Дисциплина: «Компьютерные сети»
11.09.2012.
Тема: «Введение в объединённые сети»
Международная организация по стандартизации ISO (International Standard Organization), разработала модель OSI (Open System Interconnection). Цель разработки состояла в том, чтобы способствовать созданию сетевых устройств которые могли бы функционировать в единой среде. Модель OSI является основной моделью, определяющей архитектуру сети. Она описывает, каким образом прикладные программы, выполняемые на разных компьютерах, обмениваются данными и сетевой информацией, по сетевому носителю. В рамках базовой модели OSI механизм обмена разделен на несколько уровней.
Многоуровневый коммуникационный подход
Базовая модель является концептуальной основой коммуникационного процесса. Она определяет все задачи, решаемые при организации эффективного взаимодействия систем, группируя их по так называемым уровням (Layer). Коммуникационная система, разработанная с учетом базовой модели OSI, имеет многоуровневую архитектуру. Базовая модель позволяет разобраться в процессе взаимодействия компьютеров и понять, какие виды функций должны быть реализованы на каком уровне. Протокол, созданный для некоторого уровня, определяет функции именно этого уровня. Такое свойство называется связыванием (Binding). Коммуникационные процессы, связанные друг с другом, сгруппированы вместе и протекают на одном конкретном уровне.
Достоинства базовой модели
Основной целью любой модели является совместимость оборудования разных производителей.
Использование базовой модели OSI имеет многочисленные достоинства:
Деление сложных сетевых операций на легкоуправляемые уровни.
Изменение на одном уровне не влияют на другие уровни модели, что позволяет разработчикам приложений специализироваться на определенных и ограниченных задачах.
Определение стандартных интерфейсов для простой интеграции оборудования различных компаний.
Структура MAC:
18.09.2012
Базовая модель osi (Open System Interconnection)
Модель OSI не является физической, но устанавливает набор рекомендаций для разработчиков приложений.
В моделе OSI установлены 7 уровней, объединяемых в две группы. Три верхних уровня описывают функции приложения на конечной рабочей станции для взаимодействия с другими приложениями и пользователями. Четыре нижних уровня определяют процедуру пересылки данных между оконечными точками сети.
Уровень приложений (Application Layer) — службы печати, сообщений, базы данных, файлов и приложений.
Уровень представлений (Presentation Layer) — службы шифрования, сжатия и преобразования данных.
Сеансовый уровень (Session Layer) — управление диалогом. Разделение данных разных приложений.
Транспортный уровень (Transport Layer) — соединение с оконечными точками. Обеспечивает надежную и ненадежную доставку, проводит коррекцию ошибок перед повторной передачей данных.
Сетевой уровень (Network Layer) — маршрутизация. Обеспечивает логическую адресацию, где путь определятся маршрутизацией.
Канальный уровень (Data Link Layer) — формирование кадров (Frame). Разделяет пакеты на байты и объединяют байты в пакеты, обеспечивает адресацию на уровне носителя с помощью mac-адресов. Выполняет обнаружение ошибок, но не их коррекцию.
Физический уровень (Physical Layer) – физическая топология. Перемещает между устройствами биты данных. Определяет скорость передачи в линии и распределение линии в разъемах.
7. Уровень приложений Уровень приложений модели OSI поддерживает компоненты, определяющие взаимодействия пользователей с компьютерами. Этот уровень ответственен за идентификацию и установление доступности предполагаемого партнера по диалогу.
На этом же уровне определятся достаточно ли ресурсов для взаимодействия.
Были созданы приложения для межсетевого взаимодействия к которым относятся:
www (World Wide Web)
Шлюзы электронной почты.
SMTP(Send Massage Transport protocol) – отправитель почты.
Электронный обмен данными — это набор специализированных стандартов и процессов, упрощающих пересылку документации.
Специализированные доски объявлений — к ним относятся многочисленные дискуссионные группы в интернете, участники которых могут связываться или взаимодействовать друг с другом, либо посылая сообщение, либо ведя беседу в реальном времени.
Утилиты навигации по интернету — поисковые серверы.
6. Уровень представлений
Уровень представлений — здесь данные форматируются для представления их на уровне приложений.
Для удобства передачи, данные перед пересылкой, приводят к стандартному формату.
5. Сеансовый уровень — основная функция выполняемая на сеансовом уровне, это управление диалогом между устройствами, называемыми также узлами (Host).
