نحوه ارسال داده ها به شبكه

در اين درس چه مي آموزيد؟
اين درس مفاهيم بسته هاي اطلاعاتي را به عنوان اجزاء اصلي ارتباطات شبكه شرح داده و به شما يك ديد كلي در مورد مطالب زير مي دهد:
ـ نقش و اهميت بسته هاي اطلاعاتي در ارتباطات شبكه

ـ بخشهاي اصلي يك بسته اطلاعاتي
ـ منشأ و آرايش بسته هاي اطلاعاتي
ـ نحوه ارسال و دريافت بسته هاي اطلاعاتي
ـ نحوه اتصال بسته هاي اطلاعاتي به يكديگر جهت تكميل ارسال داده ها

هدفها :
در پايان اين درس شما مي توانيد:
ـ واژه بسته اطلاعاتي و وظيفه آن را تعريف كنيد و اجزاء آن را نام ببريد.
ـ وظيفه و محتويات هر يك از اجزاء بسته اطلاعاتي شامل: هدر، داده ها و تريلر را شرح دهيد.
ـ نحوه ارسال بسته هاي اطلاعاتي را در طول شبكه شرح دهيد.
اين درس حدود ۳۵ دقيقه طول مي كشد.
وظيفه بسته هاي اطلاعاتي در ارتباطات شبكه :
داده ها اغلب به صورت فايل هاي بزرگ هستند. اگر كامپيوتري در يك لحظه بسته اطلاعاتي بزرگي را در كابل قرار دهد، شبكه براي مدتي نمي تواند كار كند و به دو دليل كند خواهد شد.

اول آنكه، كابل به دليل ورود حجم زيادي از داده ها در آن به شدت اشغال مي شود و براي مدتي امكان ارتباط غيرممكن خواهد شد.
دليل دوم اينكه شبكه بلوك هاي بزرگ داده را به بسته هاي كوچكتر تقسيم مي كند، بدين علت كه اگر هنگام انتقافل اشكالي رخ داد، فقط يك بسته اطلاعاتي كوچك آسيب مي بيند و تنها همان بسته بايد دوباره ارسال شود نه تمام اطلاعات، به اين ترتيب تصحيح خطا بسيار سريعتر و آسانتر انجام خواهد شد.

براي اينكه تعداد زيادي كاربر در آن واحد بتوانند داده ها را در شبكه براحتي و به سرعت ارسال كنند، داده ها بايد به تكه هاي كوچك قابل مديريت تقسيم شوند. به اين تكه ها بسته اطلاعاتي يا قاب گفته مي شود. هر چند واژه هاي بسته اطلاعاتي و قاب به جاي يكديگر به كار مي روند، ولي بسته به نوع شبكه داراي تفاوتهايي نيز هستند. در اين درس از واژه بسته اطلاعاتي استفاده مي شود.
بسته هاي اطلاعاتي، واحدهاي اصلي ارتباطات شبكه هستند. با تقسيم داده ها به بسته هاي اطلاعاتي، ارسال هاي مجزا سرعت مي گيرند. بدين ترتيب هر يك از كامپيوترهاي شبكه شانس بيشتري براي ارسال و دريافت داده ها خواهد داشت. بسته هاي اطلاعاتي در كامپيوتر مقصد (گيرنده) جمع آوري و به ترتيب سرهم مي شوند تا به فرم اوليه داده ها بازگردند.

سيستم عامل كامپيوتر فرستنده هنگامي كه داده ها را به بسته هاي اطلاعاتي تقسيم مي كند، به هر بسته از داده ها يك سري اطلاعات كنترلي اضافه مي نمايد.
بدين ترتيب اين امكان فراهم مي گردد كه:
ـ داده هاي اوليه به صورت تكه هاي كوچك ارسال شوند.
ـ داده ها در كامپيوتر گيرنده به ترتيب مناسب جمع آوري و سرهم شوند.
ـ داده ها بعد از گردآوري به منظور خطايابي، كنترل شوند.

ساختار بسته هاي اطلاعاتي :
بسته هاي اطلاعاتي مي توانند شامل انواع داده ها به قرار زير باشند:
ـ اطلاعاتي مانند پيغامها يا پرونده ها
ـ فرمانها و برخي از اطلاعات كنترلي كامپيوتر مانند درخواست سرويس
ـ كدهاي كنترلي مانند كدهاي تصحيح خطا كه ارسال مجدد بسته بسته را خاطرنشان مي سازند.

