Вычислительные сети Подходы по организации взаимодействия в сетях
Обычно сетевое взаимодействие основано на многоуровневом подходе. Взаимодействие в сетях – сложная задача.
Сетевое взаимодействие – иерархия задач, результаты решения задач верхнего уровня передается в качестве параметров для решения задач нижнего уровня.
Многоуровневый подход позволяет выполнять декомпозицию на части.
Основная задача сетевого взаимодействия – организовать согласованную работу двух иерархий участников взаимодействия (источника и адресата), причем на каждом уровне.
Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколами.
Интерфейс между уровнями определяет набор сервисов, предоставляемых данному уровню соседними.
Стек протоколов – набор протоколов всех уровней, доступный для организации взаимодействия в сети. Протоколы из стека могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы более низкого уровня реализуются программно-аппаратно, более высокого программно. Протоколы из стека реализуются не только рабочими станциями, но и мостами, коммутаторами, маршрутизаторами и т.п.
Каждый протокол имеет свой стандарт и название. Все протоколы, использующиеся в Интернет, имеют название RFC XXXX, где XXXX – номер.
Модель osi
В начале 80-х годов была разработана модель сетевого взаимодействия OSI (ISO в сотрудничестве с ITU-T).
Open System Interconnection (OSI) – модель взаимодействия открытых систем. Модель определяет уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и определяет, какие стандартные задачи должны быть решены и какие функции выполнять.
7 Уровней osi:
Прикладной (application layer)
Представительский (Presentation)
Сеансовый (Session)
Транспортный (Transport)
Сетевой (Network)
Канальный (Data-link Layer)
Физический (Physical)
Модель описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые ОС, другие системные компоненты, которые функционируют под ОС и аппаратными средствами. Модель не описывает средства взаимодействия приложений. Для них существуют собственные протоколы, которые реализуются в соответствии с поставленной задачей.
Модель функционирует следующим образом:
Приложение обращается через API к прикладному уровню 7. На основании запроса, прикладной уровень формирует блок данных определенного формата, который включает заголовок и данные, которые надо передать.
Последующие уровни добавляют к этому блоку свои заголовки, исходя из анализа заголовка предыдущего уровня.
На физическом уровне – все заголовки.
На приемном конце обрабатывается информация из заголовка своего уровня и этот заголовок исключается.
Единицы данных, передаваемые с уровня на уровень имеют свои названия – кадр (frame), пакет (pocket), datagram, segment. Общее название для каждого уровня – протокольный блок данных (protocol data unit – PDU).
В модели OSI различают 2 основных вида протокола взаимодействия:
с установлением соединения (connection oriented). В этом случае источник и адресат на каждом уровне должны сначала установить соединение, а затем передавать данные. После окончания диалога соединение должно быть разорвано (как в телефоне).
без установления соединения (connectionless). Соединение не устанавливается – нет гарантии, что адресат получит сообщение (e -mail)