83e7751334cd22a33e59bf306401fc32.ppt
- Количество слайдов: 64
הצורך בתקשורת נבע ברובו מן הרצון לשתף מידע בין תחנות, כמו למשל: – DATA Ø מסמכים, תמונות, דואר אלקטרוני, קבצי סרטים, צ'יטוט ועוד. . . VIDEO Ø בזמן אמת, למשל צפייה במשחקי כדורגל בשידור חי. AUDIO Ø בזמן אמת, למשל טלפון.
בעת הקמת תקשורת בין מחשבים, המטרה הייתה העברת מידע בין שני מחשבי הקצה. לשם כך, נזקקו ליצור שפה משותפת בין שני המחשבים. שפה זו מכונה פרוטוקול תקשורת. פרוטוקול – סט של חוקים וכללים המגדיר פתרון לבעיה מסוימת ביצירת תקשורת בין תחנות קצה. הפרוטוקול מהווה שפה משותפת ליצירת תקשורת בין מחשבים.
Que? Yo entiendo solo Espanol יש בוחן פתע
כדי לחבר בין כמות הגדולה משני מחשבים נדרש להקים רשת תקשורת. קיימים שני סוגים עיקריים של רשתות, המשמשות לחיבור בין מחשבים:
רשת LAN הינה רשת תקשורת פרטית, מקומית, המוגבלת מבחינה גיאוגרפית למרחקים קצרים והמחברת בין עמדות קצה. עלות הקמת הרשת היא זולה יחסית לרשת המרחבית וקצב העברת המידע בה הינו מהיר יותר. רשת LAN
רשת WAN הינה רשת תקשורת מרחבית, המשמשת לחיבור אתרי קצה, המצויים במרחקים גדולים זה מזה. עלות הקמת הרשת היא יקרה יחסית לרשת המקומית וקצב העברת המידע בה הינו איטי יותר. רשת WAN רשת LAN
• בתשדורת מסוג Unicast המידע נשלח מתחנה אחת ליעד. • במסגרת ה- Ethernet בשדה כתובת היעד נזין את כתובת היעד, וכן גם במנה של רמה שלישית.
• תשדורת מסוג Broadcast הנה תשדורת שמוציאה תחנה מסוימת, ומיועדת לכל התחנות באותה הרשת, או במילים אחרות באותו מרחב ההפצה ה – . Broadcast Domain • בכתובות היעד )רמה שנייה ושלישית( נציין Broadcast באמצעות הדלקת כל הסיביות.
• בתשדורת מסוג , Multicast תחנה אחת משדרת לקבוצה מוגדרת מראש של תחנות. • למשל כאשר אנו מתחברים לאתר Video Stream אנו מצטרפים לקבוצה, והשרת ישדר את ה- Streaming גם אלינו. • בכתובת היעד )ברמה שלישית( תוזן כתובת כלשהי מ- Class D המשמש לצורך . Multicast
בתחילת הדרך רשתות התקשורת היו מורכבות מציוד אשר יוצר על ידי חברה אחת בלבד. דבר זה הינו בעייתי כאשר מעוניינים לשדרג את הרשת. בסוף שנות ה-07 פותח מודל הייחוס )מודל (OSI על-ידי ארגון התקינה הבין לאומי ) (ISO-International organization for standardization במטרה ליצור תקן אחיד, שעל פיו יפתחו היצרנים השונים את ציוד התקשורת.
מודל OSI מתאר את אופן מעבר המידע בין תחנה אחת לתחנה אחרת ברשת. הגישה בה המודל מטפל במידע הנה באמצעות חלוקה לרמות.
Application • • • מפחית את המורכבות יוצר סטנדרטים מבטיח טכנולוגיה אחידה מאיץ את ההתפתחות מפשט את תהליך ההבנה 7 Presentation 6 Session 5 Transport 4 Network 3 Data Link 2 Physical 1
שלושת השכבות הגבוהות במודל OSI אחראיות על האופן בו תתקשר האפליקציה בתחנות הקצה עם המשתמש ועם שאר תחנות הקצה. חשוב לזכור כי שלושת השכבות העליונות אינן עוסקות כלל בתעבורה ברשת ובהעברת מידע, ובנוסף אינן מכירות את כתובות הרשת השונות. האחריות על נושא הכתובות והתעבורה ברשת נופלת על ארבעת השכבות הנמוכות.
