97. Уровень 4 (транспортный)

Транспортный (transport layer) – 4. Отвечает за надежность связи между конечными узлами. Имеет механизмы установки, поддержки и отключения виртуальных каналов, обнаружения и устранения ошибок при передаче данных, а также управляет информационными потоками.

Транспортный уровень сегментирует и повторно собирает данные в один поток. Если уровень приложений, сеансовый уровень и уровень представлений заняты прикладными вопросами, четыре нижних уровня решают задачу транспортировки данных.

Транспортный уровень пытается обеспечить услуги по транспортировке данных, которые изолируют верхние уровни от деталей ее реализации. В частности, заботой транспортного уровня является решение таких вопросов, как выполнение надежной транспортировки данных через многосетевой комплекс. Предоставляя надежные услуги, транспортный уровень обеспечивает механизмы для установки, поддержания и упорядоченного завершения действия виртуальных каналов, обнаружения и устранения неисправностей транспортировки, а также управления информационным потоком (с целью предотвращения переполнения одной системы данными от другой системы).

98. Уровень 3 (сетевой)

Сетевой (network layer) – третий. Обеспечивает соединение и выбор маршрутов между конечными системами. На данном уровне происходит маршрутизация.

99. Уровень 2 (канальный)

Канальный (data-link layer) – второй. Обеспечивает передачу данных по физическому каналу. Отвечает за физическую адресацию, анализ сетевой топологии, контроль канала, уведомление об ошибках, упорядоченную доставку фреймов и управление потоками.

Канальный уровень обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Выполняя эту задачу, канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, дисциплины в канале связи (т.е. каким образом конечная система использует сетевой канал), уведомления об ошибках, упорядоченной доставки кадров, а также вопросы управления потоком данных.

100. Уровень 1(физический)

Физический (physical layer) – первый уровень ОСИ. Определяет электрические, механические, процедурные и функциональные спецификации активизации, поддержки и отключения физических каналов между конечными системами.

Физический уровень— нижний уровень модели, который определяет метод передачи данных, представленных в двоичном виде, от одного устройства (компьютера) к другому. 

101. Понятие стека протоколов:

Стек протоколов - это набор протоколов для взаимодействия N-уровней ВОС.

Существующие стеки протоколов:

 TCP/IP, IPX/SPX, OSI, NetBIOS/SMB, SNA (фирма Apple)

102. Cтек TCP/IP называют также Интернет-протоколом. Сегодня это один из наиболее популярных стеков протоколов, использующийся как в локальных сетях, так и для объединения гетерогенных сетей в единую глобальную сеть. Интернет протокол определяет функции, соответствующие уровням модели ВОС выше канального уровня. Низкоуровневые протоколы умышленно оставлены открытыми для свободной реализации, для того чтобы в будущем TCP/IP можно было надстраивать над любой базовой технологией передачи данных. Протокол эмуляции терминала (TELNET), протокол передачи файлов (FTP), простой протокол передачи почты (SMTP), протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол сетевой файловой системы (NFS) и другие протоколы, соответствующие прикладному уровню, уровню представления и сеансовому уровню называются процесс-протоколами. Процесс-протокол обеспечивает какой-либо конкретный сервис прикладного уровня, то есть позволяет решать именно те задачи, ради которых и

создаются вычислительные сети. Протокол контроля передачи (TCP) и протокол пользовательских датаграмм (UDP) — являются так называемыми протоколами типа хост-хост (host-to-host). Хост-хост протоколы решают задачу доставки данных от одного узла сети (хоста), другому узлу, как правило, находящемуся в другой, удаленной сети. Эта функция в первом приближении соответствует транспортному уровню. Интернет протокол (IP), и протокол контроля передачи (ICMP) — называются интернет-протоколами (просим прощения за тавтологию). Эти протоколы являются основой всего стека протоколов и отвечают за доставку данных между узлами в составных гетерогенных сетях. Отношение TCP/UDP иIP протоколов можно рассматривать, как отношение груза и транспорта доставки.

 4 уровня модели TCP/IP - В отличие от модели OSI, модель DOD состоит из четырёх уровней (сверху вниз):

·         Прикладной уровень (Process Application), соответствующего трем верхним уровням модели OSI.

·         Транспортный уровень ( Transport), соответствующего транспортному уровню модели OSI,

·         Межсетевого уровня (Internet), соответствующего сетевому уровню модели OSI,

·         Уровня сетевого доступа (Network Access), соответствующего двум нижним уровням модели OSI.

103. Примеры протоколов по уровням модели TCP/IP

4	Прикладной «7 уровень»	напр., HTTP, RTP, FTP, DNS
3	Транспортный	напр., TCP, UDP, SCTP, DCCP (RIP, протоколы маршрутизации, подобные OSPF, что работают поверх IP, являются частью сетевого уровня)
2	Сетевой	Для TCP/IP это IP (вспомогательные протоколы, вроде ICMP и IGMP, работают поверх IP, но тоже относятся к сетевому уровню; протокол ARP является самостоятельным вспомогательным протоколом, работающим поверх канального уровня)
1	Канальный	Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS, физическая среда и принципы кодирования информации, T1, E1

104. Ethernet ([ от англ. ether - «эфир») — пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI.

105. Token Ring — технология локальной вычислительной сети (LAN) кольца с «маркерным доступом» — протокол локальной сети, который находится на канальном уровне (DLL) модели OSI. Он использует специальный трёхбайтовый фрейм, названный маркером, который перемещается вокруг кольца. Владение маркером предоставляет право обладателю передавать информацию на носителе. Кадры кольцевой сети с маркерным доступом перемещаются в цикле.

106. FDDI (англ. Fiber Distributed Data Interface — Волоконно-оптический интерфейс передачи данных) — стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200километров. Стандарт основан на протоколе Token Ring. Кроме большой территории, сеть FDDI способна поддерживать несколько тысяч пользователей.

107. High-Level Data Link Control (HDLC) — бит-ориентированный  протокол канального уровня сетевой модели OSI, разработанный ISO.

Текущим стандартом для HDLC является ISO 13239.

HDLC может быть использован в соединениях с множественным доступом, но в настоящее время в основном используется в соединениях точка-точка с использованием асинхронного сбалансированного режима (ABM).

108. ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией служб. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.

109. PPP (англ. Point-to-Point Protocol) — двухточечный протокол канального уровня (Data Link) сетевой модели OSI. Обычно используется для установления прямой связи между двумя узлами сети, причем он может обеспечить аутентификацию соединения, шифрование (с использованием ECP, RFC 1968) и сжатие данных. Используется на многих типах физических сетей: нуль-модемный кабель, телефонная линия, сотовая связь и т. д.

Часто встречаются подвиды протокола PPP, такие как Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), используемый для подключения по Ethernet, и иногда через DSL; и Point-to-Point Protocol over ATM (PPPoA), который используется для подключения по ATM Adaptation Layer 5 (AAL5), который является основной альтернативой PPPoE для DSL.

PPP представляет собой целое семейство протоколов: протокол управления линией связи (LCP), протокол управления сетью (NCP), протоколы аутентификации (PAP, CHAP), многоканальный протокол PPP (MLPPP).

110. ATM (англ. Asynchronous Transfer Mode — асинхронный способ передачи данных) — сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек (cell) фиксированного размера (53 байта[1]), из которых 5 байтов используется под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных (STM — англ. Synchronous Transfer Mode), ATM лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.

111. MPLS (англ. multiprotocol label switching — многопротокольная коммутация по меткам) — механизм в высокопроизводительнойтелекоммуникационной сети, осуществляющий передачу данных от одного узла сети к другому с помощью меток.

MPLS является масштабируемым и независимым от каких-либо протоколов механизмом передачи данных. В сети, основанной на MPLS, пакетам данных присваиваются метки. Решение о дальнейшей передаче пакета данных другому узлу сети осуществляется только на основании значения присвоенной метки без необходимости изучения самого пакета данных. За счет этого возможно создание сквозного виртуального канала, независимого от среды передачи и использующего любой протокол передачи данных.

112. Internet Protocol (IP) — межсетевой протокол. Относится к маршрутизируемым протоколам сетевого уровня семейства TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные подсети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола являетсяадресация сети.

113. Протокол маршрутной информации (англ.  Routing Information Protocol) — один из самых простых протоколов маршрутизации. Применяется в небольших компьютерных сетях, позволяет маршрутизаторам динамически обновлять маршрутную информацию (направление и дальность в хопах), получая ее от соседних маршрутизаторов.

114. OSPF (англ. Open Shortest Path First) — протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры (Dijkstra’s algorithm).

Протокол OSPF был разработан IETF в 1988 году. Последняя версия протокола представлена в RFC 2328. Протокол OSPF представляет собой протокол внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP). Протокол OSPF распространяет информацию о доступных маршрутах между маршрутизаторами одной автономной системы.

OSPF имеет следующие преимущества:

Высокая скорость сходимости по сравнению с дистанционно-векторными протоколами маршрутизации;

Поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);

Оптимальное использование пропускной способности (т. к. строится дерево кратчайших путей по алгоритму Дейкстры);

115. BGP (англ. Border Gateway Protocol, протокол граничного шлюза) — основной протокол динамической маршрутизации в Интернете.

Протокол BGP предназначен для обмена информацией о достижимости подсетей между автономными системами (АС), то есть группами маршрутизаторов под единым техническим управлением, использующими протокол внутридоменной маршрутизации для определения маршрутов внутри себя и протокол междоменной маршрутизации для определения маршрутов доставки пакетов в другие АС. Передаваемая информация включает в себя список АС, к которым имеется доступ через данную систему. Выбор наилучших маршрутов осуществляет исходя из правил, принятых в сети.

BGP поддерживает бесклассовую адресацию и использует суммирование маршрутов для уменьшения таблиц маршрутизации. С 1994 годадействует четвёртая версия протокола, все предыдущие версии являются устаревшими.

BGP, наряду с DNS, является одним из главных механизмов, обеспечивающих функционирование Интернета.

BGP является протоколом прикладного уровня и функционирует поверх протокола транспортного уровня TCP (порт 179). После установки соединения передаётся информация обо всех маршрутах, предназначенных для экспорта. В дальнейшем передаётся только информация об изменениях в таблицах маршрутизации. При закрытии соединения удаляются все маршруты, информация о которых передана противоположной стороной.

116. ICMP (англ. Internet Control Message Protocol — протокол межсетевых управляющих сообщений[1]) — сетевой протокол, входящий в стек протоколов TCP/IP. В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных, например, запрашиваемая услуга недоступна, или хост, или маршрутизатор не отвечают. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции.

117. Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления передачей) — один из основных протоколов передачи данных Интернета, предназначенный для управления передачей данных в сетях и подсетях TCP/IP.

Выполняет функции протокола транспортного уровня модели OSI.

TCP — это транспортный механизм, предоставляющий поток данных, с предварительной установкой соединения, за счёт этого дающий уверенность в достоверности получаемых данных, осуществляет повторный запрос данных в случае потери данных и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета. В отличие от UDP гарантирует целостность передаваемых данных и уведомление отправителя о результатах передачи.

Реализация TCP, как правило, встроена в ядро ОС, хотя есть и реализации TCP в контексте приложения.

Когда осуществляется передача от компьютера к компьютеру через Интернет, TCP работает на верхнем уровне между двумя конечными системами, например, браузером и веб-сервером. Также TCP осуществляет надежную передачу потока байтов от одной программы на некотором компьютере к другой программе на другом компьютере. Программы для электронной почты и обмена файлами используют TCP. TCP контролирует длину сообщения, скорость обмена сообщениями, сетевой трафик.

118.UDP - (User Datagram Protocol — протокол пользовательских датаграмм) — один из ключевых элементов Internet Protocol Suite (более известного как TCP/IP), набора сетевых протоколов для Интернета.

119. FTP - (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов). Протокол уровня приложений, часть стека протоколов TCP/IP, которые используются для передачи файлов между сетевыми устройствами.

120. TFTP - (Trivial File Transfer Protocol — простой протокол передачи файлов) используется главным образом для первоначальной загрузки бездисковых рабочих станций. TFTP, в отличие от FTP, не содержит возможностей аутентификации (хотя возможна фильтрация по IP-адресу) и основан на транспортном протоколе UDP.

121. SMTP - (Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол передачи почты) — это широко используемый сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP.

122.POP3 - (Post Office Protocol Version 3 — протокол почтового отделения, версия 3) — стандартный Интернет-протокол прикладного уровня, используемый клиентами электронной почты для извлечения электронного сообщения с удаленного сервера по TCP/IP-соединению.

123.IMAP4 - (Internet Message Access Protocol) — протокол прикладного уровня для доступа к электронной почте.

124. Telnet - (TErminaL NETwork) — сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети (в современной форме — при помощи транспорта TCP). Название «telnet» имеют также некоторые утилиты, реализующие клиентскую часть протокола

125. HTTP - (HyperText Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных (изначально — в виде гипертекстовых документов).

126. HTTPS - (HyperText Transfer Protocol Secure) — расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование. Данные, передаваемые по протоколу HTTPS, «упаковываются» в криптографический протокол SSL или TLS, тем самым обеспечивается защита этих данных. В отличие от HTTP, для HTTPS по умолчанию используется TCP-порт 443.

127.DNS - (Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

128.DHCP -  (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической настройки узла) — сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

129.LDAP -  (Lightweight Directory Access Protocol — «облегчённый протокол доступа к каталогам») — протокол прикладного уровня для доступа к службе каталогов X.500, разработанный IETF как облегчённый вариант разработанного ITU-T протокола DAP.

130.SSH - (Secure SHell — «безопасная оболочка») — сетевой протокол прикладного уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений (например, для передачи файлов).

132.Полоса пропускания

Полоса пропускания (bandwidth) — это разность между максимальной и минимальной частотами сигналов для телекоммуникационной инфраструктуры, или количество битов, которые могут быть переданы за некоторый промежуток времени, описывается таким понятием, как скорость в бод (baud).

Аналоговая линия даже с самой широкой полосой пропускания не может сравниться с теми возможностями, которые предоставляет простейшая цифровая связь. Если при цифровой передаче данных не используется заимствование битов (т.е. обычно 56 Кбит/с полностью используются для полезной информации, а оставшаяся часть — для служебной), то базовая полоса пропускания достигает 64 Кбит/с. Такое значение превышает возможности любых аналоговых каналов.