কম্পিউটার নেটওয়ার্ক

কম্পিউটার নেটওয়ার্ক হলো একাধিক স্বায়ত্তশাসিত (autonomous) কম্পিউটার ও ইলেকট্রনিক ডিভাইসের পরস্পরের সাথে এমন এক সংযোগ ব্যবস্থা, যা তারযুক্ত (guided) বা তারবিহীন (unguided) মাধ্যমের সাহায্যে নির্দিষ্ট নিয়মাবলী (প্রোটোকল) অনুসরণ করে পারস্পরিক ডেটা বিনিময় ও সংস্থান (resource) ভাগাভাগি করতে পারে।

কম্পিউটার নেটওয়ার্ক গড়ে তোলার মূল উদ্দেশ্যগুলি হলো:

• রিসোর্স শেয়ারিং (Resource Sharing): নেটওয়ার্কে যুক্ত থাকার ফলে ব্যয়বহুল প্রিন্টার, স্ক্যানার, অপটিক্যাল স্টোরেজ বা উচ্চক্ষমতাসম্পন্ন ক্লাউড সার্ভার একাধিক ব্যবহারকারী একসাথে ভাগ করে ব্যবহার করতে পারে।
• উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা ও রিডানড্যান্সি (High Reliability): গুরুত্বপূর্ণ ফাইল বা ডেটাবেস নেটওয়ার্কের একাধিক সার্ভারে কপি (replicate) করে রাখা যায়। কোনো একটি কম্পিউটার বিকল হলেও কাজ বন্ধ হয় না।
• খরচ কমানো (Cost Reduction): প্রতিটি কর্মীর জন্য আলাদা আলাদা হার্ডওয়্যার ও লাইসেন্সকৃত সফটওয়্যার না কিনে কেন্দ্রীয় সার্ভার থেকে ব্যবহারের সুবিধা পাওয়া যায়।
• দ্রুত ও নিরবচ্ছিন্ন যোগাযোগ (High-Speed Communication): ইমেইল, মেসেজিং, ভয়েস কল ও ভিডিও কনফারেন্সিংয়ের মাধ্যমে ভৌগোলিক দূরত্ব অতিক্রম করে নিমেষে যোগাযোগ রক্ষা করা যায়।
• লোড শেয়ারিং ও ডিস্ট্রিবিউটেড কম্পিউটিং (Load Balancing): বড় কোনো জটিল গাণিতিক সমস্যা বা প্রক্রিয়াকরণকে নেটওয়ার্কভুক্ত একাধিক কম্পিউটারের মধ্যে ভাগ করে দ্রুত সমাধান করা সম্ভব।

কম্পিউটারগুলির ভূমিকা ও কার্যকারিতার ভিত্তিতে নেটওয়ার্ক মূলত দুই ধরনের আর্কিটেকচারে বিভক্ত:

কভারেজ এরিয়া বা ভৌগোলিক সীমার ওপর ভিত্তি করে কম্পিউটার নেটওয়ার্ক প্রধানত চার ভাগে বিভক্ত:

• PAN (Personal Area Network): একক ব্যক্তির চারপাশে সাধারণত ১ থেকে ১০ মিটারের মধ্যে গঠিত ক্ষুদ্র নেটওয়ার্ক। এটি মূলত ব্লুটুথ, Zigbee বা USB কেবলের সাহায্যে ল্যাপটপ, স্মার্টফোন, ওয়্যারলেস হেডফোন ও স্মার্টওয়াচের মধ্যে সংযোগ স্থাপন করে। ডেটা ট্রান্সমিশন রেট সাধারণত ১-৩ Mbps।
• LAN (Local Area Network): একটি নির্দিষ্ট কক্ষ, বাড়ি, অফিস ভবন বা স্কুল ক্যাম্পাসের মধ্যে সীমাবদ্ধ (সাধারণত ১০ মিটার থেকে ১ কিলোমিটার পর্যন্ত)। উচ্চ গতিসম্পন্ন টুইস্টেড পেয়ার কেবল (Cat6) বা Wi-Fi (IEEE 802.11) দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ট্রান্সমিশন রেট ১০০ Mbps থেকে ১০ Gbps পর্যন্ত হতে পারে। এর মালিকানা ব্যক্তিগত বা একক প্রাতিষ্ঠানিক এবং ডেটা ট্রান্সমিশনে ভুলের হার (error rate) অত্যন্ত কম।
• MAN (Metropolitan Area Network): একটি সম্পূর্ণ শহর বা পৌর এলাকার বিস্তৃতিতে গঠিত নেটওয়ার্ক (পরিসর ৫ থেকে ৫০ কিলোমিটার)। যেমন—শহরের কেবল টিভি নেটওয়ার্ক বা সরকারি বিশ্ববিদ্যালয় ক্যাম্পাসের সব শাখার আন্তঃসংযোগ। এটি একাধিক LAN-কে অপটিক্যাল ফাইবার বা মাইক্রোওয়েভ লিঙ্কের মাধ্যমে যুক্ত করে।
• WAN (Wide Area Network): ভৌগোলিক সীমানা পেরিয়ে সমগ্র দেশ, মহাদেশ বা বিশ্বজুড়ে বিস্তৃত নেটওয়ার্ক (১০০ কিমি থেকে হাজার হাজার কিমি)। এর সর্বোত্তম উদাহরণ হলো ইন্টারনেট (Internet)। এতে সাবমেরিন অপটিক্যাল ফাইবার কেবল, ভূ-উপগ্রহ (Satellite) লিঙ্ক ও উচ্চক্ষমতাসম্পন্ন টেলিফোন ব্যাকবোন ব্যবহৃত হয়। এর মালিকানা কোনো একক ব্যক্তি বা সংস্থার হাতে থাকে না এবং এতে ডেটা ট্রান্সফার রেট ও ত্রুটির সম্ভাবনা পরিবেশের ওপর নির্ভরশীল।

গাইডেড মিডিয়াতে সংকেত একটি নির্দিষ্ট ভৌত তার বা নালীর মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট গন্তব্যে পরিবাহিত হয়। প্রধান তিন প্রকার গাইডেড মিডিয়া নিচে বিশদ আলোচিত হলো:

• টুইস্টেড পেয়ার কেবল (Twisted Pair Cable):
  • গঠন: দুটি পৃথকভাবে অন্তরীত (insulated) তামার তারকে একে অপরের সাথে সর্পিলাকারে পেঁচিয়ে রাখা হয়। তার দুটিকে পেঁচানোর মূল কারণ হলো ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) এবং নিকটবর্তী তারের ক্রসটক (Crosstalk) প্রশমিত করা।