שלושת השכבות הגבוהות במודל OSI אחראיות על האופן בו תתקשר האפליקציה בתחנות הקצה עם המשתמש ועם שאר תחנות הקצה. חשוב לזכור כי שלושת השכבות העליונות אינן עוסקות כלל בתעבורה ברשת ובהעברת מידע, ובנוסף אינן מכירות את כתובות הרשת השונות.
האחריות על נושא הכתובות והתעבורה ברשת נופלת על ארבעת השכבות הנמוכות.
4 השכבות הנמוכות כפי שראינו באיור, עוסקות בהעברת המידע מקצה לקצה, כלומר בתקשורת בין תחנות הקצה. למען הסדר הטוב נתייחס לשכבות המודל במספור מלמטה למעלה, כלומר השכבה התחתונה – שכבה מספר 1, והשכבה העליונה שכבה מספר 7
• שכבת האפליקציה היא השכבה המהווה ממשק גישה בין המשתמש לרשת. • שכבת האפליקציה אחראית לבדוק את זמינות התקשורת לעבר הקצה השני וקובעת האם קיימים מספיק משאבים על-מנת ליצור את התקשורת. • Internet , Email Gateway , World Wide Web–WWW ). Navigation Utility (IE , Netscape
• תפקידה של שכבה זו הוא להציג את המידע לשכבת האפליקציה, כלומר לתרגם את המידע, כך שהאפליקציה תבין אותו. • התפיסה שמציגה ISO הנה: לפני שנשדר את המידע, יש להחליט כיצד הוא יוצג ורק אחר-כך לשלוח אותו. • כמובן שבצד השני נעבוד באותו קידוד, ושכבת ההצגה בצד השני תוכל לפענח את המידע בעבור שכבת האפליקציה.
• דוגמאות לסוגי קבצים להצגת תמונות וטקסט: , JPEG, TIFF . PICT • דוגמאות לסוגי קבצים להצגת סרטים ושמע: . MIDI, MPEG
• שכבה זו אחראית על הקמת שיחה מקצה לקצה, ניהולה ולבסוף ניתוק השיחה. • שכבה זו מספקת את דו השיח בין התקני התקשורת. מתאמת את התקשורת בין המערכות, ומארגנת את התקשורת באמצעות חלוקה ל 3 מצבים: Simplex o Half-Duplex o Full-Duplex o
• –Simplex צורת תקשורת בה צד אחד תמיד משדר וצד אחד תמיד קולט. • –Half-Duplex צורת תקשורת בה צד אחד משדר והשני קולט )אין שידור וקליטה בו זמנית( – לדוגמא מכשיר קשר. • –Full-Duplex צורת תקשורת בה שני הצדדים יכולים לשדר ולקלוט בו זמנית. תפקידה העיקרי של שכבת השיחה הוא לבצע הפרדה בין מידע המיועד לאפליקציות שונות.
• שכבת זו אחראית לקבל את המידע מהשכבות הגבוהות )המידע מאפליקציה( ולחלקו ל- –Segments מקטעים. • בנוסף אם נסתכל על המודל מלמטה, השכבה אחראית לקבל את מנות המידע מהשכבה השלישית, להרכיבן חזרה ל- Segment על מנת להעבירו לשכבות הגבוהות. • שכבה זו אחראית על הקמת הקשר הלוגי בין התחנות השונות.
• כשמדברים על הקמת קשר לוגי בין התחנות נתייחס לשני סוגי קשרים Connection Oriented Communication o Connectionless Oriented Communication o • בשכבת התעבורה מיושמים שני הפרוטוקולים –. TCP/UDP פרוטוקול TCP נחשב פרוטוקול –Reliable כלומר אמין, ופרוטוקול UDP הנו פרוטוקול . Unreliable
• שכבת התעבורה מבטיחה את שלמות מעבר הנתונים באמצעות ניהול בקרת זרימה, ובאמצעות אפשור הקמת קשר Reliable בין המשתמשים. • Flow control ימנע מהתחנה השולחת להעמיס על התחנה המקבלת. יש לזכור שהעמסה על תחנה מסוימת ברשת יכולה לגרום לאיבוד מידע.
• תקשורת מסוג זה נחשבת תקשורת אמינה – . Reliable • בתקשורת מסוג Connection Oriented לפני שידור המידע, על ההתקן המשדר לדאוג להקמת קשר ) (VC- Virtual Circuit עם ההתקן שעמו הוא מעוניין לתקשר. • הציוד המשדר יזום תהליך הנקרא לחיצת יד משולשת – Three . Way Handshake באמצעות לחיצת היד המשולשת, הקשר מוקם וכעת ניתן לשדר מידע. לאחר סיום השיחה יש לנתק את ה- VC שנוצר.
• • בשקף הקודם ראינו את תהליך . Three way handshake על-פי השרטוט אנו רואים כי כל תחנה מודיעה למערכת ההפעלה שלה על הקמת הקשר. לאחר מכן מערכות ההפעלה ינהלו משא ומתן ביניהן על איכות הקשר שיוקם. לבסוף הקשר מוקם.
• בתחילת התהליך התחנה אשר מעוניינת להקים את הקשר )התחנה השולחת( תשלח בקשת סנכרון לתחנה עמה היא מעוניינת להקים את הקשר )התחנה המקבלת(. • בקשת הסנכרון נקראת . Synchronize
• • לאחר מכן התחנות ינהלו ביניהן משא ומתן בנוגע לסנכרון הקשר )קצבים, Duplex וכו'(. לאחר שהמשא ומתן יסתיים התחנה המקבלת תשלח לתחנה השולחת את נתוני הסנכרון באמצעות מסגרת Synchronize נוספת. לאחר שהתחנה השולחת קיבלה את מידע הסנכרון היא תאשר את קבלתו באמצעות מסגרת Acknowledge ולאחר מכן הקשר יוקם והתחנות יוכלו להעביר מידע ביניהן.
• ישנן שתי דרכים עיקריות ליצירת תקשורת אמינה – Reliable . communication –בקרת זרימה –שליחת אישורים על קבלת מידע ושידורים חוזרים.
• בתקשורת מסוג Reliable ישנו צורך לדאוג לבקרת זרימה. • המטרה היא שכל המידע יגיע ממקור ליעד בבטחה. • במידה ותחנה שולחת תעמיס על התחנה המקבלת כך שלא תוכל לעבד את המידע ייווצר מצב של השמטת . Segments
• • לצורך בקרת זרימה פותח מנגנון חציצה – . Buffer התחנה המקבלת תאגור את המידע ב- Buffer שלה. במידה והוא מתמלא היא תודיע לתחנה השולחת שה- Buffer מלא, ושעליה להמתין עם שליחת המידע. כתוצאה, התחנה השולחת תמתין עד אשר תקבל אישור לשלוח את המידע.
• דרך נוספת בה דואגים למעבר מידע אמין – Reliable הנה באמצעות אישורים – Acknowledgments • תפקידו של ה- ACK הנו לוודא שמירה על שלמות המידע שנשלח מהמקור ליעד. • כאשר תחנה שולחת מידע מסוים לתחנת יעד בעבודה , Connection Oriented היא ממתינה לאישור קבלת המידע על -ידי מסגרת מסוג ACK שתשלח מתחנת היעד.
במידה ולא התקבל אותו ACK רלוונטי יתבצע שידור חוזר של המידע. • מכאן אנו מבינים שהשכבה האחראית על תעבורה תקינה של המידע כולל שידורים חוזרים הנה שכבת ה- . Transport • פרוטוקול TCP הנו פרוטוקול מסוג . Connection oriented
• • • שכבת הרשת Network אחראית על נושא הכתובות הלוגיות. אחראית לעקוב על מיקום ההתקנים ברשת ועל ניתוב המידע בנתיב האופטימאלי ליעד הנתב – –Router שעובד בשכבה זו מספק שירותי ניתוב ברשת. באופן עקרוני ניתן להגדיר את שכבה זו כשכבה המקשרת בין רשתות לוגיות שונות. בשכבה זו עובדים הפרוטוקולים – . IP, IPX שכבה זו מקבלת משכבת העורק את המסגרות, הופכת אותם למנות ומעבירה אותם הלאה לשכבת התעבורה
• אחראית להקמת הקשר הפיזי בין התחנות ומטפלת בגילוי שגיאות, ניהול הטופולוגיה – משטרי גישה לקו. • שכבה זו משתמשת בכתובות פיזיות )כתובות חומרה( ואחראית להעביר את המידע ממקור ליעד באותה רשת בהתאם לכתובות הפיזיות. • שכבה זו מקבלת זרם של סיביות מהשכבה הפיזית, ממירה אותו למסגרת Frame על-ידי הוספת כותרת שמכילה את הכתובות הפיזיות ומעבירה אותו הלאה לשכבת הרשת.
• • • בכיוון ההפוך מקבלת את המנות מהשכבה השלישית ובונה מהן מסגרות שישודרו לתווך באמצעות השכבה הפיזית. בשכבה זו ממומשות רשת Ethernet ורשת . Token Ring ההתקן שעובד בשכבת ה- Data-Link הנו המתג –Switch אשר תפקידו למתג את המידע בין התחנות באותה רשת מקומית – . LAN בכל פעם שמנת מידע תעזוב את הנתב היא תומר באמצעות השכבה הזו למסגרת Frame ותשודר לנתב השני או לתחנה הרלוונטית באמצעות הכתובת הפיזית. כשמדברים על בקרת שגיאות יש להבחין בין שתי מקרים – גילוי שגיאות ותיקון שגיאות.
• שכבת ה- Data Link עוסקת אך ורק בזיהוי שגיאות באמצעות שדה בקרה שנמצא בכותרת ה- . Frame • שכבה זו אינה עוסקת בתיקון השגיאות או בבקשה לשידור חוזר. • השכבה שעוסקת בנושאי שידורים חוזרים, אישורים על קבלת המידע ותיקון שגיאות הנה שכבת התעבורה – Transport בהתאם לסוג התקשורת בה עובדים ). (Connection Oriented
: מחולקת ל 2 שכבות Ethernet ברשתות Data-Link - • שכבת ה MAC - Media Access Control 802. 3 o LLC - Logical Link Control 802. 2 o
• • אחראית על האופן בו יועברו מנות המידע – Packets למדיה – כלומר לתווך. בעיקרון התווך ברשתות Ethernet הנו תווך משותף. שכבה זו אחראית לנהל את הגישה לתווך. שכבה זו מנהלת את הכתובות הפיזיות ומכאן שם הכתובת – כתובת -MAC כתובת זו צרובה על גבי כרטיס הרשת ה- –NIC Network Interface Controller ומכאן שכרטיס הרשת גם הוא ממומש ברמה השנייה. בנוסף תת שכבה זו אחראית על נושא גילוי השגיאות )לא תיקון(, ועל בקרת זרימה.
• שכבה זו מנהלת את הכתובות הפיזיות ומכאן שם הכתובת – כתובת MAC • כתובת זו צרובה על גבי כרטיס הרשת ה- Network –NIC Interface Controller ומכאן שכרטיס הרשת גם הוא ממומש ברמה השנייה. • בנוסף תת שכבה זו אחראית על נושא גילוי השגיאות )לא תיקון(, ועל בקרת זרימה.
• שכבה זו אחראית לזהות איזה מידע הגיע מהשכבה השלישית ולהרכיב ממנו את המסגרת – . Frame • כשתחנה מקבלת מסגרת מידע היא תסתכל בכותרת ה- LLC על מנת לדעת מאיזה פרוטוקול רמה שלישית הגיע המידע.
