При использовании протоколов скорость передачи гораздо выше чем у сеансовых протоколов

Обновлено: 24.05.2024

Сетевой протокол - это набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть компьютерами.Фактически разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют так называемый стек протоколов. Названия "протокол" и "стек протоколов" также указывают и на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Уровни протоколов

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

Уровень представления, Presentation layer - 6-й уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На уровне представления может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Сеансовый уровень, Session layer - 5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, что позволяет приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Сеансовый уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень, Transport layer - 4-й уровень модели, предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом неважно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP.

Сетевой уровень, Network layer - 3-й уровень сетевой модели OSI, предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

Канальный уровень, Data Link layer - этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Данные, полученные с физического уровня, он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня - MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы, мосты. В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS.

Физический уровень, Physical layer - самый нижний уровень модели, предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и соответственно их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.

В основном используются протокол TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP (Протокол управления передачей/Протокол Интернета)

Большинство операционных систем сетевых серверов и рабочих станций поддерживает TCP/IP, в том числе серверы NetWare, все системы Windows, UNIX, последние версии Mac OS, системы OpenMVS и z/OS компании IBM, а также OpenVMS компании DEC. Кроме того, производители сетевого оборудования создают собственное системное программное обеспечение для TCP/IP, включая средства повышения производительности устройств. Стек TCP/IP изначально применялся на UNIX-системах, а затем быстро распространился на многие другие типы сетей.

Протоколы локальных сетей

IPX/SPX;
NetBEUI;
AppleTalk;
TCP/IP;
SNA;
DLC;
DNA;

Свойства протоколов локальной сети

В основном протоколы локальных сетей имеют такие же свойства, как и Другие коммуникационные протоколы, однако некоторые из них были разработаны давно, при создании первых сетей, которые работали медленно, были ненадежными и более подверженными электромагнитным и радиопомехам. Поэтому для современных коммуникаций некоторые протоколы не вполне пригодны. К недостаткам таких протоколов относится слабая защита от ошибок или избыточный сетевой трафик. Кроме того, определенные протоколы были созданы для небольших локальных сетей и задолго до появления современных корпоративных сетей с развитыми средствами маршрутизации.

Протоколы локальных сетей должны иметь следующие основные характеристики:

обеспечивать надежность сетевых каналов;
обладать высоким быстродействием;
обрабатывать исходные и целевые адреса узлов;
соответствовать сетевым стандартам, в особенности - стандарту IEEE 802.

В основном все протоколы, рассматриваемые в этой главе, соответствуют перечисленным требованиям, однако, как вы узнаете позднее, у одних протоколов возможностей больше, чем у других.

В таблице перечислены протоколы локальных сетей и операционные системы, с которыми эти протоколы могут работать. Далее в главе указаны протоколы и системы (в частности, операционные системы серверов и хост компьютеров) будут описаны подробнее.

Таблица Протоколы локальных сетей и сетевые операционные системы

Стек протоколов WAP Спецификация WAE Протоколы сеансового и транспортного уровней Internet стал частью нашей жизни. Всемирная Сеть все больше используется для ведения бизнеса, а пользователь все менее готов мириться

Internet стал частью нашей жизни. Всемирная Сеть все больше используется для ведения бизнеса, а пользователь все менее готов мириться с тем, что порою она оказывается недоступной (например, когда под рукой нет телефонной розетки, в которую можно было бы включить модем). Отсюда - задача обеспечения постоянного доступа в Internet.

Родилась идея: организовать доступ через мобильную сеть. В самом деле, ну чем мобильный телефон хуже обычного? Доступ к Internet через сотовую сеть чаще всего организуется следующим образом. Берется ноутбук, в который устанавливается специальный модем, а к нему подключается сотовый телефон. Последний, как видим, используется исключительно для организации радиоинтерфейса.

Скорость обмена данными в подобном решении невелика. Например, московская компания "Элвис-телеком", которая предоставляет доступ в Internet абонентам сети "Би Лайн", работающим по стандарту GSM-1800, обеспечивает пропускную способность всего 9600 бит/с. "Наливать" через такое "горлышко" современные Web-страницы, оплачивая время соединения по тарифам сотовой связи, - не слишком ли дорогое удовольствие? Недаром сама "Элвис-телеком" сообщает, что ее абоненты применяют эту услугу в основном для обмена электронной почтой. Что же касается региональных операторов сотовых сетей, многие из них (такие как краснодарская компания "Кубань-GSM") считают: среди их абонентов услуга не будет пользоваться спросом из-за непомерной дороговизны.

Между тем, сами мобильные телефонные аппараты представляют собой достаточно интеллектуальные устройства, к тому же снабженные дисплеями. Возникает вопрос: нельзя ли организовать доступ в Internet таким образом, чтобы в качестве терминала использовался сам телефонный аппарат?

Стек протоколов WAP

Некоторое время назад был предложен комплект протоколов WAP (Wireless Application Protocol), призванный обеспечить решение именно этой задачи. В составе WAP - протоколы трех уровней семиуровневой модели, от прикладного до транспортного включительно (рис. 1). Работу приложений определяет спецификация WAE (Wireless Application Environment). Протоколы сеансового уровня объединены под названием WSP (Wireless Session Protocol), к этому же уровню относятся протоколы защиты данных WSL (Wireless Security Layer). Наконец, протоколы транспортного уровня имеют общее название WTP (Wireless Transport Protocol).

Рисунок 1.
Архитектура протокола WAP

WAP Forum определяет принципы разработки нового семейства протоколов следующим образом:

комплект WAP должен обеспечивать доступ к Internet, интрасетям и интеллектуальным услугам операторов телефонных сетей. По возможности, он должен опираться на существующие стандарты:
нужно, чтобы использование WAP не шло в ущерб основным функциям телефонного аппарата;
архитектура семейства протоколов должна соответствовать семиуровневой модели OSI; необходимо обеспечивать масштабируемость и возможность расширения;
протоколы должны быть рассчитаны на использование в сетях с малой пропускной способностью и, возможно, большими задержками при передаче информации. Требуется также принимать во внимание малый объем оперативной памяти и низкое быстродействие центральных процессоров абонентских терминалов;
нужно учитывать, что абонентские терминалы имеют весьма ограниченные возможности для ввода информации пользователем;
в архитектуру WAP должна быть заложена поддержка различных типов беспроводных сетей;
необходимо, чтобы семейство протоколов WAP обеспечивало защиту данных;
должна быть разработана новая модель приложений, обеспечивающих предоставление услуг передачи данных на беспроводные телефоны.

Протоколы верхних уровней не должны ничего "знать" о специфических характеристиках используемых беспроводных технологий; конкретные особенности радиоинтерфейса учитываются только в протоколах транспортного уровня. Тем не менее от всех протоколов этого уровня требуются определенные общие черты - таким образом удастся обеспечить интероперабельность систем по всему миру.

Одно из важнейших условий - масштабируемость протокола WAP. Он должен поддерживать очень широкий спектр абонентских устройств (от простеньких телефонов с дисплеем в одну строку до интеллектуальных карманных компьютеров) и сети самой разной пропускной способности. Кроме того, многоуровневая архитектура WAP должна обеспечивать легкую настройку на технологии радиоинтерфейса и приложения, которые могут появиться в будущем.

В создании спецификации WAP приняли участие компании Nokia, Ericsson, Motorola и Unwired Planet. Работа над WAP продолжается, поэтому мы ориентировались на спецификацию WAP Forum, но не указывали, какие функции уже реализованы, а какие - нет. В качестве примера в конце статьи будет дано краткое описание семейства продуктов под WAP, разработанного компанией Unwired Planet.

Спецификация WAE

Именно на прикладном уровне модели OSI задаются общие требования к приложениям, которые предназначены для использования в среде, характеризуемой низкой скоростью передачи информации, а также малым объемом оперативной памяти и низким быстродействием интеллектуальных устройств. В целом, при разработке приложений для WAP предполагается следовать общей модели программирования приложений для World Wide Web, несколько видоизменив ее в соответствии со специфическими особенностями среды.

Общая схема работы WAP на прикладном уровне выглядит следующим образом (рис. 2). В память абонентского терминала загружается программа-браузер, идеологически напоминающая стандартные Web-браузеры. Отличие состоит в том, что при обращении к серверу WAP-браузер использует язык запросов WML (Wireless Markup Language), представляющий собой упрощенный вариант HTML.

Рисунок 2.
Схема доступа к Web-серверу с мобильного телефона

Эти запросы передаются по беспроводной сети к специальному шлюзовому устройству, которое не только осуществляет информационный обмен между беспроводной и проводной частями сети, но и трансформирует WML-запросы в HTML-запросы и отправляет их к Web-серверу. При передаче обратного трафика шлюз также осуществлет преобразование информации из одного формата в другой.

Помимо языка WML браузер поддерживает сценарии на языке WMLS, или WML Script, представляющем собой упрощенный вариант языка JavaScript. Кроме того, в состав WAE могут быть включены различные интеллектуальные телефонные услуги, имеющие общее название TeleVAS (Telephony Value-Added Services). Прикладные программы, загруженные в оперативную память мобильного терминала, должны обеспечивать доступ и к этим функциям.

Рассмотрим компоненты архитектуры WAE чуть подробнее. WML - это HTML-подобный язык описания документов. В этом языке все документы представляются в виде последовательности "карт" (card), которые можно объединять в "колоды" (deck), загружаемые с сервера целиком. Для идентификации карт используются обычные URL. Все взаимодействие браузера с пользователем можно представить себе как предъявление ему определенной последовательности карт, которые требуют от пользователя выполнения некоторых действий - заполнения полей карты, выбора одного из пунктов меню и т. д. Окончив просмотр карты, пользователь переходит к следующей. По исчерпании загруженной с сервера колоды браузер запрашивает следующую.

Общая схема работы с WML может быть описана следующим образом.

Воспользовавшись WML Script, программист способен обеспечить выполнение приложением ряда полезных функций без обращений к Web-серверу (например, можно потребовать, чтобы введенные пользователем значения параметров проверялись на допустимость). При выполнении сценария WML Script приложение может самостоятельно обращаться к интеллектуальным ресурсам абонентского терминала.

Система TeleVAS позволяет совершенно одинаковым образом управлять интеллектуальными функциями сетей GSM, CDMA, PCS и любых других. Используя средства TeleVAS, можно программным образом расширять интеллектуальные возможности сотовых сетей.

Приложения TeleVAS строятся на основе стандартных карт WML; используются и загружаемые в мобильный аппарат сценарии WMLS. С точки зрения пользователя, обращение к функциям TeleVAS выглядит просто как обращение к определенному URL, локальному или удаленному. Обращение к локальному URL фактически означает обращение к функции самого телефонного аппарата; обращение к удаленному URL соответствует выполнению некоторого приложения, хранящегося на удаленном сервере. Такой подход дает возможность, например, оператору сети строить свои собственные функции TeleVAS, обеспечивая доступ к ним со стороны абонентов через браузер.

Протоколы сеансового и транспортного уровней

Протоколы сеансового уровня позволяют устанавливать и разрывать сеансы связи между приложениями. На этом уровне система ничего не знает о характере используемого радиоинтерфейса - подробности скрыты в протоколах транспортного уровня. В отдельный подуровень внутри сеансового уровня выделяются протоколы защиты данных.

Именно на сеансовом уровне происходит выяснение конкретных возможностей применяемого пользователем мобильного аппарата, что позволяет соответствующим образом оптимизировать передаваемые данные. Таким образом удается обеспечить ту самую масштабируемость WAP, о которой говорилось выше.

В спецификации WAP указывается, что протоколы сеансового уровня должны поддерживать сразу несколько сеансов, причем одновременно с доступом в Internet пользователь должен иметь возможность вести телефонные переговоры - если только используемая в беспроводной сети технология позволяет это делать. Такие радиоинтерфейсы уже появляются: например, технология TD/CDMA, предложенная в качестве европейского стандарта беспроводной связи следующего поколения, предусматривает одновременную передачу голоса и данных.

Что касается защиты данных, для этого предполагается применять самые современные механизмы. В частности, защитные протоколы должны поддерживать аутентификацию пользователей, кодирование данных и управление ключами.

Протоколы сеансового уровня будут обеспечивать обмен данными в двух режимах: с установлением логического соединения и без него. В последнем случае сеанс может быть ориентирован на обмен транзакциями или дейтаграммами. Напомним, что при обмене транзакциями станция-получатель посылает отправителям подтверждения о получении пакетов, а при обмене дейтаграммами - нет.

Одна из главных задач протоколов транспортного уровня - скрыть от вышележащих протоколов особенности используемых в сети радиоинтерфейсов. В архитектуре WAP предполагается применять транспортные протоколы трех типов: с установлением логического соединения (connection-oriented), или WTP/C; ориентированные на передачу транзакций, или WTP/T; ориентированные на передачу дейтаграмм, или WTP/D. Все протоколы семейства WTP оптимизированы под очень низкие скорости обмена информацией, характерные для беспроводных сетей. Для каждого из типов радиоинтерфейса будет разработан свой транспортный протокол; на сеансовом уровне разница между беспроводными технологиями уже не будет заметна.

Первые опыты

UP.Browser поддерживает следующие функции:

когда от пользователя требуется выполнение каких-либо действий (например, на его имя поступает электронное письмо), браузер обеспечивает подачу звукового (немного похожего на "писк" пейджера) и/или визуального сигнала;
пользователь может установить "закладку" на услуге, к которой он часто обращается. Как мы помним, каждой услуге соответствует свой URL;
UP.Browser способен кэшировать данные, минимизируя тем самым частоту обращений серверу. Это особенно важно для медленных беспроводных каналов;
пользовательский интерфейс браузера построен с использованием различных меню и "горячих клавиш" (задаваемых самим пользователем), что значительно упрощает навигацию по Web и уменьшает число нажатий на клавиши телефонного аппарата;
браузер предоставляет широкие возможности вертикального и горизонтального "пролистывания", очень важные при работе с маленьким дисплеем телефонного аппарата;
используются стандартные методы защиты и шифрования данных;
поддерживаются несколько различных режимов ввода информации (Lkpha, Numeric, Symbol, Smart). Пользователь может редактировать ранее введенный текст, стирать, вставлять и заменять отдельные символы.

UP.Link Gateway имеет следующие основные функции:

Наконец, UP.SDK позволяет быстро разрабатывать приложения, обеспечивающие доставку Web-содержимого на мобильные телефоны и другие устройства, где установлен UP.Browser. UP.SDK можно бесплатно загрузить с Web-сервера Unwired Planet.

Как утверждает Unired Planet, к разработанному ею программному обеспечению проявляют большой интерес операторы беспроводных сетей и производители мобильных телефонных аппаратов. В частности, WAP-шлюзами собираются снабдить свою сетевую инфраструктуру такие американские компании, как AT&T Wireless Services, Bell Atlantic Mobile и GTE Wireless. Alcatel и Samsung уже оснастили бруазерами свои телефонные аппараты (One Touch PRO и Duette, соответственно); в том же направлении продвигаются Motorola, Qualcomm, Siemens и др.

Предполагается, что со временем осуществлять доступ в Internet под WAP смогут пользователи беспроводных сетей на базе стандартов GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, PDC, CDMA, IS-95 и ряда других.

Основы технологии сети Интернет (тесты с ответами) - часть 3

ОТСИ информатика (тест с ответами)

1.Протокол маршрутизации, который использует алгоритм достижимости, это

2. Протокол, являющийся составной частью протокола IP и обязательный к реализации в каждом модуле IP , это

3. Сколько фаз имеет процедурная характеристика протокола РРР

4. Первой вычислительной сетью была

5. Класс IP адресов, который определен для сетей с числом хостов менее 256

6. Длина адреса в протоколе IPv 6 равна

7. Внешний протокол маршрутизации

8. Какая версия протокола IP используется в настоящее время

9.В каком протоколе канального уровня возможна процедура аутенфикации

10. На прикладном уровне стека TCP / IP взаимодействует протокол

11. Максимальный размер IP -пакета, размещенного в кадре SLIP , равен

2) 1006 байт

12. Какое поле заголовка IP -пакета является необязательным

4) контрольная сумма

13. Какой уровень отвечает за прием дейтаграмм и передачу их по сети

1) сетевого интерфейса

14. Назовите максимальное время существования IP -дейтаграммы в сети

15. Шлюзы, которые включаются между сетями с одинаковыми протоколами нижних уровней, начиная с транспортного, но отличаются правилами адресации присвоения имен пользователям, называются

1) протокольными шлюзами

2) шлюзами форматов

3) шлюзами интерфейсов

4) адресными шлюзами

16. Максимальная длина IP -дейтаграммы

17. Тип маршрутизации, применяемой в сети Internet

18. Максимальная длина поля информации протокола РРР равна

2) 1500 байт

19. Алиас ( Alias )-это

1) групповой адрес *

3) средство рассылки почты

22. Как называется система электронной доски объявления

23. Что представляет собой сеть Internet

1) это сеть, в которой представляются все виды услуг

2) это совокупность сетей, поддерживающих протоколы TCI / IP

3) это сеть сетей, объединяющая государственные сети большинства развитых стран

4) это сеть, покрывающая небольшую территорию или группу зданий

24. Сколько уровней в стеке TCP / IP

25. Сфера применения архитектуры ISO

1) простота согласования работы различных сетей

2) качественные каналы связи

3) однородная структура оборудования

4) использование разнотипного оборудования

26. Достоинство архитектуры TCP/IP

1) упрощение процедуры маршрутизации

2) возможность работы в реальном масштабе времени

4)применение каналов хорошего качества

27. Каким уровням OSI соответствует уровень сетевого интерфейса стека TCP/IP

1) транспортному и сетевому

2)канальному и физическому

3)сеансовому и транспортному

4)прикладному и представительскому

28. Алгоритм скользящего окна используется в протоколе

29. Какой протокол позволяет только распознать начало и конец IP- пакета

30. Недостаток архитектуры TCP/IP

1) проблема сборки пакетов

2)большой объем служебной информации

3) снижение стоимости сети

4) небольшой набор требуемых алгоритмов

32.Какое поле заголовка TCP-протокола даёт возможность управлять количеством данных

33.Поле заголовка TCP указывающее максимальный номер байта в полученном сегменте, увеличенный на единицу, это

34.Какое поле используется для нестандартного обслуживания в протоколе IPv6

ограничение числа переходов

36.Маршрутизация, при которой все маршрутизаторы равноправны, называется

37.Какой протокол является составной частью протокола IP

протокол разрешения имён

протокол передачи файлов*

простой протокол управления сетью

38.Количество бит, из которых состоит IPv4- адрес

39.Назначение транспортного уровня

осуществляет передачу потока бит по физической среде

управляет взаимодействием между пользователями в сети

отвечает за прием дейтаграмм и передачу их по сети

обеспечивает взаимодействие между прикладными программами

обеспечивает преобразование различных стандартов систем электронной почты

Читайте также: