به منظور شناخت مناسب نحوه عملکرد پروتکل در شبکه می بايست با برخی از مدل های رايج شبکه که معماری شبکه را تشريح می نمايند، آشنا گرديد. مدل OSI )Open Systems Interconnection) يک مرجع مناسب در اين زمينه است . اين مدل در سال 1984 توسط ISO ( يک سازمان بين المللی استاندارد سازی با بيش از 130 عضو) ارائه گرديد. در مدل فوق از هفت لايه برای تشريح فرآيندهای مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. هريک از لايه ها مسيوليت انجام عمليات خاصی را برعهده دارند.. مدل OSI به عنوان يک مرجع و راهنما برای شناخت عمليات مربوط به ارتباطات استفاده می گردد. به منظور آشنا ئی با نحوه عملکرد يک شبکه ، مطالعه مدل فوق، مفيد می باشد. شکل زير هفت لايه مدل OSI را نشان می دهد.
ارسال و دريافت اطلاعات از طريق لايه های مربوطه در کامپيوترهای فرستنده و گيرنده انجام خواهد شد. داده ها توسط يک برنامه و توسط کاربر توليد خواهند شد ( نظير يک پيام الکترونيکی ) .شروع ارسال داده ها از لايه Application است . در ادامه و با حرکت به سمت پايين، در هر لايه عمليات مربوطه انجام و داده هائی به بسته های اطلاعاتی اضافه خواهد شد. در آخرين لايه ( لايه فيزيکی ) با توجه به محيط انتقال استفاده شده ، داده ها به سيگنالهای الکتريکی، پالس هائی از نور و يا سيگنالهای راديوئی تبديل و از طريق کابل و يا هوا برای کامپيوتر مقصد ارسال خواهند شد. پس از دريافت داده در کامپيوتر مقصد ، عمليات مورد نظر (معکوس عمليات ارسال ) توسط هر يک از لايه ها انجام و در نهايت با رسيدن داده به لايه Application و بکمک يک برنامه، امکان استفاده از اطلاعات ارسالی فراهم خواهد شد. شکل زير نحوه انجام فرآيند فوق را نشان می دهد.
لايه های OSI
همانگونه که اشاره گرديد مدل OSI از هفت لايه متفاوت تشکيل شده است . در ادامه عملکرد هر لايه تشريح می گردد:
-
لايه هفت ( Application) . اين لايه با سيستم عامل و يا برنامه های کاربردی ارتباط دارد. کاربران با استفاده از نرم افزارهای کاربردی متفاوت قادر به انجام عمليات مرتبط با شبکه خواهند بود. مثلا" کاربران می توانند اقدام به ارسال فايل خواندن پيام ارسال پيام و ... نمايند.
-
لايه شش ( Presentation) . لايه فوق داده های مورد نظر خود را از لايه Application اخذ و آنها را بگونه ای تبديل خواهد کرد که توسط ساير لايه ها قابل استفاده باشد.
-
لايه پنج ( Session) . لايه فوق مسئول ايجاد ، پشتيبانی و ارتباطات مربوطه با دستگاه دريافت کننده اطلاعات است .
-
لايه چهار ( Transport) . لايه فوق مسئول پشتيبانی کنترل جريان داده ها و و بررسی خطاء و بازيابی اطلاعات بين دستگاه های متفاوت است . کنترل جريان داده ها ، بدين معنی است که لايه فوق در صورتی که اطلاعاتی از چندين برنامه ارسال شده باشد ، داده های مربوطه به هر برنامه را به يک stream آماده تبديل تا در اختيار شبکه فيزيکی قرار داده شوند.
-
لايه سه ( Network) . در لايه فوق روش ارسال داده ها برای دستگاه گيرنده تعيين خواهد شد. پروتکل های منطقی ، روتينگ و آدرس دهی در اين لايه انجام خواهد شد.
-
لايه دو (Data). در لايه فوق ، پروتکل های فيزيکی به داده اضافه خواهند شد. در اين لايه نوع شبکه و وضعيت بسته های اطلاعاتی (Packet) نيز تعيين می گردند.
-
لايه يک (Physical) . لايه فوق در ارتباط مستقيم با سخت افزار بوده و خصايص فيزيکی شبکه نظير : اتصالات ، ولتاژ و زمان را مشخص می نمايد.
مدل OSI بصورت يک مرجع بوده و پروتکل های پشته ای يک و يا چندين لايه از مدل فوق را ترکيب و در يک لايه پياده سازی می نمايند.
پروتکل های پشته ای
يک پروتکل پشته ای ، شامل مجموعه ای از پروتکل ها است که با يکديگر فعاليت نموده تا امکان انجام يک عمليات خاص را برای سخت افزار و يا نرم افزار فراهم نمايند. پروتکل TCP/IP نمونه ای از پروتکل های پشته ای است . پروتکل فوق از چهار لايه استفاده می نمايد.
-
لايه يک (Network Interface) . لايه فوق ، لايه های Physical و Data را ترکيب و داده های مربوط به دستگاه های موجود در يک شبکه را روت خواهد کرد.
-
لايه دو (Internet) . لايه فوق متناظر لايه Network در مدل OSI است . پروتکل اينترنت (IP) ، با استفاده از آدرس IP ( شامل يک مشخصه شبکه و يک مشخصه ميزبان ) ، آدرس دستگاه مورد نظر برای ارتباط را مشخص می نمايد.
-
لايه سه (Transport) . لايه فوق متناظر با لايه Transport در مدل OSI است . پروتکل TCP(Trnsport control protocol( در لايه فوق ايفای وظيفه می نمايد
-
لايه چهار (Application) . لايه فوق متناظر با لايه های Session,Presentation و Application در مدل OSI است. پروتکل هائی نظير FTP و SMTP در لايه فوق ايفای وظيفه می نمايند.