لایه سه مدل OSI: لایه شبکه چیست | Network Layer

لایه شبکه، لایه سوم از مدل OSI می‌باشد. همانطور که از پست “بررسی مدل OSI” بخاطر داریم، این لایه در بالای لایه پیوند داده (Data Link) و در زیر لایه انتقال (Transport) قرار دارد.

در زیر می‌توانید دیگر مقالات مربوط به مدل OSI و لایه‌های آن را مطالعه کنید:

این لایه یک وسیله برای انتقال پَکِت‌ها از یک دستگاه به دستگاه‌های دیگر که حتی در شبکه دیگری قرار دارند می‌باشد، چراکه قابلیت مسیردهی (Routing) شامل وظایف همین لایه است.

کابرد لایه شبکه

فرض کنید شما ساکن تهران هستید و قصد سفر به اصفهان بوسیله اتومبیل شخصی خود را دارید. طبیعتا میان شهر تهران و شهر اصفهان، یک جاده مستقیم و بدون واسطه وجود ندارد! نه تنها بین تهران و اصفهان، بلکه بین اکثر شهرها در تمام دنیا! برای اینکه بتوانید به اصفهان سفر کنید، ابتدا وارد قم می‌شوید، از آنجا به کمک تابلوها به سمت کاشان می‌روید و سپس به اصفهان می‌رسید. در این بین به هر شهری که می‌رسید، بوسیله تابلوها به جاده جدید هدایت می‌شوید تا به مقصد برسید! تابلوها به شما کمک می‌کنند تا به اصفهان برسید.

ارتباطات در دنیای شبکه‌های کامپیوتری نیز تشابه زیادی به مثال اخیر دارد. برای مثال فرض کنید دو نفر در حال چت کردن با یکدیگر از طریق یک پیام‌رسان می‌باشند. بین این دو نفر چند شبکه وجود دارد که بسته‌ها باید از آن‌ها عبور کنند تا به مقصد خود برسند. در اینجا نیز باید یک سری تابلو وجود داشته باشد، تا وقتی بسته‌ها به یک شبکه رسیدند، بدانند که برای ادامه دادن به مسیر خود باید از کدام طرف حرکت کنند. عملیات اخیر تحت عنوان مسیردهی یا Routing شناخته می‌شود که مسئولیت آن به عهده لایه شبکه (Network) می‌باشد.

IP چیست و چرا به آن نیاز داریم؟

یکی از معروف‌ترین پروتکل‌های این لایه IP است که مخفف  Internet Protocol می‌باشد. وقتی یک دستگاه به یک شبکه مبتنی بر IP متصل می‌شود، کارت شبکه آن بوسیله یک IP شناخته می‌شود. چرا؟ یک مثال بزنیم!

در یک کشور، به هر یک از افراد یک کدملی یکتا اختصاص داده می‌شود. چرا؟ چون با این روش تمامی افراد یک کشور از یک دیگر متمایز می‌شوند. خوب مگر افراد اسم ندارند؟ چرا از همان اسم استفاده نمی‌کنیم؟ بله هر یک از افراد اسم دارند، اما بسیاری از افراد اسم مشابه دارند! برای مثال در ایران تعداد زیادی آدم وجود دارد که نام آن‌ها دقیقا مثل هم است. بخاطر همین اگر این دو شخص برای مثال بخواهند در کنکور شرکت کنند، بجای اینکه با نام‌هایشان سنجیده شوند و اطلاعاشان مخلوط شود، با کدملی خود شناخته می‌شوند که یک عدد یکتا می‌باشد.

در شبکه نیز چنین تعابیر و مشکلاتی وجود دارد. تعداد زیادی کامپیوتر در سراسر اینترنت وجود دارد که برای مثال همگی ویندوزی هستند و از کارت شبکه اینتل استفاده می‌کنند. پس این‌ها نمی‌تواند معیار خوبی برای شناسایی دستگاه‌ها در سطح اینترنت باشد چرا که تشخیص سیستم‌ها از یکدیگر غیرممکن می‌شود. راه‌حل این مساله نیز در لایه شبکه گنجانده شده است. استفاده از پروتکل IP. بدین‌ترتیب به هر دستگاه در فضای عمومی اینترنت یک آدرس IP اختصاص داده می‌شود که یکتاست. از این به بعد شناسایی این دستگاه بوسیله این IP صورت می‌گیرد.

البته پروتکل‌های بسیار زیادی در لایه شبکه قرار می‌گیرند. از معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• IP

• EGP

• EIGRP

• ICMP

• IGMP

• IPSec

• IPv4/IPv6

• IPX

• OSPF

• RIP

احتمالا بسیاری از این پروتکل‌ها را تحت عنوان پروتکل مسیریابی در مباحث شبکه‌ای استفاده کرده‌اید.

پکت در لایه شبکه

از کلمه پکت (Packet) در زمینه‌های مختلفی استفاده می‌شود. در عین حال به بسته‌هایی که خروجی لایه شبکه می‌باشند نیز پکت می‌گویند.

لایه شبکه، خروجی لایه بالاسری خود یعنی لایه انتقال را دریافت می‌کند و با اضافه کردن یک سری اطلاعات، یک Packet تولید می‌کند. برای مثال آدرس IP فرستنده و گیرنده بسته‌ها در این مرحله به اطلاعات چسبانده می‌شود. پس از آماده شدن پکت‌ها، به لایه پایینی یعنی پیوند داده ارسال می‌شوند.