1. מודל OSI ו- TCP/IP בהצלחה לימודים מהנים אלחי אפרת האקדמיה של סיסקו ישראל

2. מהלך שיעור מבנה ותפקיד מודל ה – OSI פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
התקני LAN

3. מבנה ותפקיד מודל OSI תקינה וחברות תקינה חלוקה לרמות
אריזת נתונים – Encapsulation

4. תקינה וחברות תקינה מהו סטנדרט ?
מבנה ותפקיד מודל OSI
תקינה וחברות תקינה
מהו סטנדרט ?
בתחילת הדרך רשתות התקשורת היו מורכבות מציוד שיוצר על-ידי חברה אחת בלבד. בעייתי כאשר מעוניינים לשדרג את הרשת.
בסוף שנות ה-70 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.

5. מבנה ותפקיד מודל OSI
תקינה וחברות תקינה
מודל OSI מתאר את אופן מעבר המידע בין תחנה אחת לתחנה אחרת ברשת. הגישה בה המודל מטפל במידע הנה באמצעות חלוקה לרמות.

6. חלוקה לרמות - ייתרונות מפחית את המורכבות יוצר סטנדרטים
מבנה ותפקיד מודל OSI
חלוקה לרמות - ייתרונות
מפחית את המורכבות
יוצר סטנדרטים
מבטיח טכנולוגיה אחידה
מאיץ את ההתפתחות
מפשט את תהליך ההבנה
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical 7 6 5 4 3 2 1

7. חלוקה לרמות – השכבות הגבוהות
מבנה ותפקיד מודל OSI
חלוקה לרמות – השכבות הגבוהות

8. חלוקה לרמות – השכבות הגבוהות
מבנה ותפקיד מודל OSI
חלוקה לרמות – השכבות הגבוהות
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.

9. חלוקה לרמות – השכבות הנמוכות
מבנה ותפקיד מודל OSI
חלוקה לרמות – השכבות הנמוכות

10. חלוקה לרמות – השכבות הנמוכות
מבנה ותפקיד מודל OSI
חלוקה לרמות – השכבות הנמוכות
4 השכבות הנמוכות כפי שראינו באיור הקודם, 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

11. שכבת האפליקציה– Application Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת האפליקציה– Application Layer
שכבת האפליקציה זו 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.
WWW – World Wide Web, Gateway, Internet Navigation Utility (IE ,Netscape).

12. שכבת הייצוג– Presentation Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת הייצוג– Presentation Layer
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.

13. שכבת הייצוג– Presentation Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת הייצוג– Presentation Layer
דוגמאות לסוגי קבצים להצגת תמונות וטקסט: JPEG, TIFF, PICT.
דוגמאות לסוגי קבצים להצגת סרטים ושמע: MIDI, MPEG.

14. שכבת השיחה– Session Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת השיחה– Session Layer
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
Half-Duplex
Full-Duplex

15. שכבת השיחה– Session Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת השיחה– Session Layer
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 שמיועד לאפליקציות שונות.

16. שכבת התעבורה– Traonsport Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת התעבורה– Traonsport Layer
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.

17. שכבת התעבורה– Traonsport Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת התעבורה– Traonsport Layer
כשמדברים על הקמת קשר לוגי בין התחנות נתייחס לשני סוגי קשרים
Connection Oriented Communication
Connectionless Oriented Communication
בשכבת התעבורה מיושמים שני הפרוטוקולים – TCP/UDP. פרוטוקול TCP נחשב פרוטוקול Reliable – כלומר אמין, ופרוטוקול UDP הנו פרוטוקול Unreliable.

18. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה
בקרת זרימה
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.

19. Connection Oriented Communication
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה
Connection Oriented Communication
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.

20. Connection Oriented Communication
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה
Connection Oriented Communication
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.

21. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
Three way handshake

22. Three way handshake בשקף הקודם ראינו את תהליך Three way handshake.
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
Three way handshake
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.

23. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
Three way handshake
בתחילת התהליך התחנה שמעוניינת להקים את הקשר, התחנה השולחת, תשלח בקשת סנכרון לתחנה עמה היא מעונינת להקים את הקשר, התחנה המקבלת.
בקשת הסנכרון נקראת Synchronize.

24. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
Three way handshake
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.

25. דרכים ליצירת תקשורת אמינה
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
דרכים ליצירת תקשורת אמינה
ישנם שני דרכים עיקריות ליצירת תקשורת אמינה – Reliable communication.
בקרת זרימה
שליחת אישורים על קבלת מידע ושידורים חוזרים.

26. בקרת זרימה בתקשורת מסוג Reliable ישנו צורך לדאוג לבקרת זרימה.
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
בקרת זרימה
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.

27. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
בקרת זרימה

28. בקרת זרימה לצורך בקרת זרימה פותח מנגנון חציצה – Buffer.
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
בקרת זרימה
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.

29. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
שליחת אישורים
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.

30. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה – CO.
שליחת אישורים
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.

31. Connectionless Oriented Communication
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת התעבורה
Connectionless Oriented Communication
תקשורת מסוג זה נחשבת בלתי אמינה – Unreliable.
בתקשורת מסוג זה לא נדרש להקים קשר לפני שידור המידע, אלא המידע ישלח ישירות מהתחנה השולחת לתחנת היעד.
בנוסף אין בקרת זרימה, אין שידורים חוזרים, אין המתנה למסגרות מסוג ACK.
פרוטוקול UDP הנו פרוטוקול מסוג Connectionless oriented.

32. שכבת הרשת– Network Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת הרשת– Network Layer
שכבת הרשת Network אחראית על נושא הכתובות הלוגיות.
אחראית לעקוב על מיקום ההתקנים ברשת ועל ניתוב המידע בנתיב האופטימלי ליעד
הנתב – Router – שעובד בשכבה זו מספק שירותי ניתוב ברשת.

33. שכבת הרשת– Network Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת הרשת– Network Layer
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

34. שכבת העורק– Data Link Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת העורק– Data Link Layer
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.

35. שכבת העורק– Data Link Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת העורק– Data Link Layer
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.

36. שכבת העורק– Data Link Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת העורק– Data Link Layer
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.

37. שכבת העורק– Data Link Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת העורק– Data Link Layer
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).

38. שכבת העורק– Data Link Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
שכבת העורק– Data Link Layer
שכבת ה- Data-Link ברשתות Ethernet מחולקת ל 2 שכבות:
MAC - Media Access Control 802.3
LLC - Logical Link Control 802.2

39. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת העורק
Media Access Control 802.3
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 השניה. בנוסף תת שכבה זו אחראית על נושא גילוי השגיאות (לא תיקון), ועל בקרת זרימה.

40. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת העורק
Media Access Control 802.3
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 השניה.
בנוסף תת שכבה זו אחראית על נושא גילוי השגיאות (לא תיקון), ועל בקרת זרימה.

41. מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות – שכבת העורק
Logical Link Control 802.2
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.

42. השכבה הפיזית– Physical Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
השכבה הפיזית– Physical Layer
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.

43. השכבה הפיזית– Physical Layer
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
השכבה הפיזית– Physical Layer
שכבה זו מקשרת בין התקן קצה להתקן תקשורת.
DTE ל- DCE. (Data Communication Equipment, Data Terminal Equipment).
בשכבה זו ממומשים כל קווי ההעברה (כבלים, סיבים אופטיים) ובנוסף ממומשת הרכזת – HUB.

44. מבנה ותפקיד מודל OSI
חלוקה לרמות
יש לשים לב – למען הסדר הטוב, אנו תמיד נתייחס למספור השכבות מלמטה למעלה.
השכבה הפיזית היא שכבה מספר אחת, שכבת העורק – שכבה מספר שתיים וכך הלאה עד לשכבת האפליקציה השכבה השביעית.
דרך קלה לזכור את כל השכבות הנה באמצעות המשפט –
All People Seems To Need Data Processing – כאשר אות ראשונה בכל מילה מייצגת שכבה.

