Вопрос 54
Развитие компьютерной отрасли отражается положениями стандартов - любая новая
технология может внедряться в производство, когда ее содержание закрепляется в
соответствующем стандарте. Управление сложными режимами передачи и обработки данных в разветвленной компьютерной сети требует формализации и стандартизации процедур:
• выделение и освобождение ресурсов компьютеров и устройств телекоммуникаций;
• установления и разъединения соединений;
• маршрутизации, согласования, преобразования и передачи данных;
• контроля правильности передачи, исправления ошибок в данных и т.п.
Указанные задачи решаются с помощью системы протоколов и стандартов,
регламентирующих нормализованные процедуры взаимодействия элементов сети при
установлении связи и передаче данных. При выполнении таких задач сетевая ОС следует
строгому набору процедур, называемых правилами поведения или протоколами. Протокол
сети представляет собой набор правил и процедур, регулирующие порядок осуществления
некоторой связи. Протокол - это набор правил и методов взаимодействия объектов ЛВС,
охватывающий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия, обеспечивающие корректность согласования, преобразования и передачи данных в сети.
Протокольные процедуры реализуются чаще на специальном программном уровне и реже - с использованием аппаратных средств. Внутри сети эти протоколы обеспечивают
различные варианты обращения с информацией, обеспечивая определенный сервис работы с ней. От эффективности этих сервисов зависит удобство работы пользователя в сетях. Таким образом, стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному
обеспечениям различных изготовителей нормально взаимодействовать между собой.
Существует два главных набора стандартов в создании компьютерных сетей: модель OSI
(модель взаимодействия открытых систем) и Проект IEEE (или Project 802, как модификация модели OSI). Рассмотрим вначале особенности семиуровневой модели организации компьютерных сетей.
В 1978 г. международной организацией по стандартизации (ISO - International
Organisation for Standartization) был выпушен набор спецификаций, описывающих
архитектуру сети с неоднородными устройствами. Этот документ относился к открытым
системам для использования одинаковых протоколов и стандартов по обмену информацией.
По определению, открытая система - это система, доступная для взаимодействия с
другими системами в соответствии с принятыми стандартами. В 1984 г. ISO выпустила
новую версию своей модели, названной эталонной моделью взаимодействия открытых
систем (OSI) и ставшей международным стандартом 7498 по разработке сетевых
продуктов. Иногда эту модель называют эталонной семиуровневой логической моделью
открытых систем.
Базовая эталонная модель открытых систем является гибкой и допускает эволюцию сетей
в зависимости от развития теории и новых технических средств, а также обеспечивает
постепенность перехода от существующих реализаций к новым стандартам. Область
взаимодействия открытых систем определяется последовательно-параллельными группами функций или модулями взаимодействия, выполняемыми программными или аппаратными средствами. Модули, образующие область взаимодействия прикладных процессов и физических средств соединения делятся на семь иерархических уровней при выполнении определенных функциональных задач (табл. 5.1).
Таблица 5.1.
Уровни управления модели OSI
ребят ,посмотрите эту таблицу в учебнике Баталова на стр.178 у меня просто не получилось ее нормально вставить.
Рассмотрим в краткой характеристике назначение протоколов OSI.
Физический уровень сети реализует передачу битов данных по физическим каналам связи
(оптоволоконным, электромагнитным кабельным и др.). На этом уровне определяются
характеристики электрических сигналов (передающие данные), тип кодирования, параметры каналов связи, типы разъемов с назначением каждого контакта. Функции физическог уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети, а со стороны компьютера эти функции выполняются сетевым адаптером или последовательным портом ПК.
Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10 Base-T
технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемой линии связи
неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением в 100 Ом, разъем Rj- 45, максимальную длину физического сегмента 100 м, манчестерский код для представления данных в линии связи, а также другие характеристики и параметры сигналов данных.
Канальный уровень сети осуществляет группировку данных в кадры для обеспечения
корректности его передачи. Основной задачей этого уровня является проверка доступности среды передачи. В компьютерных сетях протоколы канального уровня реализуются сетевыми адаптерами и их драйверами. При обмене данными в каждый кадр добавляется определенные последовательности бит в начало и конец для его выделения, а также адрес ПК-отправителя и адрес ПК-получателя. Причем, в каждый кадр добавляется вычисляемая контрольная сумма, необходимая для проверки корректности его передачи. Исправление обнаруженной ошибки обычно выполняется за счет повторной передачи кадра. В ЛВС протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В глобальных сетях зачастую обмен сообщениями обеспечивается только между двумя соседними компьютерами с индивидуальной линией связи (например, на основе протоколов РРР и LAP-B).
Сетевой уровень сети отвечает за управление логическим каналом передачи данных
в сети (адресацию и маршрутизацию данных; коммутацию каналов пакетов, сообщений и
мультиплексирование/демультиплексирование). На этом уровне реализуется главная телекоммуникационная функция сетей - обеспечение надежной связи ее пользователей. На этом уровне выполняется структуризация данных - разбивка их на пакеты и присвоение пакетам сетевых адресов. На сетевом уровне выделяются два вида протоколов: 1) сетевые протоколы, с помощью которых осуществляется продвижение пакетов через сеть (например, протоколы маршрутизации, с помощью которых маршрутизаторы обмениваются маршрутной информацией; 2) протоколы
разрешения адресов, отвечающие за преобразования адресов узлов в локальные адреса сети.
Транспортный уровень сети отвечает за управление сегментированием данных
(сегмент - блок данных транспортного уровня) и сквозную передачу (транспортировку)
данных от источника к потребителю (обмен управляющей информацией, установление
между абонентами логического канала связи, обеспечение качества передачи данных). Этот уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням стека (сеансовому и
прикладному) передачу данных с высокой степенью надежностью. Модель OSI определяет пять классов сервиса транспортного уровня, отличающиеся качеством услуг: 1) срочностью; 2) возможностью восстановления прерванной связи; 3) наличием средств
мультиплексирования нескольких соединений между разными прикладными протоколами
через общий транспортный протокол; 4) способность к обнаружению и исправлению
ошибок передачи данных; 5) предотвращение искажения, потери и дублирования пакетов.
Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется задачами обеспечения
надежности функционирования более высоких уровней. Обычно, все протоколы, начиная с транспортного уровня, реализуются программными средствами конечных узлов сети -
компонентами их сетевых операционных систем. Примером транспортных протоколов
являются протоколы TCP и UDP стека ТСРЯР и протокол SPX стека Novell.
Сеансовый уровень сети реализует средства синхронизации, при помощи которых в
длинных передачах устанавливаются специальные контрольные точки для возможного
отката в случае сбоя не в начало, а на последнюю контрольную точку. Таким образом, он
обеспечивает управление взаимодействием: фиксирует, какая из сторон является активной и предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все сначала. Он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня.
Уровень представления сети отвечает за интерпретацию и преобразование
передаваемых в сети данных к виду, удобному для прикладных процессов. Этот уровень
можно назвать переводчиком. Он определяет форму обмена данными и позволяет
преодолевать синтаксические различия в представлении и кодировке данных (например, с
использованием кодов АСП и EBCDIC). На уровне представления также обеспечивается
секретность обмена данными для всех служб прикладного уровня (например, с протоколом SSL - Secure Socket Layer).
Уровень приложений сети представляет собой набор разнообразных протоколов, с
помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам (файлам,
принтерам, гипертекстовым страницам или совместную работу с электронной почтой и
т.п.). Единица данных, которыми оперирует прикладной уровень, называется сообщением.
К примеру наиболее распространенных реализаций файловых служб относятся: NCP в ОС
Novell NetWare, SMB в MS Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.