Лекция 5 Сетевой уровень Функции и протоколы сетевого уровня

Сетевой уровень(3 в иерархии) обеспечивает средства для установления, поддержки и разрыва сетевых соединений; предоставляет свои услуги транспортному уровню.

Рисунок 1.

Сетевой уровень необходим при создании составного соединения, если абоненты соединены без посредников, то он не нужен. При одной топологии нет посредников.

При создании сети из подсетей требуются сетевые протоколы.

Основная задача сетевого уровня заключается в создании составных каналов передачи данных, проходящих через СПД (сеть передачи данных).

Сетевой уровень сообщает транспортному о возникновении ошибок.

Сетевой уровень обеспечивает поддержку сетевых соединений для различных типов сетей.

Функции сетевого уровня:

1. Создание, поддержка и разрыв сетевых соединений;

2. Обнаружение и по возможности исправление ошибок, возникающих при передаче данных через (СПД);

3. Маршрутизация и коммутация, то есть создание временных соединений;

4. Управление потоками пакетов и т. д.

Сервисы или услуги, предоставляемые сетевым уровнем

1. Сетевые адреса, используемые для идентификации транспортируемых пакетов.

2. Двухточечные сетевые соединений (создание временного соединения между двумя абонентами).

3. Прозрачная передача пакетов

4. Повторная

установка соединения после возникновения ошибки.

Минимальной единицей информации на сетевом уровне является пакет.

Пакеты формируется абонентом-отправителем и направляется через СПД. При этом к фрагменту данных пользователя добавляется служебная информация, необходимая для идентификации и контроля передачи пакетов. Служебные поля пакетов могут содержать: контрольные биты, адреса отправителя, получателя, номер пакета, служебные команды и т д

Пакеты бывают информационные и управляющие.

Информационныеслужат для передачи сообщения, ауправляющиеобеспечивают выполнение процедур для передачи информационных.

Управляющие пакеты могут содержать дополнительные поля с управляющей информацией и могут содержать дополнительное поле, в которое помещаются сведения, связанные с передачей пакета.

Сетевой уровень обеспечивает два режима передачи пакетов:

- режим дельтаграмм; Информация разбивается на пакеты с полным заголовком.

- режим виртуального соединения. Предварительная установка соединения и последовательная передача пакетов. Полный заголовок имеет только первый пакет, остальные передаются за ним, по проложенному маршруту.

Коммутация – создание временного составного соединения.

Протоколы соединения сетевого уровня:

- Коммутация каналов

- Коммутация пакетов

- Коммутация сообщения

Сети с коммутацией каналов

Рисунок 2.

Типичный пример – обычная телефонная сеть.

Прежде чем передать сообщение:

1 этап: предварительная установка соединения.

Запрос (служебный пакет) на соединение прокладывает путь, резервируя свободные линии связи. Получая ответ, он передается по пути. Если ответ положительный, то он идет до узла отправителя.

2 этап: обмен информацией (передача пакетов).

Пакеты передаются по полученному физическому составному соединению.

3 этап: разрыв соединения.

Сеть с коммутацией канала – сеть с предварительной установкой соединения.

1 этап: предварительная установка соединения.

Для установки предварительного соединения отправителем посылается служебный пакет, который проходя по …резервирует их для передачи данных. Адресат получив запрос на соединение, посылает служебный пакет, содержащий ответ положительный или отрицательный. Данные пакет проходит по тому же самому составному физическому пути, только при отрицательном ответе освобождает линии связи, в случае получения положительного ответа предварительное соединение считается установленным.

2 этап: обмен информацией (передача пакетов).

На этом этапе передача пакетов в одном и другом направлении осуществляется по заранее установленному физическому каналу передачи данных. Независимо от интенсивности передачи пакетов созданный составной канал передачи данных будет недоступен для других абонентов.

3 этап: разрыв соединения.

На этом этапе узел отправитель отправляет запрос на разрыв установленного соединения, который проходя по созданному составному каналу, который проходя по линиям связи освобождает, а по достижению адреса информирует его о завершении соединения.

Узлы коммутации – простые устройства автоматы, основная задача которых заключается в создании составного физического гальванического (замыкается электрическая цепь) соединения. Проверка на ошибки в узлах коммутации не выполняется, ошибки обнаруживает получатель.

Преимущества:

- простота реализации обмена информации в реальном времени в диалоговом режиме;

- простая аппаратура в узлах коммутации.

Недостатки:

- Низкий коэффициент использования канала;

- Все ошибки обнаруживаются только узлом получателя;

- Сети с коммутацией каналов являются уязвимыми с позиции конфиденциальности и безопасности передаваемой информации.