Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій
Навчально-науковий інститут телекомунікацій та інформатизації
КАФЕДРА ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Методична розробка
Для проведення лекції з навчальної дисципліни “Глобальна інформаційна інфраструктура”
Модуль 1 Основи глобальної інформаційної інфраструктури
Тема 1. Загальні відомості та визначення гіі
Лекція 3. Заняття 7. Модель OSI та TCP/IP
КИЇВ – 2014
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій
Навчально-науковий інститут телекомунікацій та інформатизації
КАФЕДРА ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідуючий кафедрою
_______________д.т.н., професор В.В.Вішнівський
(підпис, прізвище)
“ ____ “ _____________ 2014 року
Методична розробка
Для проведення лекції з навчальної дисципліни “ Глобальна інформаційна інфраструктура ”
Модуль 1 Основи глобальної інформаційної інфраструктури
Тема 1. Загальні відомості та визначення гіі
Лекція 3. Заняття 7. Модель OSI та TCP/IP
Обговоренo на засіданні кафедри
Протокол №
« » 2014р. .
КИЇВ – 2014
НАВЧАЛЬНІ ТА ВИХОВНІ ЦІЛІ
1. Засвоїти структуру побудови моделі OSІ та TCP/IP.
2. Вивчити основні функції кожного рівня.
ЧАС: 2 навчальних години
МІСЦЕ: ауд 210.
УЧБОВО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
1. Комплект слайдів до лекції № 1.
2. Наічальний сайт.
РОЗПОДІЛ ЧАСУ ЗАНЯТТЯ
Вступна частина 5 хв.
Перевірка підготовки студентів до заняття 5 хв.
Навчальні питання
1. Модель OSІ та її рівні 25 хв.
2. Структура мережного повідомлення згідно моделі OSІ. 30 хв.
3. Рівні протокола TCP/IP 20 хв.
Висновок, завдання на СРС 5 хв.
Виконати самостійне завдання № 1.
Вивчити питання лекції
Зробити порівняння побудови моделі OSІ та TCP/IP. Оформити у вигляді таблиці.
Література:
1. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Телекомунікаційні мережі. Київ, “Техніка”, 2001-с.5-13.
2. Оліфер В.Г. Комп’ютерні мережі. Принципи, технології, протоколи. Посібник для Вузів. 2-е вид. –СПБ. Пітер. 2005. -с.22-34.
Текст лекції
1. Модель osі та її рівні
Модель взаємодії відкритих систем OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) - абстрактна модель для мережних комунікацій і розробки мережевих протоколів. Представляє рівневий підхід до мережі. Кожен рівень обслуговує свою частину процесу взаємодії. Завдяки такій структурі спільна робота мережного обладнання й програмного забезпечення стає набагато простішою й зрозумілішою. |
Модель взаимодействия открытых систем OSI (англ. Open Systems Interconnection Reference Model) – абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.
Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится намного проще и понятнее |
http://www.cap-design.ru/ksptp/1_3_4.htm
Открытая система: любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.
Спецификация - формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.
Открытые спецификации - опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.
Чем больше открытых спецификаций использовано при разработке системы, тем более открытой она является.
Модель OSI касается только средств взаимодействия устройств, связанных в вычислительную сеть.
Здесь
Открытая система - сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.
Преимущества принципов открытости:
построение сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся стандартов;
безболезненные модификация и замена компонентов сети;
легкость сопряжения сетей;
простота освоения и обслуживания сети.
Пример - международная сеть Internet.
В разработке ее стандартов принимали участие тысячи специалистов-пользователей этой сети из различных университетов, научных организаций и фирм-производителей вычислительной аппаратуры и программного обеспечения, работающих в разных странах.
Само название стандартов, определяющих работу сети Internet - Request For Comments (RFC), что можно перевести как «запрос на комментарии», - показывает гласный и открытый характер принимаемых стандартов.
В результате сеть Internet сумела объединить в себе самое разнообразное оборудование и программное обеспечение огромного числа сетей, разбросанных по всему миру.
Модель OSI
Сетевой протокол – это набор команд (операций) для взаимодействия узлов в сети. Ввиду сложности организации сетей, используемая модель сетевых протоколов содержит большое число уровней абстракции.
