مدل های شبکه های کامپیوتری

مدل های شبکه های کامپیوتری

طراحی و ساخت یک زیر سیستم ارتباطی یک بخش پیچیده سخت افزاری و نرم افزاری است. تلاش های اولیه برای پیاده سازی نرم افزاری برای چنین زیر سیستمی هایی مبتنی بر یک برنامه واحد، پیچیده و بدون ساختار با اجزای زیاد بود. تست و آزمایش نرم افزار حاصل از این روش بسیار دشوار بود. بنابراین ISO برای برای غلبه بر این مشکل یک رویکرد لایه ای ایجاد کرد. در این رویکرد مفهوم شبکه به چندین لایه تقسیم می شود و هر لایه به صورت جداگانه وظایف مربوط به خودش را بدون وابستگی به لایه دیگر انجام می دهد.

معماری لایه ای

• هدف اصلی معماری لایه ای، تقسیم کردن طرح به قطعات کوچک است.
• هر لایه پایینی سرویس خود را به لایه بالاتر اضافه می کند تا مجموعه کاملی از سرویس ها را برای مدیریت ارتباطات و اجرای برنامه ها ارائه دهد.
• استقلال بین لایه ها را با ارائه خدمات از لایه پایین تر به بالاتر بدون تعریف نحوه پیاده سازی خدمات تضمین می‌کند. بنابراین، هر گونه تغییر در یک لایه تاثیری بر لایه های دیگر نخواهد داشت.
• تعداد لایه ها، توابع و محتویات هر لایه از شبکه ای به شبکه دیگر متفاوت است. با این حال هدف هر لایه ارائه سرویس مورد نظر از لایه پایین تر به لایه بالا تر و پنهان سازی جزئیات از نحوه پیاده سازی سرویس ها است.
• عناصر تشکیل دهنده معماری لایه ای سرویس ها، پروتکل ها و رابط ها هستند.
  • سرویس ها: مجموعه ای از اعمال که یک لایه به لایه بالا تر ارائه می دهد.
  • پروتکل: مجموعه ای از قوانین که یک لایه به منظور تبادل داده با موجودیت همتا استفاده می کند. عمدتاً این قوانین مربوط به محتوا و ترتیب پیام های استفاده شده هستند.
  • رابط ها: روشی را که از طریق آن پیام از یک لایه به لایه دیگر منتقل می شود را تعریف می کند.
• در معماری لایه ای، لایه n در یک ماشین با لایه n در ماشین دیگر ارتباط برقرار می کند و قوانین مورد استفاده برای برقراری این ارتباط به عنوان پروتکل شناخته می شوند. در شکل زیر می توانید نمونه ای از یک معماری پنج لایه را مشاهده کنید.

• در معماری لایه ای، هیچ داده ای از لایه n در یک ماشین به لایه n در ماشین دیگر منتقل نمی شود. در عوض هر لایه داده دریافتی را فورا به لایه پاینی منتقل می کند تا زمانی که به پایین ترین لایه برسد.
• پایین ترین لایه، لایه رسانه فیزیکی است که ارتباط واقعی از طریق آن انجام می شود.
• در معماری لایه ای، وظایف غیر قابل مدیریت به چندین وظیفه کوچک و قابل مدیریت تقسیم می شوند.
• مجموعه ای از لایه ها و پروتکل ها به عنوان معماری شبکه شناخته می شود.

چرا به معماری لایه ای نیاز داریم؟

استفاده از معماری لایه ای مزایای زیر را دارد.

• رویکرد تقسیم و غلبه (Divide-and-conquer): این رویکرد پیچیدگی طراحی شبکه را با تقسیم وظایف غیرقابل مدیریت به وظایف کوچک قابل مدیریت، کاهش می دهد.
• ماژولار بودن (Modularity): این قابلیت باعث می شود تا لایه های مختلف یه یک دیگر وابسته نباشند.
• آسان برای تغییر: از آن جا که در این معماری لایه ها به هم وابسته نیستند، ایجاد تغییر یا جایگزین سازی یک لایه با لایه جدید آسان است.
• آسان برای تست: هر لایه از معماری لایه ای را می توان به صورت جداگانه تجزیه و تحلیل و آزمایش کرد.