Семейства протоколов для локальных и глобальных сетей. Способы адресации и маршрутизации в компьютерных сетях.

Протокол - cтандарт, определяющий поведение функциональных блоков при передаче данных. Протокол задаётся набором правил взаимодействия функциональных блоков, расположенных на одном уровне и описывает синтаксис сообщения, имена элементов данных, операции управления и состояния.

Сетевой протокол — набор правил для специфического типа связи.

Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек протоколов. Названия «протокол» и «стек протоколов» также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Новые протоколы для Интернета определяются IETF, а прочие протоколы — IEEE или ISO. ITU-T занимается телекоммуникационными протоколами и форматами.

Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению — от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями).

1. Физический уровень

   • ISDN

   • RS-232

2. Канальный уровень

   • Ethernet

   • Token ring

   • Fibre Channel

   • HDLC

3. Сетевой уровень

   • ICMP

   • IP

   • IPX

4. Транспортный уровень

   • SPX

   • TCP

   • UDP

   • RTCP

5. Прикладной уровень

   • binkp

   • DHCP

   • DNS

   • Finger

   • FTP

   • Gnutella

   • Gopher

   • HTTP

   • HTTPS

   • IMAP

   • IRC

   • Jabber

   • LDAP

   • NTP

   • NNTP

   • POP3

   • SSH

   • SMTP

   • Telnet

   • SNMP

Маршрутизация (англ. Routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о состоянии сети, полученой с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статические маршруты могут быть:

• маршруты не изменяющиеся во времени

• маршруты изменяющиеся по расписанию

• маршруты изменяющиеся по ситуации - административно в момент возникновения стандартной ситуации

Процесс маршрутизации в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами. Название идёт от самого процесса (основной функции) - маршрутизации. В дополнение к маршрутизации, маршрутизаторы осуществляют и коммутацию каналов/сообщений/пакетов/ячеек, так же, как и Сетевой коммутатор компьютерной сети выполняет маршрутизацию (определение на какой порт отправить пакет на основании таблицы MAC адресов), а называется в честь основной его функции - коммутации.

Варианты адресации компьютеров в сети:

1. аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закодированы в двоичной или в шестнадцатеричной системах счисления. Разрядность адреса может быть любой — это внутреннее дело конкретной сети или подсети. Присвоение аппаратных адресов происходит автоматически: либо они встраиваются в аппаратуру (модемы, адаптеры и т. д.), либо генерируются при каждом новом запуске оборудования;

2. символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют иерархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквенными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных пользователю (подобие доменных адресов в сети Интернет). Они могут иметь очень большую длину;

3. числовые составные адреса фиксированного компактного формата. В качестве примера можно сослаться на IP-адреса в Интернете. В современных сетях для адресации часто одновременно сочетаются все три варианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых на сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес заменяется на аппаратный. Возможная технология адресации сообщений заключается в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широковещательное сообщение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознавшему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение.

Оптимальная маршрутизация обеспечивает:

• максимальную пропускную способность сети;

• минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю;

• надежность доставки и безопасность передаваемой информации.

Маршрутизация может быть централизованной и децентрализованной. Централизованная маршрутизация допустима только в сетях с централизованным управлением: выбор маршрута осуществляется в центре управления сетьюи коммутаторы в узлах лишь реализуют поступившее решение. При децентрализованной маршрутизации функции управления распределены между узлами коммутации, в которых, как правило, имеется связующий процессор.