- •1. Введение. Сетевые дисциплины.
- •2. Модель osi
- •2.1. Введение
- •2.2. Понятие сетевого протокола
- •2.3. Протокол osi и его роль
- •2.4. Общая структура osi
- •2.5. Описание уровней
- •2.5.1. Прикладной уровень
- •2.5.2. Уровень презентации данных
- •2.5.3. Сессионный уровень
- •2.5.4. Транспортный уровень
- •2.5.5. Сетевой уровень
- •2.5.6. Канальный уровень
- •2.5.7. Физический уровень
- •2.6. Модель osi в локальных сетях
- •2.7. Модель osi в сетях различных топологий
- •2.7.1. Шинная топология
- •2.7.2. Сети кольцевой топологии
- •2.7.3. Сетевая топология
- •3. Продвижение сетевых сообщений
- •3.1. Терминология
- •3.2. Механизм отката
- •3.3. Понятие виртуального канала
- •3.4. Типы виртуальных каналов
- •3.4.1. Введение
- •3.4.2. Канал с полным подтверждением
- •3.4.3. Частичное подтверждение, выдаваемое пдс
- •3.4.4. Частичное подтверждение, выдаваемое пбс
- •3.4.5. Канал без подтверждения
- •3.4.6. Выбор типа канала
- •3.5. Механизм квитанций
- •3.6. Формат сообщений
- •4. Транспортно-независимая сетевая служба (тнсс)
- •5.2.2. Динамическая трансляция
- •5.2.3. Статическая трансляция
- •5.2.4. Полустатическая трансляция
- •5.3. Задача коммутации
- •5.3.1. Введение
- •5.3.2. Коммутация с установлением предварительного соединения
- •Коммутация виртуальных каналов
- •5.3.3. Коммутация без установления предварительного соединения
- •Смысл осуществления разборки/сборки сообщений
- •5.3.4. Применение методов коммутации
- •5.3.5. Проблема объединения сетей с установлением и без установления предварительного соединения
- •6. Задача сетевого уровня: маршрутизация сообщений в сети
- •6.1. Постановка задачи
- •6.2. Роль протоколов сетевого уровня
- •6.3. Размножение пакетов
- •6.4. Методы таблиц маршрутизации
- •6.4.1. Общие положения
- •6.4.2. Метод статических таблиц
- •6.4.3. Метод локальной оптимизации
- •6.4.4. Метод глобальной оптимизации
- •6.5. Методы централизованной маршрутизации
- •6.5.1. Общие положения
- •6.5.2. Централизованная маршрутизация с использованием таблиц маршрутизации
- •6.5.3. Метод этикеток
- •6.6. Применение методов маршрутизации
- •7.4. Переименование
- •7.5. Проницаемость при кластеризации
- •7.6. Реализация устройства межсетевого взаимодействия (умв)
- •7.7. Топология межсетевого взаимодействия
- •1) Последовательное объединение сетей
- •2) Параллельное соединение сетей
- •3) Произвольное соединение
- •7.8. Уровень межсетевого (межсегментного) взаимодействия
- •7.8.1. Повторитель (Repeater)
- •7.8.2. Мост (Bridge)
- •7.8.3. Маршрутизатор (Router)
- •7.8.4. Шлюз (Gateway)
- •7.9. Цена межсетевого взаимодействия
- •8. Сети Ethernet
- •8.1. Введение
- •8.2. Классический Ethernet
- •8.3.1. Введение
- •8.3.2. Топология простейшей Switch Ethernet сети
- •8.3.3. Устройство и работа хаба типа 1
- •8.3.4. Соединение хабов
- •1) Параллельное соединение двух хабов
- •2) Параллельное соединение множества хабов
- •3) Древовидное соединение множества хабов
- •8.3.5. Особенности хабов типа 2
- •8.3.6. Особенности хабов типа 3
- •8.3.7. Особенности хабов типа 4
- •8.4. Контроллеры Ethernet
- •8.5. Кабельные системы Ethernet
- •8.5.1. Особенности кабельных систем с использованием коаксиального кабеля
- •8.5.2. Особенности кабельных систем с использованием витой пары
- •8.5.3. Особенности кабельных систем с использованием оптоволокна
- •8.5.4. Справочные данные о некоторых кабельных системах Ethernet
Смысл осуществления разборки/сборки сообщений
сетевому оборудованию и системному сетевому ПО проще оперировать с пакетами стандартной длины, чем с сообщениями, которые могут иметь произвольную длину, следовательно обработка будет осуществляться быстрее;
если осуществляется передача целыми сообщениями, то практически трудно организовать передачу по сети любых сообщений, не ограничив их размер; при коммутации пакетов мы обходим это ограничение;
фактически в данном случае происходит конвейеризация передачи данных; первые пакеты могут уже распространяться по сети и доходить до пассивного пользователя, в то время когда даже не началась передача последних пакетов; в итоге время доставки сокращается.
5.3.4. Применение методов коммутации
Коммутация сообщений – устаревший метод, применялся в 50-60-е г.г. ХХ века. Старые протоколы типа TCP/IP исторически поддерживают коммутацию сообщений, но практически этот метод не используется.
Коммутация пакетов – практически наиболее используемый метод коммутации. Стандартен для Internet. Используется в 90% существующих локальных сетей (во всех сетях, построенных по технологиям Ethernet, Token Ring, FDDI).
Коммутация каналов по своей реализации соответствует принципам организации телефонных сетей и применяется в сетевых технологиях, совмещающих в себе функции цифрового телефона и низкоскоростной компьютерной сети (например, ISDN).
Коммутация виртуальных каналов применяется только в сетях АТМ. В настоящий момент – около 2-3% сетей, в основном в США.
5.3.5. Проблема объединения сетей с установлением и без установления предварительного соединения
A
B
G
a
b
1
2
А - сеть, использующая метод коммутации с установлением предварительного соединения;
В - сеть, использующая метод коммутации без установления предварительного соединения;
G - устройство межсетевого взаимодействия, называемое «шлюз» (gateway);
1,2 - пользователи, участвующие в сеансе связи;
a,b - участки маршрута, проходящие через сети А и В.
В результате в этом сеансе связи:
из-за существования участка а потребуется процедура установления предварительного соединения;
из-за существования участка b снизится надежность связи и возникнут проблемы с передачей непрерывных видов информации.
Вывод: в данной сети недостатки двух сетевых технологий суммировались и в итоге получена сеть, не имеющая достоинств и имеющая все недостатки.
Данная ситуация является основной причиной, по которой замедляется внедрение и даже ставится под сомнение необходимость внедрения сетей с коммутацией виртуальных каналов. При внедрении возникают проблемы взаимодействия с многочисленными существующими сетями с коммутацией пакетов.
6. Задача сетевого уровня: маршрутизация сообщений в сети
6.1. Постановка задачи
Задачу маршрутизации приходится решать не во всех сетях, а только в следующих:
в сетях сетевой топологии;
в сетях топологии «звезда» и топологии «дерево», но не во всяких, а в таких, в которых применяется резервирование серверов и каналов.
В этих случаях для передачи сообщений имеются альтернативные варианты маршрутов и необходимо определить оптимальный с целью:
минимизации длины маршрута;
минимизации времени доставки;
минимизации стоимости доставки;
минимизации риска потери или искажения сообщений.
При решении этой задачи учитываются следующие факторы:
степень загрузки отдельных коммутаторов;
готовность к работе отдельных коммутаторов;
степень загрузки и готовность каналов связи;
стоимость доставки по отдельным каналам и т. д.
Дальнейшее изложение материала будет проводиться с использованием терминологии, характерной для сетей сетевой топологии (см. раздел 2.7.3. данного курса).