.RU

1.10. Сетевые протоколы в модели ISO OSI - Введение в интернет


^ 1.10. Сетевые протоколы в модели ISO OSI

Современные сети создаются по многоуровневому принципу. Передача сообщений в виде последовательности битов начинается на уровне линий связи и аппаратуры. Затем добавляется уровень базового программного обеспечения, управляющего работой аппаратуры. Следующий уровень программного обеспечения позволяет наделить базовые программные средства дополнительными необходимыми возможностями. Расширение функциональных возможностей сети путем добавления уровня за уровнем приводит к тому, что пользователь имеет «дружественный» интерфейс.

Следует иметь в виду, что TCP/IP не единственный протокол, пригодный для объединения различных сетей. Интернет представляет собой многопротокольную сеть, интегрирующую и другие стандарты. Основные среди них – OSI (Open System Interconnection – Стандарты взаимодействия открытых систем), предложенные ISO (International Standards Organization – Международная организация по стандартизации). Протоколы OSI получили широкое распространение в Европе.

В модели ISO OSI существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, канальный, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).


Таблица 2.1


^ Модель ISO OSI

Интернет.

Уровни и
протоколы

Уровни

ПО ПК «А»




ПО ПК «В»

Уровни

7

Прикладной

Application
protocol

Прикладной

7

^ Приложений.
HTTP, FTP,
Тelnet, Gopher,
NFS, NNTP,
SMTP, РОРЗ

6

Представления
данных

Presentation
protocol

Представления
данных

6

5

Сеансовый

Session
protocol

Сеансовый

5

Транспортный.
TCP, UDP,
UUCP

4

Транспортный

Transport
protocol

Транспортный

4

3

Сетевой

Network
protocol

Сетевой

3

Межсетевой.
IP, ARP, IPSec

2

Канальный
(MAC + LLC)

Data link
protocol

Канальный
(MAC + LLC)

2

Сетевые адаптеры.
Cтандарты IEEE 802,
ISO/DIS 8802/2.2 -
ISO/DIS 8802/5 и др.
SLIP, РРР

1

Физический

Physical
protocol

Физический

1



Проводящая среда





Отметим, что функции канального уровня в Интернет распределены по другим уровням, но не выше транспортного. В этом смысле Интернет не совсем соответствует стандарту ISO. Здесь канальный уровень занимается только разбиением битового потока на символы и кадры и передачей полученных данных на следующий уровень, без обеспечения надежности передачи данных.

Модель ISO OSI предписывает очень сильную стандартизацию вертикальных межуровневых взаимодействий. Такая стандартизация гарантирует совместимость продуктов, работающих по стандарту какого-либо уровня, с продуктами, работающими по стандартам соседних уровней, даже в том случае, если они выпущены разными производителями.

Физическая связь между компьютерами реально имеет место только на самом нижнем уровне. Горизонтальные связи между всеми остальными уровнями являются виртуальными, реально они осуществляются передачей информации сначала вниз, последовательно до самого нижнего уровня, где происходит реальная передача, а потом, на другом конце, обратная передача вверх последовательно до соответствующего уровня.


      1. ^ Назначение уровней связи в модели ISO OSI




  1. Протоколы физического уровня включают физические аспекты передачи двоичной информации по линии связи. На этом уровне сетевые адаптеры, обеспечивают преобразование информации, хранящейся в компьютере в электрические сигналы, которые передаются по кабелям. Детально описываются, например, напряжения, частоты, природа передающей среды. Этому уровню вменяется в обязанность поддержание связи и прием-передача битового потока.

В сетях используются практически все известные в настоящее время кабелей: витые пары, коаксиальные, волоконно-оптические. Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачи информации по каналу.

  1. Протоколы канального уровня обеспечивают безошибочную передачу блоков данных (называемых кадрами (frame)) через уровень 1, который при передаче может искажать данные. Этот уровень должен определять начало и конец кадра в битовом потоке, формировать из данных, передаваемых физическим уровнем, кадры или последовательности, включать процедуру проверки наличия ошибок и их исправления. Этот уровень оперирует такими элементами, как битовые последовательности, методы кодирования, маркеры. Он несет ответственность за правильную передачу данных (пакетов) на участках между непосредственно связанными элементами сети. Обеспечивает управление доступом к среде передачи. В виду его сложности, канальный уровень подразделяется на два подуровня: MAC (Medium Access Control – Управление доступом к среде) и LLC (Logical Link Control – Управление логической связью, каналом).