45. אופן ייצוג המידע בכל שכבה
מבנה ותפקיד מודל OSI – חלוקה לרמות
אופן ייצוג המידע בכל שכבה

46. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical

47. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Header
Data
Presentation
Header
Data
Session
Header
Data

48. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Header
Data
Presentation
Header
Data
Session
Header
Data
Transport
Header
Data

49. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Header
Data
Presentation
Header
Data
Session
Header
Data
Transport
Header
Data
Network
Header
Data

50. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Header
Data
Presentation
Header
Data
Session
Header
Data
Transport
Header
Data
Network
Header
Data
Frame
Header
Data

51. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Header
Data
Presentation
Header
Data
Session
Header
Data
Transport
Header
Data
Network
Header
Data
Frame
Header
Data

52. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
בכל תחנת קצה ברשת ממומשים כל שבעת השכבות במודל OSI.
כאשר תחנה מעונינת לשלוח מידע לתחנה אחרת המידע יורד בכל השכבות במודל עד שמגיע לתווך.
כל שכבה תוסיף למידע המקורי כותרת כלשהי שתשמש את השכבה המקבילה לה במודל של תחנת היעד או של תחנות הביניים שבהם המידע עובר.

53. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
התהליך שבו המידע נעטף בכותרות של כל שכבה נקרא Encapsulation.
התהליך מתחיל בכך ששכבת ה- Application מייצרת מידע אותו נדרש להעביר לתחנה אחרת ברשת.
על המידע הזה מוסיפה שכבת ה- Presentation מידע לגבי דרך ייצוג המידע, על מנת שהאפליקציה בתחנת היעד תוכל לפענח את המידע.
לאחר מכן על המידע הזה מוסיפה שכבת ה- Session את המידע שלה המשמש להפרדת המידע של האפליקציה הנוכחית משאר המידע שנע ברשת.

54. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
בנוסף תוסיף שכבת ה- Transport את המידע שלה (TCP/UDP וכו').
שכבת הרשת תוסיף את הכותרת שלה שמכילה בין השאר את הכתובות הלוגיות (IP).
על כל אלו תתווסף הכותרת של שכבת ה- Data-Link שתכיל את הכתובות הפיזיות (MAC) בנוסף לשדה גילוי שגיאות.

55. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
בסופו של דבר שכבת ה- Physical תמיר את כל המידע לזרם של סיביות שיועבר על גבי התווך לתחנת היעד.
בתחנת היעד יתרחש תהליך הפוך הנקרא Decapsulation.
בתהליך זה כל שכבה תקלף את המידע הרלוונטי לה שהגיע מהשכבה המקבילה בתחנת המקור.
כך בכל השכבות עד אשר האפליקציה תקבל את המידע הרלוונטי אליה שנשלח מתחנת המקור.

56. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation

57. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
כפי שניתן לראות באיור, המידע המקורי נעטף בכל שכבה, כך שה- Data של כל שכבה מכילה את ה- Data וה- Header של כל שכבה שמעליה.
למשל ניתן לומר שבתוך ה- Data של ה- Frame ישנו ה- Packet מהשכבה השלישית שבתוכה קיים ה- Segment של שכבה רביעית וכן הלאה וכן הלאה.
באיור זה אנו יכולים לראות בנוסף גם את העובדה שהמידע המקורי שאנו רוצים לשדר משתנה ובכך בפועל אנו משדרים יותר מידע משרצינו.

58. אריזת נתונים - Encapsulation
מבנה ותפקיד מודל OSI
אריזת נתונים - Encapsulation
למידע שנוסף כלומר לכותרות (Header) אנו קוראים תקורה.
המטרה הנה להעביר כמה שיותר מידע בכמות תקורה נמוכה ביותר.
כאמור בכל תחנת קצה ברשת ממומשים כל שבעת השכבות של המודל, אך יש לציין שהתקני הביניים לא ימומשו כל השכבות, וזאת בהתאם לסוג ההתקן.
למשל נתב יממש את שלושת השכבות התחתונות. מתג לעומת זאת יממש רק את שתי השכבות התחתונות.

59. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
מבוא
מבנה פרוטוקול TCP/IP
השוואה למודל OSI
פרוטוקולים הממומשים בשכבות המודל

60. מבוא בשנת 1969 פותחה לראשונה רשת האינטרנט.
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
מבוא
בשנת 1969 פותחה לראשונה רשת האינטרנט.
במקור הוקמה רשת ARPNET ע"י משרד ההגנה האמריקאי וחיברה 4 אוניברסיטאות.
המטרה הייתה להקים רשת מחשבים, בעלת שרידות גבוהה שתקשר את כל מוסדות המחקר, הפיתוח והייצור הצבאיים.

61. מבוא רשת ARPNET גדלה בהתמדה והתפתחו ממנה מספר רשתות נוספות.
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
מבוא
רשת ARPNET גדלה בהתמדה והתפתחו ממנה מספר רשתות נוספות.
ריבוי פלטפורמות החומרה ומערכות ההפעלה ברשת הביא למחקר על מערכות פרוטוקולים באמצע שנות ה- 70.
התוצאה הייתה פיתוח פרוטוקולי TCP/IP, שהפכו ב לפרוטוקולים תקניים ברשת.

62. מבוא רשת ARPNET גדלה בהתמדה והתפתחו ממנה מספר רשתות נוספות.
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
מבוא
רשת ARPNET גדלה בהתמדה והתפתחו ממנה מספר רשתות נוספות.
ריבוי פלטפורמות החומרה ומערכות ההפעלה ברשת הביא למחקר על מערכות פרוטוקולים באמצע שנות ה- 70.
התוצאה הייתה פיתוח פרוטוקולי TCP/IP, שהפכו ב לפרוטוקולים תקניים ברשת.

63. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
מבוא
האינטרנט כיום הוא אוסף ענק של רשתות מחשבים, הכולל רשתות אוניברסיטאות, רשתות ציבוריות ורשתות פרטיות, שהמכנה המשותף שלהן הוא שימוש בפרוטוקולי TCP/IP.
רשת זו התבססה על מודל שפיתח משרד ההגנה האמריקאי – Department of Defense

64. מבנה פרוטוקול TCP/IP DoD הנו מודל שכבתי המבוסס על מודל OSI.
שכבת האפליקציה – Process/Application layer
שכבת משתמש למשתמש – Host-to-Host layer
שכבת האינטרנט – Internet layer
שכבת הגישה לרשת – Network Access layer

65. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
השוואה למודל OSI

66. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
השוואה למודל OSI
על-פי האיור אנו יכולים לראות כי שכבת ה- Process/Application משלבת בתוכה את כל השירותים שמספקות שלוש שכבות התוכנה (השכבות הגבוהות) במודל OSI (Application Presentation, Session).
שכבה זו מגדירה פרוטוקולים לתקשורת אפליקטיבית בין קצה לקצה, וכמובן אחראית על ממשק הגישה של המשתמש לרשת.
שכבת ה- Host-to-Host מקבילה בתפקידה לשכבת ה- Transport במודל OSI

67. השוואה למודל OSI פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
שכבה זו מגדירה פרוטוקולים המשמשים לתעבורת המידע (TCP,UDP).
יצירת תעבורה אמינה ונטולת שגיאות מקצה לקצה.
שכבה זו דואגת לשלמות הנתונים.
שכבת ה- Internet מקבילה בפעולתה לשכבת Network במודל OSI.
בשכבה זו ימומשו הפרוטוקולים האחראים על ניתוב המידע ברשת.
שכבה זו מטפלת בנושא חלוקת כתובות לוגיות, כאשר במודל זה ממומשות כתובות ה- IP Address – (Internet Protocol).

68. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
השוואה למודל OSI
בתחתית מודל DoD ממוקמת שכבת ה- Network Access המקבילה לשכבות – Data Link ו- Physical במודל ה- OSI.
תפקיד השכבה לבצע את הקישור הפיזי בין התחנות
להגדיר כתובות פיזיות (MAC) ולבצע זיהוי שגיאות (ושוב חשוב להזכיר לא מדובר בתיקון שגיאות).
חשוב לציין כי כיום מכונה מודל DoD גם בשם חבילת הפרוטוקולים TCP/IP.

69. פרוטוקולים הממומשים ב- TCP/IP
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
פרוטוקולים הממומשים ב- TCP/IP

70. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
Telnet
FTP
TFTP
SMTP
SNMP
DNS
DHCP

71. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
Telnet
אפליקציה המדמה מסוף.
שימושית ככלי לתקשר בין User ל- Telnet Server.
שימוש נוסף ועיקרי לאפליקציה זו הנה לצורך התחברות מרוחקת להתקני תקשורת במטרה לבצע בהם שינויי קונפיגורציה.

72. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
FTP
פרוטוקול המשמש להעברת קבצים בין תחנות שונות ברשת.
פרוטוקול זה מאפשר ביצוע פעולות בקבצים ותיקיות כולל העברת קבצים ותיקיות ממקום למקום, שינוי שמות התיקיות וכיוצא באלה (כל אלה בכפוף להרשאות)
פרוטוקול TCP

73. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
TFTP
פרוטוקול זה כמו FTP, גם הוא משמש לצורך העברת קבצים.
בניגוד ל FTP, לפרוטוקול זה אין ממשק גראפי (כלומר לא ניתן לראות את הקבצים והתיקיות בתצורה של חלון כמו שאנו מכירים מתוכנת חלונות).
לכן, על מנת לפנות לקובץ כלשהו יש לדעת בדיוק כיצד לגשת אליו (נתיב ושם קובץ).
הבדל נוסף הנו שפרוטוקול FTP הנו Reliable ואילו TFTP הוא Unreliable. (UDP)

74. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
SMTP
פרוטוקול זה אחראי על כל נושא ה- ברשת
. הפרוטוקול משתמש בניהול תורים כשיטה להעברת הדואר האלקטרוני.
כאשר תחנה שולחת לתחנה אחרת ברשת, ה- יקלט תחילה ב- SMTP Server אשר יכניס אותו לתור ויעבירו לתחנת היעד כאשר יגיע תורו.
SMTP משמש לשליחת מייל ופרוטוקול POP3 משמש לקבלה.

75. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
SNMP
פרוטוקול זה כשמו כן הוא – מבצע בקרה מסוג Inband על כל התקני הרשת.
בקרה Inband – הכוונה לבקרה שמשולבת במידע המועבר ברשת.
פרוטוקול זה עוקב אחר ביצועי הרשת וכן יכול להתערב בביצועי הרשת..

76. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
DNS
פרוטוקול זה, תפקידו להמיר שמות דומיין לכתובת IP.
כיום כשאנו מעונינים לפנות לאתר באינטרנט אנו נציין את שם הדומיין שניתן לו . למשל
ברגע שאני מקיש בדפדפן את הכתובת הזו התחנה שלי תפיק בקשה לראות את הדף הבית של האתר שציינתי בשדה הכתובת בדפדפן.
התקני הרשת שמעבירים את הבקשה הזו לא מכירים את השמות שאנו מכנים בהם את האתרים השונים, אלא מכירים את הכתובות הלוגיות (כתובות ה- IP) שהוקצו להם.

77. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
DNS
לכן, על מנת שלא נצטרך לזכור כתובות בעלות כמות רבה של ספרת נשתמש בשרת שבו יאוכסנו שמות ה- Domain עם הכתובות המתאימות להם.
כאשר אני אקיש את הכתובת התחנה שלי תפנה ל- DNS Server המוגדר לה והוא ימיר את שם הדומיין לכתובת IP.

78. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
DHCP
פרוטוקול זה אחראי על חלוקה דינאמית של כתובות IP ברשת.
אמנם פרוטוקול זה מחלק כתובות IP הממומשות ברמה 3 במודל OSI, אך האפליקציה שמורצת על שרת ה- DHCP שיחלק את הכתובות עובדת ברמות התוכנה של המודל ולכן אנו מציינים את פרוטוקול זה בשלב זה.

79. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
DHCP
ישנן שתי שיטות לחלוקת כתובות IP לתחנות הרשת: חלוקה סטטית וחלוקה דינמית.
בחלוקה סטטית, מנהל הרשת יאלץ להגדיר פיזית בכל ההתקנים את הכתובות שלהם.
חלוקה דינמית הנה חלוקה באמצעות שרת ה- DHCP.

80. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
DHCP
פרוטוקול זה פועל באופן הבא: תחנה שזה עתה עלתה תשלח בקשת DHCP לכל התחנות ברשת.
כאשר שרת ה- DHCP יקבל את הבקשה הוא יתאים לתחנה כתובת IP (לוגית) בהתאם לכתובת הפיזית שלה.

81. Proccess Application Layer
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Proccess Application Layer
DHCP
המידע ששרת ה- DHCP ישלח לתחנה הוא:
IP address
Subnet mask
Domain name
Default gateway
DNS server

82. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Host to Host Layer
שכבה זו מורכבת משני פרוטוקולים עיקריים שעל כל אחד משניהם רוכבים הפרוטוקולים שנלמדו בשכבת ה- Process Application Layer.
Transmission Control Protocol (TCP)
User Datagram Protocol (UDP)

83. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Host to Host Layer
TCP
פרוטוקול זה לוקח בלוקים של מידע משכבות התוכנה ומחלק אותו לסגמנטים – Segments.
פרוטוקול זה אחראי למספר את כל הסגמנטים הללו על מנת שהמידע יגיע ליעדו בסדר הנכון.
הפרוטוקול מוגדר כפרוטוקול Reliable - כלומר לאחר שהפרוטוקול בצד אחד משדר את המידע, הוא יחכה לאישור ACK מצד שני. במידה ולא התקבלה הודעת אישור, הפרוטוקול ישדר את המידע בשנית.

84. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Host to Host Layer
TCP
הקשר שמוקם בתקשורת מסוג TCP הנו קשר Connection oriented
לפני שהתחנה משדרת עליה להקים קשר עם הצד השני. באמצעות תהליך Three way handshake.
במהלך תהליך זה שתי הפרוטוקולים שבקצוות מחליטים ביניהם כמה מידע ישלח לפני שהתחנה המקבלת תשלח אישור (Windowing)

85. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Host to Host Layer
UDP
פרוטוקול חסכוני יותר מפרוטוקול TCP (מבחינת התקורה).
פרוטוקול זה הנו מסוג Connectionless Oriented, Unreliable.
מכיון שפרוטוקול זה אינו אמין (לא מבוצע תיקון שגיאות) הוא שמיש יותר לסוגי תקשורת שלא דורשות רמת אמינות גבוהה.

86. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Host to Host Layer
UDP
מכיוון שלא נדרשת בפרוטוקול זה תעבורת אישורים ותעבורת שידורים חוזרים, התקורה קטנה, ולפיכך הפרוטוקול יעיל יותר.
פרוטוקול UDP גם הוא מחלק את בלוק המידע לסגמנטים, אך בניגוד לפרוטוקול TCP, UDP אינו ממספר את הסגמנטים (חסכון ברוחב פס)
האחריות לסידור המידע נופלת על האפליקציה.

87. Host to Host Layer השוואה בין UDP ל- TCP UDP TCP Unsequenced segments
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Host to Host Layer
השוואה בין UDP ל- TCP
UDP
TCP
Unsequenced segments
Sequenced segments
Unreliable
Reliable
Connectionless
Connection-oriented
Low overhead
Virtual circuit
No acknowledgments
Acknowledgments

88. Internet Layer במודל DoD ישנם שני שימושים לשכבת ה- Internet:
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Internet Layer
במודל DoD ישנם שני שימושים לשכבת ה- Internet:
ניתוב אופטימלי מהמקור ליעד.
אספקת ממשק גישה זהה לרשת לכל השכבות העליונות (בלא תלות בפרוטוקולים הרצים בשכבות העליונות). בעצם ממשק זה הנו פרוטוקול ה- IP שממומש בשכב זו. במידה ושכבה זו לא הייתה מגדירה פרוטוקול לגישה (כגון IP) על מפתחי האפליקציות היה להתאימם לכל פרוטוקול ופרוטוקול.

89. Internet Layer הפרוטוקולים הממומשים בשכבת ה- Internet:
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Internet Layer
הפרוטוקולים הממומשים בשכבת ה- Internet:
Internet Protocol (IP)
Internet Control Massage Protocol (ICMP)
Address Resolution Protocol (ARP)
Reverse Address Resolution Protocol (RARP)

90. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Internet Layer IP
פרוטוקול זה הנו הפרוטוקול העיקרי בשכבת ה- Internet, כאשר שאר הפרוטוקולים מיועדים לתמיכה בפרוטוקול זה.
לכל ההתקנים ברשת, תוקצה כתובת לוגית (ברמה שלישית במודל OSI) היא כתובת ה- IP.
פרוטוקול IP בעצם מקלף את כותרת השכבה הנ"ל ועל-פי כתובת היעד (IP) ידע לאן לנתב את המידע.

91. Internet Layer IP פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
שכבת ה- Network Access לא יודעת לעשות שימוש בכתובות ה- IP
שכבת ה- Aacess Network עוסקת אך ורק בנושאים פיזיים, ונושאי גישה לתווך. בשכבה זו (Network Access) ימומשו כתובות ה- MAC (בהתאם לשכבות שניה וראשונה במודל המקביל של ISO).
מכאן ניתן להבין, ששכבת ה- Network Access אחראית על תעבורת מידע באותה רשת לוגית, אבל כאשר מעונינים לשלוח מידע בין תחנות ברשתות לוגיות שונות, יש צורך לערב את שכבת ה- Internet, כלומר את ה- Internet Protocol – IP.

92. Internet Layer IP פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
כל התקן העובד ברשת חייב להחזיק בכתובת הרשת אליה הוא שייך (ניתן להקביל לכתובת הרחוב בה אנו גרים) ובנוסף כתובת הזיהוי שלו באותה רשת (ובאותה הקבלה – מספר הבית).
משני הפרמטרים הנ"ל מורכבת הכתובת הלוגית – היא כתובת ה- IP או במילים אחרות IP Address.
פרוטוקול IP מקבל סגמנטים משכבת ה- Host - to - Host וממיר אותו למנות (Packet).
וכמובן בכיוון ההפוך ממיר מנות חזרה לסגמנטים.

93. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Internet Layer
ICMP
פרוטוקול ICMP תומך בפרוטוקול IP באמצעות העברת הודעות שונות הנוגעות לנושאי ניהול ודיאגנוסטיקה (אבחון) ברשת.
ההודעות הללו ישאו על-ידי מנות IP.

94. פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Internet Layer
ARP
פרוטוקול ARP משמש לחילוץ כתובת פיזית (כתובת חומרה) באמצעות כתובת לוגית (IP) ידועה.

95. Internet Layer RARP תהליך ה- RARP הנו תהליך הפוך לתהליך ה- ARP.
פרוטוקול TCP/IP ומודל DoD
Internet Layer
RARP
תהליך ה- RARP הנו תהליך הפוך לתהליך ה- ARP.
אם בפרוטוקול ARP התחנה ידעה את כתובת ה- IP של היעד, ונדרשה לחלץ את כתובת ה- MAC, תהליך זה יהיה הפוך.
לפיכך בתהליך ה- RARP התחנה יודעת את כתובת ה- MAC של עצמה (צרובה על כרטיס הרשת) אך לא יודעת את כתובת ה- IP.

96. סוף