لایه شبکه

لایه شبکه (Network) چیست؟

فهرست مطالب

مدل OSI که در اصل همان Open System Interconnection است استانداردی است که موجب تسهیل و دقیق تر شدن ارتباطات شبکه‌های موجود در سرتاسر جهان می‌شود. به عبارتی بهتر مدل OSI موجب ایجاد چارجوب‌های شبکه سازی برای به اجرا در آوردن پروتکل‌های مختلف در شبکه‌ها می‌شود. با وجود اینکه امروزه تغییرات متعددی در این مدل وجود دارد. اما با این وجود هنوز کاربردهای بسیار زیادی در معماری پایه ی شبکه دارد.

برای اینکه بتوان از طراحی شبکه‌ها به طور سلیقه ای و به دنبال آن پیچیده شدن تعاملات شبکه ای جلوگیری کرد، سازمان جهانی استاندارد مدلی هفت لایه ای که به مدل OSI معروف هستند و یکی از لایه‌های آن‌ لایه شبکه و یا Network است را برای ارتباطات شبکه ای معرفی نموده است. در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا شما را با مدل OSI و به طور ویژه لایه شبکه آشنا کنیم.

تاریخچه ای از مدل OSI

در ابتدا و پیش از آن که به معرفی لایه شبکه بپردازیم؛ بهتر است تاریخچه و اطلاعات کلی از مدل OSI را بدانید. در واقع همان طور که گفتیم مدل OSI مخفف عبارت Open System Interconnection است. که به دلیل ارتباطات باز و راحتی که به وجود می‌آورد این گونه نام گذاری شده است. به عبارتی این امکان را به وجود می‌آورند تا دو سیستم متنوع که قرار است با یکدیگر در تعامل باشند، تعامل آن‌ها به سادگی انجام شود.

سال‌ها پیش جهان تحت سلطه IBM ، DEC ، Wang ، Unisys و مواردی از این قبیل بود و تعاملات و ارتباطات معنی دیگری داشتند. مدل OSI در سال 1984 توسط سازمان ارتباطات جهانی به منظور عرضه استانداردهای لازم به فعالان در حوزه محصولات شبکه ای ارائه شد. تا هر کامپیوتری در سراسر جهان بدون اینکه نیازمند باشد تا تغییرات اساسی و مختلفی در نرم افزارها و یا سخت افزارها به وجود آورد، با یکدیگر تعاملات و ارتباطات لازم را برقرار کنند.

مدل OSI دارای هفت عملکرد است که عمدتا با نام Layer و یا همان لایه معروف است. هر لایه دارای ویژگی‌ها و همچنین وظایف خاصی است. برای مثال لایه شبکه یکی از این هفت لایه است. که علاوه بر وظایف خاص خود عملکرد قبلی خود را نیز تکمیل می‌کند.

طراحی شبکه‌ها

دلیل اینکه مدل OSI و لایه‌های مختلف آن همانند لایه شبکه عرضه شد این است که طراحی شبکه‌ها با مشکلات متعددی مواجه بود. در واقع برای طراحی قوانین مربوط به شبکه‌های کامپیوتری مشکلات بسیاری وجود داشت. که برای اینکه بتوان میان دو سیستم ارتباط قابل اطمینانی به وجود آورد این مشکلات حتما باید حل میشد.
لازم است بدانید که مشکلاتی که رخ می‌دهند نیز همگی یک نوع نیستند و بنابراین راه حل مختلفی را نیز لازم دارند. همین امر نیز موجب شد مدل OSI و لایه های مختلف آن مانند لایه شبکه تشکیل شود. در ادامه به برخی از مشکلاتی که برای طراحی کردن شبکه‌ها پیش از ارائه مدل OSI به وجود می آمد، اشاره می‌کنیم.

مشکلات طراحی شبکه‌ها

  •  نحوه ارسال و همچنین دریافت بیت‌های اطلاعات که معمولا به شکل سیگنال الکتریکی، الکترومغناطیسی و یا نوری انتخاب می‌شد.
  • ماهیت و اساس انتقال اطلاعات و چگونگی آن که در این قسمت معمولا به سه شکل متفاوت ارائه می‌شد که ارتباطات یک طرفه همانند رادیو، تلویزیون و ارتباطات دوطرفه همانند بی سیم و خطوط تلفن از این جمله هستند.
  •  وجود داشتن نویز به این معنی است که در هنگام ارسال شدن داده‌ها ممکن است برخی از بیت ها خراب شوند. به همین دلیل خطاهای ایجاد شده مشخص شوند و به سرعت اقدام به اصلاح آن‌ها کرد و در صورت اصلاح نشدن اقدام به ارسال دوباره آن‌ها کرد.  
  •  از آن جایی که در هر شبکه ای مسیرهای مختلفی وجود دارد، یافتن یک مسیر درست که بتواند بسته‌ها را از مبدا به مقصد درست برساند یکی از مهم ترین کارهای سخت به حساب می‌آمد.
  • یکی دیگر از فعالیت‌های مهم این است که بین ارسال کننده و گیرنده تکنیک‌ها و هماهنگی های لازم ایجاد شود. چرا که این احتمال وجود دارد تا گیرنده نتواند اطلاعات فرستنده را با سرعتی که لازم است دریافت نماید.
  • به دلیل اینکه سیستم‌های بسیار زیادی در این زمینه ها فعالیت دارند مشکلاتی از قبیل ازدحام، تداخل، تصادم لازم است که حل شوند.

اصول طراحی قوانین شبکه‌ها

  •  همانند لایه شبکه دیگر لایه‌ها نیز هر کدام دارای وظیفه خاصی هستند و به عبارتی بهتر لایه‌ها بر حسب ماهیت خود ایجاد می‌شوند.
  • هر لایه OSI باید بر طبق قراردادها و استانداردهای جهانی معین می‌شوند.
  • میزان تعداد لایه‌ها نباید از یک حد معینی بیشتر باشد؛ چرا که تعداد زیاد موجب می‌شود سرویس آن‌ها دچار مشکلات متعددی شود و در صورت کم بودن نیز وظایف آن‌ها بسیار پیچیده می‌شود.
  •  هر لایه به لایه‌های بالاتر سرویس های لازم را می‌دهد و جزئیات لایه‌های موجود در زیر برای آن اهمیتی نخواهد داشت.

لایه شبکه چیست؟

در طی مقالات قبل سعی کردیم برای شما به طور مفصل لایه فیزیکی ( Physical ) و لایه پیوند داده ( Data link ) را معرفی کنیم. در ادامه این مقاله نیز قصد داریم این روند را حفظ کنیم و لایه بعدی که لایه شبکه و یا همان Network است را برای شما شرح دهیم. لایه سوم موجود در شبکه‌های OSI لایه شبکه می‌باشد. در حقیقت لایه شبکه این مسئولیت را بر عهده دارد تا بسته‌ها را از مبدا به مقصد مورد نظر آن هم درون و یا بیرون Subnet مسیریابی کند.

در واقع این احتمال وجود دارد که Subnet‌ های متفاوت به صورت طرح‌های مختلف آدرس دهی کند و یا اینکه یک نوع ناسازگاری‌هایی از آدرس دهی داشته باشد. همین‌ امر نیز در مورد پروتکل‌ها وجود دارد و به عبارتی بهتر دو نوع Subnet مختلف می‌توانند بر روی انواع مختلفی از پروتکل‌ها عمل کنند و  احتمال ناسازگاری در آن‌ها نیز وجود دارد. لایه شبکه همانند هر لایه دیگر در OSI وظیفه خاص و مهمی برعهده دارد. در واقع می‌توان به این امر اشاره کرد که لایه شبکه وظایفی از جمله یافتن مسیر مبدا تا مقصد و نگاشتن طرح آدرس ها را دارد.

کارکردهای لایه شبکه

همان طور که به آن اشاره کردیم، دستگاه‌های موجود در لایه شبکه دارای وظیفه اصلی مسیریابی هستند. در واقع مسیریابی می‌تواند وظایف مختلفی داشته باشد اما به طور کلی یک هدف کلی را دنبال می‌کند. از جمله وظایف این لایه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

  •  آدرس‌ دهی دستگاه‌ها و شبکه‌ها
  •  پر کردن جدول مسیریابی و یا مسیریابی استاتیک
  •  لیست کردن داده‌های ورودی و خروجی و پس از آن ارسال کردن آن‌ها براساس کیفیت 
  •  شبکه‌ بندی متقابل بین دو subnet مختلف
  •  تحویل بسته‌ها به مقصد مورد نظر به بهترین نحو ممکن
  • ایجاد سازوکار مبتنی بر اتصال و بدون اتصال

قابلیت‌های لایه شبکه

لایه شبکه با دقت به عملکرد استاندارد خود ممکن است قابلیت‌های متنوعی را نیز ارائه دهد که در ادامه به آن اشاره کرده ایم :

  • کیفیت مدیریت سرویس
  • متعادل‌ سازی بار و مدیریت کردن لینک
  • امنیت لازم
  • ایجاد ارتباطات متقابل پروتکل‌ها و subnet های متفاوت با انواع طرح‌ها
  • طراحی کردن شبکه منطقی متفاوت بر روی یک طراحی شبکه فیزیکی

نتیجه گیری

در این مقاله سعی بر آن بود که شما را با لایه شبکه آشنا کنیم. این لایه همان طور که به آن اشاره کردیم دارای وظایف مختلفی است که برای یک هدف واحد و مشخص انجام می‌شود. از جمله وظایف این لایه می‌توان به مواردی همانند روتینگ، پاسخ به سوالات متعددی همانند چگونگی ارتباط برقرار کردن سیستم های موجود در سگمنت‌های متفاوت شبکه اشاره کرد.

به این مقاله امتیاز دهید!

میانگین امتیاز 0 / 5. تعداد رأی ها : 0

هنوز هیچ رأیی داده نشده. اولین نفر باشید!

اشتراک گذاری اشتراک گذاری در تلگرام اشتراک گذاری در لینکدین اشتراک گذاری در ایکس کپی کردن لینک پست

و در ادامه بخوانید

اولین دیدگاه را اضافه کنید.

برچسب ها

OSI