Современные сетевые технологии
Администрация адресного пространства Интернет (Internet Assigned
жүктеу/скачать 3,92 Mb.
|
Levancevich 2020
- Бұл бет үшін навигация:
- Модель взаимодействия открытых систем
| Администрация адресного пространства Интернет (Internet Assigned Numbers Authority, IANA) – отдел ICANN, отвечающий за надзор и управление распределением IP-адресов, доменными именами и идентификаторами протоколов для ICANN.
Структура ICANN представлена на рисунке 2. Рисунок 2 – Структура ICANN С целью создания сетевых стандартов для обеспечения совместимости сетевой инфраструктуры от разных поставщиков в 1983 году ISO была предложена Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI). Модель дает возможность эффективно разбить сложную задачу на части и описать принципы их работы (рисунок 3). Рисунок 3 – Модель взаимодействия открытых систем Каждый уровень добавляет к пакету данных свой заголовок, который понятен соответствующему уровню другого узла. Набор протоколов, необходимый для организации взаимодействия по сети, называется стеком протоколов. Основная идея модели OSI заключалась в том, чтобы этот набор протоколов можно было использовать для разработки международной сети, которая бы не зависела от конкретных запатентованных систем. Прикладной уровень – набор разнообразных протоколов, с помощью которых приложения получают доступ к сети. Представительный уровень – представление данных, передаваемых приложением, работающем на одном узле в форме, понятной приложению, работающему на другом узле (узлах). Основные функции представительного уровня: форматирование данных; сжатие и распаковка; шифрование. Сеансовый уровень обеспечивает создание сеанса связи (циклов операций, выполняемых без перерыва) между приложениями. Основные функции сеансового уровня: установление и завершение сеанса; синхронизация работы сеансовых соединений (позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, вместо того чтобы начинать все сначала); извещение приложений процессов об исключительных ситуациях. Транспортный уровень – доставка данных между конкретными приложениями, функционирующими на разных узлах. Основные функции транспортного уровня: сегментирование (разбиение на сегменты, дейтаграммы) потоков данных, поступающих от приложений на узле отправления, и их повторная компоновка (сборка) в потоки данных приложений на узле назначения. Размер пакетов определяется кадрами канального уровня; передача данных с разной степенью надежности между прикладными программами, функционирующими на разных компьютерах. Сетевой уровень – передача данных между узлами, находящимися в разных сетях (а также и в рамках одной сети), в том числе в сетях с различной сетевой технологией Ethernet, Token Ring, ATM, PPP. Основные функции сетевого уровня: адресация сетей и узлов с помощью логических адресов (IP-адресов); упаковка сегментов (дейтаграмм) транспортного уровня в блоки данных сетевого уровня (IP-пакеты) при передаче или распаковка и передача конкретному протоколу транспортного уровня при приеме; определение оптимального маршрута и маршрутизация IP-пакетов по разнородной сети. Канальный уровень – передача данных между узлами одной сети с одинаковой сетевой технологией. Основные функции канального уровня: адресация узлов сети с помощью аппаратных адресов (МАС-адресов); упаковка пакета сетевого уровня в блок данных (кадр) канального уровня при передаче или распаковка кадра и передача данных соответствующему протоколу сетевого уровня; определение доступности физической среды передачи; передача или прием кадра; формирование контрольной суммы, коррекция ошибок. Физический уровень – побитовая передача данных по физической среде передачи. Физический уровень определяет следующие параметры: характеристики физических сред передачи данных (полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и др.); характеристики электрических сигналов (требования к фронтам импульсов, уровням напряжения или тока передаваемого сигнала); тип кодирования; скорость передачи сигналов; типы разъемов и назначение каждого контакта. Модель OSI представляет расширенный список возможностей и сервисов, которые могут происходить на каждом уровне. Кроме того, она описывает взаимодействие каждого уровня с уровнями, расположенными рядом. Классическая модель OSI послужила основой, на которой были созданы другие модели сетевого взаимодействия. Протокольная модель сетевого взаимодействия TCP/IP была создана в начале 70-х годов и нередко называется моделью сети Интернет. Такая модель определяет четыре уровня, необходимые для успешного взаимодействия. На рисунке приведено соответствие уровней двух моделей (рисунок 4). Рисунок 4 – Стек протоколов TCP/IP Теоретически одно сообщение, например, музыкальное видео или сообщение электронной почты, может быть отправлено по сети от источника к месту назначения как один непрерывный поток битов. Если бы такие сообщения действительно передавались, это означало бы, что другие приложения и устройства в это время не смогли бы отправлять и получать сообщения в той же сети. Большие потоки данных приводили бы к существенным задержкам. Кроме того, если какое-либо из звеньев инфраструктуры сети отказало во время передачи данных, то целое сообщение было бы утрачено и его необходимо было передавать повторно в полном объеме, поэтому передаваемые данные разделяют на более мелкие и управляемые части для передачи по сети. Такое разделение потока данных на более мелкие части называется сегментацией. Сегментация сообщения предоставляет два основных преимущества: путем отправки небольших отдельных частей данных от источника к получателю в сети можно поддерживать множество различных чередующихся обменов сообщениями. Такой процесс называется мультиплексированием; сегментация повышает надежность сетевого взаимодействия. Отдельные части каждого сообщения необязательно следуют по одному и тому же пути по сети от источника к получателю. Если определенный путь будет переполнен трафиком или сетевое оборудование выйдет из строя, отдельные части сообщения могут быть отправлены к месту назначения по другому пути. Если какую-либо часть сообщения не удается доставить к месту назначения, необходимо будет повторно передать только отсутствующие компоненты. Недостаток использования сегментации и мультиплексирования для передачи сообщений через сеть – уровень сложности, которая добавляется ко всему процессу передачи. В качестве примера рассмотрим процесс передачи письма из 100 страниц, при этом каждый конверт вмещает только одну страницу. Процесс написания адресов, маркировка, получение и открытие всех 100 конвертов отнимает много времени у отправителя и получателя. Различные типы устройств в сети участвуют в обеспечении надежной доставки всех частей сообщения в место назначения. По мере того как данные приложений передаются по стеку протоколов на пути к передаче по сетевой среде, различные протоколы добавляют в них информацию на каждом из уровней. Обычно это называется процессом инкапсуляции. Формы, которые принимают пакеты данных на каждом из уровней, называются протокольными блоками данных (Protocol Data Unit, PDU). В ходе инкапсуляции каждый последующий уровень инкапсулирует PDU, полученный от вышестоящего уровня в соответствии с используемым протоколом. На каждом уровне PDU получает другое название для отражения новых функций. На рисунке 5 представлены названия PDU различных уровней стека протоколов TCP/IP. Можно выделить следующие PDU: Данные – общий термин для обозначения PDU прикладного уровня; Сегмент – PDU транспортного уровня; Пакет – PDU сетевого уровня; Кадр – PDU уровня канала данных; Биты – PDU физического уровня, используемые при физической передаче данных по среде передачи. Рисунок 5 – Название блоков данных на различных уровнях Адреса, используемые в сетевых технологиях: составное символьное имя – 4-216-filesrv.poit.bsuir.by; цифровое логическое имя IP – адрес 191.168.33.2; аппаратный адрес сетевого интерфейса (МАС-адрес) – 0081005е24а8; порт-адрес (номер), присваиваемый сетевому приложению, работающему на узле (в диапазоне 0–65 535). жүктеу/скачать 3,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|