  • প্রকারভেদ: ১. UTP (Unshielded Twisted Pair)—তারের চারপাশে কোনো ধাতব আবরণ থাকে না, সাধারণ অফিসের ল্যানে সর্বাধিক ব্যবহৃত (যেমন Cat5e, Cat6)। ২. STP (Shielded Twisted Pair)—প্রতিটি জোড়া বা সম্পূর্ণ কেবলের ওপর ধাতব ফয়েলের অতিরিক্ত সুরক্ষা থাকে, যা শিল্পক্ষেত্রে তীব্র নয়েজ প্রতিরোধ করে।
  • সংযোগকারী: এতে ৮-পিনের RJ-45 (Registered Jack-45) কানেক্টর ব্যবহার করা হয়। সর্বাধিক অনুমোদিত দৈর্ঘ্য রিমিটার ছাড়াই ১০০ মিটার।
• কোঅ্যাক্সিয়াল কেবল (Coaxial Cable):
  • গঠন: এর কেন্দ্রে একটি শক্ত তামার পরিবাহী তার (Core Conductor) থাকে, যা একটি ডাই-ইলেকট্রিক প্লাস্টিক ইনসুলেটর দিয়ে ঘেরা থাকে। তার ওপরে বোনা তামার জালের একটি শিল্ড (Outer Mesh Conductor) থাকে যা গ্রাউন্ডিং ও EMI ব্লকার হিসেবে কাজ করে এবং সবার বাইরে শক্ত পিভিসি জ্যাকেট থাকে।
  • বৈশিষ্ট্য: টুইস্টেড পেয়ারের চেয়ে বেশি ব্যান্ডউইথ এবং নয়েজ সহনশীলতা প্রদান করে। কেবল টিভি নেটওয়ার্ক ও পুরোনো বাস টপোলজি ইথারনেটে ব্যবহৃত হয়। সংযোগকারী হিসেবে BNC (Bayonet Neill-Concelman) কানেক্টর ও T-কানেক্টর ব্যবহৃত হয়।
• অপটিক্যাল ফাইবার কেবল (Optical Fiber Cable - OFC):
  • গঠন: এটি অতি সূক্ষ্ম বিশুদ্ধ কাচ (সিলিকা) বা প্লাস্টিকের তৈরি তন্তু। এর কেন্দ্রভাগকে বলা হয় কোর (Core) এবং কোরের চারপাশের স্তরকে বলা হয় ক্ল্যাডিং (Cladding)। কোরের প্রতিসরাঙ্ক (Refractive Index, $n_1$) সর্বদা ক্ল্যাডিংয়ের প্রতিসরাঙ্ক ($n_2$) অপেক্ষা বেশি রাখা হয় ($n_1 > n_2$)।
  • মূল নীতি: পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন (Total Internal Reflection - TIR)। আলোকরশ্মি যখন কোরের মধ্য দিয়ে সংকট কোণের ($ heta_c = \sin^{-1}(n_2 / n_1)$) চেয়ে বেশি কোণে ক্ল্যাডিংয়ের সাথে আপতিত হয়, তখন তা প্রতিসৃত না হয়ে কোরের মধ্যেই বারবার প্রতিফলিত হয়ে আলোর গতিতে কোটি কোটি কিলোমিটার পথ অতিক্রম করে।
  • সুবিধা: কোনো প্রকার বৈদ্যুতিক সংকেত না থাকার কারণে এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) থেকে ১০০% মুক্ত। অত্যন্ত উচ্চ ব্যান্ডউইথ (Gbps থেকে Tbps), সংকেত ক্ষয় (Attenuation) নগণ্য এবং দূরপাল্লার টেলিযোগাযোগ ও সাবমেরিন কেবলে অপরিহার্য।