اجزاء بسته هاي اطلاعاتي :
به طور كلي بسته هاي اطلاعاتي داراي اجزاء معين زير هستند:
ـ يك آدرس منبع كه كامپيوتر فرستنده را مشخص مي كند.
ـ داده اي كه قرار است ارسال شود.
ـ يك آدرس مقصد كه كامپيوتر گيرنده را مشخص مي كند.
ـ دستوراتي كه به اجزاء شبكه مي گويند چگونه داده ها را عبور دهند.

ـ اطلاعاتي كه به كامپيوتر گيرنده مي گويد چگونه بسته هاي اطلاعاتي را گردآوري كند تا داده اوليه به طور كامل بازسازي شود.
ـ اطلاعات كنترل خطا كه صحت داده هاي رسيده را تضمين مي كند.
اين اجزاء در ۳ بخش گروه بندي مي شوند: هدر، داده ها و تريلر.

هدر :
هدر هر بسته اطلاعاتي تشكيل شده است از:
ـ يك سيگنال هشدار دهنده براي اعلام اينكه بسته اطلاعاتي در حال ارسال است.
ـ آدرس مبدأ
ـ آدرس مقصد
ـ اطلاعات ساعت براي سنكرون كردن عمل ارسال
داده ها :
اين بخش شامل همان داده هايي است كه بايد فرستاده شوند. بخش داده ها در بسته اطلاعاتي با توجه به نوع شبكه مي تواند اندازه هاي مختلف داشته باشد. اين بخش در اكثر شبكه ها داراي اندازه اي بين ۵۱۲ بايت (۰٫۵ k) تا ۴ كيلوبايت است. از آنجا كه اندازه اكثر داده هاي ارسالي بيش از k4 است، بنابراين داده ها بايد به تكه هاي كوچكتري تقسيم شوند تا به صورت بسته هاي اطلاعاتي ارسال گردند. به عنوان مثال براي ارسال يك فايل بزرگ، آن فايل بايد به بسته هاي اطلاعاتي متعددي تقسيم شود.

تريلر :
محتواي دقيق بخش تريلر به روش ارتباطي يا نوع پروتكل بستگي دارد. اما در اغلب اوقات اين بخش شامل اطلاعات كمترل خطا به نام CRC مي باشد. CRC عددي است كه با يك محاسبة رياضي روي بسته اطلاعاتي در مبدأ به دست مي آيد. اين محاسبه بعد از رسيدن بسته اطلاعاتي به مقصد دوباره انجام مي شود. اگر نتايج به دست آمده در مبدأ و مقصد يكسان باشند، بدين معناست كه داده هاي درون بسته اطلاعاتي طي انتقال، صحت خود را حفظ كرده اند. بالعكس اگر اين نتايج يكسان نباشند، بدين مفهوم است كه داده ها طي انتقال تغيير كرده اند. در اين حالت روتين CRC به كامپيوتر مبدأ مي گويد كه داده هاي موردنظر را دوباره ارسال كند.

بسته هاي اطلاعاتي در شبكه هاي مختلف داراي قالب بندي هاي متفاوت و بالطبع داراي اندازه هاي گوناگون مي باشند. با توجه به حدود اندازه هر بسته اطلاعاتي مي توان تعيين كرد كه سيستم عامل شبكه چه تعداد بسته اطلاعاتي براي ارسال يك قطعه بزرگ اطلاعاتي ايجاد خواهد كرد.

ايجاد بسته هاي اطلاعاتي :
روند ايجاد يك بسته اطلاعاتي از لاية برنامه كاربردي (محل توليد داده ها) در مدل OSI آغاز
مي شود.
ارسال اطلاعات از لايه برنامه كاربردي آغاز مي شود و از هفت لاية مدل OSI پايين مي آيد. طي عبور از هر لايه، اطلاعاتي توسط آن لايه به داده ها اضافه مي شود. اين اطلاعات مربوط به لاية متناظر با لاية جاري در كامپيوتر گيرنده است. به عنوان مثال اطلاعاتي كه در لاية اتصال داده ها در كامپيوتر فرستنده به بسته اطلاعاتي اضافه مي شود، در كامپيوتر گيرنده در لاية متناظر با همين لايه خوانده خواهد شد.

در لاية انتقال، بلوك اوليه داده ها به بسته هاي اطلاعاتي تقسيم مي شود. ساختار بسته هاي اطلاعاتي توسط پروتكل مورد استفاده كامپيوترهاي فرستنده و گيرنده تعريف مي شود. با عبور بسته اطلاعاتي از لاية انتقال، اطلاعاتي به آن اضافه مي شود كه اين اطلاعات كامپيوتر گيرنده را در بازسازي داده ها از طريق گردآوري بسته هاي اطلاعاتي ياري خواهد كرد. در نهايت زماني كه بسته هاي اطلاعاتي از لاية فيزيكي عبور كرده و وارد كابل مي شوند، داراي اطلاعات ضميمه شده از شش لايه هستند.

آدرس دهي بسته اطلاعاتي :
اغلب بسته هاي اطلاعاتي در شبكه براي يك كامپيوتر خاص آدرس دهي شده اند، با اين هدف كه تنها توجه يك كامپيوتر را جلب كنند. هر كارت شبكه به كليه بسته هاي اطلاعاتي كه در كابل جاري هستند توجه مي كند، اما تنها هنگامي كامپيوتر را باخبر مي كند كه آدرس بسته اطلاعاتي با آدرس منحصر به فرد كارت كامپيوتر مزبور يكسان باشد. در شبكه مي توان از روش آدرس دهي مخابره اي نيز استفاده كرد. بسته هاي اطلاعاتي كه به اين روش آدرس دهي شده اند، بعد از ارسال به طور همزمان توجه تمامي كامپيوترهاي شبكه را جلب مي كنند.

هدايت بسته هاي اطلاعاتي :
اجزاء شبكه از اطلاعات آدرس بسته هاي اطلاعاتي براي هدايت آنها به مقصد و دور نگهداشتن بسته هاي اطلاعاتي از نقاطي كه مربوط به آنها نيستند، استفاده مي كند. دو وظيفه زير در هدايت صحيح بسته هاي اطلاعاتي نقش كليدي را ايفا مي كنند:

ـ ارسال بسته هاي اطلاعاتي :
كامپيوترها مي توانند بسته هاي اطلاعاتي را با توجه به آدرس هدر آنها به دستگاه خاصي از شبكه ارسال كنند.
ـ فيلتر كردن بسته هاي اطلاعاتي :
روند انتخاب برخي از بسته هاي اطلاعاتي از ميان بسته هاي اطلاعاتي ديگر با توجه به آدرس آنهاست.

پرسش و پاسخ :
در پرسشهاي ۱ تا ۴ جاهاي خالي را با كلمات مناسب پر كنيد و در پرسشهاي ۵ تا ۸ دور كلمه درست يا نادرست خط بكشيد.
۱ـ با تقسيم بلوك هاي بزرگ داده به ……………. ، سرعت انتقال هر يك از آنها بالا مي رود و كامپيوترهاي شبكه شانس بيشتري براي ارسال و دريافت داده ها خواهند يافت.
۲ـ روند ايجاد بسته اطلاعاتي در لايه ……………… از مدل OSI آغاز مي شود.
۳ـ بسته هاي اطلاعاتي ممكن است داراي كدهاي كنترلي مانند كدهاي تصحيح خطا باشند كه نياز به ………………… را اعلام مي كنند.
۴ـ اجزاء يك بسته اطلاعاتي در سه بخش گروه بندي مي شوند: ………………. ، داده و تريلر.
۵ـ در يك بسته اطلاعاتي هدر معمولاً شامل بخشي براي كنترل خطا به نام CRC است.

درست نادرست
۶ـ ساختار بسته هاي اطلاعاتي توسط روش ارتباطي يا پروتكل مورد استفاده دو كامپيوتر تعريف مي شود. درست نادرست
۷ـ هر كارت شبكه كليه بسته هاي اطلاعاتي موجود در كابل را بررسي مي كند، اما تنها هنگامي به كامپيوتر وقفه اي ارسال مي كند كه آدرس بسته اطلاعاتي با آدرس منحصر به فرد كارت كامپيوتر مزبور يكسان باشد.
درست نادرست درست نادرست