آموزش شبکه: آموزش مایکروسافت، آموزش سیسکو

خانه / network / CCNA / Internetworking / Internetworking-5

Internetworking-5

The Network Layer :

 

Network Layer یا لایه 3  ، آدرس دستگاه‌ را مدیریت می‌کند . موقعیت آن‌ها را بر روی شبکه مشخص کرده و بهترین مسیر برای رسیدن بسته‌ها به آدرس مقصد را تعیین می‌کند . این به معنی آن است که دستگاه‌هایی که در لایه 3 کار می‌کنند مانند روتر ، وظیفه ارتباط شبکه‌های مختلف را بر عهده‌دارند و در شبکه‌های محلی (LAN) استفاده نمی‌شوند .

نحوه کار آن‌ها به این صورت است :

ابتدا که بسته‌ای به یکی از اینترفیس های روتر می‌رسد ، آدرس  (IP Address)مقصد آن چک می‌شود . روتر به جدولی که دارد(Routing Table)  نگاهی می‌اندازد تا متوجه شود که بسته را از طریق کدام اینترفیس خود باید منتقل کند . اگر در جدول خود مسیری برای آدرس مقصد بسته داشته باشد آن را هدایت می‌کند ، در غیر این صورت روتر بسته را از بین می‌برد ! توجه داشته باشید روتر برخلاف سوییچ ، فقط بسته‌هایی که آدرس مقصد آن‌ها در جدولش وجود داشته باشد را منتقل می‌کند .

 

دیتا و بسته‌های آپدیت ، دو نوع از بسته‌هایی هستند که در لایه Network استفاده می‌شوند :

Data packets :

بسته‌هایی که توسط آن‌ها اطلاعات کاربران انتقال پیدا می‌کند . پروتکل‌هایی که برای این کار استفاده می‌شوند را Routed Protocols می‌گویند .مانند IP و IPv6 . در فصل 3، IP Address ها را به‌صورت کامل پوشش خواهیم داد .

Route update packet :

این بسته‌ها برای انتقال آپدیت روترهای همسایه به یکدیگر استفاده می‌شود . که توسط آن روترها ، به یکدیگر شبکه‌های متصل به خود را خبر می‌دهند .

پروتکل‌هایی که این کار را انجام می‌دهند را Routing Protocols می‌نامند . مانند : RIP , EIGRP و OSPF . آپدیت‌ها به روتر کمک می‌کند تا جدول خود را کامل کند .

برای درک بهتر ، به شکل شماره 14 دقت کنید . در این مثال از دو روتر استفاده‌شده است که هرکدام توسط اینترفیس های خود به یک شبکه متصل هستند .

 

Network Addresses : بخش اول جدول که با NET مشخص‌شده است . Routing table باید برای هر پروتکل مسیریابی ( Routing Protocol ) یک بخش مجزا داشته باشد . برای مثال ، جدول مسیریابی برای IP ، IPv6 و IPX باید جدا از یکدیگر باشد .

Interface : مشخص‌کننده اینترفیس خروجی است که بسته برای رسیدن به مقصد، باید از آن خارج شود .

Metric : مقدار فاصله تا شبکه را تعیین می‌کند . همان‌طور که گفتیم بخشی از اطلاعاتی که بین روتر ها تبادل می‌شود مربوط به Routing Protocol هاست . هر پروتکل فاصله تا شبکه مقصد را توسط فرمول منحصربه‌فرد خود محاسبه می‌کند که حاصل آن عددی می‌شود که در جدول روتینگ به‌عنوان Metric قرار می‌گیرد . در فصل 8 و 9 به‌صورت کامل در مورد آن صحبت خواهیم کرد .

 

خب همان‌طور که قبلاً گفتیم ، روترها جداکننده Broadcast domain هستند ، به این معنی که اگر پیغام Broadcast به آن‌ها برسد آن را از بین می‌برند و اجازه عبور نخواهند داد . به یاد دارید که این خاصیت چه فایده‌ای داشت ؟ همین‌طور روترها جداکننده Collision domain ها نیز بودند . البته سوییچ‌ها در لایه 2 نیز Collision domain ها را جدا می‌کنند .

با توجه به شکل 15 ، چند ویژگی روترها که نباید آن‌ها ا فراموش کنید :

 

·        روترها به‌صورت پیش‌فرض پیغام‌های Broadcast و Multicast را عبور نمی‌دهند

·        روترها از آدرس‌های منطقی (IP Address) برای هدایت بسته‌ها به مقصد استفاده می‌کنند .

·        روترها می‌توانند از Access list ها ، که توسط ادمین شبکه ایجاد می‌شود برای کنترل امنیت شبکه استفاده کنند .

·        روترها می‌توانند ارتباط بین virtual LAN (VLAN) ها را برقرار کنند .

·        روترها همچنین برای تأمین quality of service (QOS) که یک نوع خاص از ترافیک شبکه است استفاده می‌شوند .

 

" نگران متوجه نشدن اصطلاحاتی مانند VLAN و یا QOS نباشید . تا انتهای دوره CCNA به‌تمامی آن‌ها به‌صورت کامل اشاره خواهیم کرد . هدف از گفتن آن‌ها در این بخش ، اشاره به ویژگی دستگاه‌های لایه 3 است "

 

The Data Link Layer :

 

لایه Data Link ، وظیفه انتقال اطلاعات بر اساس آدرس‌های فیزیکی ( Mac Address ) و دسته‌بندی ارور های به وجود آمده را بر عهده دارد . و همچنین اطلاعات لایه Network را برای استفاده لایه Physical آماده می‌کند .

فرمتی که لایه دیتا ، بسته‌ها را آماده می‌کند ، فریم ( Frame ) نامیده می‌شود . در این لایه آدرس‌های فیزیکی مبدأ و مقصد به بسته‌ها اضافه می‌شود .

مهم است که بدانید بسته‌هایی که بین کاربران منتقل می‌شوند ، حاوی فقط اطلاعات خالص نیستند ! برای اینکه یک بسته به کاربر دیگر برسد ، لازم است بر روی آن اطلاعاتی مانند آدرس مبدأ و مقصد اضافه شود . هر لایه بر روی بسته‌ها ، اطلاعات خود را اضافه می‌کند . این اطلاعات اضافی با رسیدن به سیستم مقصد از بسته اصلی جداشده و دوباره به حالت اول تبدیل می‌شود .

 

در IEEE Ethernet Data Link دو زیر لایه قرار دارد :

Media Access Control (MAC) :

وظیفه ارسال بسته‌ها در شبکه محلی(LAN)  و همچنین  خطایابی ( اصلاح نمی‌کند ) را در شبکه به عهده دارد .

Logical Link Control (LLC) :

این را به خاطر داشته باشید که همیشه لایه‌های OSI فقط می‌توانند با لایه‌های بالا و پایین خود در ارتباط باشند . و برای این ارتباط نیاز است که دیدی نسبت به این لایه‌ها داشته باشند . وظیفه LLC در لایه Data Link ، ارتباط با لایه Network  است و با شناسایی پروتکل در این لایه ، فریم را کپسوله می‌کند . به‌عنوان‌مثال اگر یک فریم به سیستم یک کاربر برسد ، با نگاه به LLC می‌تواند IP Protocol آن را تشخیص دهد .

LLC همچنین وظیفه Flow Control ( در بخش قبلی کارکرد آن را توضیح دادیم ) را نیز به عهده دارد .

 

" هر لایه با توجه به نیاز قسمت‌هایی را به بسته‌ها اضافه می‌کند ، بسته در هر لایه اسمی دارد :

اسم بسته

لایه

Segment

Transport

Packet

Network

Frame

Data Link

Bits

Physical

 
 

سوییچ در لایه Data Link :

 

سوییچ با عبور هر فریم از پورت‌های آن ، آدرس سخت‌افزاری ( Mac Address ) آن را در جدول خود ثبت می‌کند . این اطلاعات به سوییچ کمک می‌کند که با رسیدن بسته‌های بعدی ، با توجه به MAC آن ، بسته را به محل درست هدایت کند . شکل 16 نحوه کارکرد سوییچ در داخل یک شبکه را نشان می‌دهد .

 

در این سناریو ، John می‌خواهد بسته‌ای را به سمت شبکه بیرون ( توسط روتر ) ارسال کند . در داخل فریم، آدرس MAC روتر در داخل بسته قرار می‌گیرد . سوییچ با دریافت بسته ابتدا آدرس MAC آن را می‌خواند و با توجه به جدول خود آن را فقط به سمت پورت متصل به روتر هدایت می‌کند . توجه داشته باشید که دیگر پورت‌های سوییچ این بسته را دریافت نمی‌کنند . البته این نکته را نیز بدانید که اگر بسته‌ای به سوییچ برسد و آدرس MAC آن در داخل جدول قرار نداشته باشد ، سوییچ آن را به‌تمامی پورت‌ها ارسال می‌کند .

کارکرد تمامی دستگاه‌های شبکه بر اساس پیدا کردن مکان مناسب برای ارسال بسته‌هاست . هم در لایه 2 و هم 3 دستگاه‌هایی که در آن کار می‌کنند باید ب درستی بدانند که بسته دریافتی به کجا ارسال می‌شود . دستگاه‌ها در لایه 3 ( مانند روتر ) آدرس شبکه‌های مختلف را در جدول خود قرار می‌دهند . دستگاه‌ها در لایه 2 ( مانند سوییچ و بریج ) ، آدرس MAC دستگاه‌های دیگر را در جدول قرار می‌دهند .

در لایه 2 ، اگر پیغام Broadcast دریافت شود ، سوییچ آن را به‌تمامی پورت‌ها ارسال می‌کند . اگر این پیغام‌ها افزایش یابد می‌تواند باعث کم شدن کارایی شبکه شود و تنها راه جلوگیری از پیغام‌های Broadcast استفاده از یک دستگاه لایه 3 مانند روتر است .

 

Physical Layer :

 

و در انتها لایه فیزیکی . همان‌طور که قبلاً نیز گفتیم وظیفه این لایه تبدیل بسته‌ها به سیگنال‌های الکتریکی برای انتقال در داخل مدیا یا همان کابل‌ها و رابط‌های شبکه است . این لایه همچنین محل تعیین DCE ( Data Communication Equipment ) و DTE ( Data Terminal Equipment ) نیز هست .

DCE محلی است که ارائه‌دهنده سرویس‌های ما قرار دارد ( service provider ) و DTE محل قرارگیری سرویس‌های مشتری است .

 

 

پایان فصل اول