তারবিহীন যোগাযোগে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের মাধ্যমে খোলা মহাশূন্যে ডেটা সঞ্চালিত হয়:

• রেডিও ওয়েভ (Radio Waves, 3 KHz - 1 GHz): ওমনি-ডিরেকশনাল (Omni-directional), অর্থাৎ সব দিকে সমানভাবে ছড়ায়। দেয়াল ভেদ করার চমৎকার ক্ষমতা রয়েছে। FM রেডিও, টেলিভিশন সম্প্রচার ও সেলুলার মোবাইলে ব্যবহৃত হয়।
• মাইক্রোওয়েভ (Microwave, 1 GHz - 300 GHz): ইউনি-ডিরেকশনাল (Uni-directional) এবং দৃষ্টিরেখা বরাবর (Line-of-Sight) চলে। তরঙ্গের উচ্চ কম্পাঙ্কের কারণে এটি কোনো পাহাড় বা দেয়াল ভেদ করতে পারে না, তাই প্রতি ৩০-৫০ কিলোমিটার অন্তর রিলে টাওয়ার বা রিমিটার বসাতে হয়। উপগ্রহ যোগাযোগ (Satellite Communication) এবং দীর্ঘ দূরত্বের টেলিকমে ব্যবহৃত হয়।
• ইনফ্রারেড (Infrared, 300 GHz - 400 THz): অতি স্বল্প দূরত্বের দৃষ্টিরেখা যোগাযোগ। কোনো শক্ত বাধা বা দেয়াল ভেদ করতে পারে না, যা নিরাপত্তা বৃদ্ধিতে সহায়ক। টেলিভিশন রিমোট কন্ট্রোল, ওয়্যারলেস মাউস ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়।

নেটওয়ার্ক টপোলজি বলতে একটি কম্পিউটার নেটওয়ার্কের নোড (কম্পিউটার/ডিভাইস) এবং তাদের সংযোগকারী লিঙ্কগুলির জ্যামিতিক বিন্যাস বা নকশাকে বোঝায়। এটি প্রধানত পাঁচ প্রকার:

• বাস টপোলজি (Bus Topology):
  • গঠন: একটিমাত্র দীর্ঘ প্রধান ব্যাকবোন তারের (Trunk Cable) সাথে ড্রপ লাইনের সাহায্যে সমস্ত নোড রৈখিকভাবে যুক্ত থাকে। প্রধান কেবলের দুই প্রান্তে সিগন্যাল রিফ্লেকশন রোধ করার জন্য ৫০-ওহম টার্মিনেটর (Terminator) লাগানো থাকে।
  • সুবিধা: বাস্তবায়ন অত্যন্ত সহজ এবং খুব কম তারের প্রয়োজন হয়। ছোট নেটওয়ার্কে সাশ্রয়ী।
  • অসুবিধা: প্রধান ব্যাকবোন তার কোনো এক জায়গায় ছিঁড়ে গেলে সম্পূর্ণ নেটওয়ার্ক অচল হয়ে পড়ে। ফল্ট বা ত্রুটি নির্ণয় করা অত্যন্ত কঠিন। একই সাথে একাধিক নোড ডেটা পাঠালে ভারী কলিশন হয়।
• স্টার টপোলজি (Star Topology):
  • গঠন: প্রতিটি কম্পিউটার একটি কেন্দ্রীয় কন্ট্রোলার বা নেটওয়ার্ক ডিভাইসের (সুইচ বা হাব) সাথে পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট পৃথক কেবলের মাধ্যমে যুক্ত থাকে। বর্তমান বিশ্বজুড়ে ল্যান গঠনে এটিই সবচেয়ে জনপ্রিয় ও মান্য টপোলজি।
  • সুবিধা: কোনো একক কম্পিউটারের তার ছিঁড়ে গেলে বাকি নেটওয়ার্ক সম্পূর্ণ সচল থাকে। নতুন ডিভাইস সহজে যোগ বা অপসারণ করা যায়। ফল্ট আইসোলেশন ও ট্রাবলশুটিং অত্যন্ত সহজ।
  • অসুবিধা: কেন্দ্রীয় সুইচ বা হাবটি যদি খারাপ হয়ে যায়, তবে সম্পূর্ণ নেটওয়ার্ক সম্পূর্ণ স্তব্ধ হয়ে পড়ে (Single Point of Failure)। বাস টপোলজির তুলনায় তারের খরচ বেশি।
  • তারের প্রয়োজন: $N$ সংখ্যক নোডের জন্য ঠিক $N$ টি পৃথক কেবল প্রয়োজন।
• রিং টপোলজি (Ring Topology):
  • গঠন: প্রতিটি নোড তার ঠিক পার্শ্ববর্তী দুটি নোডের সাথে যুক্ত হয়ে একটি বদ্ধ বৃত্তাকার লুপ তৈরি করে। ডেটা সর্বদা একটি নির্দিষ্ট দিকে (একমুখী বা unidirectional) বৃত্তাকারে ঘোরে। সংঘাত এড়াতে 'টোকেন' (Token) নামক ছোট ডেটা ফ্রেম ব্যবহৃত হয়।
  • সুবিধা: কোনো কেন্দ্রীয় কনসেন্ট্রেটরের প্রয়োজন হয় না এবং প্রতিটি নোড ডেটা প্রেরণে সমান সুযোগ পায় (কলিশন নেই)।
  • অসুবিধা: বৃত্তের যেকোনো একটি নোড বা কেবল অকেজো হলে সমস্ত লুপের ডেটা সঞ্চালন বন্ধ হয়ে যায়। ট্রাবলশুটিং জটিল।
• মেশ টপোলজি (Mesh Topology):
  • গঠন: একটি সম্পূর্ণ মেশ (Full Mesh) নেটওয়ার্কে প্রতিটি কম্পিউটার নেটওয়ার্কের অপর প্রতিটি কম্পিউটারের সাথে সরাসরি ডেডিকেটেড পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট লিঙ্কের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে।
  • লিঙ্ক গণনার সূত্র: $N$ সংখ্যক নোড থাকলে প্রয়োজনীয় মোট ভৌত লিঙ্কের সংখ্যা = $L = \frac{N(N - 1)}{2}$ এবং প্রতিটি নোডে পোর্ট সংখ্যা = $N - 1$।
  • সুবিধা: সর্বোচ্চ রিডানড্যান্সি ও নির্ভরযোগ্যতা। একটি বা একাধিক লিঙ্ক কেটে গেলেও বিকল্প অসংখ্য পাথ দিয়ে ডেটা চলাচল বজায় থাকে। গোপনীয়তা ও নিরাপত্তা শতভাগ কারণ লাইন কারো সাথে শেয়ার হয় না।
  • অসুবিধা: বিপুল পরিমাণ তার ও পোর্টের প্রয়োজন হওয়ায় এটি অত্যন্ত ব্যয়বহুল এবং স্থাপন ও পরিচালনা করা জটিল। সাধারণত নিউক্লিয়ার পাওয়ার প্ল্যান্ট, সামরিক ও ব্যাঙ্কিং ব্যাকবোনে ব্যবহৃত হয়।
• ট্রি টপোলজি (Tree Topology):
  • গঠন: এটি মূলত একাধিক স্টার টপোলজির একটি স্তরভিত্তিক (Hierarchical) বা বৃক্ষসদৃশ সমন্বয়। শীর্ষ স্তরে একটি রুট নোড (সেন্ট্রাল সুইচ) থাকে যা শাখা-প্রশাখার মতো সেকেন্ডারি সুইচগুলির সাথে যুক্ত থাকে।
  • সুবিধা: বৃহৎ বিদ্যালয়, কলেজ বা বহুতল কর্পোরেট অফিসে ডিপার্টমেন্টাল নেটওয়ার্ক আলাদা রাখতে এটি আদর্শ। সহজে সম্প্রসারণযোগ্য।
  • অসুবিধা: রুট সুইচ বা প্রধান ট্রাঙ্ক ক্ষতিগ্রস্ত হলে অধীনস্থ সম্পূর্ণ শাখা বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়।

কম্পিউটার নেটওয়ার্কে বিভিন্ন সেগমেন্ট ও ভিন্ন ভিন্ন নেটওয়ার্ককে সংযুক্ত করতে বিভিন্ন হার্ডওয়্যার ডিভাইস ব্যবহার করা হয়। নিচে তাদের স্তরভিত্তিক আলোচনা দেওয়া হলো:

• রিপিটার (Repeater - Layer 1 Physical):
  • এটি একটি ২-পোর্টের ভৌত স্তরের ডিভাইস যা তারের দৈর্ঘ্য বেশি হলে সংকেতের দুর্বলতা (Attenuation) দূর করতে ব্যবহৃত হয়। এটি দুর্বল সিগন্যাল গ্রহণ করে, নয়েজ দূর করে এবং সিগন্যালটিকে মূল শক্তিতে পুনরুজ্জীবিত (Regenerate) করে অপর প্রান্তে পাঠিয়ে দেয়। রিপিটার কোনো ফিল্টারিং বা অ্যাড্রেস যাচাই করতে পারে না।
• হাব (Hub - Layer 1 Physical):
  • হাব হলো একটি মাল্টিপোর্ট রিপিটার। এটি অত্যন্ত নির্বোধ বা অমেধাবী (Dumb Device)। কোনো একটি পোর্ট দিয়ে কোনো ফ্রেম বা বিট প্রবেশ করলে হাব কোনো MAC বা IP ঠিকানা না দেখে বাকি সমস্ত পোর্টে তা অন্ধভাবে সম্প্রচার (Broadcast) করে দেয়।
  • সীমাবদ্ধতা: হাবের সাথে যুক্ত সমস্ত ডিভাইস একটিমাত্র একক কলিশন ডোমেন (Single Collision Domain) এবং একক ব্রডকাস্ট ডোমেন শেয়ার করে। একই সাথে একাধিক নোড কথা বলতে গেলে সংকেতের সংঘর্ষ বা কলিশন ঘটে, যার ফলে নেটওয়ার্কের গতি কমে যায়। আধুনিক ল্যানে হাব সম্পূর্ণ বর্জিত।
• ব্রিজ (Bridge - Layer 2 Data Link):
  • ব্রিজ হলো একটি ২-পোর্টের বুদ্ধিমান ডিভাইস যা একটি বৃহৎ ল্যানকে দুটি পৃথক ফিজিক্যাল সেগমেন্টে বিভক্ত করে। এটি ফ্রেমের গন্তব্য MAC অ্যাড্রেস পরীক্ষা করে ফিল্টারিং করতে পারে। ফলে এক সেগমেন্টের লোকাল ট্র্যাফিক অপর সেগমেন্টে গিয়ে কলিশন বাড়ায় না।
• সুইচ (Switch - Layer 2 Data Link):
  • সুইচ হলো একটি আধুনিক মাল্টিপোর্ট ব্রিজ (Multiport Bridge)। সুইচ একটি অভ্যন্তরীণ MAC অ্যাড্রেস টেবিল (CAM Table) সংরক্ষণ করে। যখনই কোনো নোড ফ্রেম পাঠায়, সুইচ প্রেরকের সোর্স MAC অ্যাড্রেস থেকে শেখে এবং ফ্রেমের ডেসটিনেশন MAC অ্যাড্রেস দেখে শুধুমাত্র নির্দিষ্ট টার্গেট পোর্টে ফ্রেমটি ইউনিকাস্ট (Unicast) করে পাঠায়।
  • সবচেয়ে বড় সুবিধা: সুইচের প্রতিটি পোর্ট নিজস্ব একটি স্বতন্ত্র কলিশন ডোমেন (Isolated Collision Domain) গঠন করে। ফলে পোর্টের মধ্যে পূর্ণ গতিতে (Full Duplex) ডেটা আদান-প্রদান হয় এবং কোনো কলিশন ঘটে না। তবে সুইচ সম্পূর্ণ নেটওয়ার্কে একটিমাত্র ব্রডকাস্ট ডোমেন বজায় রাখে।
• রাউটার (Router - Layer 3 Network Layer):
  • রাউটার হলো একটি অত্যন্ত বুদ্ধিমান নেটওয়ার্কিং ডিভাইস যা দুটি ভিন্ন সাবনেটওয়ার্ক বা ভিন্ন নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারের (যেমন আপনার হোম ল্যান এবং গ্লোবাল ইন্টারনেট) মধ্যে সংযোগ ঘটায়।
  • কার্যপদ্ধতি: রাউটার লজিক্যাল IP অ্যাড্রেস এবং রাউটিং টেবিল (Routing Table) বিশ্লেষণ করে প্যাকেটের জন্য সবচেয়ে সংক্ষিপ্ত ও দ্রুততম পথ (Routing Algorithm যেমন OSPF, BGP) নির্বাচন করে।
  • ডোমেন নিয়ন্ত্রণ: রাউটার ব্রডকাস্ট ডোমেনকে ভেঙে ছোট ছোট ভাগে বিভক্ত করে (Router isolates broadcast domains)। এটি লেয়ার ২ ব্রডকাস্ট ফ্রেমকে অন্য নেটওয়ার্কে প্রবেশ করতে দেয় না, যা ইন্টারনেটকে ব্রডকাস্ট ঝড়ের হাত থেকে রক্ষা করে।
• গেটওয়ে (Gateway - All OSI Layers 1-7):
  • গেটওয়ে হলো প্রোটোকল কনভার্টার (Protocol Converter)। এটি সম্পূর্ণ ভিন্ন আর্কিটেকচার ও ভিন্ন প্রোটোকল স্যুট ব্যবহারকারী দুটি ভিন্নধর্মী নেটওয়ার্কের মধ্যে অনুবাদক হিসেবে কাজ করে সংযোগ স্থাপন করে (যেমন TCP/IP নেটওয়ার্কের সাথে SNA বা IPX/SPX নেটওয়ার্কের সংযোগ)।

১৯৮৪ সালে ইন্টারন্যাশনাল অর্গানাইজেশন ফর স্ট্যান্ডার্ডাইজেশন (ISO) ওপেন সিস্টেমস ইন্টারকানেকশন (OSI) মডেল প্রবর্তন করে। এটি একটি আদর্শ তাত্ত্বিক ফ্রেমওয়ার্ক যা ৭টি স্তরে বিভক্ত (নিচ থেকে উপরে ১ থেকে ৭):

• ১. ফিজিক্যাল লেয়ার (Physical Layer): কাঁচা বিট স্ট্রিম (০ এবং ১)-কে বৈদ্যুতিক সংকেত, আলোক স্পন্দন বা রেডিও তরঙ্গে রূপান্তর করে ট্রান্সমিশন মিডিয়ায় পাঠায়। ভোল্টেজ, পিনের বিন্যাস, ডাটা রেট এবং তারের টাইপ নিয়ন্ত্রণ করে। PDU: Bits.
• ২. ডেটা লিঙ্ক লেয়ার (Data Link Layer): ফিজিক্যাল লেয়ারের ত্রুটিমুক্ত সঞ্চালন নিশ্চিত করে। বিটগুলিকে যুক্ত করে ফ্রেম (Frame) গঠন করে। ডিভাইসের ভৌত MAC অ্যাড্রেস যোগ করে, ফ্লো কন্ট্রোল ও এরর ডিটেকশন (CRC চেকসাম) সম্পাদন করে। দুটি সাব-লেয়ারে বিভক্ত: LLC (802.2) এবং MAC (802.3/802.11)। PDU: Frame.
• ৩. নেটওয়ার্ক লেয়ার (Network Layer): সোর্স হোস্ট থেকে ডেস্টিনেশন হোস্টে প্যাকেট (Packet) পাঠানোর দায়িত্ব পালন করে। লজিক্যাল IPv4/IPv6 অ্যাড্রেসিং এবং সর্বোত্তম পাথ নির্বাচনের জন্য রাউটিং (Routing) পরিচালনা করে। প্রধান প্রোটোকল: IP, ICMP, ARP, IGMP. PDU: Packet.
• ৪. ট্রান্সপোর্ট লেয়ার (Transport Layer): এন্ড-টু-এন্ড (End-to-End) বা প্রসেস-টু-প্রসেস বিশ্বস্ত ডেটা ডেলিভারি নিশ্চিত করে। পোর্ট নম্বর (Port Number) ব্যবহার করে সুনির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন প্রসেসকে চিহ্নিত করে। বৃহৎ ডেটাকে সেগমেন্টে (Segment) ভাগ করে এবং গন্তব্যে পুনর্গঠন করে। প্রধান প্রোটোকল: TCP (নির্ভরযোগ্য, সংযোগমুখী) এবং UDP (দ্রুত, সংযোগহীন)। PDU: Segment / Datagram.
• ৫. সেশন লেয়ার (Session Layer): দুটি ডিভাইসের অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে যোগাযোগ অধিবেশন বা সেশন প্রতিষ্ঠা, পরিচালনা ও সমাপ্ত করে। ডেটা প্রবাহে চেকপয়েন্ট ও সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রদান করে যাতে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হলে শুরু থেকে ফাইল পাঠাতে না হয়।
• ৬. প্রেজেন্টেশন লেয়ার (Presentation Layer): ডেটার ফরম্যাট ও উপস্থাপনার দায়িত্ব নেয়। এর প্রধান তিনটি কাজ হলো: অনুবাদ (Translation/Encoding - যেমন ASCII থেকে EBCDIC), এনক্রিপশন ও ডিক্রিপশন (Encryption/Decryption - SSL/TLS নিরাপত্তা) এবং কম্প্রেশন (Data Compression - ডেটার আকার হ্রাস)।
• ৭. অ্যাপ্লিকেশন লেয়ার (Application Layer): ব্যবহারকারী ও অ্যাপ্লিকেশন সফটওয়্যারের সাথে নেটওয়ার্ক সার্ভিসের সরাসরি সংযোগকারী ইন্টারফেস প্রদান করে। প্রধান প্রোটোকল: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS, Telnet. PDU: Data / Message.

OSI একটি তাত্ত্বিক আদর্শ হলেও ইন্টারনেটের ব্যবহারিক রূপায়ন হলো ৪-স্তরের TCP/IP আর্কিটেকচার:

IPv4 অ্যাড্রেস হলো একটি ৩২-বিট লজিক্যাল বাইনারি ঠিকানা যা ইন্টারনেটে সংযুক্ত প্রতিটি ডিভাইসকে অনন্যভাবে শনাক্ত করে। সুবিধার্থে একে ৮-বিট করে ৪টি ভাগে (অক্টেট) বিভক্ত করে ডটেড ডেসিমেল নোটেটনে (Dotted Decimal Notation) লেখা হয় (যেমন: 192.168.1.1)।

ঐতিহ্যগত ক্লাসফুল অ্যাড্রেসিংয়ে মোট ৩২ বিটকে নেটওয়ার্ক আইডি (NetID) ও হোস্ট আইডিতে (HostID) ভাগ করে ৫টি ক্লাসে সাজানো হয়েছে:

বিশেষ দ্রষ্টব্য: 127.0.0.1 ঠিকানাটি কোনো নেটওয়ার্কে বরাদ্দ হয় না, এটি লুপব্যাক অ্যাড্রেস (Loopback Address) হিসেবে নিজের কম্পিউটারের নেটওয়ার্ক সফটওয়্যার স্ট্যাক পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়।

কোনো সাবনেটে $H$ সংখ্যক হোস্ট বিট বরাদ্দ থাকলে সর্বদা দুটি ঠিকানা সংরক্ষিত থাকে:

• সমস্ত হোস্ট বিট 0 হলে তা সম্পূর্ণ নেটওয়ার্কের পরিচয় বহন করে (Network ID)।
• সমস্ত হোস্ট বিট 1 হলে তা ওই নেটওয়ার্কের ব্রডকাস্টের জন্য বরাদ্দ থাকে (Directed Broadcast Address)।
• অতএব, যেকোনো নেটওয়ার্কে কার্যকর ব্যবহারযোগ্য হোস্ট সংখ্যা = $2^H - 2$।

প্রাইভেট IP ব্লক (RFC 1918): বিশ্বব্যাপী IPv4 ঠিকানার ঘাটতি মেটাতে কিছু ঠিকানাকে লোকাল ব্যবহারের জন্য ফ্রি রাখা হয়েছে যা ইন্টারনেটে সরাসরি রাউটিং হয় না:

• Class A: 10.0.0.0 থেকে 10.255.255.255 (মাস্ক /8)
• Class B: 172.16.0.0 থেকে 172.31.255.255 (মাস্ক /12)
• Class C: 192.168.0.0 থেকে 192.168.255.255 (মাস্ক /16 - আমাদের বাড়ির ওয়াই-ফাই রাউটারে ব্যবহৃত)

নেটওয়ার্কে উৎস থেকে গন্তব্যে ডেটা প্রেরণের জন্য প্রধানত দুটি কৌশল ব্যবহৃত হয়:

• সার্কিট সুইচিং (Circuit Switching): ডেটা পাঠানোর পূর্বে প্রেরক ও প্রাপকের মধ্যে একটি অবিচ্ছিন্ন, স্থির ভৌত সংযোগ পথ (Dedicated Physical Circuit) তৈরি করা হয়। সম্পূর্ণ কথোপকথন চলাকালীন ওই পথটি কেবল তাদের জন্যই সংরক্ষিত থাকে। উদাহরণ: ঐতিহ্যবাহী ল্যান্ডলাইন টেলিফোন নেটওয়ার্ক (PSTN)। এতে গ্যারান্টিযুক্ত ব্যান্ডউইথ পাওয়া যায় কিন্তু লাইন অব্যবহৃত থাকলেও কেউ ব্যবহার করতে পারে না বলে সংস্থান অপচয় হয়।
• প্যাকেট সুইচিং (Packet Switching): আধুনিক ইন্টারনেটের ভিত্তি। এতে মূল বার্তাকে ছোট ছোট নির্দিষ্ট আকারের প্যাকেটে (Packets) ভাগ করা হয়। প্রতিটি প্যাকেটে প্রেরক ও প্রাপকের ঠিকানা থাকে। প্যাকেটগুলি রাউটার দ্বারা স্টোর-অ্যান্ড-ফরোয়ার্ড নীতিতে সম্পূর্ণ স্বাধীনভাবে ভিন্ন ভিন্ন পথ দিয়ে অগ্রসর হয়ে গন্তব্যে পৌঁছায়। গন্তব্যে ট্রান্সপোর্ট লেয়ার সিকোয়েন্স নম্বর অনুযায়ী পুনরায় এদের সাজিয়ে মূল বার্তা উদ্ধার করে। এতে লাইনের সর্বাধিক ব্যবহার নিশ্চিত হয়।

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol, Port 80): ক্লায়েন্ট ব্রাউজার ও ওয়েব সার্ভারের মধ্যে অসংরক্ষিত প্লেইন টেক্সট এইচটিএমএল ওয়েবপেজ স্থানান্তরের ভিত্তি।
• HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure, Port 443): SSL/TLS প্রোটোকল দ্বারা ডেটাকে উচ্চমাত্রায় এনক্রিপ্ট করে নিরাপদভাবে ওয়েব আদান-প্রদান নিশ্চিত করে (অনলাইন পেমেন্ট ও লগইনে ব্যবহৃত)।
• FTP (File Transfer Protocol, Ports 20 & 21): দুটি কম্পিউটারের মধ্যে দূরবর্তী ফাইল আপলোড ও ডাউনলোডের মান্য প্রোটোকল। পোর্ট ২১-এ কমান্ড/কন্ট্রোল এবং পোর্ট ২০-এ ডেটা স্থানান্তরিত হয়।
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, Port 25): একটি ডিভাইস থেকে মেল সার্ভারে অথবা এক মেল সার্ভার থেকে অন্য মেল সার্ভারে ইমেইল পাঠানোর জন্য ব্যবহৃত পুশ (Push) প্রোটোকল।
• DNS (Domain Name System, Port 53 UDP/TCP): আলফানিউমেরিক ডোমেন নামকে ৩২-বিট IP ঠিকানায় রূপান্তর করে।
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, Ports 67 & 68 UDP): নেটওয়ার্কে যুক্ত যেকোনো নতুন কম্পিউটারকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ডাইনামিক IP অ্যাড্রেস, সাবনেট মাস্ক ও ডিফল্ট গেটওয়ে বরাদ্দ করে।