Взаимодействие сети, организуемая на этом уровне, может происходить в трех различных режимах:
1. Симплексном (Simplex)
2. Полудуплексном (Half-duplex)
3. Полно дуплексном (Full-duplex)
Сеансовый уровень обычно занимается отделением данных одного приложения от информации другого приложения.
Некоторые протоколы и интерфейсы сеансового уровня:
1. NFS (Network File System) — сетевая файловая система.
2. SQL (Structure Query Language)
3. RPC (Remote Procedure Call) – вызов удаленных процедур.
25.09.2012
4. Транспортный уровень.
Службы транспортного уровня выполняют сегментирование и сборку данных, поступающих от приложений более высоких уровней и организуют единый поток данных. Они обеспечивают транспортировку данных между конечными точками и устанавливают логическое соединение между хостом отправителя и хостом получателя в объединенной сети.
Службы транспортного уровня отвечают также за работу механизма в мультиплексирования приложений верхних уровней.
Управление потоком – сохранение целостности данных, достигается за счет применения механизма управления потоком данных и предоставления пользователю возможности выбора протокола надежной транспортировки данных между системами. Управление потоком данных не позволяет хосту отправителю передавать данные так, чтобы не переполнялись буферы приема данных на хосте получателя, так как переполнение приводит к потере данных.
Надежность доставки гарантируется следующим:
Отправитель получает подтверждение от принимающей стороны о доставке сегментов данных.
Любые не подтвержденные сегменты передаются повторно.
Принятые сегменты упорядочиваются в соответствии с последовательностью их передачи.
Во избежание перегрузки сети, переполнения буферов и потере данных используется управление потоком данных.
3. Сетевой уровень
Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию в объединенной сети и сетевую адресацию. То-есть, за пересылку трафика между устройствами, которые не подключены локально.
Маршрутизаторы и другие устройства данного уровня обеспечивают в объединенной сети …
Router – роутер или маршрутизатор.
Когда в интерфейс маршрутизатора поступает пакет, выполняется проверка маршрутизация значения.
Если пакет не направлен своему маршрутизатору, то это устройство ищет в своей таблице маршрутизации целевой адрес в сети назначения. После этого выбирается выходной интерфейс для пакет. После деления на кадры пакет пересылается за пределы локальной сети. Если же в таблице маршрутизации, не будет найдена сеть назначения, то маршрутизатор просто отбрасывает пакет.
На сетевом уровне используются пакеты двух типов:
Пакеты данных
Пакеты обновления маршрутов.
Пакеты данных используются для пересылки пользовательской информации через объединенную сеть. Применяемые для этого протоколы называются маршрутизируемыми протоколами.
Пакеты обновления маршрутов служат для уведомления соседних маршрутизаторов о подключенных сетях известных маршрутизатору объединенной сети. Такие протоколы называются протоколами маршрутизации. Пакеты обновления маршрутов помогают создавать и поддерживать таблицы маршрутизации во всех маршрутизаторах.
В таблице маршрутизации хранится следующая информация:
Сетевой адрес – это сетевой адрес конкретного протокола. Маршрутизатор обязан поддерживать сетевые таблицы для каждого протокола маршрутизации
Интерфейс – выходной интерфейс для пакета, отправляемого в определенную сеть.
Метрика – расстояние до удаленной сети (разные протоколы маршрутизации пользуются различными методами для вычисления этого расстояния).
Маршрутизаторы делят сеть на широковещательные домены. То-есть по умолчанию, широковещательное рассылки не проходят сквозь маршрутизаторы. Кроме этого маршрутизаторы делят сеть на домены коллизий. Каждый интерфейс маршрутизатора связан с отдельной сетью и имеет уникальный идентификатор этой сети. Все хосты такой сети к которым подключается маршрутизатор, будут иметь одинаковые сетевые номера.
Характерные особенности маршрутизатора:
По умолчанию маршрутизаторы не отсылают широковещательных или многоадресных пакетов.
Маршрутизаторы пользуются адресом сети из заголовка уровня для определения следующего участка, при пересылки пакета.
Маршрутизаторы могут использовать списки доступа созданные администратором сети для управления защитой от пакетов, пытающихся попасть в интерфейс или покинуть его.
Маршрутизаторы обеспечивают функции моста на уровне 2, если это необходимо. Эта функция может выполнятся на интерфейсе вместе с маршрутизацией.