Согласно стандарту коммуникационной модели OSI, коммуникационная сеть подразделяется на следующие основные уровни (layers):
1. Физический (physical). Нижний уровень сетевой коммуникации. Включает сетевое оборудование - кабели, разъемы, концентраторы и т.д.
2. Канальный (channel) или уровень связи данных (Data link layer) – обрабатывает фреймы (frames), или части пакетов фиксированной длины, обнаруживает ошибки и восстановливает после ошибок на физическом уровне.
3. Сетевой (network) – обеспечивает соединение и маршрутизацию пакетов в коммуникационной сети, включая обработку адресов исходящих пакетов, декодирование адресов входящих пакетов и поддержку информации для маршрутизации для соответствующего ответа для изменения уровней загрузки.
4. Транспортный (transport) – отвечает за сетевой доступ нижнего уровня и за передачу сообщений между клиентами, включая разделение сообщений на пакеты, сопровождение порядка пакетов, поток управления и генерацию физических адресов.
5. Сеансовый (session) – реализует сеансы (sessions), или протоколы коммуникации между процессами.
6. Представления (presentation) – инкапсулирует различие в форматах между различными системами в сети, включая преобразования символов и полудуплексную (дуплексную) связь (эхо-вывод).
7. Прикладной (application) – самый высокий уровень модели сетевых протоколов. Взаимодействует непосредственно с запросами на передачу файлов пользовательского уровня, протоколами удаленных входов и передачи электронной почты, а также со схемами распределенных баз данных.
Схема уровней сетевой коммуникации представлена на рис. 1
Рис.1. Многоуровневая модель коммуникации OSI.
Рис. 2. Уровни сетевых протоколов (OSI).
2
Структура
сетевого сообщения в соответствии с
моделью OSІ
2 Структура мережного повідомлення згідно моделі OSІ
Сообщение имеет заголовки каждого уровня, начиная от уровня связывания данных, затем следует тело сообщения и признак конца сообщения (уровня связывания данных, отвечающего за целостность передачи сообщения). Таким образом, реализация каждого уровня абстракции обрабатывает сообщение, используя заголовок сообщения соответствующего уровня.
На рис. 3 изображена структура сетевого сообщения, согласно модели OSI.
Сети Ethernet
Ethernet (стандарт IEEE 802.3) (англ. ether - эфир) наиболее распространенный метод организации сетей. Относится к физическому (physical Ethernet) уровню и уровню связывания данных, согласно модели OSI.
Основоположник сетей Ethernet – Роберт Меткалф (R. Metcalfe 1973). Он же впоследствии основал фирму 3COM, одну из наиболее известных компаний в области сетевых технологий.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Ethernet
Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet[1]. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием «Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks»[2].
Меткалф ушёл из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями: token ring и ARCNET, — которые вскоре были раздавлены под накатывающимися волнами продукции Ethernet. В процессе борьбы 3Com стала основной компанией в этой отрасли.
Основные идеи Ethernet - использование коаксиального кабеля (BNC) и 48-битового адреса (MAC-адреса), который присваивается каждому сетевому компьютеру и используется для идентификации источников и получателей пакетов в сетях
http://ru.wikipedia.org/wiki/MAC-%D0%B0%D0%B4%D1%80%D0%B5%D1%81
48-разрядный (6 октетов) MAC-адрес, который разделен на четыре части.
Первые 3 октета содержат 24-битный уникальный идентификатор организации (OUI)[1], или (Код MFG — Manufacturing, производителя), который производитель получает в IEEE. При этом используются только младшие 22 разряда (бита), 2 старшие имеют специальное назначение:
первый бит (младший бит первого байта) указывает, для одиночного (0) или группового (1) адресата предназначен кадр
следующий бит указывает, является ли MAC-адрес глобально (0) или локально (1) администрируемым.
Следующие три октета выбираются изготовителем для каждого экземпляра устройства. За исключением сетей системной сетевой архитектуры SNA.
Таким образом, глобально администрируемый MAC-адрес устройства глобально уникален и обычно «зашит» в аппаратуру.
Первоначально скорость сетей Ethernet составляла до 3 МБит/с. В настоящее время она увеличилась до 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet).