13. Правила сетевого взаимодействия. Протоколы. Модель osi

В комп.сети д/б приняты правила для обеспечения связи м\у поставщиками и потребителями услуг в сети. Различные организации пытались создать стандарты и модели чтобы обобщить и структурировать задачи, выполняемые сетевыми протоколами.

Протокол-свод правил и стандартов, по которым взаимодействуют различные устройства и сетевые службы.

Наиболее популярна модель(OSI) – модель открытого системного взаимодействия. Модель OSI состоит из следующих семи уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический.

Уровни нумеруются снизу вверх. Цель модели – это упорядочивание сетевых технологий и применений сетевых протоколов.

Физический уровень

Протоколы физич. уровня отвечают за передачу битов. На данном уровне описываются:

1.Физич. стр-ры сети

2.Механ. и электрич. спецификации для исп-ния носителя передачи данных

3.Кодирование передачи битов и синхронизация битов

На физич. уровне не опис-ся среда передачи данных. Однако протоколы физич. уровня предусматривают опред. среду передачи данных. К физич. уровню OSI относится след. соединит. обор-ние:

- Концентраторы и повторители, кот. регенерируют электрич. сигналы

- Разъемы носителя для передачи данных, обеспеч-ие аппаратный интерфейс м\у носителем и устр-вами

- Модемы и кодеки, кот. осущ-т цифровые и аналоговые преобразования.

Канальный уровень OSI

на канальном – в виде кадров

Задачи : 1) организация битов в кадры (Кадр – группа битов, предст-ая собой отдельную логич-ую единицу данных);2) проверяет данные на ошибки и по возм-ти исправ-т их;3) управление потоком данных;4) определяет комп в сети по MAC адресу;5) определяет и контролирует способ доступа данных в среде передачи;(способы доступа – конкуренция , передача маркера , метод опроса);6) определ-т лог-ую топологию среды. Данный уровень разд-ся на два подуровня:

1)MAC определяет доступ к среде передачи данных, доступ к носителям и определение адресации. 2)LLC – опред-т порядок передачи данных м.у. устр-ми.(синхрон-ия кадров, управление потоком, определение ошибок)

Канальный уровень доб-ет заголовок к данным, поступ-им с сетевого уровня, где сод-ся данные о физ-ом адресе польз-ля и отправ-ля, длина кадра и инф-ия о протоколах более высокого уровня.

Устр-ва, работ-ие на канальном уровне–мосты, коммутаторы, сетевые карты.

Сетевой уровень

Функции с.у.:

1. меж-е взаи-ие–определение сетевых маршрутов,логических адресов, коммутацию.

Коммутация определяет несколько путей из т. А в т. В.

2)маршрутизация

Разные методы коммутации позволяют передавать дейтограммы по сетке разл-ми спос-ми.( обнаружение маршрута, выбор марш-а)

(т.е. устан-ся возможные марш-ты и выбир-ся оптим-ый из возможных)

Устройство сетевого уровня – маршрутизатор – устр-во, кот соединяет сети м.у. собой.

Проблема выбора наилучшего маршрута называется маршрутизацией. Ее решение – одна из главных задач сетевого уровня.

3) управление сетью подразумевает управление потоком данных, последоват-тью, трансляцией.

При этом выполняется мониторинг и выявляются узкие места в маршр-ции.

Трансляция реализует поддержку различных сетевых систем ( с помощью ШЛЮЗА)

Шлюз(gateway) – аппар-прогр-й комплекс, выполняющий преобр-ие протокола. Шлюз может работать на любом уровне модели OSI .

Транспортный уровень

Транспортный уровень состоит из след-х компонент: 1) Адресация тр-го уровня открывает вход к службам верхнего уровня, кот-й идентиф-ся с помощью адресов служб. Первым компонентом адреса службы является адрес подключения (адрес портов, адрес гнезд).

Трансп-ые адреса идентиф-ют подключение, по котор-у делается запрос к конкретной службе верхнего уровня. 2) Управление включает в себя:

Сегментация – это служебная задача, упаков-ая сообщения в пакеты приемлемого размера. Управление потоком данных тран-го уровня касается надежных коммуникаций на всем пути от отправителя к получателю.

Контроль ошибок включает в себя 2 метода: 1. использование виртуальных каналов 2. каждому сегменту присва-ся свой уникальный номер;

СеансовыйУровень. Открывает диалог м.у. отправителем и пол-ем и обеспечивает продолжение коммуникаций.

Управление диалогом может идти по трем схемам: 1) симплексный – предусматривает передачу инф-ии только в одном направлении.

2) полудуплексный – устройства могут как передавать так и принимать инфу, но в каждый момент t устройство либо принимает либо только передает – другого не дано, а вот зато дуплексный. 3) дуплексный – оба устройства могут одновр-но и передавать и принимать инф-ию. Для этого требуется два логических и два физ-их канала.

Уровень сеанса реализ-ся в три шага:

1. установление связи – инициирует диалог с целью определения маршрута 2. передача данных 3. освобождение связи - м.б.запланир-ое и незапланированное.

ПредставительныйУровень.

Это транслятор OSI. Он преобразует данные во взаимосогласованный формат, понятный обеим сторонам. Он может уплотнять объемные данные и шифровать инф-ию.

Задачи: 1) трансляция – исп-ся когда диалог открывают два компа, говорящие на разных языках. 2) шифрование – применяется в тех случаях, когда сетевые данные нужно защитить от несанкционир-го доступа и использования (защита данных).

ПрикладнойУровень.

Реализует сетевые средства и службы. Этот уровень предоставляет файловую службу, службу печати и т д, определяет каким обр-м эти средства и службы использ-ся.

Объявление сетевых служб:

1) активный – когда сервер периоди-ки и широковещ-но рассылает сообщения; сообщение указывает вид службы и адрес службы; клиенты в свою очередь принимают эти сообщения и записывают информ-ию в таблицу служб. Если в табл-е инф-ия о службе не обновл-ся она удал-ся из таблицы.

2)пассивный – сервер регистрирует свои службы в специализир-ом информ-ом ресурсе каталога. Клиент запрашивает инф-ию о сервере в каталоге. Под инф-ей поним-ся доступность и адрес службы.

Сетевые протоколы

Так как OSI – это модель, уровни модели сами не производят каких-либо ф-ций. Однако сетевые протоколы обеспечивают ф-ции, кот. м.б. связаны с уровнями модели OSI.

Стек протоколов – это группа протоколов, упорядоченных в виде уровней для реализации коммуникационного процесса.

При прохождении сообщения вниз по первому стеку, каждый уровень кроме физического добавляет свой заголовок к сооб-нию. Заголовок содержит фрагменты управляющей инф-ции, кот. считывается и обрабатывается соотв-щим уровнем принимающего стека. При перемещении сообщения вверх по стеку протокола, каждый уровень удаляет соотв-ий заголовок.

Пакет(min единица инф-ии используемая для передачи по комп. сети) передается вверх по уровням, каждый уровень обрабатывает свой заголовок и передает данные выше, пока они не достигнут нужного сетевого приложения на 7 уровне.

Пакеты с данными, передаваемые на каждом уровне, имеют разные названия. Термин «пакет» применим к данным на любом уровне, но различают следующие названия данных.

На физический уровень данные передаются в виде битов; На канальный уровень – кадры; Транспортный уровень – датаграммы и сегменты; Прикладной уровень – сообщения.