Уровень MAC управляет доступом к сети (с передачей маркера в сетях Token Ring или распознаванием конфликтов (столкновений передач) в сетях Ethernet) и управлением сетью.

Уровень LLC, действующий над уровнем MAC, и есть собственно тот уровень, который посылает и получает сообщения с данными.

К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы ^ SLIP (Serial Line Interface Protocol) и РРР (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат.

  1. Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. Этот уровень пользуется возможностями, предоставляемыми ему уровнем 2, для обеспечения связи двух любых, необязательно смежных, точек в сети. Этот уровень осуществляет проводку сообщений по сети, которая может иметь много линий связи, или по множеству совместно работающих сетей, что требует маршрутизации, т.е. определения пути, по которому следует пересылать данные.

Основной функцией программного обеспечения на этом уровне является выборка информации из источника, преобразование ее в пакеты и правильная передача в точку назначения. Есть два принципиально различных способа работы сетевого уровня. Первый – это метод виртуальных каналов. Он состоит в том, что канал связи устанавливается при вызове (начале сеанса (session) связи), по нему передается информация, и по окончании передачи канал закрывается (уничтожается). Передача пакетов происходит с сохранением исходной последовательности, даже если пакеты пересылаются по различным физическим маршрутам, т.е. виртуальный канал динамически перенаправляется. При этом пакеты данных не включают адрес пункта назначения, т.к. он определяется во время установления связи.

Второй – метод дейтаграмм. Дейтаграммы независимы друг от друга, они включают всю необходимую для их пересылки информацию. В то время как первый метод предоставляет следующему уровню (уровню 4) надежный канал передачи данных, свободный от искажений (ошибок) и правильно доставляющий пакеты в пункт назначения, второй метод требует от следующего уровня работы над ошибками и проверки доставки нужному адресату.

В Интернет к протоколам сетевого уровня принадлежат ^ IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).

  1. Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных (пакетов сообщений) между процессами, выполняемыми на компьютерах сети.

По протоколу TCP транспортный уровень обеспечивает упаковку сообщений в пакеты для передачи, и сбор пакетов во время приема. Каждый пакет нумеруется и содержит специальную информацию для контроля передачи данных, а также адрес отправителя и получателя. Протоколы завершают организацию передачи данных – контролируют: на сквозной основе поток данных, проходящий по маршруту, определенному уровнем 3, правильность передачи блоков данных, правильность доставки в нужный пункт назначения, их комплектность, сохранность, порядок следования. Собирают информацию из блоков в ее прежний вид.

По протоколу UDP транспортный уровень оперирует с дейтаграммами, т.е. ожидает отклика-подтверждения приема из пункта назначения, проверяет правильность доставки и адресации, повторяет посылку дейтаграммы, если не пришел отклик.

Пакеты в сети передаются от одного узла сети к другому, через промежуточные узлы. Поэтому полученное сообщение может иметь большой заголовок в виде перечня промежуточных адресов, через которые оно прошло.

Транспортный уровень скрывает от всех высших уровней любые детали и проблемы передачи данных, обеспечивает стандартное взаимодействие лежащего над ним уровня с приемом-передачей информации независимо от конкретной технической реализации этой передачи. Этот уровень должен включать развитую и надежную схему адресации для обеспечения связи через множество сетей и шлюзов.

В Интернет к протоколам транспортного уровня принадлежат ^ TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

  1. Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. Протоколы координирует взаимодействие связывающихся пользователей: устанавливают их связь, оперируют с ней, восстанавливают аварийно оконченные сеансы. Этот уровень ответственен за картографию сети – он преобразовывает региональные (доменные) компьютерные имена в числовые адреса, и наоборот. Он координирует не компьютеры и устройства, а процессы в сети, поддерживает их взаимодействие – управляет сеансами связи между процессами прикладного уровня.

В Интернет этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

  1. Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. Этот уровень имеет дело с синтаксисом и семантикой передаваемой информации, т.е. здесь устанавливается взаимопонимание двух сообщающихся компьютеров относительно того, как они представляют и понимают по получении передаваемую информацию. Здесь решаются, например, такие задачи, как перекодировка текстовой информации и изображений, сжатие и распаковка, поддержка сетевых файловых систем (NFS), абстрактных структур данных и т.д.

  2. К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления. К таким программам относятся: ^ WWW-сервер, FTP-сервер, Тelnet-сервер, Gopher-сервер, а также серверные программы, работающие со следующими протоколами: NFS (Network File System), NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и РОРЗ (Post Office Protocol) и т.д.

Этот уровень обеспечивает интерфейс между пользователем и сетью, делает доступными всевозможные услуги. На этом уровне реализуется, по крайней мере, пять прикладных служб: передача файлов, удаленный терминальный доступ, электронная передача сообщений, служба справочника и управление сетью. Пользователю, чтобы воспользоваться услугами того или иного сервиса, необходимо знать адрес узла, на котором работает нужный сервис, и воспользоваться программой-клиентом для обеспечения взаимодействия с сервисом. Например, для просмотра Web-страницы следует запустить программу Internet Explorer, в которой необходимо указать адрес нужного ресурса.

^ Контрольные вопросы

  1. Что называют протоколом в теории компьютерных сетей?

  2. Что обеспечивает возможность передачи и приема информации между компьютерами в сети?

  3. Укажите количество уровней протоколов по модели ISO/ОSI.

  4. Что определяют протоколы физического уровня?

  5. Что определяют протоколы канального уровня?

  6. Что определяют протоколы сетевого уровня

  7. Что определяют протоколы транспортного уровня?

  8. Что определяют протоколы сеансового уровня?

  9. Что определяют протоколы представительского уровня?

  10. Что определяют протоколы прикладного уровня?

  11. Какой уровень имеет два подуровня: логический и доступа к среде?

  12. На каких уровнях обеспечивают передачу данных протоколы TCP/IP?

  13. Напишите обозначение протокола передачи гипертекста.

  14. Напишите обозначение протокола передачи файлов.

  15. Для чего используются протоколы DNS, ARP, IPSec?

  16. Напишите обозначение протокола транспортного и сеансового уровней, для доставки данных в сети одним пакетом.

  17. Напишите обозначение протокола транспортного и сеансового уровней, контролирующих доставку данных в сети.

  18. Напишите обозначение протокола сетевого уровня, обеспечивающего маршрутизацию доставки данных в сети.

  1. 25plan-grafik-realizacii-meropriyatij-po-napravleniyu-innovacionnij-proekt-razvitiya-gosudarstvennogo-avtonomnogo.html
    25povishenie-kachestva-uslug-cherez-konkurenciyu-za-klienta-programma-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-permskogo.html
    25razvitie-kulturi-v-srednej-azii-v-ix-xii-vv-1-predmet-nauki-istorii-uzbekistana-teoretiko-metodologicheskie.html
    25shifri-osnovannie-na-analiticheskih-preobrazovaniyah-metodicheskie-ukazaniya-k-laboratornim-rabotam-po-kursu-informacionnaya.html
    25sozdanie-uslovij-dlya-predostavleniya-transportnih-uslug-naseleniyu-i-organizaciya-transportnogo-obsluzhivaniya-naseleniya-v-granicah-gorodskogo-okruga.html
    25trebovaniya-k-uchastnikam-podtverzhdenie-sootvetstviya-predyavlyaemim-trebovaniyam.html
  2. uchenik.bystrickaya.ru/kreditosposobnost-predpriyatiya.html
  3. report.bystrickaya.ru/hronologiya-estonii-zakoni-skautov-8.html
  4. testyi.bystrickaya.ru/5-novie-ustrojstva-i-programmi-6-kompyuternie-novosti-ispolzovannaya-literatura.html
  5. kanikulyi.bystrickaya.ru/vprave-li-fizicheskoe-lico-poluchit-socialnij-nalogovij-vichet-po-ndfl-v-summe-fakticheski-proizvedennih-rashodov-na-svoe-obuchenie-pri-sleduyushih-usloviyah-obuchen.html
  6. shpora.bystrickaya.ru/vvedenie-v-v-kelle-pismo-k-moim-russkim-chitatelyam-dopolneniya-k-tomu-1.html
  7. zadachi.bystrickaya.ru/mezhdunarodnij-valyutnij-fond-i-ego-otnosheniya-s-rossiej-i-kirgizstanom-chast-6.html
  8. uchenik.bystrickaya.ru/biznes-plan-otkritogo-akcionernogo-obshestva-dlya-postavki-na-otechestvennij-rinok-visokonadezhnih-transformatorov-chast-2.html
  9. nauka.bystrickaya.ru/vnutrifrakcionnaya-rabota-radio-gosduma-rf-monitoring-smi-21-aprelya-2006-g.html
  10. universitet.bystrickaya.ru/tema-ultrazvukovaya-diagnostika-neopuholevih-zabolevanij-predstatelnoj-zhelezi.html
  11. books.bystrickaya.ru/ciplyonok-cip-rasskazi-dlya-detej.html
  12. uchebnik.bystrickaya.ru/uchebnoe-posobie-dlya-vuzov-m-aspekt-press-2003.html
  13. otsenki.bystrickaya.ru/shpargalki-po-mezhdunarodnomu-publichnomu-pravu-chast-5.html
  14. znanie.bystrickaya.ru/analiz-deyatelnosti-glavnogo-upravleniya-mchs-rossii-po-voronezhskoj-oblasti-v-2009-god.html
  15. report.bystrickaya.ru/itogi-privatizacii-v-rossii.html
  16. institut.bystrickaya.ru/t-r-sojdla-apologiya-dinozavrov.html
  17. spur.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-dlya-studentov-obuchayushihsya-po-specialnosti-servis.html
  18. learn.bystrickaya.ru/glava-ix-alisa-v-zazerkale-ili-skvoz-zerkalo-i-chto-tam-uvidela-alisa.html
  19. shpargalka.bystrickaya.ru/uvazhaemij-chitatel-nadeyus-dazhe-na-bolshee-drug-vam-predlagaetsya-kniga-kotoraya-pomozhet-razobratsya-v-suti-diagnostiki-elektronnih-sistem-upravleniya-dviga.html
  20. university.bystrickaya.ru/glava-1-vvedenie-v-marketingovie-issledovaniya-41-neresh-k-marketingovie-issledovaniya-prakticheskoe-rukovodstvo.html
  21. occupation.bystrickaya.ru/obshaya-harakteristika-saratovskoj-oblasti.html
  22. lektsiya.bystrickaya.ru/poyasnitelnaya-zapiska-programma-sostavlena-na-osnove-programmi-kursa-v-5-11-klassah-obrazovatelnih-uchrezhdenij-voronezhskoj-oblasti-kraevedenie.html
  23. crib.bystrickaya.ru/kalendarnij-plan-uchebnih-zanyatij-po-discipline-radioelektronika-nr-301-nedeli.html
  24. spur.bystrickaya.ru/literatura-l-m-vekker-psihika-irealnost.html
  25. turn.bystrickaya.ru/osnovnie-rezultati-godovoj-otchet-po-grantu-ran-149-d-f-m-n-a-g-marchuk.html
  26. paragraph.bystrickaya.ru/kritika-kantom-racionalnoj-psihologii-istoriya-filosofskoj-psihologii.html
  27. bukva.bystrickaya.ru/sozdanie-informacionnoj-sistemi-chast-5.html
  28. literatura.bystrickaya.ru/ris-26-bolshoj-repeticionnij-zal-dramaticheskogo-teatra-s-shirinoj-igrovogo-portala-8-m-primer-planirovki.html
  29. books.bystrickaya.ru/doklad-parlamenta-kabardino-balkarskoj-respubliki.html
  30. tests.bystrickaya.ru/lekciya-2-4-oktyabrya-1992-g-lekciya-1.html
  31. zanyatie.bystrickaya.ru/uchebno-oznakomitelnaya-praktika-v-gostinice-murmanska.html
  32. studies.bystrickaya.ru/internet-resursi-radio-11-mayak-20-10-2004-novosti-12-00-00-evteeva-natalya-12.html
  33. ekzamen.bystrickaya.ru/rekomendacii-o-nacionalnih-menshinstvah-v-mezhgosudarstvennih-otnosheniyah-20-iyunya-2008-g.html
  34. institute.bystrickaya.ru/glava-1-organizaciya-sistema-upravlencheskaya-i-prezhde-vsego-planovaya-deyatelnost-dolzhna-bit-nacelena-na-konechnie.html
  35. school.bystrickaya.ru/h-razovoe-po-menyu-zavtrak-8-30-obed-13-00-poldnik-16-00-uzhin-19-00-pozdnij-uzhin-21-00-vodoem.html
  36. lesson.bystrickaya.ru/murmanskij-gosudarstvennij-tehnicheskij-universitet.html
© bystrickaya.ru
Мобильный рефератник - для мобильных людей.