Локальные сети (стр. 2 из 6)

Уровни модели OSI рассмотрим сверху вниз:

7. Прикладной уровень(application layer) – высший уровень модели, который обеспечивает пользовательской прикладной программе доступ к сетевым ресурсам. Примеры задач уровня: передача файлов, электронная почта, управление сетью.

Примеры протоколов прикладного уровня:

¨ FTAM (File Transfer Access and Management) – удаленное манипулирование файлами;

¨ FTR (File Transfer Protocol) – пересылка файлов;

¨ X.400 – передача сообщений и сервис электронной почты;

¨ CMIP(Common Management Information Protocol) – управление сетью в стандарте ISO;

¨ SNMP(Simple Network Management Protocol) – управление сетью не в стандарте ISO;

¨ Telnet – эмуляция терминала и удаленная регистрация (remote login).

6. Уровень представления данных (presentation layer) – обеспечивает преобразование кодов, форматов файлов, сжатие и распаковку, шифрование и дешифрование данных. Пример протокола – SSL(Secure Socket Layer), обеспечивающий конфиденциальность передачи данных в стеке TSP/IP.

5. Сеансовый уровень(Session Layer) – обеспечивает инициацию и завершение сеанса – диалога между устройствами, синхронизацию и последовательность пакетов в сетевом диалоге, надежность соединения до конца сеанса (обработку ошибок, повторные передачи).

Примеры протоколов сеансового уровня:

¨ Net BIOS(Network Basic Input/Output System) – именование узлов, негарантированная доставка сообщений, общее управление. Протокол распространяется еще на 6-й и7-й уровни, различные реализации могут быть не совместимыми с оригинальной разработкой IBM;

¨ Net BEUT(Network Basic Extended User Interface) – реализация и расширение Net BIOS фирмой Microsoft.

4. Транспортный уровень(transport layer) – отвечает за передачу данных от источника до получателя с уровнем качества (пропускная способность, задержка прохождения, уровень достоверности), затребованным сеансовым уровнем. Если блоки данных, передаваемые с сеансового уровня, больше допустимого размера пакета для данной сети, они разбиваются на несколько нумерованных пакетов. На этом уровне определяются пути передачи, которые для соседних пакетов могут быть разными. На приемной стороне пакеты собираются и в должной последовательности передаются на сеансовый уровень.

Протоколы транспортного уровня зависят от сервиса нижних уровней:

¨ TPO…TP4(Transport Protocol Class 0…4) – классы протоколов модели OSI, ориентированные на различные виды сервиса нижних уровней;

¨ TSP(Transmission Control Protocol) – протокол передачи данных с установлением соединения;

¨ UDP(User Datagramm Protocol) – протокол передачи данных без установления соединения;

¨ SPX(Seguenced Packet Exchange) – протокол передачи данных Novell NetWare с установлением соединения.

3. Сетевой уровень(network layer) – форматирует данные транспортного уровня и снабжает их информацией, необходимой для маршрутизации (нахождения пути к получателю). Уровень отвечает за адресацию (трансляцию физических и сетевых адресов, обеспечение межсетевого взаимодействия); поиск пути от источника к получателю; установление и обслуживание логической связи между узлами для установления связи как ориентированной, так и неориентированной на соединение. Форматирование данных осуществляется в соответствии с коммуникационной технологией (локальные и глобальные сети).

Примеры протоколов сетевого уровня:

¨ ARP (Address Resolution Protocol) – взаимное преобразование аппаратных и сетевых адресов;

¨ IP (Internet Protocol) – протокол доставки дейтаграмм, основа стека TSP/IP;

¨ IPX (Internetwork Packet Exchange) – базовый протоколNetWare, отвечающий за адресацию и маршрутизацию пакетов.

2. Канальный уровень (data link layer) – обеспечивает формирование фреймов(кадров), передаваемых через физический уровень, контроль ошибок и управление потоком данных. Существует дополнительное деление этого уровня на 2 подуровня (sublayers):

1) Подуровень LLS(Logical-Link Control – управление логической сетью) – является стандартным интерфейсом с сетевым уровнем, независимым от сетевой технологии.

2) Подуровень MAC(Media Access Control – управление доступом к среде) – осуществляет доступ к уровню физического кодирования и передачи сигналов. Применительно к технологии Internet MAC-уровень укладывает данные, пришедшие с LLS, в кадры, пригодные для передачи. Далее, дожидаясь освобождения канала, он передает кадр на физический уровень и следит за результатами работы физического уровня. Если кадр передан успешно (коллизий нет), он сообщает об этом LLS-подуровню. Если обнаружена коллизия, он делает несколько повторных попыток передачи, и если передача так и не удалась, сообщает LLS-уровню. На приемной стороне MAC-уровень принимает кадр, проверяет его на отсутствие ошибок и, освободив его от служебной информации, передает на LLS.

1. Физический уровень (physical layer) – нижний уровень, обеспечивающий физическое кодирование бит кадра в электрические сигналы и передачу их по линиям связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение контактов и формат физических сигналов.

Примеры спецификаций физического уровня:

¨ EIA (TIA-232-D) – 25-штырьковый разъем и протокол последовательной синхронной/асинхронной связи;

¨ IEEE 802.3, определяющий разновидности Internet (10 Мбит/с). Здесь физический уровень делится еще на 4 подуровня:

а)PLS(Physical Layer Signaling) – сигналы для трансиверного кабеля;

б)AUI(Attachment Unit Interface) – спецификации трансиверного кабеля (интерфейс AUI);

в)PMA (Physical Medium Attachment) – функции трансивера;

г)MDI (Medium Dependent Interface) – спецификации подключения трансивера к конкретному типу кабеля.

Сетевая технология охватывает канальный и физический уровни модели. Промежуточные системы (устройства) описываются протоколами нескольких уровней, начиная с 1-го и доходя до 3-го, а иногда до 4-го уровня.

В реальных сетях используются различные протокольные стеки, и далеко не всегда возможно практическое разделение систем на уровни модели OSI с возможностью обращения к каждому из них. Ради повышения производительности количество уровней уменьшается до 3 – 4 с объединением функций смежных уровней.

При всем разнообразии подходов к реализации верхних уровней стеков стандартизация на физическом, канальном и сетевом уровнях соблюдается довольно строго. Здесь играет роль необходимость обеспечения совместимости сетевых устройств от разных производителей, без которых их положение на рынке неустойчиво.

Глава 2. Классификация топологических элементов сети.

Локальные сети состоят из конечных устройств и промежуточных, соединенной кабельной системой. Определим некоторые основные понятия:

- Узлы сети (nodes) – конечные и промежуточные устройства, наделенные сетевыми адресами. К узлам сети относятся компьютеры с сетевым интерфейсом, выступающие в роли рабочих станций, серверов или в обеих ролях; сетевые периферийные устройства (принтеры, плоттеры, сканеры); сетевые телекоммуникационные устройства (модемы); маршрутизаторы.

- Кабельный сегмент – отрезок кабеля или цепочка отрезков кабелей, электрически соединенных друг с другом, обеспечивающие соединение двух или более узлов сети.

- Сегмент сети (или просто сегмент) – совокупность узлов сети, использующих общую среду передачи. Применительно к технологии Internet это совокупность узлов, подключенных к одному кабельному сегменту.

- Сеть (логическая) – совокупность узлов сети, имеющих единую систему адресации 3-го уровня модели OSI. Примерами могут быть IPX-сеть, IP-сеть. Каждая сеть имеет свой адрес, этими адресами оперируют маршрутизаторы для передачи пакетов между сетями.

- Облако (cloud) – коммуникационная инфраструктура с однородными внешними интерфейсами. Примером облака может быть городская – междугородная, международная телефонная сеть: в любом ее месте можно подключить телефонный аппарат и связаться с любым абонентом.

По способу использования кабельных сегментов различают:

двухточечные соединения между узлами. Для таких соединений в основном используются симметричные электрические кабели (витая пара) и оптические кабели;

многоточечные соединения – к одному кабельному сегменту подключается более двух узлов. Типичная среда передачи – несимметричный кабель (коаксиальный), возможно применение и других видов кабелей, в том числе и оптических.

- Повторитель (repeater) – устройство физического уровня, позволяющее преодолевать топологические ограничения кабельных сегментов. Информация из одного кабельного сегмента в другой передается побитно, анализ информации не производится.

- Мост (bridge) – средство объединения сегментов сетей, обеспечивающее передачу кадров из одного сегмента в другой. Кадр, пришедший из одного сегмента, может быть передан в другой или отфильтрован. решение о продвижении или фильтрации кадра принимается на основании информации 2-го уровня.

1) Мост MAK-подуровня позволяет объединять сегменты сети в пределах одной технологии.

2) Мост LLC- подуровня, он же транслирующий мост, позволяющий объединить сегменты сетей с разными технологиями.

Мост может быть локальным, удаленным или распределенным. Локальный мост – это устройство с двумя или более интерфейсами, к которым подключаются соединяемые сегменты локальных сетей. Удаленные мосты соединяют сегменты сетей, значительно удаленные друг от друга, через линию связи. Распределенный мост представляет собой совокупность интерфейсов некоторого коммуникационного облака, к которым подключаются сегменты соединяемых сетей.

- Коммутатор 2-го уровня выполняет функции, аналогичные функциям мостов, но используется для сегментации – разбиение сетей на мелкие сегменты с целью повышения пропускной способности.

- Маршрутизатор работает на 3-ем уровне и используется для передачи пакетов между сетями. Маршрутизатор выполняет фильтрацию на основе информации 3-го уровня. В отличии от повторителей и мостов, присутствие маршрутизаторов известно узлам сети. Каждый маршрутизатор имеет свой сетевой адрес, на этот адрес узлы посылают пакеты, предназначенные узлам других сетей.