Стандартизация протоколов что это

Обновлено: 02.07.2024

Работы по стандартизации вычислительных сетей ведутся большим количеством организаций.

В зависимости от статуса организаций различают следующие виды стандартов :

стандарты отдельных фирм (например, стек протоколов DECnet компании Digital Equipment или графический интерфейс OPEN LOOK для Unix-систем компании Sun);
стандарты специальных комитетов и объединений, создаваемых несколькими фирмами, например стандарты технологии ATM , разрабатываемые специально созданным объединением ATM Forum , насчитывающим около 100 коллективных участников, или стандарты союза Fast Ethernet Alliance по разработке стандартов 100 Мбит Ethernet;
национальные стандарты, например стандарт FDDI , один из многочисленных стандартов , разработанных Американским национальным институтом стандартов ( ANSI ), или стандарты безопасности для операционных систем, разработанные Национальным центром компьютерной безопасности ( NCSC ) Министерства обороны США;
международные стандарты, например модель и стек коммуникационных протоколов Международной организации по стандартизации (ISO), многочисленные стандарты Международного союза электросвязи ( ITU ), в том числе стандарты на сети с коммутацией пакетов X.25, сети frame relay , ISDN , модемы и многие другие.

Некоторые стандарты , непрерывно развиваясь, могут переходить из одной категории в другую. В частности, фирменные стандарты на продукцию, получившую широкое распространение, обычно становятся международными стандартами де-факто, так как вынуждают производителей из разных стран следовать фирменным стандартам , чтобы обеспечить совместимость своих изделий с этими популярными продуктами. Например, из-за феноменального успеха персонального компьютера компании IBM фирменный стандарт на архитектуру IBM PC стал международным стандартом де-факто.

Более того, ввиду широкого распространения некоторые фирменные стандарты становятся основой для национальных и международных стандартов де-юре. Например, стандарт Ethernet , первоначально разработанный компаниями Digital Equipment , Intel и Xerox, через некоторое время и в несколько измененном виде был принят как национальный стандарт IEEE 802 .3, а затем организация ISO утвердила его в качестве международного стандарта ISO 8802.3.

Далее приводятся краткие сведения об организациях, наиболее активно и успешно занимающихся разработкой стандартов в области вычислительных сетей.

Международная организация по стандартизации ( International Organization for Standardization, ISO, часто называемая также International Standards Organization ) представляет собой ассоциацию ведущих национальных организаций по стандартизации разных стран. Главным достижением ISO стала модель взаимодействия открытых систем OSI , которая в настоящее время является концептуальной основой стандартизации в области вычислительных сетей. В соответствии с моделью OSI этой организацией был разработан стандартный стек коммуникационных протоколов OSI .

Международный союз электросвязи ( International Telecommunications Union, ITU ) — организация, которая в настоящее время является специализированным органом Организации Объединенных Наций. Наиболее значительную роль в стандартизации вычислительных сетей играет постоянно действующий в рамках этой организации Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (МККТТ) ( Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony , CCITT ). В результате проведенной в 1993 году реорганизации ITU CCITT несколько изменил направление своей деятельности и сменил название — теперь он называется сектором телекоммуникационной стандартизации ITU ( ITU Telecommunication Standardization Sector , ITU -T). Основу деятельности ITU -T составляет разработка международных стандартов в области телефонии, телематических служб (электронной почты, факсимильной связи, телетекста, телекса и т. д.), передачи данных, аудио- и видеосигналов. За годы своей деятельности ITU -T выпустил огромное количество рекомендаций - стандартов . Свою работу ITU -T строит на изучении опыта различных организаций, а также на результатах собственных исследований. Раз в четыре года издаются труды ITU -T в виде так называемой "Книги", которая на самом деле представляет собой целый набор обычных книг, сгруппированных в выпуски, которые, в свою очередь , объединяются в тома. Каждый том и выпуск содержат логически взаимосвязанные рекомендации. Например, том III Синей Книги содержит рекомендации для цифровых сетей с интеграцией услуг ( ISDN ), а весь том VIII (за исключением выпуска VIII.1, который содержит рекомендации серии V для передачи данных по телефонной сети ) посвящен рекомендациям серии Х: Х.25 для сетей с коммутацией пакетов , X.400 для систем электронной почты, X.500 для глобальной справочной службы и многим другим.

Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике ( Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE ) — национальная организация США, определяющая сетевые стандарты . В 1981 году рабочая группа 802 этого института сформулировала основные требования, которым должны удовлетворять локальные вычислительные сети . Группа 802 определила множество стандартов , из них самыми известными являются стандарты 802.1, 802.2, 802.3 и 802.5, которые описывают общие понятия, используемые в области локальных сетей, а также стандарты на два нижних уровня сетей Ethernet и Token Ring .

Европейская ассоциация производителей компьютеров ( European Computer Manufacturers Association, ECMA ) — некоммерческая организация, активно сотрудничающая с ITU -T и ISO , занимается разработкой стандартов и технических обзоров, относящихся к компьютерной и коммуникационной технологиям. Известна своим стандартом ЕСМА-101, используемым при передаче отформатированного текста и графических изображений с сохранением оригинального формата.

Ассоциация производителей компьютеров и оргтехники ( Computer and Business Equipment Manufacturers Association, CBEMA ) — организация американских производителей аппаратного обеспечения; аналогична европейской ассоциации ECMA ; участвует в разработке стандартов на обработку информации и соответствующее оборудование.

Ассоциация электронной промышленности ( Electronic Industries Association, EIA ) — промышленно-торговая группа производителей электронного и сетевого оборудования; является национальной коммерческой ассоциацией США; проявляет значительную активность в разработке стандартов для проводов, коннекторов и других сетевых компонентов. Ее наиболее известный стандарт — RS-232С.

Министерство обороны США ( Department of Defense, DoD ) имеет многочисленные подразделения , занимающиеся созданием стандартов для компьютерных систем. Одной из самых известных разработок DoD является стек транспортных протоколов TCP/IP.

Американский национальный институт стандартов ( American National Standards Institute, ANSI ). Эта организация представляет США в Международной организации по стандартизации ISO . Комитеты ANSI занимаются разработкой стандартов в различных областях вычислительной техники. Так, комитет ANSI Х3Т9.5 совместно с компанией IBM осуществляет стандартизацию локальных сетей крупных ЭВМ ( архитектура сетей SNA ). Известный стандарт FDDI также является результатом деятельности этого комитета ANSI . В области микрокомпьютеров ANSI разрабатывает стандарты на языки программирования, интерфейс SCSI . ANSI разработал рекомендации по переносимости для языков С, FORTRAN , COBOL .

Стандарты Internet

Особую роль в выработке международных открытых стандартов играют стандарты Internet . Ввиду постоянно растущей популярности Internet , эти стандарты становятся международными стандартами "де-факто", и многие из них приобретают впоследствии статус официальных международных стандартов за счет утверждения одной из вышеперечисленных организаций, в том числе ISO и ITU -T. Существует несколько организационных подразделений, отвечающих за развитие Internet и, в частности, за стандартизацию средств Internet .

Основным из них является Internet Society ( ISOC ) — профессиональное сообщество, которое занимается общими вопросами эволюции и роста Internet как глобальной коммуникационной инфраструктуры. Под управлением ISOC работает Internet Architecture Board ( IAB ) — организация, в ведении которой находится технический контроль и координация работ для Internet . IAB координирует направление исследований и новых разработок для стека TCP/IP и является конечной инстанцией при определении новых стандартов Internet .

В IAB входят две основные группы: Internet Engineering Task Force ( IETF ) и Internet Research Task Force ( IRTF ). IETF — это инженерная группа , которая занимается решением наиболее актуальных технических проблем Internet . Именно IETF определяет спецификации , которые затем становятся стандартами Internet . В свою очередь , IRTF координирует долгосрочные исследовательские проекты по протоколам TCP/IP .

В любой организации, занимающейся стандартизацией , процесс выработки и принятия стандарта состоит из ряда обязательных этапов, которые, собственно, и составляют процедуру стандартизации . Рассмотрим эту процедуру на примере разработки стандартов Internet . (Рис. 12.2, на котором показана схема прохождения стандарта через все этапы, сам является документом RFC ; заметим, что он выполнен средствами псевдографики, для того, чтобы его можно было прочесть практически в любой операционной среде .)

Сначала в IETF представляется так называемый рабочий проект ( draft ) в виде, доступном для комментариев (на рисунке данный этап обозначен enter). Он публикуется в Internet, после чего широкий круг заинтересованных лиц включается в обсуждение этого документа, в него вносятся исправления, и, наконец, наступает момент, когда можно зафиксировать содержание документа. На данном этапе проекту присваивается номер RFC (возможен и другой вариант развития событий — после обсуждения рабочий проект отвергается и удаляется из Internet).
После присвоения номера проект приобретает статус предлагаемого стандарта (на рисунке proposed). В течение 6 месяцев этот предлагаемый стандарт проходит проверку практикой, в результате в него вносятся изменения.
Если результаты практических исследований свидетельствуют об эффективности предлагаемого стандарта , то ему, со всеми внесенными изменениями, присваивается статус проекта стандарта (на рисунке draft std). Затем в течение как минимум 4-х месяцев проходят его дальнейшие испытания "на прочность", при этом создается по крайней мере две программных реализации .
Если во время пребывания в ранге проекта стандарта в документ не было внесено никаких исправлений, ему может быть присвоен статус официального стандарта Internet (на рисунке standart).

Следует заметить, что все стандарты Internet носят название RFC с соответствующим порядковым номером, но далеко не все RFC являются стандартами Internet — часто эти документы представляют собой комментарии к какому-либо стандарту или просто описания некоторой проблемы Internet .

Продолжающееся быстрое развитие Internet, протоколов и стандартов, связанных с Сетью, требует систематизации и упорядочения достигнутых результатов. Этой цели служат периодически обновляемые документы, издаваемые Управляющим советом по вопросам архитектуры Internet (IAB ? Internet Architecture Board).

Продолжающееся быстрое развитие Internet, протоколов и стандартов, связанных с Сетью, требует систематизации и упорядочения достигнутых результатов. Этой цели служат периодически обновляемые документы, издаваемые Управляющим советом по вопросам архитектуры Internet (IAB - Internet Architecture Board). Однако, несмотря на многообразие этих документов, ни один из них не дает достаточно полной и ясной картины о статусе выпускаемых документов и стадиях их разработки. Даже в совокупности они дают очень слабое представление о взаимоотношениях между протоколами и стандартами Internet.

RFC Index (перечень RFC - Request for Comments) - список всех изданных RFC в порядке возрастания номеров, дополняемый по мере их появления.
Internet official protocol standards (официальный перечень стандартов по протоколам Internet) - периодически обновляемый документ, где излагается общая характеристика процесса стандартизации в Internet, перечни вновь изданных RFC и обобщающие перечни протоколов, группируемые по стадиям стандартизации и иным признакам. Последняя версия этого документа изложена в RFC 2400.
RFC Summary Numbers (сводный перечень номеров RFC) переиздается, начиная с номера 699, через каждые 100 номеров и содержит перечни с краткими аннотациями каждых 100 предыдущих номеров RFC.
Assigned Numbers (присвоенные номера) - перечисляются присвоенные значения параметров, используемых в различных протоколах (например, адреса Internet, имена регионов, протокольные коды IP, номера портов TCP, коды опций Telnet, наименования типов терминалов).

Рис. 1. Динамика разработки документов RFC

Можно отметить, по меньшей мере, две существенные особенности документов RFC, отличающие их от нормативных документов других организаций. Во-первых, RFC охватывают самый широкий круг технических материалов, начиная от обязательных стандартов, включая предложения по стандартам, информационные сведения и кончая устаревшими документами, имеющими чисто историческую значимость.

Кроме того, RFC никогда не переиздаются и не пересматриваются с тем же номером. Пересмотренный протокол издается под другим номером, а прежние сохраняются в каталогах под прежними номерами.

информационные (informational);
экспериментальные (experimental);
предложения по стандартам (proposed standards);
проекты стандартов (draft standards);
стандарты (standards);
исторические (historic).

обязательные (required);
рекомендуемые (recommended);
избирательного применения (elective);
ограниченного применения (limited use);
не рекомендуемые (not recommended).

Протоколы проходят три стадии созревания: предложение по стандарту, проект и стандарт, подвергаясь на каждой стадии тщательному анализу и тестированию. Предложение по стандарту может стать проектом только при наличии минимум двух независимых реализаций и рекомендации Инженерной группы управления Internet (IESG - Internet Engineering Steering Group). Продвижение от проекта к стандарту требует обычно эксплуатационной проверки и демонстрации взаимодействия с двумя или более реализациями и также рекомендации IESG.

От предложения до проекта стандарта минимальная задержка составляет 6 месяцев, от проекта до стандарта - 4 месяца. Фактические же задержки могут достигать нескольких лет.

Протоколы, разработанные другими организациями по стандартизации или поставщиками и представляющие информационный интерес, либо по каким то другим причинам не входящие в предмет рассмотрения IESG, помечаются как информационные. Информационные документы не имеют статуса.

Общее правило присвоения номеров STD состоит в том, что отдельный номер STD присваивается, если спецификация логически отделена от других. Такой логически отдельной опции присваивается отдельный номер, в то время как не опциональные расширения используют один и тот же номер SТD в качестве базовой спецификации. В подобных случаях документы, определяющие конкретный стандарт, должны ссылаться друг на друга.

Помимо этого протоколы (в основном экспериментальные и исторические) могут получить один из следующих статусов:

С 1995 году IAB ввоцедуре принятия предложений по стандартам. Статус этих документов определен в RFC 1818, а документы BCP имеют свою независимую нумерацию. К сегодняшнему дню разработано 25 RFC в статусе BCP, однако при формальном группировании RFC по RFC 2400 документы BCP в отдельный класс не выделяются.

Рис. 2. Классификация протоколов Internet

Изложенная классификация протоколов в схематическом виде представлена на рис. 2. К сожалению, фактическая классификация конкретных документов и протоколов Internet как в самом RFC 2400, так и в других перечисленных регламентирующих и обобщающих документах IAB не обладает четкостью этого рисунка и страдает иногда нелогичностью и противоречивостью.

Таблица 1. Количественное распределение протоколов
Internet по стадиям разработки

Стадия разработки	Действующие	Устарелые	Всего
Стандарт	55	2	57
Проект стандарта	65	21	86
Предложение по стандарту	374	78	452
Экспериментальные	122	24	146
Лучшая современная технология	24	1	25
Информационные	516	61	577
Исторические	49	51	100
Не известна	740	168	908
Пустые номера RFC	—	—	77
ВСЕГО	1945	406	2428

Анализ перечисленных документов IAB позволил выявить следующую статистику количественного распределения документов RFC и протоколов Internet по стадиям разработки.

Все документы RFC, как и протоколы Internet, можно подразделить по другому признаку еще на две группы: документы, определяющие внутреннее функционирование Internet, и документы, определяющие взаимодействие Internet с сетями других типов. При этом ко второй группе относится около 277 (из 2331) документов RFC (включая устарелые и исторические). По относительному количеству выпущенных документов попытаемся косвенно оценить заинтересованность Internet во взаимосвязи с другими сетевыми технологиями и сетевыми архитектурами.

Эта статистика не показывает, однако, динамики взаимоотношений. Так, если взаимосвязь Internet с устарелыми (ARPANET) или достаточно зрелыми, но в чем-то устаревающими системами (IPX Novell, AppleTalk), постепенно вытесняемыми самой Internet, стабилизировалась (судя по отсутствию новых RFC) в начале 80-х, то с конца 80-х началась проработка взаимосвязей с развивающимися новыми архитектурами Frame Relay, ATM, а также привлечение и освоение ресурсов, наработанных в ISO, ITU-T, что и отразилось в появлении соответствующих RFC.

C 1990 года IAB ввел новую серию документов под названием FYI (For Your Information), которые носят информационный характер и должны обеспечить пользователей Internet централизованным справочником по наиболее важным темам и обобщающим вопросам (терминология, ответы на часто задаваемые вопросы относительно Internet и т.п.). Документы FYI имеют свою независимую нумерацию, и помещаются отдельным разделом в RFC Index, но не анализируются в RFC 2300. Издано 32 документа FYI, большинство из которых имеют своими дубликатами документы RFC.

Взаимосвязи между протоколами Internet

Уровневая архитектура протоколов Internet во многом соответствует концепции семиуровневой архитектуры протоколов эталонной модели OSI. Основное различие этих двух архитектур состоит в том, что протоколы трех верхних уровней эталонной модели OSI - прикладного, представления данных и сеансового в Internet, как правило, объединяются в один уровень - прикладной. Обобщенный профиль основных прикладных и коммуникационных протоколов Internet приведен на рис. 3.

Рис. 3. Основополагающие протоколы Internet и взаимосвязи между ними

Основными изначальными прикладными службами Internet были и остаются службы передачи файлов, электронной почты и обмена новостями, виртуальных терминалов и справочная служба. В каждой из таких областей шло постоянное развитие исходных и создание новых более эффективных протоколов, основные из которых, используемые сегодня перечислены на рисунке. Кроме того изначально применялись протоколы, выполняющие ряд вспомогательных, но повышающих эффективность работы функций - протоколы информирования о времени (TIME, NTP), получения собственных идентификаторов (BOOTP), получения информации об окружающей системе (Finger), диагностические протоколы (Echo) и др.

На прикладном уровне Internet используются также разработанные в рамках архитектуры OSI прикладные протоколы электронной почты Х.400 и справочной службы Х.500.

На уровне звена данных (канальном уровне) изначально использовался протокол SLIP, который сегодня фактически вытеснен протоколом двухпунктовых соединений PPP, поддерживающим как асинхронные (байт-ориентированные стартстопные), так и синхронные (бит-ориентированные) двунаправленные кабельные или модемные соединения. В последнее время дополнительно разработаны и успешно используются специальные стандарты для передачи IP-трафика по сетям различных архитектур, которые более полно учитывают особенности этих сетей. Кроме того на этом уровне часто используются (с применением инкапсуляции) протоколы других архитектур (Frame Relay, HDLC (в подсетях X.25), SDLC (в подсетях SNA), DDCMP (в подсетях DECNet), протоколы LAN и др.

На физическом уровне в сети Internet могут быть использованы практически все широко известные протоколы и интерфейсы физического уровня, стандартизованные ITU-T (CCITT), EIA, ISO, Frame Relay Forum, ATM Forum, протоколы и интерфейсы LAN, SDH (SONET) и др. Единственным ограничением, налагаемым протоколом РРР на физический уровень, является наличие дуплексного канала, выделенного или коммутируемого, работающего в асинхронном или синхронном последовательном режиме, прозрачном для пакетов уровня PPP. На скорости передачи данных и тип интерфейса никаких ограничений не налагается.

Стандартизация протоколов защиты информации на всех уровнях Internet пока недостаточно зрелая - сегодня по этим вопросам нет ни одного принятого стандарта. Однако проработка вопросов защиты информации ведется достаточно активно - в стадии рассмотрения находится 14 предложений по стандартам и еще большее число документов находятся в экспериментальной и информационной стадиях.

Взаимосвязь с другими сетями и архитектурами

Большие информационные и коммуникационные возможности Internet, с одной стороны, наличие современных высокоскоростных сетевых технологий, а также прикладных программ других сетевых архитектур с более широкими и гибкими возможностями, с другой стороны, приводят к общей практической заинтересованности во взаимном обогащении прикладных и коммуникационных ресурсов различных сетей.

Как уже отмечалось, вопросам взаимодействия Internet с другими сетями посвящено 290 документов RFC, отражающих используемые на практике конфигурации взаимодействия. Основные из таких конфигураций отражены на рис. 4, где указаны также соответствующие документы RFC, определяющие взаимодействие протоколов Internet с другими протоколами.

Можно выделить два основных подхода к взаимодействию Internet с другими сетевыми архитектурами и сетевыми технологиями.

Использование на нижних уровнях Internet современных высокоскоростных протоколов типа типа FDDI, Fast Ethernet, Frame Relay, ATM и др., повышающее эффективность работы прикладных протоколов Internet.
Использование более эффективных прикладных программ других сетевых архитектур (типа OSI, SNA) для работы по практически апробированным, достаточно зрелым и широко распространенным коммуникационным протоколам Internet.

Метод инкапсуляции протоколов определен в рекомендациях ITU-T I.363, I.365, Q.2119, стандартах ANSI T1.617a, Frame Relay Forum FRF.3.1 и в RFC 1490. На рис. 4 взаимодействие различных протоколов методом инкапсуляции изображено стрелками.

Метод преобразования услуг использован в показанном на рис. 4 взаимодействии протоколов Internet с прикладными протоколами OSI. В RFC 1006 (стандарт STD 35) определен механизм, позволяющий протоколу транспортного уровня ТР 0 (простой класс) по ISO/IEC 8073 (и, следовательно, любым прикладным программам OSI, работающим по ТР 0) функционировать над протоколом TCP Internet при использовании услуг протокола IP. В результате логические объекты всех верхних уровней OSI (прикладного, представления данных и сеансового) могут функционировать нормально, не ощущая того, что все они работают по TCP/IP.

Протокол по RFC 1006/2126 и ISO/IEC 14766 преобразует услуги протокола TCP Internet в стандартные по ISO/IEC 8348 услуги сетевого уровня OSI в режиме с установлением соединения (CONS), которые затем используются протоколом TP 0 или TP 2 по ISO/IEC 8073. Кроме того указанный протокол инкапсулирует протокольные блоки ISO/IEC 8073 в пакеты протокола ТСР. При этом все основные аспекты услуг транспортного уровня по ISO/IEC 8072 сохраняются, за исключением параметра качества услуг.

Рис. 4. Взаимосвязь протоколов Internet с протоколами других сетевых архитектур и технологий

Наряду с широко известными сетевыми архитектурами и сетевыми технологиями OSI, X.25, ISDN, Frame Relay, ATM, SDH/SONET, а также стандартными технологиями локальных сетей семейства IEEE 802 (Ethernet, Token Ring, FDDI) на рис. 4 изображены взаимосвязи Internet с другими менее известными технологиями.

Поскольку служба NetBIOS сконструирована на основе различных протоколов и различного оборудования, то для обеспечения взаимодействия NetBIOS в Internet RFC 1001 и 1002 определили стандартный протокол для функционирования прикладных программ NetBIOS над протоколами TCP и UDP. Кроме того, поскольку для выполнения некоторых приложений NetBIOS типа серверов файлов ПК не подходят, то RFC 1001 и 1002 определили возможность построения реализаций на системах любого типа, где имеется комплект протоколов TCP/IP.

С другой стороны, RFC 1088 определил стандартный метод инкапсуляции датаграмм протокола IP в датаграммы NetBIOS с тем, чтобы обеспечить возможность работы в компьютерах сети NetBIOS прикладных программ Internet, работающих над IP. Кроме того определено преобразование 4-байтовых адресов IP в 16-байтовые имена NetBIOS. Использование маршрутизаторов, способных инкапсулировать пакеты IP в обычные протоколы уровня звена данных (типа протоколов локальных сетей), а также в датаграммы NetBIOS, позволяют компьютерам NetBIOS взаимодействовать со всей Internet.

Протокол PPP обеспечивает стандартный метод транспортирования многопротокольных датаграмм по двухпунктовым каналам. PPP определяет расширяемый Link Control Protocol и поддерживает семейство различных протоколов сетевого уровня NCP (Network Control Protocols). RFC 2097 определил один из протоколов NCP, поддерживаемых PPP, для функционирования протокола сетевого уровня NBFCP сети NetBIOS над PPP.

Высокопроизводительный параллельный интерфейс HIPPI, разработанный в конце 80-х - начале 90-х рабочей группой ANSI X3T9.3 HIPPI, представляет собой простой канал данных. Пара таких каналов обеспечивает одновременный прием и передачу данных на скорости 800 Мбит/с и факультативно 1600 Мбит/с.

Документы RFC Index:

Следует учесть, что содержимое RFC Index по всем указанным адресам не идентичное. Если, например, по первому из адресов RFC Index содержит только перечень номеров RFC (без названий документов), форматы RFC (указываемые расширением имени файла) и емкость электронной версии документа в Кбайт, то по последнему из перечисленных адресов содержится наиболее подробный RFC Index с указанием дополнительно наименования документа, фамилий авторов, даты издания, устарелых или обновляемых версий документа и стадии разработки протокола.

Сейчас для нас естественно, то что мы можем подключиться к компьютерным сетям, например к интернету, практически с любого устройства, смартфона, ноутбука, планшета, и другой техники. Независимо от производителя этого оборудования, какая операционная система (ОС) используется, и какие программы мы применяем.

p, blockquote 1,0,0,0,0 -->

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

Но в самом начале развития сетей (1960-1970 годы) устройство одного производителя, например IBM, работало по сети только с устройствами IBM, а устройствами других производителей нет. Основные причины это:

Несовместимость оборудования между собой;
Несовместимость ПО;
Использование разных сетевых протоколов.

Для того, чтобы решить эти задачи, нужны стандарты на оборудование, на ПО и на сетевые протоколы.

p, blockquote 4,0,1,0,0 -->

Типы стандартов

Юридические стандарты (De jure) принимают организации, которые имеют право на это.

p, blockquote 5,0,0,0,0 -->

Фактические стандарты (De facto) — это стандарты, которые установились сами по себе, их никто не принимал. К примеру, появилась новая технология, которая быстро развилась и стала популярной. Как это произошло со стеком протоколов TCP/IP, который сейчас основа сети интернет.

p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

Стандарты для сетей

Принимается огромное множество разных стандартов, но есть самые значимые:

Международная организация по стандартизации (IOS) приняла стандарт на эталонную модель OSI, описывающая, как должны строиться компьютерные сети.
Институт инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) принимающие стандарты на технологи по передачи данных.
Совет по архитектуре интернета (IAB) принимает стандарты на протоколы интернет.
Консорциум W3C принимает стандарты в область Web.

Стандарты IEEE

Институт ieee утверждает стандарты не только в компьютерных сетях, но также в других сферах электроники, электротехники. Институт поделен на комитеты. Разработкой стандартов для комп. сетей занимается комитет под № 802.

p, blockquote 8,0,0,0,0 -->

p, blockquote 9,1,0,0,0 -->

Каждый № это семейство стандартов. Например, 802.3 описывает разные варианты технологий Ethernet, такие как, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet.

p, blockquote 10,0,0,0,0 -->

Совет по архитектуре интернета

Совет поделён две части. Группа исследования интернет (Internet Research Task Force, IRTF) проводит перспективные исследования в области интернет.

p, blockquote 11,0,0,0,0 -->

Часть №2 группа проектирования интернет (Internet Engineering Task Force, IETF) производит стандарты на сетевые протоколы. IETF подготавливает документы RFC (Request for Comments) или запросы на комментарии. Вот эти доки содержат подробное описание протоколов интернет. Если вы будите использовать другие протоколы, то ваше устройство и ПО не сможет работать в сети интернет.

p, blockquote 12,0,0,0,0 -->

Документы RFC

У каждого документа RFC есть индивидуальный номер и он описывает какой-либо протокол интернет.

p, blockquote 13,0,0,0,0 -->

p, blockquote 14,0,0,1,0 -->

Существуют много документов RFC , с которыми вы можете ознакомиться.

p, blockquote 15,0,0,0,0 -->

Консорциум W3C (World Wide Web)

W3C разрабатывает стандарты для Веб. Документы консорциума, также как и RFC формально, они не называются стандартами, а называются рекомендациями. Но если вы не последуете этим рекомендациям, то не сможете поработать с web.

p, blockquote 16,0,0,0,0 -->

Самые важные рекомендации консорциума w3c это:

Язык разметки html;
Таблицы стилей css, которые нужны для создания web-страниц;
Рекомендации на архитектуру Веб-сервисов;
И язык разметки xml.

Но существуют еще рекомендации, которые в свободном доступе на сайте консорциума .

p, blockquote 18,0,0,0,0 -->

Заключение

Как мы выяснили, рассмотренные стандарты имеют важную роль в работе компьютерных сетей. Все мы хотим выходить в интернет с любого устройства независимо от того, какая там ОС, кто создал это устройство и какое ПО на нем применяется. Для этого и нужны открытые стандарты.

Разберемся в базовых протоколах с стандартах

Группа стандартов Ethernet IEEE 802.3

Для подключения клиентских устройств рекомендуется поддержка следующих стандартов:

IEEE 802.3z (1 Гбит/с);

IEEE 802.3u (100 Мбит/с);

IEEE 802.3 (10 Мбит/с).

Для подключения активного сетевого оборудования между собой рекомендуется поддержка следующих стандартов:

IEEE 802.3z (1 Гбит/с);

IEEE 802.3ae-2002 (10 Гбит/с);

IEEE 802.3ba (40 Гбит/с) — да, время пришло.

Питание по PoE (Power over Ethernet)

Если для подключения оконечных сетевых устройств нужно active PoE, то необходимо предусмотреть коммутаторы доступа с поддержкой нужных стандартов active PoE. Для наглядности ниже таблица по основным характеристиками active PoE:

Стандарт

Мощность на PSE (Power Supply Equipment), Вт

Мощность на PD (Powered Device), Вт

IEEE 802.3af (PoE)

IEEE 802.3at (PoE+)

IEEE 802.3bt Type 3 (PoE++)

Следует различать две характеристики мощности:

PSE (Power Supply Equipment) — мощность, которую коммутатор готов выдать на порт;

PD (Powered Device) — мощность, которая дойдет до оборудования (с учетом потерь).

VLAN (Virtual Local Area Network)

Не рекомендуется использовать VLAN 1 для передачи пользовательских данных. Рекомендуется использовать диапазон VLAN'ов с 2 по 1000 включительно.

Деление устройств на VLAN'ы рекомендуется выполнять из соображений получения общего сетевого доступа для последующего применения ACL. В большинстве случаев это существенно упростит задачу конфигурирования межсетевого экрана.

Протоколы обмена базой данных VLAN'ов

Протоколы обмена базой данных VLAN'ов рекомендуется отключить. Примеры протоколов обмена базой данных VLAN'ов:

VTP (VLAN Trunk Protocol);

GVRP (Generic VLAN Registra on Protocol).

DTP (Dynamic Trunking Protocol)

DTP рекомендуется отключить, тип порта рекомендуется указать явно как access или trunk.

LACP (Link Aggregation Control Protocol)

Для объединения нескольких физических каналов в один логический рекомендуется применять протокол LACP (IEEE 802.3ad) с целью предотвращения возможных L2 петель в сети, которые могут быть вызваны ошибкой конфигурации или коммутации, в случае использования статически заданной агрегации портов.

STP (Spanning Tree Protocol)

Для минимизации использования проприетарных протоколов в сети, рекомендуется применение открытого протокола MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1s) с грамотным построением дерева STP. Перечислим основные рекомендации, которые помогут ничего не забыть:

На всех портах типа access рекомендуется включить port edge с двумя целями:

b) Быстрое включение передачи пользовательских данных при включении устройства в порт коммутатора;

На всех портах типа access рекомендуется включить stp guard root, а также bpdu guard, чтобы при появлении BPDU-пакета порт переходил в состояние error disabled;

На downlink портах коммутаторов ядра распределения рекомендуется включить технологии root guard;

Для настройки портов сторонних подключений, таких как провайдер Интернета, рекомендуется включить фильтрацию BPDU (bpdu lter);

Uplink порты коммутаторов распределения к резервному коммутатору ядра должны быть в роли Alternate;

Нежелательно использование half duplex портов;

На всех trunk портах рекомендуется явно указать тип порта point-to-point, чтобы гарантировать быструю сходимость протокола STP;

Storm-control

DHCP snooping

На всех коммутаторах (и на всех VLAN-ах) рекомендуется включить DHCP snooping. Все порты коммутаторов должны быть недоверенными, кроме uplink портов и портов подключения к DHCP серверу.

Dynamic ARP inspection

На всех VLAN'ах, где включен DHCP snooping и нет оконечных сетевых устройств со статическими настройками IP-адресации, рекомендуется включить Dynamic ARP inspection.

Для стабильной работы протокола некоторые производители предусматривают использование FTP или TFTP серверов для резервного хранения базы данных механизма Dynamic ARP inspection. Таким образом, в случае перезагрузки коммутатора оборудование сможет восстановить базу данных из резервной копии на FTP/TFTP сервере.

LLDP (Link Layer Discovery Protocol, IEEE 802.1AB)

Активное сетевое оборудование чаще всего будет поддерживать протокол LLDP, который позволяет сетевым устройствам анонсировать в сеть информацию о себе и о своих возможностях, а также собирать эту информацию о соседних устройствах. Протокол LLDP рекомендуется выключить на портах подключения к сторонним сетевым устройствам, например, к оборудованию оборудованию провайдеров.

Proxy ARP

Proxy ARP (RFC 1027) лучше отключить или использовать осознанно, так как это позволяет не использовать адрес шлюза в сетевых настройках оконечных сетевых устройств, что может дать ложные представление о корректности сетевых настроек. Например, если в сетевых настройках принтера нет адреса шлюза по умолчанию или он некорректный, но Proxy ARP позволит принтеру корректно работать. При замене оборудования или выключении Proxy ARP неправильно настроенные устройства не будут работать корректно.

VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol)

Для объединения двух маршрутизаторов в один виртуальный маршрутизатор и назначения общего виртуального IP-адреса, рекомендуется использовать открытый протокол VRRP (RFC 5798).

OSPF (Open Shortest Path First)

Для осуществления обмена IP маршрутами между L3 устройствами сети рекомендуется использовать протокол OSPF (RFC 2328, RFC 5709). Для достижения максимально быстрой сходимости протокола OSPF рекомендуется использование протокола BFD (Bidirectional Forwarding Detection, RFC 5880, RFC 5881) совместно с OSPF. BFD позволяет сократить время обнаружения проблемы на канале до 50 мс.

Наиболее общие настройки сетевого оборудования

Доступ на активное сетевое оборудование

Для аутентификация на оборудование рекомендуется применение RADIUS сервера. В случае недоступности RADIUS сервера должна применяться локальная аутентификация;

Пароль от локальной учетной записи рекомендуется хранить на оборудовании в зашифрованном виде;

Порт для подключения по протоколу SSH рекомендуется заменить со стандартного TCP/22 на кастомный TCP/XXXX. Эта мера не так значительна, но мы стараемся использовать все возможности для увеличения времени потенциального взлома;

Для доступа на активное сетевое оборудование рекомендуется предусмотреть ACL (Access- Control List), определяющие адреса устройств, с которых разрешено подключаться к оборудованию;

Типы портов (L2)

Access порт – это порт, который передает и принимает только нетегированные фреймы.

Trunk порт – это порт, который передает и принимает тегированные фреймы, без тега передается и принимается только native VLAN.

Гибридный порт – передает и принимает тегированные и нетегированные фреймы, при этом в качестве нетегированного фрейма можно передавать не native VLAN. Может потребоваться при подключении некоторых типов оконечных устройств, таких как IP-телефоны, точки доступа Wi-Fi (в режиме local switched).

Рекомендации по настройке access и гибридных портов:

ARP-inspection (только если устройство получает IP-адрес динамически);

rate-limit (multicast, broadcast);

switch off SNMP trap, SYSLOG;

выключить DTP negotiation;

IEEE 802.1x (при необходимости авторизации);

Port-Security (при необходимости).

Рекомендации по конфигурации trunk портов между коммутаторами

В качестве native VLAN рекомендуется использовать дефолтный VLAN 1;

Рекомендуется включить SNMP trap и логирование SYSLOG (изменение статусов Up, Down);

На всех trunk портах рекомендуется явно указать тип порта point-to-point;

На всех trunk портах рекомендуется разрешить все VLAN'ы, которые используются на коммутаторе.

Рекомендации к конфигурации ACL

Для уменьшения “площади атаки” рекомендуется разработать и внедрить правила ACL между различными сегментами сети. Трафик, не разрешенный в явном виде, рекомендуется блокировать. Для простоты управления и визуализации правил удобно использовать матрицу правил, например:

Читайте также: