Организация сетевого взаимодействия.

Адресация в сетях.

Предоставление сетевых услуг

Принципы пакетной передачи данных

Принципы работы протоколов разных уровней

Работа протоколов стека ТСР /IP

Различия и особенности распространенных протоколов

Сетевые модели

Стеки протоколов

Физическая передача

Адресация в сетях.

При объединении в сеть трех и более узлов возникает проблема идентификации конкретного узла, которому предназначены пересылаемые данные. Другими словами, возникает проблема адресации узлов компьютерной сети.

На практике адресация производится не для самих узлов в сети, а для их сетевых интерфейсов, т.е. наборов средств и правил, позволяющих осуществлять обмен информацией. Это объясняется тем, что один узел сети может иметь несколько сетевых интерфейсов, например в сети, имеющей физическую топологию кольцо , каждому узлу необходимо минимум два сетевых интерфейса, связывающих его с его соседями.

Существует множество систем адресации и соответственно, множество форматов представления адресов. Например, адрес может иметь вид числовой или символьной последовательности.

Множество всех допустимых адресов в какой либо системе адресации называется адресным пространством. Структура адресного пространства может быть линейной, или как ее еще называют плоской, и иерархической.

Адреса в виде символьной последовательности

Адресное пространство с иерархической структурой

Адресное пространство с плоской структурой

Адреса в виде символьной последовательности

Кроме числовых схем адресации, также применяются схемы адресации, использующие символьное представление адресов. Символьные адреса гораздо проще запоминать, этому способствует еще и тот факт, что обычно они несут некую смысловую нагрузку. Поэтому такие адреса удобны там, где необходимо обеспечить интерфейс человека с сетевой программой.

Однако символьные адреса имеют переменный формат достаточно большой максимально возможной длины , поэтому хранение и передача по сети таких адресов вызывают ряд сложностей и являются не очень экономичными.

В сети Интернет используется IP – адресация, но поскольку пользователям приложений удобней работать с символьными адресами, то на прикладных уровнях используется символьная система адресации, каждый адрес которой является мнемоническим обозначением некоего IP адреса.

Раньше символьная адресация обеспечивалась средствами ОС, хранившими таблицы соответствия физического адреса узла сети и его символьного адреса. Однако такие системы изначально разрабатывались для работы в небольших локальных сетях. При этом имена узлов имели линейную структуру, т.е. не разделялись на несколько частей. Чтобы определить физический адрес узла, соответствующий некоторому символьному имени, проводился опрос всех узлов локальной сети, осуществляемый посредством механизма широковещательных запросов.

Но в больших сетях или в сетях, объединяющих несколько подсетей, более эффективно применение иерархической системы, адресации, и, соответственно, адресов, состоящих из нескольких «вложенных» друг в друга частей.

Примером такой системы адресации может служить доменная система имен (Domain Name System), применяемая в Интернете, имеющая иерархическую древовидную структуру и допускающая большую степень вложенности, т.е. большое количество иерархических подуровней.

документы

search list третьего

www soft mail уровня

Документы narod ru

третьего mail yandex

уровня cards

документы

www minf третьего

уровня

www ibm

www inwork com

имена www lenta

хостов

Рис. Система иерархии доменов.

Доменное имя может состоять из несколько частей, отделенных друг от друга точками, например news.yandex.ru. каждая из таких частей называется доменом

Под доменом можно подразумевать некую совокупность компьютеров, имеющих какие-либо схожие свойства.

Доменное имя записывается так, что слева оказывается имя узла, входящего в домен, имеющий самый низкий уровень в иерархии, а справа – домен, имеющий самый высокий иерархический уровень. Поэтому справа домен называется доменом верного или первого уровня. Следующий слева домен, отделенный точкой, является дочерним доменом по отношению к домену первого уровня, т.е. входит в него как его составная часть. Этот домен называется доменом второго уровня. Домены, которые являются дочерними для домена второго уровня, называется доменами третьего уровня и т.д.

В адресе news.yandex.ru. доменом первого уровня является домен «ги», домен второго уровня «yandex», слово «news» является именами хоста.

Термин «хост» (от англ. host) используют в качестве синонима термина «узел сети», обычно говорят о сетях, объединенных на основе использования стека TCP/IP.

Названия доменов первого уровня назначаются централизованно, в соответствии с международным стандартом. Имена доменов первого уровня могут обозначать страны или типы организаций и обычно представляют собой двух или трехбуквенные аббревиатуры.

Таблица. Примеры доменов первого уровня

Домены первого уровня
Общие1		Региональные2
Имя	Значения	Имя	Значения
Cot	Коммерческие	Ru	Российская Федерация
Edu	Образовательные	Ua	Украина
Gov	Правительственные	Us	США
Int	Международные	Jp	Япония
Mil	Военные	De	Германия
Info	Информационные	GB	Великобритания
Net	Сетевые	Au	Австралия
Org	Некоммерческие	Za	Южная Африка

1. Предназначены для обозначения типов организаций.

2. Предназначены для обозначения стран и регионов.

Доменов второго уровня обычно является псевдоним организации, которой принадлежит корпоративная сеть или хост-компьютер, для адресации которых используется этот домен.

Домены третьего и последующих уровней являются частью доменов второго уровня, и на практике обычно представляют некие подсети либо дочерние хосты, которые продаются или бесплатно передаются в использование другим организациям или физическим лицам. Очень часто на таких хостах размещаются домашние с страницы пользователей Интернета.

Установление соответствия доменных имен сетевым адресатам осуществляется централизованно с помощью сервиса DNS.

Сервис DNS - система обеспечения преобразования символических имён и псевдокод локальных сетей и узлов в сети Интернет в IP-адреса и обратно.

Принцип работы сервиса основан на использовании так называемых DNS-серверов. Каждый домен должен иметь свой DNS-сервер, который хранит таблицу соответствий доменных имен и IP- адресов данного домена, а также доменов, являющихся для него дочерним. В таблице также присутствует запись, относящиеся к родительскому домену. Таким образом, любой узел может быть получить сведения об искомом IP- адресе любого узла сети. Для этого узел последовательно обращается ко всем DNS-серверам, находящимся выше по иерархии, пока не дойдет до сервера, расположенного в домене, общем для данного узла, осуществляющего поиск, и искомого узла. Далее происходит последовательное обращение к серверам, находящимся ниже по доменной иерархии, пока домен, содержащий искомый узел, не будет найден.

Принципы пакетной передачи данных.

При использовании разделяемой среды передачи данных очень важную для пользователей роль начинает играть время доступа к среде.

В сетях, построенных на основе большей части известных технологий, в один конкретный момент времени не может происходить несколько передач одновременно. Передача узлами информации в таких сетях происходит поочередно. Очередность обеспечивается, в зависимости от метода доступа к среде передачи данных, получением узлом сети права на передачу.

Поэтому, когда рабочей станции необходимо переслать данные по сети, она пытается получить доступ к разделяемой среде передачи данных. Время ожидания с момента, когда рабочая станция готова начать пересылку, и до момента, когда рабочая станция, наконец, получает доступ к среде передачи и начинает пересылку данных, называется временем доступа к среде.

Очевидно, что для лучшей и более быстрой работы сети время доступа должно быть как можно меньше. Однако в случае, например, пересылки по стети файла или крупного блока данных время доступа к среде будет довольно большим, и узлы, не участвующие в обмене данными, вынуждены будут ждать до завершения передачи. При этом вероятность возникновения ошибки при передаче большого блока информации весьма высока. Возникновение такой ошибки приведет к необходимости в повторной передаче всего блока информации, что опять же не сокращает время ожидания других узлов сети.

Поэтому для того чтобы иметь возможность уменьшить время доступа к разделяемой среде передачи данных для любого узла, вся передаваемая информация разбивается на небольшие блоки, называемые пакетами или кадрами.

Максимальная длина каждого пакета строго ограничена.

Таким образом, в процессе пакетной передачи данных осуществляется одновременное взаимодействие сразу между несколькими узлами сети – информация, передаваемая по сети. Представляет собой очереди пакетов, отправленных разными узлами.

Сети, информационный обмен которых основан на передаче по линиям связи последовательностей пакетов, называются сетями с коммутацией пакетов.

Разбиение данных на пакеты представляет собой процесс, в результате которого исходные данные делятся на отдельные блоки небольшого размера, снабженные специальной служебной и управляющей информацией, которая должна обеспечить:

- возможность передачи данных, т.к. определить , каким образом и куда передавать пакеты;

- сбор данных в надлежащем порядке на стороне получателя;

- проверку целостности и достоверности данных после их пересылки.

Методы взаимодействия

Обобщенный формат пакета

Формат кадров Ethernet

Формат кадров Token Ring

Предоставление сетевых услуг.

Сетевая услуга или сетевой сервис – это процесс обслуживания объектов сети, обычно связанный с распределенной обработкой данных и информационным обменом. Объектами сети могут быть пользователи, программы, операционные системы, функциональные блоки, вычислительные процессы и т.д.

Примерами сетевых услуг являются следующие распространенные виды сервисов:

• хранение данных;

• поиск информации;

• Почтовые услуги (например, электронная почта);

• Передача сообщений и блоков данных между узлами сети;

• организация сеансов взаимодействия между прикладными процессами.

Сетевой сервис определяет интерфейс между потребителем и поставщиком сетевых услуг.

Потребителями сетевых услуг могут является пользователи, прикладные программы, другие объекты сети. Поставщиком сетевых услуг является сетевая служба – некая сетевая компанента, совокупность средств, которые позволяют реализовать услугу либо набор услуг.

К таким средствам относятся:

• средства обеспечения общего доступа и пользования локальных ресурсов и услуг – серверная часть программного обеспечения, реализующего сетевую службу;

• средства получения доступа и обеспечения использования удаленных ресурсов и услуг – клиентская часть программного обеспечения, реализующего сетевую службу.

При этом северная часть сетевой службы производит обработку и выполнение запросов, полученных от клиентской части службы и касающихся использования или получения доступа к сетевым ресурсам, с которыми данная сетевая служба связана.

Так, сетевая служба, организующая взаимодействие клиента с удаленными файловыми системами, будет называется файловой. Почтовая служба предоставляет пользователю доступ к ресурсам и возможностям электронной почты. А сетевая служба печати позволяет производить печать с использованием удаленного принтера.

Таким образом, серверная часть может предоставлять сетевые услуги клиентской части при непосредственной инициативе этой клиентской части.

Взаимодействия между клиентами и сервером осуществляется посредством телекоммуникационных средств сетевой службы и сети передачи данных, выполняющих формирование сообщений запросов, и ответов, разбиение этих сообщений при необходимости на отдельные блоки данных, обеспечение адресации, маршрутизации, надежной доставки этих сообщений и т.д. в соответствии с правилами, которые определяются используемыми коммуникационными протоколами.

Обычно сетевая служба располагается на прикладном уровне модели OSI, т.е. выполняет его функции, иногда может занимать и уровень представления. При этом сетевая служба, используя средства нижележащих уровней, не зависит от типа используемой коммуникационной сети.

Таким образом, сетевая служба зачастую является платформой для тех или иных прикладных процессов. По степени интеграции сетевой службы в операционную систему различают следующие виды программной реализации сетевой службы:

• высокая степень интеграции – сетевая служба является часть операционной системы;

• средняя степень интеграции – сетевая служба представляет собой надстройку над операционной системой;

• Низкая степень интеграции – сетевая служба является самостоятельным программным продуктом.

Д/З: БРАНДМАУЭР, основные функции.