Как называется иерархически организованный набор протоколов

Обновлено: 12.05.2024

КНИГИ 411631 АВТОРЫ 125756 СЕРИИ 42597 ЖАНРЫ 502 ГОРОДА 1119 ИЗДАТЕЛЬСТВА 16316 ТЕГИ 318948 СТАТЬИ 561

В компьютерах коммуникационные протоколы всех уровней (кроме физического и части функций канального уровня) реализуются программно операционной системой или системными приложениями.

Конечные узлы сети (компьютеры и компьютеризованные устройства, например мобильные телефоны) всегда предоставляют как информационные, так и транспортные услуги, а промежуточные узлы сети — только транспортные. Когда мы говорим, что некоторая сеть предоставляет только транспортные услуги, то подразумеваем, что конечные узлы находятся за границей сети. Это обычно имеет место в обслуживающих клиентов коммерческих сетях.

Если же говорят, что сеть предоставляет также информационные услуги, то это значит, что компьютеры, предоставляющие эти услуги, включаются в состав сети. Примером является типичная ситуация, когда поставщик услуг Интернета поддерживает еще и собственные веб-серверы.

Вспомогательные протоколы транспортной системы

Настало время сказать, что на рис. 4.15 показан упрощенный вариант распределения протоколов между элементами сети. В реальных сетях некоторые из коммуникационных устройств поддерживают не только протоколы трех нижних уровней, но и протоколы верхних уровней. Так, маршрутизаторы реализуют протоколы маршрутизации, позволяющие автоматически строить таблицы маршрутизации, а концентраторы и коммутаторы часто поддерживают протоколы SNMP и telnet, которые не нужны для выполнения основных функций этих устройств, но позволяют конфигурировать их и управлять ими удаленно. Все эти протоколы являются протоколами прикладного уровня и выполняют некоторые вспомогательные (служебные) функции транспортной системы. Очевидно, что для работы прикладных протоколов сетевые устройства должны также поддерживать протоколы промежуточных уровней, таких как IP и TCP/UDP

Вспомогательные протоколы можно разделить на группы в соответствии с их функциями.

□ Первую группу вспомогательных протоколов представляют протоколы маршрутизации, такие как RIP, OSPF, BGP. Без этих протоколов маршрутизаторы не смогут продвигать пакеты, так как таблица маршрутизации будет пустой (если только администратор не заполнит ее вручную, но это не очень хорошее решение для крупной сети). Если рассматривать не только стек TCP/IP, но и стеки протоколов сетей с виртуальными каналами, то в эту группу попадают служебные протоколы, которые используются для установления виртуальных каналов.

□ Другая группа вспомогательных протоколов выполняет преобразование адресов. Здесь работает протокол DNS, который преобразует символьные имена узлов в IP-адреса. Протокол DHCP позволяет назначать IP-адреса узлам динамически, а не статически, что облегчает работу администратора сети.

□ Третью группу образуют протоколы, которые используются для управления сетью. В стеке TCP/IP здесь находится протокол SNMP (Simple Network Management Protocol — простой протокол управления сетью), который позволяет автоматически собирать информацию об ошибках и отказах устройств, а также протокол Telnet, с помощью которого администратор может удаленно конфигурировать коммутатор или маршрутизатор.

И хотя такое деление отсутствует в модели OSI, оно существует в других стеках протоколов. Например, при стандартизации сетей ISDN, которые, как мы уже упоминали, используют как принцип коммутации пакетов, так и принцип коммутации каналов, все протоколы разделяют на три слоя (рис. 4.16):

□ пользовательский слой (user plane) образует группа протоколов, предназначенных для того, чтобы переносить пользовательский голосовой трафик;

□ слой управления (control plane) составляют протоколы, необходимые для установления соединений в сети;

□ слой менеджмента (management plane) объединяет протоколы, поддерживающие операции менеджмента, такие как анализ ошибок и конфигурирование устройств.

Пользовательскийслой Слой управленияСлойменеджмента Прикладной уровеньПрикладной уровеньПрикладной уровень Уровень представленияУровень представленияУровень представления Сеансовый уровеньСеансовый уровень *Сеансовый уровень Транспортный уровеньСетевой уровень

Рис. 4.16. Три группы протоколов

Поэтому многие авторы и помещают протоколы маршрутизации на сетевой уровень, чтобы каким-то образом отразить функциональную близость этих протоколов к транспортным услугам сети, которые реализуются протоколом IP.

Выводы

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для взаимодействия узлов в сети, называется стеком протоколов. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней — как правило, программными

Любые сети ЭВМ представляют собой сложные технические системы, объединяющие между собой как аппаратно и программно совместимые (однородные), так и несовместимые (неоднородные) вычислительные и другие средства, поэтому организация информационного обмена между всеми компонентами сети является чрезвычайно сложной и наиболее важной задачей.

При решении данной задачи должны быть учтены и реализованы следующие основные требования:

- открытость системы ‑ возможность включения в состав сети однородных и неоднородных дополнительных абонентских систем, узлов коммутации и линий связи без существенного изменения аппаратных и программных средств существующих компонентов сети;

- гибкость системы ‑ сохранение основных свойств и технических характеристик сети ЭВМ при изменении структуры в результате выхода из строя отдельных абонентских систем, узлов коммутации и линий связи, или при изменении их типов и численного состава;

- эффективность системы ‑ обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей сети ЭВМ при заданном уровне ограничения затрат.

Под сетевой архитектурой понимается общая логическая и техническая организация сетей ЭВМ, представленная в виде совокупности сетевых аппаратных и программных решений, методов доступа к ресурсам сети и используемых для этого протоколов.

В соответствии с идеологией, заложенной в модели OSI, функционирование сетей ЭВМ принято представлять в терминах процессов, реализуемых системами сети. В качестве систем в модели выступают вычислительные средства абонентских систем и узлов коммутации.

Процесс ‑ это динамический объект, представляющий собой целенаправленный акт обработки данных. Процесс порождается программой или пользователем и связан с входными или выходными данными и необходимыми вычислительными ресурсами. Логическая модель процесса представлена на рис. 1.17.

В общем случае в модели OSI любая система представляется семиуровневой иерархической структурой (рис. 1.18).

Рис. 1.17. Логическая модель процесса

Рис. 1.18. Многоуровневое представление системы в модели OSI

Каждому уровню ставятся в соответствии некоторые процессы, аппаратные и программные средства (объекты уровня), реализующие функции по обработке и передаче данных.

Каждый уровень обслуживает смежный старший уровень. Связь между объектами смежных уровней одной системы регламентируется межуровневым интерфейсом.

Организация взаимодействия между одинаковыми уровнями различных систем определяется соответствующим протоколом (рис. 1.19).

Таким образом, протокол и интерфейс выражают одни и те же понятия, но распространяются на разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия объектов одного уровня в разных системах сети, а интерфейсы ‑ объектов соседних уровней в одной системе.

Два старших уровня (6 и 7) соответствуют процессам: представления и преобразования данных, выполнения прикладных программ, административного управления сетью. Остальные уровни определяют сетевой метод доступа к указанным процессам. Точки в процессах, через которые осуществляется эта связь, представляют собой входные и выходные порты.

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия систем в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Коммуникационные протоколы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней обычно реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней ‑ только программными средствами.

Рис. 1.19. Модель взаимодействия открытых систем (модель OSI). Иерархия протоколов

Назначение и краткая характеристика всех уровней модели OSI и соответствующих им протоколов приведены в табл. 1.1.

Совокупность протоколов, приведенных в табл. 1.1, составляют стек протоколов модели OSI.

Окончание табл. 1.1

2. Канальный	Обеспечивает непосредственную связь объектов сетевого уровня, функциональные и процедурные средства ее поддержки для эффективной реализации протоколов сетевого уровня
1. Физический	Формирует физическую среду передачи данных, устанавливает соединения объектов сети с этой средой

В сети производится большое количество операций, которые обеспечивают передачу данных от компьютера к компьютеру. Прежде всего, данные разбивается на блоки, каждый из которых снабжается служебной управляющей информацией. Полученные блоки оформляются в виде сетевых пакетов, затем эти пакеты кодируются, передаются с помощью электрических или световых сигналов по сети в соответствии с выбранным методом доступа. Принимающий абонент из полученных пакетов восстанавливает заключенные в них блоки, блоки соединяются в данные, которые затем становятся доступны другому приложению. Некоторые из этих процедур реализуется только программно, другая часть – аппаратно, а какие-то операции могут комбинировать эти способы.

Упорядочить все выполняемые процедуры, разделить их на уровни и подуровни, взаимодействующие между собой, призваны модели сетевого взаимодействия. Эти модели позволяют организовать взаимодействие как абонентам внутри одной сети, так и разным сетям на различных уровнях.

Для единого представления данных в сетях с неоднородными устройствами и программным обеспечением международная организация по стандартам ISO (International Standardization Organization) в 1984 году разработала базовую (эталонную) модель обмена информацией в открытых системах OSI (Open System Interconnection) [1] . Отдельные уровни модели OSI рассматриваются как группы программ, предназначенных для выполнения определенных функций. Как и любая универсальная модель, OSI довольно громоздка и избыточна. Реальное сетевое оборудование, производимое различными фирмами, не обязательно поддерживает принятое разделение функций.

Все сетевые функции в модели Open System Interconnection разделены на 7 уровней:

7. Прикладной уровень.

6. Представительский уровень.

5. Сеансовый уровень.

4. Транспортный уровень.

3. Сетевой уровень.

2. Канальный уровень.

1. Физический уровень.

При этом вышестоящие уровни реализуют более сложные, глобальные процессы, для чего используют в своих целях нижестоящие уровни, а также управляют ими. Задача нижестоящего уровня – предоставление услуг вышестоящему уровню, причем вышестоящему уровню не важны детали реализации этих услуг. Нижестоящие уровни выполняют более простые и конкретные функции. Каждый уровень взаимодействует только с соседними уровнями (выше и ниже него). Верхний уровень соответствует прикладной задаче (работающему в данный момент приложению), нижний – непосредственной передаче сигналов по каналу связи.

Модель OSI относится не только к локальным сетям, но и к любым сетям связи между компьютерами или другими абонентами. В частности, взаимодействие в сети Интернет также можно поделить на уровни в соответствии с моделью OSI. Принципиальные отличия локальных сетей от глобальных, с точки зрения этой модели, наблюдаются только на нижних ее уровнях.

Функции, входящие в уровни модели OSI, реализуются всеми участниками сетевого взаимодействия. При этом каждый уровень одного абонента работает так, как будто у него есть прямая связь с соответствующим уровнем другого абонента. Между одноименными уровнями абонентов сети существует виртуальная (логическая) связь, например, между прикладными уровнями взаимодействующих по сети абонентов. Реальную физическую связь (кабель, радиоканал) абоненты одной сети имеют только на нижнем, первом, физическом уровне. В передающем абоненте информация проходит все уровни модели OSI, начиная с верхнего и заканчивая нижним, в принимающем абоненте полученная информация совершает обратный путь: от нижнего уровня к верхнему.

Данные, предназначенные для передачи по сети, на пути от верхнего (седьмого) уровня до нижнего (первого) проходят процесс упаковки - инкапсуляции. Каждый нижеследующий уровень не только производит обработку данных, приходящих с более высокого уровня, но и снабжает их своим заголовком, а также служебной информацией. Такой процесс обрастания служебной информацией продолжается до последнего (физического) уровня. На физическом уровне эта многооболочечная конструкция передается по кабелю приемнику. Там она проходит обратную процедуру декапсуляции, то есть при передаче на вышестоящий уровень убирается одна из оболочек. Верхнего седьмого уровня достигают данные, освобожденные от всех оболочек, то есть от всей служебной информации нижестоящих уровней. При этом каждый уровень абонента приемника производит обработку данных, полученных с нижеследующего уровня по правилам указанным в убираемой им служебной информации пакета.

Если на пути между абонентами в сети включаются промежуточные устройства, например, трансиверы, репитеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, то и они тоже могут выполнять функции, входящие в нижние уровни модели OSI. Чем больше сложность этого промежуточного устройства, тем выше уровень функции которого оно реализует. Но любое промежуточное устройство должно принимать и возвращать информацию на нижнем, физическом уровне, поэтому все внутренние преобразования данных должны производиться дважды и в противоположных направлениях. Промежуточные сетевые устройства в отличие от полноценных абонентов (например, компьютеров) работают только на нижних уровнях модели OSI.

- Прикладной (7) уровень (Application Layer) или уровень приложений обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя. Такие как, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере. Этот уровень управляет всеми нижележащими шестью уровнями. Например, если пользователь работает с электронными таблицами Excel и решает сохранить рабочий файл в своей папке на сетевом файл-сервере, то прикладной уровень обеспечивает перемещение файла с локального компьютера на сетевой диск прозрачно для пользователя. К распространенным протоколам верхних трех уровней (7-6-5) относятся:

-FTP (File Transfer Protocol) протокол передачи файлов;

-TFTP (Trivial File Transfer Protocol) протокол пересылки файлов;

-X.400 электронная почта;

-Telnet работа с удаленным терминалом;

-SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) протокол почтового обмена;

-CMIP (Common Management Information Protocol) общий протокол управления информацией;

-SLIP (Serial Line IP) IP для последовательных линий. Протокол посимвольной последовательной передачи данных;

-SNMP (Simple Network Management) протокол сетевого управления;

-FTAM (File Transfer, Access, and Management) протокол передачи, доступа и управления файлами.

- Представительский (6) уровень (Presentation Layer) (уровень представления данных) определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, приемлемую для передачи по сети, то есть выполняет функцию переводчика. На этом уровне производится шифрование, дешифрирование данных и их сжатие. Стандартные форматы существуют для текстовых файлов (ASCII, EBCDIC, HTML), звуковых файлов (MIDI, MPEG, WAV), видео (AVI), рисунков (JPEG, GIF, TIFF). Все преобразования форматов представления данных выполняются на представительском уровне.

- Сеансовый (5) уровень (Session Layer) осуществляет управление проведением сеансов связи (устанавливает, поддерживает, прекращает связь). Этот уровень предусматривает три режима проведения сеансов: симплексный (передача данных в одном направлении), полудуплексный (передача данных поочередно в обоих направлениях) и полнодуплексный (передача данных в двух направлениях одновременно). Сеансовый уровень может устанавливать в поток данных специальные контрольные точки, которые позволяют восстанавливать процесс передачи при разрыве связи, после его возобновления. Уровень распознает логические имена абонентов, контролирует их права доступа. Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также аппаратными и программными средствами маршрутизаторов.

- Транспортный (4) уровень (Transport Layer) обеспечивает доставку пакетов в нужной последовательности без потерь и ошибок. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных из пакетов. Транспортный уровень является промежуточным и связующим между верхними тремя, зависящими от приложений, и тремя нижними уровнями, взаимодействующими с конкретной сетью. Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня:

-TCP (Transmission Control Protocol) протокол управления передачей стека TCP/IP;

-NCP (NetWare Core Protocol) NetWare - базовый протокол сетей;

-SPX (Sequenced Packet eXchange) Novell - обмен пакетами.

- Сетевой (3) уровень (Network Layer) отвечает за адресацию пакетов и преобразование логических имен (логических адресов, например, IP-адресов или IPX-адресов) в физические сетевые MAC-адреса (и наоборот). На этом же уровне решается задача выбора пути (маршрута), по которому пакет доставляется к нужному абоненту (если в сети имеется несколько маршрутов). На сетевом уровне действуют такие сложные промежуточные сетевые устройства, как маршрутизаторы. Чаще других на сетевом уровне используются протоколы:

-IP (Internet Protocol) протокол Internet, сетевой протокол стека TCP/IP - предоставляет адресную и маршрутную информацию;

-IPX (Internetwork Packet Exchange) протокол межсетевого обмена пакетами, предназначенный для адресации и маршрутизации пакетов в сетях Novell;

-X.25 международный стандарт для глобальных коммуникаций с коммутацией пакетов (частично этот протокол реализован на уровне 2).

- Канальный (2) уровень (Data link Layer) отвечает за формирование пакетов (кадров) стандартного для данной сети (Ethernet, Token-Ring, FDDI) вида. Он же производит управление доступом к сети, обнаруживает ошибки передачи путем подсчета контрольных сумм, и производит повторную пересылку приемнику ошибочных пакетов. Канальный уровень делится на два подуровня: верхний LLC и нижний MAC. На канальном уровне работают промежуточные сетевые - коммутаторы. Наиболее часто используемые протоколы на канальном уровне включают:

-HDLC (High Level Data Link Control) протокол управления каналом передачи данных высокого уровня;

-IEEE 802.2 LLC обеспечивают MAC для физических сред 802.x;

-X.25 международный стандарт для глобальных коммуникаций с коммутацией пакетов;

-Frame relay сеть, организованная из технологий Х25 и ISDN.

- Физический (1) уровень (Physical Layer) – это самый нижний уровень модели OSI, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в данной среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединителям, защите от помех, разъемам, заземлению, электрическому согласованию и т.д. На физическом уровне модели OSI работают такие сетевые устройства, как трансиверы, репитеры и репитерные концентраторы.

Большая часть функций двух нижних уровней модели OSI (1 и 2) обычно реализуются сетевым оборудованием (часть функций уровня 2 – программным драйвером сетевого адаптера). Именно на этих уровнях определяется скорость передачи данных и топология сети, метод управления обменом и формат пакета, то есть то, что имеет непосредственное отношение к типу сети: FDDI, Ethernet, Token-Ring. Более высокие уровни, как правило, не работают напрямую с конкретной аппаратурой, но уровни 3, 4 и 5 еще могут учитывать ее особенности. Уровни 6 и 7 никак не связаны с аппаратурой, замены одного типа аппаратуры на другой для них не существенна.

К наиболее распространенным спецификаций физического уровня относятся:

- EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 – механические и электрические характеристики последовательного интерфейса;

- EIA-RS-422/449, CCT V.10 – электрические, оптические и механические свойства сбалансированного последовательного интерфейса.

Помимо модели OSI существует также модель IEEE Project 802, принятая в феврале 1980 года (поэтому 802 в названии), которую можно рассматривать как модификацию, развитие, дополнение модели OSI. Стандарты, определяемые этой моделью (спецификации - 802) относятся к двум нижним уровням модели OSI и делятся на двенадцать категорий, каждой из которых присвоен свой номер, например:

- 802.3 – локальная сеть с шинной топологией и методом доступа CSMA/CD;

- 802.5 – локальная сеть с маркерным доступом и топологией кольцо (Token-Ring);

- 802.6 – городская сеть (Metropolitan Area Network, MAN) с расстояниями между сетевыми узлами более 5 км;

- 802.8 – волоконно-оптическая технология;

- 802.11 – беспроводная сеть по радиоканалу (WLAN – Wireless LAN).

[1] Олифер, В. Г. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы : учеб. пособие для высш. учеб. заведений. – 4-е изд.– СПб. : Питер, 2010. – 944 с.

[2] Кондратенко С., Новиков Ю. Основы локальных сетей [Электронный ресурс]

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

План-конспект урока по компьютерным сетям

Тема: Принципы пакетной передачи данных. Задачи и функции по уровням модели OSI . Другие сетевые модели.

Предмет: компьютерные сети

развитие мышления, необходимого образованному человеку для полноценного функционирования в современном обществе;

развитие элементов творческой деятельности как качеств мышления – интуиции, пространственного воображения, смекалки и т.д.;

подвести учащихся к выводу о самоценности человеческих качеств;

в приобретении учащимися определенного круга знаний, умений и навыков по компьютерным сетям;

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.
II. Актуализация знаний.

Что такое компьютерные сети?

Что такое интернет?

Перечислите виды сетей?

III. Теоретическая часть.
Для взаимодействия между устройствами в сети используется универсальный приём разделения основной задачи на более простые – модули. Для каждого модуля определены функции и способ взаимодействия между собой. В результате получается многоуровневый способ решения задачи. Всё множество модулей образует уровни, которые представляются иерархической структурой. Количество уровней, их названия, содержание и назначение могут отличаться в различных сетях, но для всех сетей каждый уровень должен предоставлять определённый сервис для более высокого верхнего уровня, скрывая реализацию своей задачи.

1) свой собственный протокол;

2) интерфейс с соседними уровнями.

МОДЕЛЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ OSI

В 80-е годы ряд международных организаций по стандартизации разработали модель передачи данных, в которой все процессы разбиты на взаимоподчинённые уровни – модель взаимодействия открытых систем ( OSI – Open System Interconnection ). В ней обмен информацией можно представить в виде стека. Стек модели OSI представляет собой спецификации протоколов, т.е. формальных описаний аппаратных и программных компонентов, способов их функционирования и взаимодействия, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.

10.3. УРОВНИ МОДЕЛИ OSI

Предоставление услуг на уровне конечного пользователя: почта, теледоступ и прочее

Уровень представления данных

Интерпретация и сжатие данных

Уровень сессии (сеансовый)

Идентификация и проверка полномочий

Обеспечение корректной сквозной пересылки данных

Маршрутизация и ведение учета

Передача и прием пакетов, определение аппаратных адресов

Собственно кабель или физический носитель

Оставшиеся уровни ориентированы на приложения, и их протоколы называются сетенезависимыми , и они не меняются, если будет изменён тип подключения к сети.

В зависимости от типов коммуникационного оборудования модель OSI может поддерживать работу, например, только на физическом уровне, и в этом случае это устройство будет называться повторителем.

Если используются физический и канальный уровни – мостом ; если работа поддерживается на физическом, канальном и сетевом (иногда транспортным) – маршрутизатором.

Если все семь уровней – шлюз.

1. Физический уровень

Данный уровень выполняет передачу битов по физическим каналам связи (кабель, оптоволокно). Здесь определяются характеристики физической среды передачи данных (пропускная способность, помехозащищённость). Кроме того, здесь проводится стандартизация разъёмов и назначение контактов.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключаемых к сети. Со стороны персонального компьютера функции физического уровня выполняются сетевыми адаптерами или коммуникативными портами.

2. Канальный уровень

Определяет проверку доступности использования сети, осуществляет обнаружение и коррекцию ошибок. Для этого на канальном уровне биты формируются в кадры-блоки данных для передачи на канальном уровне (их размеры составляют от нескольких сотен до нескольких тысяч байт).

3. Сетевой уровень

Протокол. Интерфейс. Стек протоколов

На рис. 11.4 показана модель взаимодействия двух узлов. С каждой стороны средства взаимодействия представлены четырьмя уровнями. Процедура взаимодействия этих двух узлов может быть описана в виде набора правил взаимодействия каждой пары соответствующих уровней обеих участвующих сторон.

Рис. 11.4. Взаимодействие двух узлов.

В сущности, протокол и интерфейс выражают одно и то же понятие, но традиционно в сетях за ними закреплены разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, а интерфейсы — модулей соседних уровней в одном узле.

Средства каждого уровня должны отрабатывать, во-первых, собственный протокол , а во-вторых, интерфейсы с соседними уровнями.

Иерархически организованный набор протоколов , достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов .

Коммуникационные протоколы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней — как правило, чисто программными средствами.

Программный модуль, реализующий некоторый протокол, часто для краткости также называют протоколом. При этом соотношение между протоколом как формально определенной процедурой и протоколом — программным модулем, реализующим эту процедуру, — аналогично соотношению между алгоритмом решения некоторой задачи и программой, решающей эту задачу.

Понятно, что один и тот же алгоритм может быть запрограммирован с разной степенью эффективности. Точно так же и протокол может иметь несколько программных реализаций. Именно поэтому при сравнении протоколов следует учитывать не только логику их работы, но и качество программных решений. Более того, на эффективность взаимодействия устройств в сети влияет качество всей совокупности протоколов, составляющих стек , в частности, то, насколько рационально распределены функции между протоколами разных уровней и насколько хорошо определены интерфейсы между ними.

Протоколы реализуются не только компьютерами, но и другими сетевыми устройствами — концентраторами , мостами , коммутаторами , маршрутизаторами и т. д. Действительно, в общем случае связь компьютеров в сети осуществляется не напрямую, а через различные коммуникационные устройства. В зависимости от типа устройства в нем должны быть встроенные средства, реализующие тот или иной набор протоколов.

Рис. 11.5. Пример многоуровневого взаимодействия предприятий.

Модель OSI

Общая характеристика модели OSI

Из того, что протокол представляет собой соглашение, принятое двумя взаимодействующими объектами, в данном случае двумя работающими в сети компьютерами, совсем не следует, что он обязательно является стандартным. Но на практике при реализации сетей обычно используются стандартные протоколы. Это могут быть фирменные, национальные или международные стандарты.

В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации — ISO, ITU-T и некоторые другие — разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью ISO/OSI.

Модель взаимодействия открытых систем ( Open System Interconnection, OSI ) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов , дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Модель OSI была разработана на основании большого опыта, полученного при создании компьютерных сетей, в основном глобальных, в 70-е годы. Полное описание этой модели занимает более 1000 страниц текста.

В модели OSI ( рис. 11.6 ) средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный , сеансовый , транспортный, сетевой , канальный и физический . Каждый уровень имеет дело с определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Рис. 11.6. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI.

IV Закрепление нового материала:

- Перечислите задачи уровней моделей?

- Сколько уровней OSI существует? Перечислите.

- Назовите уровни, протоколы которых называются сетезависимыми?

Что нового узнали на этом уроке?

Что для Вас было непонятным (сложным)?(отвечаю на вопросы учащихся)

VI Домашнее задание: выучить лекцию. Готовиться отвечать на вопросы по изученному. Подготовить дополнительный материал.

План-конспект урока по компьютерным сетям

Тема: Модель TCP / IP . Основные понятия TC Р/ IP . Характеристика уровней модели ТСР/ IP . Драйверы сетевых адаптеров.

Предмет: компьютерные сети

подвести учащихся к выводу о самоценности человеческих качеств;

в приобретении учащимися определенного круга знаний, умений и навыков по компьютерным сетям;

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.
II. Актуализация знаний.

Что такое компьютерные сети?

Что такое интернет?

Перечислите виды сетей?

III. Теоретическая часть.

ПРОТОКОЛЫ ТСР/ IP Основные понятия

Протокол — совокупность четко сформулированных правил, кото рые должны соблюдаться при организации взаимодействия и передачи данных.

Стек протоколов — иерархически организованный набор протоко лов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Синони мом понятия "стек протоколов" является набор протоколов, хотя часто под стеком протоколов понимают реализацию набора протоколов.

Набор протоколов — совокупность взаимосвязанных протоколов, функциональность которых полностью или частично соответствует всем уровням используемой сетевой модели.

AR РА net ( Advanced Research Projects Agency Network , сеть управле ния перспективных исследований и разработок) — сеть А RP А net была первой крупномасштабной глобальной компьютерной сетью с коммута цией пакетов. В 1991 году сеть ARPAnet была официально расформирова на, однако некоторые ее части вошли в состав сети Интернет.

IG Р ( Interior Gateway Protocol , протокол внутреннего шлюзования) — термин, которым в наборе протоколов ТСР/ I Р обозначаются протоколы, используемые для организации взаимодействия маршрутизаторов, отно сящихся к одной и той же автономной системе.

Хост ( host , главный узел) — компьютер, через который пользователи могут связываться с другими компьютерами.

Запросы на комментарии и предложения, RFC ( Requests for Comments ) — наборы документов проблемной группы I ЕТР, содержащие описания протоколов и моделей, результаты экспериментов и другую ин формацию.

Совет по архитектуре Интернет, I АВ ( Internet Architecture Board ) — международная организация, занимающаяся разработкой и рассмотре нием стандартов и направления развития сети Интернет (ранее называ лась Internet Activities Board ).

Transmission Control Protocol / Internet Protocol (ТСР/ I Р) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей. Модель TCP / IP – самая популярная. Главная её возможность – объединение различных сетей. Стандарты ТСР/ I Р опубликованы в серии документов,

названных Request for Comment ( RFC ). Документы RFS описывают внутреннюю работу сети Internet . Некоторые RFS описывают сетевые сервисы или протоколы и их реализацию, в то время как другие обобщают условия применения. Стандарты ТСР/ I Р всегда публикуются в виде документов RFS , но не все RFS определяют стандарты. Это модель сети с коммутацией пакетов, в основе лежит не имеющий соединений межсетевой уровень.

Уровни модели TCP / IP :

1)Уровень приложений:

а) протокол виртуального терминала, который позволяет регистрироваться на удалённом сервере и работать с ним;

б) протокол переноса файлов;

в) протокол электронной почты;

г) протокол службы имён-доменов;

д) протокол передачи новостей;

2)Транспортный уровень – создан для поддержки связи между приёмными и передающими хостами. Выполняет подобные функции транспортного протокола в модели OSI . На нём реализуются два сквозных протокола TCP и UDP ;

Межсетевой уровень определяет формат пакета и протокол ( IP протокол). Задача данного уровня состоит в доставке IP пакета адресату, определение маршрута пакета и недопущение затора транспортной передачи;

4) Канальный уровень (хост-сетевой) – реализует протоколы, которые обеспечивают соединение машины сети и позволяет посылать IP пакеты. Протоколы этого уровня точно не определены, не стандартизированы и меняются от сети к сети

IV Закрепление нового материала:

- Функция модели tcp / ip ?

- Перечислите задачи уровней моделей?

- Сколько уровней МОДЕЛИ TCP / IP существует? Перечислите.

- Назовите уровни, протоколы которых называются сетезависимыми?

Что нового узнали на этом уроке?

Что для Вас было непонятным (сложным)?(отвечаю на вопросы учащихся)

Читайте также: