Пакетный протокол это в информатике
Обновлено: 09.05.2024
Сеть Интернет относится к сетям пакетной передачи данных.
Вся информация в сети передается исключительно небольшими порциями - пакетами. Любой Клиент и любой Сервер умеют преобразовывать поток передаваемой информации в набор отдельных пакетов и "склеивать" полученные пакеты обратно в поток информации.
Обычно размер пакетов в сети небольшой - от нескольких байт до нескольких килобайт.
Каждый пакет состоит из заголовка и информационной части.
Заголовок - это аналог почтового конверта. В заголовке указывается кому и от кого этот пакет передан - адрес отправителя пакета и адрес получателя, а также иная служебная информация, необходимая для успешной "склейки" пакетов получателем.
В информационной части - собственно сама передаваемая информация.
Адреса отправителя/получателя в заголовке пакета используется Сетевым Оборудованием для определения - куда какой пакет отправлять.
Применение пакетной передачи данных позволяет строить сеть таким образом, что маршруты доставки от одной точки сети до другой разных пакетов информации могут проходить по разным физическим каналам связи и, меняться в зависимости от их работоспособности или загрузки. Это значительно увеличивает "живучесть" сети в целом - даже если часть каналов связи будут неработоспособными, информация все равно может быть доставлена по другим работающим каналам.
Адресация
Чтобы информация безошибочно могла передаваться с одного компьютера на другой, необходимо наличие уникальных адресов, с помощью которых можно однозначно определить (идентифицировать) получателя информации. Подобно тому, как обычная почта доставляет почтовые отправления по адресам, включающим в себя область, город, улицу, дом, квартиру, так и в сети Internet информационные пакеты доставляются по адресам, только в адресе указываются не дома и улицы, а номера сетей, к которым подключен компьютер-получатель и номера самих компьютеров в этих сетях.
Итак, каждый компьютер, подключенный к сети Internet, имеет физический адрес (IP-адрес).
IP-адрес —это уникальный номер, однозначно идентифицирующий компьютер в Internet.
IP-адрес представляет собой четыре десятичных числа (от 0 до 255), разделенных точками, например, 194.67.67.97 (после последнего числа точка не ставится). Каждое число соответствует информационному объему в 1 байт или 8 бит.
Расшифровка такого адреса ведется слева направо. Обычно первый и второй байты - это адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый - адрес компьютера в подсети.
| 192.168.0.1 |
| 192.168.0.3 |
| 192.168.0.2 |
IP-адреса соединенных компьютеров.
В какой-то мере физический адрес аналогичен обычному телефонному номеру, однако, человеку пользоваться им неудобно. Поэтому в Интернет была введена Доменная Система Имен (DNS - Domain Name System).
Доменная система именставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя
Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP-адресов (ICANN), в который входят по 5 представителей от каждого континента.
Основным преимуществом этой системы является наглядность. Адрес разбивается на несколько полей, причем ни количество полей, ни их размер не ограничены.
Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня — домены второго уровня — домены третьего уровня. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные — каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные).
России принадлежит географический домен ru. Давно существующие серверы могут относиться к домену su (СССР).
| Административные | Тип организации | Географические | Страны |
| com | коммерческие | ca | Канада |
| edu | образовательные | de | Германия |
| gov | Правительственная США | jp | Япония |
| int | Международная | ru | Россия |
| mil | Военная США | su | СССР |
| net | Компьютерная сеть | uk | Англия |
| org | Некоммерческая | us | США |
Доменные имена читаются справа налево. Домен верхнего уровня расположен в крайнем справа поле. Все остальные поля адреса отдаются на усмотрение страны, за которой закреплен домен верхнего уровня. Например левее индекса страны может стоять сокращенное название города: spb - Санкт-Петербург, e-burg - Екатеринбург и т.д. Затем может идти название организации, имеющей локальную сеть. Например, et - электротехнический университет. Далее может идти название подразделения: ok - отдел кадров.
Все DNS-адреса преобразуются в IP-адреса с помощью специальных DNS-серверов, которые на узлах сети извлекают из баз данных символические имена и заменяют их физическими адресами компьютеров. На базе DNS-адресов строятся также адреса электронной почты и адреса информационных ресурсов Интернета.
Универсальный указатель ресурса или URL(Universal Resource Locator) включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а также путь к файлу и имя файла:
Структура URL - универсального указателя ресурса.
Протоколы (protocols) – это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. В компьютерной среде протоколы – это правила и технические процедуры, позволяющие нескольким компьютерам при объединении в сеть общаться друг с другом.
Компьютер-отправитель в соответствии с протоколом выполняет следующие действия:
Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, но только в обратном порядке:
И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнять каждое действие одинаковым способом, с тем чтобы пришедшие по сети данные совпадали с отправленными. Если, например, два протокола будут по-разному разбивать данные на пакеты и добавлять информацию (о последовательности пакетов, синхронизации и для проверки ошибок), тогда компьютер, использующий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой протокол.
Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными. Протоколы, которые поддерживают передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми (routable) протоколами. Так как маршрутизируемые протоколы могут использоваться для объединения нескольких локальных сетей в глобальную сеть, их роль постоянно возрастает.
Несколько протоколов, которые работают в сети одновременно, обеспечивают следующие операции с данными:
Работа различных протоколов должна быть скоординирована так чтобы исключить конфликты или незаконченные операции. Этого можно достичь с помощью разбиения на уровни.
Стек протоколов (protocol stack) – это комбинация протоколов. Каждый уровень определяет различные протоколы для управления функциями связи или ее подсистемами. Каждому уровню присущ свой набор правил.
Так же как и уровни в модели 0SI, нижние уровни стека описывают правила взаимодействия оборудования, изготовленного разными производителями. А верхние уровни описывают правила для проведения сеансов связи и интерпретации приложений. Чем выше уровень, тем сложнее становятся решаемые им задачи и связанные с этими задачами протоколы.
В компьютерной промышленности в качестве стандартных моделей протоколов разработано несколько стеков. Вот наиболее важные из них:
Протоколы этих стеков выполняют работу, специфичную для своего уровня. Однако коммуникационные задачи, которые возложены на сеть, приводят к разделению протоколов на три типа:
Как видите, схема расположения этих типов составляет модели OSI.
Прикладные протоколы работают на верхнем уровне модели OSI. Они обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. К наиболее популярным прикладным протоколам относятся:
– APPC (Аdvanced Program-to-Program Communication) – одноранговый SNA – протокол фирмы IBM, используемый в основном на AS/400;
– SNMP (Simple Network Management Protocol) – протокол Интернета для мониторинга сети и сетевых компонентов;
Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данных между ними. К популярным транспортным протоколам относятся:
– TCP (Transmission Control Protocol) – TCP/IP – протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;
– SPX – часть набора протоколов IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) для данных, разбитых на последовательность фрагментов, фирмы Novell;
– NetBEUI [NetBIOS (Network Basic Input/Output System) Extended User Interface – расширенный интерфейс пользователя] – устанавливает сеансы связи между компьютерами (NetBIOS) и предоставляет верхним уровням транспортные услуги (NetBEUI);
– ATP (Apple Talk Transaction Protocol), NBP (Name Binding Protocol) – протокол сеансов связи и транспортировки данных фирмы Apple.
Сетевые протоколы обеспечивают услуги связи. Эти протоколы управляют несколькими типами данных: адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Сетевые протоколы, кроме того, определяют правила для осуществления связи в конкретных сетевых средах, например, Ethernet или Token Ring. К наиболее популярным сетевым протоколам относятся:
– IPX (Internetwork Protocol Exchange) – протокол фирмы NerWare для передачи и маршрутизации пакетов;
– NetBEUI – траспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBIOS;
Сеть Интернет относится к сетям пакетной передачи данных.
Вся информация в сети передается исключительно небольшими порциями - пакетами. Любой Клиент и любой Сервер умеют преобразовывать поток передаваемой информации в набор отдельных пакетов и "склеивать" полученные пакеты обратно в поток информации.
Обычно размер пакетов в сети небольшой - от нескольких байт до нескольких килобайт.
Каждый пакет состоит из заголовка и информационной части.
Заголовок - это аналог почтового конверта. В заголовке указывается кому и от кого этот пакет передан - адрес отправителя пакета и адрес получателя, а также иная служебная информация, необходимая для успешной "склейки" пакетов получателем.
В информационной части - собственно сама передаваемая информация.
Адреса отправителя/получателя в заголовке пакета используется Сетевым Оборудованием для определения - куда какой пакет отправлять.
Применение пакетной передачи данных позволяет строить сеть таким образом, что маршруты доставки от одной точки сети до другой разных пакетов информации могут проходить по разным физическим каналам связи и, меняться в зависимости от их работоспособности или загрузки. Это значительно увеличивает "живучесть" сети в целом - даже если часть каналов связи будут неработоспособными, информация все равно может быть доставлена по другим работающим каналам.
Адресация
Чтобы информация безошибочно могла передаваться с одного компьютера на другой, необходимо наличие уникальных адресов, с помощью которых можно однозначно определить (идентифицировать) получателя информации. Подобно тому, как обычная почта доставляет почтовые отправления по адресам, включающим в себя область, город, улицу, дом, квартиру, так и в сети Internet информационные пакеты доставляются по адресам, только в адресе указываются не дома и улицы, а номера сетей, к которым подключен компьютер-получатель и номера самих компьютеров в этих сетях.
Итак, каждый компьютер, подключенный к сети Internet, имеет физический адрес (IP-адрес).
IP-адрес —это уникальный номер, однозначно идентифицирующий компьютер в Internet.
IP-адрес представляет собой четыре десятичных числа (от 0 до 255), разделенных точками, например, 194.67.67.97 (после последнего числа точка не ставится). Каждое число соответствует информационному объему в 1 байт или 8 бит.
Расшифровка такого адреса ведется слева направо. Обычно первый и второй байты - это адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый - адрес компьютера в подсети.
| 192.168.0.1 |
| 192.168.0.3 |
| 192.168.0.2 |
IP-адреса соединенных компьютеров.
В какой-то мере физический адрес аналогичен обычному телефонному номеру, однако, человеку пользоваться им неудобно. Поэтому в Интернет была введена Доменная Система Имен (DNS - Domain Name System).
Доменная система именставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя
Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP-адресов (ICANN), в который входят по 5 представителей от каждого континента.
Основным преимуществом этой системы является наглядность. Адрес разбивается на несколько полей, причем ни количество полей, ни их размер не ограничены.
Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня — домены второго уровня — домены третьего уровня. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные — каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные).
России принадлежит географический домен ru. Давно существующие серверы могут относиться к домену su (СССР).
| Административные | Тип организации | Географические | Страны |
| com | коммерческие | ca | Канада |
| edu | образовательные | de | Германия |
| gov | Правительственная США | jp | Япония |
| int | Международная | ru | Россия |
| mil | Военная США | su | СССР |
| net | Компьютерная сеть | uk | Англия |
| org | Некоммерческая | us | США |
Доменные имена читаются справа налево. Домен верхнего уровня расположен в крайнем справа поле. Все остальные поля адреса отдаются на усмотрение страны, за которой закреплен домен верхнего уровня. Например левее индекса страны может стоять сокращенное название города: spb - Санкт-Петербург, e-burg - Екатеринбург и т.д. Затем может идти название организации, имеющей локальную сеть. Например, et - электротехнический университет. Далее может идти название подразделения: ok - отдел кадров.
Все DNS-адреса преобразуются в IP-адреса с помощью специальных DNS-серверов, которые на узлах сети извлекают из баз данных символические имена и заменяют их физическими адресами компьютеров. На базе DNS-адресов строятся также адреса электронной почты и адреса информационных ресурсов Интернета.
Универсальный указатель ресурса или URL(Universal Resource Locator) включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а также путь к файлу и имя файла:
Структура URL - универсального указателя ресурса.
1 слайд
Принципы пакетной передачи данных. Технология передачи информации в модели взаимодействия открытых систем
2 слайд
Коммутация - совокупность операций, обеспечивающих в узлах коммутации передачу информации между входными и выходными устройствами в соответствии с указанным адресом. Коммутации пакетов (КП) - пакеты, каждый из которых имеет установленную максимальную длину.
3 слайд
4 слайд
Требования уменьшение задержки пакета в сети, обеспечиваемое уменьшением его длины; обеспечение повышения эффективности передачи информации, достигаемое, наоборот, увеличением длины пакета.
5 слайд
Максимальный размер пакета устанавливается на основе 3-х факторов: распределение длин пакетов; характеристика среды передачи; стоимость передачи.
7 слайд
Методы пакетной коммутации дейтаграммный (датаграммный); способ виртуальных соединений.
8 слайд
9 слайд
Общая характеристика модели OSI 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 - ISO/OSI. Модель OSI описывает правила и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи. Основными элементами модели являются уровни, прикладные процессы и физические средства соединения.
10 слайд
11 слайд
Модель OSI можно разделить на две различных модели горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах; вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине.
12 слайд
Схема взаимодействия компьютеров в базовой эталонной модели OSI
13 слайд
Пакет (packet) – это единица информации, передаваемая между станциями сети.
14 слайд
Формирование пакета каждого уровня семиуровневой модели
15 слайд
Функции уровней модели OSI
16 слайд
17 слайд
Функции прикладного уровня 1. Выполнение различных видов работ: - передача файлов; - управление заданиями; - управление системой и т. д; 2. Идентификация пользователей по их паролям, адресам, электронным подписям; 3. Определение функционирующих абонентов и возможности доступа к новым прикладным процессам; 4. Определение достаточности имеющихся ресурсов; 5. Организация запросов на соединение с другими прикладными процессами;
18 слайд
Функции прикладного уровня 6. Передача заявок представительскому уровню на необходимые методы описания информации; 7. Выбор процедур планируемого диалога процессов; 8. Управление данными, которыми обмениваются прикладные процессы и синхронизация взаимодействия прикладных процессов; 9. Определение качества обслуживания (время доставки блоков данных, допустимой частоты ошибок); 10. Соглашение об исправлении ошибок и определении достоверности данных; 11. Согласование ограничений, накладываемых на синтаксис (наборы символов, структура данных).
19 слайд
20 слайд
Уровень представления данных Функции уровня – представление данных, передаваемых между прикладными процессами, в нужной форме. Обеспечивает то, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. ASN.1 - система для описания структуры файлов, а также для решения проблем шифрования данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных.
21 слайд
Функции уровня представления данных 1. Генерация запросов на установление сеансов взаимодействия прикладных процессов. 2. Согласование представления данных между прикладными процессами. 3. Реализация форм представления данных. 4. Представление графического материала (чертежей, рисунков, схем). 5. Засекречивание данных. 6. Передача запросов на прекращение сеансов.
22 слайд
Сеансовый уровень Сеансовый уровень – это уровень, определяющий процедуру проведения сеансов между пользователями или прикладными процессами. Обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Управляет передачей информации между прикладными процессами, координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи.
23 слайд
На сеансовом уровне определяется, какой будет передача между двумя прикладными процессами: - полудуплексной (процессы будут передавать и принимать данные по очереди); - дуплексной (процессы будут передавать данные, и принимать их одновременно).
24 слайд
25 слайд
Транспортный уровень Предназначен для передачи пакетов через коммуникационную сеть. Пакеты разбиваются на блоки. Работа заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням модели (прикладному и сеансовому) передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Главной задачей является обеспечение эффективных, удобных и надежных форм передачи информации между системами.
26 слайд
27 слайд
Сетевой уровень Обеспечивает прокладку каналов, соединяющих абонентские и административные системы через коммуникационную сеть, выбор маршрута наиболее быстрого и надежного пути. Устанавливает связь в вычислительной сети между двумя системами и обеспечивает прокладку виртуальных каналов между ними. Отвечает за деление пользователей на группы и маршрутизацию пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень.
28 слайд
Функции сетевого уровня 1. Создание сетевых соединений и идентификация их портов. 2. Обнаружение и исправление ошибок, возникающих при передаче через коммуникационную сеть. 3. Управление потоками пакетов. 4. Организация (упорядочение) последовательностей пакетов. 5. Маршрутизация и коммутация. 6. Сегментирование и объединение пакетов.
29 слайд
Канальный уровень Единицей информации канального уровня являются кадры (frame). Обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит, в начало и конец каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Задача – брать пакеты, поступающие с сетевого уровня и готовить их к передаче, укладывая в кадр соответствующего размера. Этот уровень обязан определить, где начинается и где заканчивается блок, а также обнаруживать ошибки передачи. Обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных Определяет доступ к среде и управление передачей посредством процедуры передачи данных по каналу.
30 слайд
Функции канального уровня 1. Организация (установление, управление, расторжение) канальных соединений и идентификация их портов. 2. Организация и передача кадров. 3. Обнаружение и исправление ошибок. 4. Управление потоками данных. 5. Обеспечение прозрачности логических каналов (передачи по ним данных, закодированных любым способом).
31 слайд
Физический уровень Предназначен для сопряжения с физическими средствами соединения. Состоит из Подуровня стыковки со средой и Подуровня преобразования передачи. Обеспечивает физический интерфейс с каналом передачи данных, а также описывает процедуры передачи сигналов в канал и получения их из канала. Определяются электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока.
32 слайд
Функции физического уровня 1. Установление и разъединение физических соединений. 2. Передача сигналов в последовательном коде и прием. 3. Прослушивание, в нужных случаях, каналов. 4. Идентификация каналов. 5. Оповещение о появлении неисправностей и отказов.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
- Сейчас обучается 953 человека из 79 регионов
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
- Курс добавлен 18.11.2021
- Сейчас обучается 54 человека из 25 регионов
Курс повышения квалификации
Авторская разработка онлайн-курса
Номер материала: ДБ-412654
Не нашли то, что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Во всех педвузах страны появятся технопарки
Время чтения: 1 минута
Глава СПЧ предложил ввести подготовительные курсы перед обучением в школе для детей мигрантов
Время чтения: 1 минута
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
Время чтения: 2 минуты
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
В России стартует пилотный проект по реабилитации детей-инвалидов
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Читайте также: