معرفی لایه های شبکه (مدل OSI و TCP/IP) و بررسی تفاوت ها و کاربرد های آن ها

معرفی و بررسی مدل OSI:

  مدل OSI (Open Systems Interconnection) شامل هفت لایه است که هر کدام وظایف خاصی را در ارتباطات شبکه‌ای بر عهده دارند. در ادامه، به بررسی دقیق هر لایه می‌پردازیم:

1. لایه فیزیکی (Physical Layer)

  این لایه مسئول انتقال داده‌های خام بر روی رسانه‌های فیزیکی مانند کابل‌ها و امواج رادیویی است. وظایف این لایه شامل تعیین مشخصات الکتریکی، مکانیکی و رویه‌ای است که برای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود.

2. لایه داده پیوندی (Data Link Layer)

  این لایه مسئولیت مدیریت خطا، کنترل دسترسی به رسانه و ایجاد ارتباطات بین دستگاه‌های همسایه را دارد. همچنین، این لایه داده‌ها را به قاب‌ها (frames) تقسیم می‌کند و در صورت نیاز، آنها را اصلاح می‌کند.

3. لایه شبکه (Network Layer)

  لایه شبکه وظیفه مسیریابی داده‌ها بین شبکه‌های مختلف را بر عهده دارد. این لایه بسته‌های داده را به مقصد نهایی منتقل می‌کند و از پروتکل‌هایی مانند IP (Internet Protocol) برای تعیین مسیر استفاده می‌کند.

4. لایه انتقال (Transport Layer)

  این لایه وظیفه اطمینان از تحویل صحیح و کامل داده‌ها را به عهده دارد. پروتکل‌هایی مانند TCP (Transmission Control Protocol) و UDP (User Datagram Protocol) در این لایه کار می‌کنند. TCP ارتباطات مطمئن و اتصال‌گرا را فراهم می‌کند، در حالی که UDP سریع‌تر ولی بدون اطمینان است.

5. لایه نشست (Session Layer)

  این لایه مدیریت نشست‌های ارتباطی بین دو دستگاه را انجام می‌دهد. وظایف آن شامل راه‌اندازی، نگهداری و خاتمه دادن به نشست‌های ارتباطی است. این لایه همچنین می‌تواند به مدیریت تبادل داده‌ها در طول نشست کمک کند.

6. لایه نمایش (Presentation Layer)

  این لایه مسئول تبدیل داده‌ها به فرم قابل فهم برای لایه‌های بالاتر است. وظایف آن شامل رمزنگاری، فشرده‌سازی و تبدیل فرمت‌های داده‌ای می‌باشد. به عبارت دیگر، این لایه نقش مترجم را ایفا می‌کند.

7. لایه کاربرد (Application Layer)

  این لایه نزدیک‌ترین لایه به کاربر است و خدماتی را به برنامه‌های کاربردی ارائه می‌دهد. پروتکل‌های مختلفی مانند HTTP، FTP و SMTP در این لایه قرار دارند. این لایه به کاربران و برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا با شبکه تعامل داشته باشند.

 مدل OSI به ما کمک می‌کند تا ساختار و عملکرد شبکه‌ها را به‌طور سیستماتیک درک کنیم. هر لایه وظایف خاص خود را دارد که با همکاری یکدیگر، ارتباطات شبکه‌ای را ممکن می‌سازند.

معرفی و بررسی مدل TCP/IP:

  مدل TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) به‌عنوان یکی از مدل‌های استاندارد برای ارتباطات شبکه‌ای، شامل چهار لایه است. هر لایه وظایف خاصی را بر عهده دارد که در ادامه به توضیح دقیق هر لایه می‌پردازیم:

1. لایه دسترسی به شبکه (Network Access Layer)

این لایه مسئول ارسال و دریافت داده‌ها از طریق رسانه‌های فیزیکی است. وظایف این لایه شامل:

• کنترل دسترسی به رسانه: مدیریت نحوه ارسال داده‌ها بر روی رسانه‌های فیزیکی (کابل، وای‌فای و غیره).
• تنظیمات فیزیکی: تعریف مشخصات الکتریکی و مکانیکی برای انتقال داده‌ها.
• تبدیل داده‌ها به قاب‌ها: داده‌ها را به قالب‌های خاصی (مانند فریم‌ها) تقسیم می‌کند تا از طریق شبکه ارسال شوند.

در این لایه، پروتکل‌هایی مانند Ethernet و Wi-Fi کاربرد دارند.

2. لایه اینترنت (Internet Layer)

این لایه وظیفه مسیریابی بسته‌ها بین شبکه‌های مختلف را بر عهده دارد. مهم‌ترین وظایف آن شامل:

• آدرس‌دهی: تخصیص آدرس‌های IP به دستگاه‌ها.
• مسیریابی: انتخاب بهترین مسیر برای ارسال بسته‌ها از منبع به مقصد.
• انتقال بسته‌ها: ارسال بسته‌های داده از یک دستگاه به دستگاه دیگر با استفاده از پروتکل‌های IP.

پروتکل اصلی این لایه پروتکل IP (Internet Protocol) است که در دو نسخه IPv4 و IPv6 وجود دارد.

3. لایه انتقال (Transport Layer)

لایه انتقال مسئول اطمینان از انتقال صحیح و کامل داده‌ها بین دو دستگاه است. وظایف این لایه شامل:

• مدیریت ارتباطات: ایجاد و نگهداری اتصالات بین میزبان‌ها.
• کنترل خطا: تشخیص و اصلاح خطاها در حین انتقال داده‌ها.
• تنظیم جریان داده: جلوگیری از ارسال سریع‌تر داده‌ها از آنچه که می‌تواند توسط گیرنده پردازش شود.

پروتکل‌های اصلی در این لایه عبارتند از:

• TCP (Transmission Control Protocol): پروتکلی اتصال‌گرا که اطمینان از تحویل صحیح و ترتیب داده‌ها را فراهم می‌کند.
• UDP (User Datagram Protocol): پروتکلی بدون اتصال که انتقال سریع‌تری را ارائه می‌دهد اما تضمینی برای تحویل صحیح داده‌ها ندارد.

4. لایه کاربرد (Application Layer)

این لایه نزدیک‌ترین لایه به کاربران و برنامه‌های کاربردی است. وظایف این لایه شامل:

• تعامل با برنامه‌های کاربردی: ارائه خدمات به برنامه‌های کاربردی برای تبادل داده.
• استفاده از پروتکل‌های مختلف: این لایه از پروتکل‌های مختلفی استفاده می‌کند که شامل HTTP، FTP، SMTP و DNS است.

در واقع، این لایه به کاربران و برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا به خدمات شبکه‌ای دسترسی پیدا کنند و با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

برای آشنایی بهتر با رشته شبکه و زیر شاخه های آن می توانید به لینک رو به رو مراجعه فرمایید:  https://mftabriz.com/network-it-ict/

  بررسی تفاوت ها و شباهت های لایه های مدل OSI و TCP/IP و کاربرد های آن ها:

  مدل TCP/IP به‌عنوان یک مدل عملی و کاربردی برای ارتباطات شبکه‌ای شناخته می‌شود و هر لایه وظایف خاص خود را دارد که با همکاری یکدیگر، یک ارتباط شبکه‌ای پایدار و مؤثر را فراهم می‌آورند. این مدل اساس کار اینترنت و بسیاری از شبکه‌های محلی را تشکیل می‌دهد.