در شیکاگو به سال 1976، اعلام موجودیت کرد. در دهۀ هشتاد، تنها مشتریان فیبر نوری شرکت های عظیم مخابرات (برای جایگزینی آن به جای لینک های مستقیم مایکروویو وخطوط ماهواره ای) بودند. در دهۀ نود، این رسانۀ انتقال حضور خود را در شبکه اترنت رسمیت بخشید و در دهۀ ابتدایی هزاره جدید، در تلاش برای رساندن خود به پریزهای دیواری است!!! در یک عبارت ساده و غیر فنی،«فیبر نوری»، تارهای بسیار نازکی از جنس شیشه یا پلاستیک هستند که پرتوهای نور را از مبدأ به مقصد منتقل می کنند. اجزای فیبر نوری : هسته (Core) این بخش که در مرکز این استوانه قرار دارد یک مادۀ بی نهایت شفاف از جنس شیشه یا پلاستیک است که پرتوهای نوری درون آن جریان می یابند. قطر این بخش بسته به نوع فیبر، چیزی بین 5 تا 500 میکرون است. روکش(Cladding) این بخش که در پیرامون هستۀ مرکزی فیبر قرار دارد باز هم از جنس شیشه یا پلاستیک است با این تفاوت که ضریب شکست نور آن با هسته فرق می کند. در حقیقت ناحیۀ Cladding باعث خواهد شد که پرتوهای نور تابانیده شده به درون هسته در اثر تفاوت ضرشیب شکست آن ها با یکدیگر، همانند آیینه منعکس شده و از هسته خوارج شوند. پوشش محافظ (Buffer Coating) این بخش که عموماً از جنس پلاستیک رنگی است برای محافظت فیبر در مقابل رطوبت یا خطرات فیزیکی بر روی آن کشیده می شود. رنگ این پوشش نیز کمک می کند تا بتوان فیبر مورد نظر را از میان دهها تار جاسازی شده در یک کابل پیدا کرد ضخامت پوشش محافظ بین 150 تا 1000 میکرون متغییر است. زاویه بحرانی (Critical Angle) چیست؟ زاویه ای است که هرگاه پرتوی از نور با این زاویه به درون محیط اول (با ضریب شکست بیشتر) تابانیده شود، قادر به عبور از مرز این دو محیط نخواهد بود. فیبرهای نوری در عمل به سه حالت ساخته می شوند : «فیبرهای نوری چند حالته با تغییر ناگهانی در مرز هسته و روکش» در این نوع فیبر که اصطلاحاً به Step Index Multi Mode Fiber مشهورند، ابتدا لایۀ هسته را با ضریب شکست و قطر مشخص می سازند و سپس بر روی آن یک لایۀ روکش با ضریب کمتر می نشانند. بدین ترتیب فیبری پدید می آید که ضریب شکست آن در مرز بین هسته و روکش به صورت ناگهانی (پلکانی) تغییر می کند. متأسفانه این نوع فیبر از مشکل «پهن شدگی پالس ها در زمان» رنج می برد. «فیبرهای نوری چند حالته با تغییر تدریجی شکست در مرز هسته و روکش» در این نوع فیبر که اصطلاحاً به Graded Index Multi Mode Fiber شهرت یافته اند، ضریب شکست هسته به آرامی و با دور شدن از مرکز رو به کاهش می- گذارد و در مرز 50 تا 5/62 میکرون از مرکز هسته، به حداقل خود می رسد. چنین وضعیتی باعث خواهد شد که مرز بین ناحیۀ هسته و روکش به صورت یک سطح آیینه ای عمل نکند بلکه پرتوهای نور همانند «پدیدۀ سراب» به صورت منحنی وار شکسته شده و پس از رسیدن به زاویۀ بحرانی مجدداً برروی منحنی مشابه به سوی هسته برگردند. این روال تکرار خواهد شد و پرتوهای نور به تله افتاده و به پیش رانده می شوند. این فرایند همانند لوله های صوتی منجر به ایجاد گره و شکم شده و می تواند میزان اتساع (پهن شدگی) پالس ها را تا حدودی کنترل کند. این نوع از فیبر های نوری می توانند در سرعت های بالای گیگابیت در مسافت های کوتاه بکار گرفته شوند ولی در مسافت های زیاد یا باید از سرعت ارسال کاسته شود یا یا از فیبر نوع تک حالته استفاده گردد. «فیبرهای نوری تک حالته» (Single Mode) این نوع از فیبرهای نوری که به اختصار SMF نامیده شده اند دارای یک هسته فوق العاده باریک (8 تا 10 میکرون) و یک پرتو تک موج (لیزر) به درون آن تابانیده می شود. این پرتو تک موج حداقل برخورد را با مرز ناحیۀ شکست دارد و طبعاً کمترین اتساع را به پالس ها تحمیل می کند و برای نرخ های ارسال چند ده گیگابیت در فواصل طولانی مناسب است.