Сетевые протоколы: понятие «протокол», компоненты и разновидности протоколов, семейства и стеки протоколов, основные определения и концепции, иерархии, одноранговое взаимодействие протоколов.
Рассматривается многоуровневый подход для организации взаимодействия меджу устройствами- каждый модуль рассматривается как черный ящик. Модули группируются и упорядочиваются по уровням, образуя иерархию. Межуровневый интерфес(интерфейс услуг)- набор функций, которые нижележащий уровень пердоставляет вышележащему. При взаимодействии двух устройств необходимо описать взаимодествие для каждого уровня.
Олиферы: протокол- интерфейс, содержащий средства взаимодействия другой стороны .
Проток и интерфейс по сути- формализованное описание процелуры взаимодействия двух объектов. Но протоклы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, интерфейсы-правла взаимодействия модулей сосоедних уровней в одном узле.
Протоколы нижних уровней, как правило, реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, высших- только программных. Программный модуль также называют протоколом.
Модель ISO/OSI (open system interconnection) предназначена для того, чтобы обобщить средства представления сетевого взаимодействия. Она определяет уровни взаимодействия в сетях с коммутацией пакетов, стандартные назания урвоней, функции каждого уровня. Она не содержит описания конкретных действий
Одноранговая связь — простейший случай взаимодействия (связи) двух узлов компьютерной сети, когда каждому уровню протокола на первом узле соответствует аналогичный уровень протокола на втором. При этом отсутствует преобразование данных между разными протоколами одного уровня или многократное прохождение какого-либо из уровней на одном узле.
Стек протоколов — иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.
Стек протоколов OSI означает набор конкретных спецификаций.
Разновидности стеков протоколов:
DECnet, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol), SNA, IPX/SPX,
Компоненты протокола
алгоритм (набор алгоритмов), описывающий некий аспект. Нюанс поведения каждой системы во взаимодействии
Интерфесы взаимодействия с выше- и ниже- расположенными протоколами в лоакальной системе(уровни стека)
Способ представления информации
Таймеры(в протоколах типа stateful)
Правила общения, логика общения
Языки обещзния(тексты, коды)
Иерархия протоколов:
Модель ISO/OSI редполагает 7 уровней:
Прикладной уровень
Представительский уровень
Сеансовый уровень
Межпортовый уровень
Сетевой уровень
Канальный уровень
Физический уровень
Модели и языки описания сетевых протоколов: примеры языков и систем моделирования протоколов.
Для описания протоколов используют средства
Словесные
Графические
Табличные
Аналитические
Конечные автоматы(диаграммы состояний и переходов)
Сети петри
Регулярные выражения
Формальные грамматики
Языки описания протоколов:
Estelle
SDL
Lotos
FAPL
PDL
OCA(описание сетевых архитектур)
Системы имитационного моделирования протоколов
NS-2
ML-designer
OMnet+
AnyLogic
Разновидности протоколов:
Stateful(обладающие памятю, нарпимер, TCP. КА с памятью)
Stateless(например. UDP. КА с комбинационной логикой)
Классы компьютерных сетей по размеру территории покрытия: сети LAN, MAN и WAN. Разновидности локальных сетей, стандарты IEEE 802.*. Малые сети – HAN (SOHO) и PAN. Примеры архитектур сетей классов MAN и WAN.
Лока́льная вычисли́тельная сеть (Local Area Network, LAN) — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км. Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi.
Городская вычислительная сеть (Metropolitan area network, MAN) (от англ. «сеть крупного города») — объединяет компьютеры в пределах города, представляет собой сеть по размерам меньшую чем WAN, но большую, чем LAN. MAN применяется для объединения в одну сеть группы сетей, расположенных в разных зданиях. В диаметре такая сеть может составлять от 5 до 50 километров. Пример – кабельное телевидение, широкополосные ЛВС
Глобальная компьютерная сеть (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров. WAN служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay. Связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Пример – Internet, FidoNet. WAN - VRVS (Virtual Rooms Videoconferencing System), EVO
IEEE 802 — группа стандартов семейства IEEE, касающихся локальных вычислительных сетей (LAN) и сетей мегаполисов (MAN). В частности, стандарты IEEE 802, ограничены сетями с пакетами переменной длины. Службы и протоколы, указанные в IEEE 802 находятся на двух нижних уровнях (Канальный уровень и Физический) семиуровневой сетевой модели OSI. Фактически, IEEE 802 разделяет канальный уровень OSI на два подуровня — Media Access Control (MAC) и Logical Link Control LLC. Таким образом, уровни располагаются в следующем виде:
Канальный уровень
Подуровень LLC
Подуровень MAC
Физический уровень
Сеть SOHO — локальная компьютерная сеть. Сеть обычно представленна одним кабинетом или комнатой. В сети используется сетевые коммутаторы Ethernet или повторители и кабель 5-той категории, или беспроводная сеть Wi-Fi. Сеть позволяет использовать ресурсы всех компьютеров для передачи/хранения данных, а так же получать доступ в сеть Интернет через один из компьютеров или сетевой шлюз. В сети SOHO можно использовать сервер для контроля доступа к сети, общего хранилища данных, а так же разделять права пользователей.
HAN - Home Area Network
Персональная сеть (англ. Personal Area Network, PAN) — это сеть, построенная «вокруг» человека. Данные сети призваны объединять все персональные электронные устройства пользователя (телефоны, карманные персональные компьютеры, смартфоны, ноутбуки, беспроводные гарнитуры и т. п.). Такими стандартизированными сетями в настоящее время являются Bluetooth, Zigbee, Piconet. Особенности PAN:
Малое число абонентов (сеть должна поддерживать работу до 8 участников)
Небольшой радиус действия, до 30 метров (100 футов)
Некритичность к наработке на отказ.
Все устройства входящие в PAN-сеть можно контролировать.
Отсутствие арбитража среды. Это означает, что встроенных средств контроля, как и кто может работать с этим типом сети — нет.