این لایه، لایه سوم مدل OSI است. اصلی ترین وظیفه ی پروتکل های لایه ی شبکه (Network Layer)، تبدیل آدرس شبکه به آدرس فیزیکی متناظر و تعیین مسیر انتقال داده از فرستنده به گیرنده می باشد. آدرس دهی، سامانه ای برای اختصاص یک شناسه ی واحد عددی به دستگاه های عضو شبکه است. هر گره عضو شبکه دارای دو نوع آدرس می باشند.

osi model 16 638 - لایه شبکه(Network Layer)

آدرس نوع اول، آدرس شبکه است. آدرس های شبکه با استفاده از یک روش سلسله مراتبی آدرس دهی، توسط سیستم عامل به گره تخصیص داده می شوند. این نوع آدرس ها به خاطر سلسله مراتبی هستند که شامل زیر مجموعه ای از داده هایی است که به شکل افزایشی محل گره را (مانند آدرس منزل که شامل نام کشور، استان، شهر، خیابان، پلاک و نام شخص می باشد)مشخص می کنند. به آدرس شبکه، آدرس لایه ی شبکه، آدرس منطقی و آدرس مجازی نیز گفته می شود. دومین نوع آدرس، آدرس فیزیکی است که به هر گره تخصیص داده می شود.

Untitled 1 - لایه شبکه(Network Layer)

برای نمونه، یک رایانه ی عضو شبکه ی TCP/IP می تواند دارای آدرس لایه ی شبکه ی ۱۰،۳۴،۹۹،۱۲ و آدرس فیزیکی ۳F97E0060973 باشد. در مثال کلاس تاریخ، استفاده از این نوع آدرس دهی به مانند این است که گفته شود«خانم جونز» و «شهروند آمریکایی دارای کد ملی ۶۷۸۹-۴۵-۱۲۳» یک نفر می باشند. در این حالت ممکن است در آمریکا صدها خانم جونز وجود داشته باشد ولی تنها یکی از آنها دارای کد ملی ۶۷۸۹-۴۵-۱۲۳ است. در محدوده ی کلاس، برای صدا زدن شخص مورد نظر کافیست که گفته شود «خانم جونز؟» و نیازی به استفاده از کد ملی نمی باشد.

پروتکل های لایه ی شبکه قطعات لایه ی انتقال را دریافت و اطلاعات آدرس دهی منطقی را به فرآیند شبکه اضافه می کنند. در این نقطه، واحد داده به بسته تبدیل می شود. افزون بر آدرس دهی منطقی، پروتکل های لایه ی شبکه مسیر نقطه ی A (روی یک شبکه) تا نقطه ی B (که روی شبکه ی دیگر قرار دارد) را با عوامل زیر مشخص می کنند:

·        حق تقدم تحویل (برای نمونه،بسته هایی که یک ارتباط تلفنی اینترنتی را ایجاد می کنند دارای حق تقدم بالاتری نسبت به یک پیغام حجیم رایانامه ای است).

·        شلوغی شبکه.

·        کیفیت خدمت (برای نمونه،برخی از بسته ها نیاز به سرعت بالا و برخی دیگر نیاز به اطمینان از صحت دریافت دارند).

·        هزینه ی مسیر جایگزین.

فرایند مشخص کردن بهترین مسیر،مسیر یابی نام دارد. به شکل رسمی، مسیر به مفهوم هدایت هوشمندانه ای داده ها بر اساس سه عامل آدرس دهی، الگوهای قابل استفاده و دسترس پذیری می باشد. به همین خاطر لایه ی شبکه وظیفه ی پشتبانی از مسیر یابی و مسیر یاب ها-دستگاه هایی که دو بخش شبکه را به هم متصل و داده ها را هدایت می کنند- را بر عهده دارد.

یکی از مهمترین پروتکل های لایه ی شبکه،IP(پروتکل اینترنت: Internet Protocol) است. در مثال درخواست صفحه ی وب، این پروتکل IP است که شبکه را بر اساس درخواست HTTP راهنمایی کرده و آنرا به مقصد مورد نظر می رساند. در شکل داده های یک بسته بندی IP استفاده شده برای اتصال به پایگاه اینترنتی  WWW.loc.gov/index.html را نشان می دهد. خط اول این بسته شامل آدرس لایه ی شبکه یا آدرس IP است. در این خط ابتدا برچسبی با عنوان ʺsrc Addrʺ که به آدرس IP رایانه ی فرستندی اطلاعات اشاره دارد دیده می شود و سپس آدرس IP رایانه ی گیرنده که با برچسب ʺDst Addʺ مشخص شده است.

Untitled 3 - لایه شبکه(Network Layer)

در شبکه های مبتنی بر TCP/IP (مانند اینترنت)، پروتکل های لایه ی شبکه توانایی اجرای تابعی به نام تکه ساز (Fragmentation) را دارند. با استفاده از تابع تکه ساز، پروتکل های لایه ی شبکه (مانند IP)مانند عمل قطعه بندی لایه ی انتقال، قطعات دریافتی از لایه ی انتقال را به بسته های کوچکتر تقسیم کرده و به بسته های بزرگتر از حداکثر واحد انتقال شبکه (MTU)، اجازه ی انتقال را نمی دهد.

با این وجود، اگر یکی از پروتکل های لایه ی انتقال اقدام به اجرای تابع قطعه بند کند، دیگر نیازی به اجرای تابع تکه ساز نبوده و تنها ممکن است برای به دست آوردن بهره وری بیشتر در برخی از شبکه ها این دو تابع همزمان اجرا شوند. اگر پروتکل های لایه ی انتقال موفق به اجرای تابع قطعه بند نشوند، در صورت نیاز پروتکل های لایه ی شبکه اقدام به اجرای تابع تکه ساز خواهند کرد.

source