• • • השכבה הפיזית בעלת שתי תפקידים – שליחה וקבלת סיביות. הסיביות הנם ערך בינארי, כלומר סיבית יכולה להיות "0" או "1" כאשר 0 לוגי ייוצג באמצעות רמת מתח כלשהי ו 1 לוגי ייוצג באמצעות רמת מתח אחרת. ישנו שוני בין רמות המתח שבהם עובד כל ציוד, ועל השכבה הפיזית מוטל התיאום בין ההתקנים השונים. שכבה זו מקשרת בין התקן קצה להתקן תקשורת. DTE ל- Data Communication Equipment, Data ). DCE . (Terminal Equipment בשכבה זו ממומשים כל קווי ההעברה )כבלים, סיבים אופטיים( ובנוסף ממומשת הרכזת – . HUB
• המשחזר כשמו כן הוא – הוא מקבל את האות, מגביר אותו ושולח אותו לסגמנט אחר • התקן זה עובד בשכבה הראשונה של מודל –OSI השכבה הפיזית. • מכיוון שה- Repeater עובד בשכבה ראשונה הוא אינו מתייחס לכותרות של ה- Frame ולכן יכול לקשר רשתות שעובדות באותו משטר גישה. למשל לא ניתן לקשר באמצעות Repeater בין סגמנט של רשת Ethernet וסגמנט של רשת . Token Ring
• בשקף הקודם ראינו שניתן לחבר בין רשתות שמשתמשות בסוגי כבילה שונים – ומכיוון שה- Repeater עובד ברמה ראשונה הוא ידע לבצע את ההמרה הדרושה. • מכיוון שההתקן עובד בשכבה ראשונה של מודל OSI הוא אינו מבצע משטר גישה לקו שממומש בשכבה השנייה. לכן, ה- Repeater אינו מחלק את ה- Collision Domain ואת ה- . Broadcast Domain
• כלל: –כאשר אות מתפשט על התווך הוא דועך בתלות במרחק שעובר. –דעיכה זו של האות נקראת ניחות. –בשל מגבלת הניחות, ניתן לחבר עד 5 סגמנטים, באמצעות 4 -Repeater ים, אך רק לשלושה מהסגמנטים ניתן לחבר תחנות. למשל: במידה ועובדים ב- 2 10 Base כלומר גודל הסגמנט המקסימאלי הוא 581 מטרים, וניתן לחבר על פי כלל 5 -4 -3 עד 5 סגמנטים, אז אורכה המקסימאלי של הרשת יהיה – 529=581 5 X מטרים.
• • בתחילת התפתחותם של רשתות תקשורת נתונים, הטופולוגיה העיקרית בה השתמשו הייתה טופולוגית . BUS על-פי טופולוגיה זו פרסו את ה- , BUS שמומש על-ידי כבל , Coax בין כל התחנות. את התחנה היו מחברים לאותו כבל Coax באמצעות מחבר מיוחד. הדבר יצר סרבול ולפיכך, איתור התקלות היה לעיתים בעייתי.
• • הפתרון שהוצע לעבור לטופולוגית כוכב, הממומשת באמצעות רכזת – . Hub במקום שה- Bus יהיה פרוס בין כל התחנות, הוא ימומש בתוך הרכזת באמצעות מוליך. אל המוליך יפרסו הפורטים השונים. באופן עקרוני, ניתן להתייחס אל ה- HUB כאל Multiport –Repeater כלומר משחזר רב מבואות.
• כפי שניתן לראות גם הרכזת אינה מממשת משטר גישה לקו, ולכן עובדת בשכבה הפיזית של מודל השכבות. • מכאן שגם ה- HUB אינו מחלק את ה- Broadcast / Collision . Domain
• • ה- Bridge עובד ברמה שנייה של מודל , OSI מכאן ניתן ללמוד שהוא מנהל משטר גישה לקו. ה- Bridge מחלק את ה- . Collision Domain כ- Bridge יכול לתפקד מחשב בו מותקנים שתי כרטיסי רשת. כאשר כל סגמנט יחובר לכרטיס רשת. )כמובן שישנם – -Bridge ים בעלי יותר משתי פורטים כדי לחבר יותר משתי רשתות(. ה- Bridge לומד את כתובות התחנות ששידרו לו את המידע בעבור כל פורט )על פי כתובת מקור(.
1. 2. הפעל בעמדת המחשב את פקודת cmd בשורת התחל -< הפעלה. הצג את כתובת ה- IP של המחשב שלך באמצעות פקודת . ipconfig
3. רשום את כתובת ה- , IP את כתובת מסכת הרשת ואת כתובת שער ברירת המחדל. הסבר מהו תפקידן של הכתובות הללו. 4. בדוק את תווך התקשורת בין המחשב שלך לבין השרת באמצעות פקודת . ping 5. רשום את הפלט את התקבל במחשב לאחר ביצוע פקודת ה- ping והסבר את התוצאות שהתקבלו.