Теоретическое описание принципов работы набора сетевых протоколов взаимодействующих друг с другом

Обновлено: 18.05.2024

1.12 Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия и немного про архитектуру компьютерных сетей

В процессе решения этой задачи мы коснемся такой важной штуки как архитектура компьютерной сети, разберемся с тем, что такое протоколы и межсетевые интерфейсы (или сетевые службы), поймем чем протокол отличается от сетевой службы и наконец нам станет ясно, почему при построение компьютерной сети мы можем выбирать железо и софт от разных производителей, то есть почему архитектура современных сетей довольно гибкая и что на нее влияет.

1.12.1 Введение

Когда мы собирали простую схему из двух компьютеров, то я уже упоминал о такой штуке, как декомпозиция задачи сетевого взаимодействия, и к чему этот процесс привел. А во всех предыдущих записях я постоянно упоминал эталонную модель сетевого взаимодействия и пару раз упоминал про модель стека протоколов TCP/IP. Коротко напомню, что декомпозиция – это процесс разделения одной сложной и большой задачи на несколько более простых и понятных задач, которые легче выполнить.

В мире компьютерных сетей этот процесс привел к тому, что у нас появились удобные стандарты и протоколы, а также к появлению двух моделей сетевого взаимодействия, которые схематично описывают то, что происходит с данными, когда Иван Иваныч пишет романтишный e-mail Клавдии Петровне, на всех этапах передачи этих данных.

И для того чтобы лучше понимать принципы работы моделей OSI 7 и стека протоколов TCP/IP, нам нужно немного окунуться в прошлое и посмотреть, как мог происходит процесс декомпозиции такой сложной задачи как передача данных по сети.
Естественно, мы не будем его рассматривать с исторической точки зрения, мы посмотрим на логику его развития, чтобы в дальнейшем лучше понимать принципы и архитектуру современных компьютерных сетей.

1.12.2 Простой пример декомпозиции задачи из жизни

Рисунок 1.12.1 Декомпозиция простой задачи

Но для начала давайте на простом примере из жизни разберемся с тем, что такое декомпозиция задачи. Для тех кому все понятно, можете смело пропускать этот раздел, кто еще не разобрался, прошу к прочтению. Допустим, у нас есть такая задача: купить молоко, и нам нужно сделать декомпозицию этой задачи, то есть разбить ее на несколько более простых. Примерно так можно это сделать:

Примерно так можно было бы выполнить декомпозицию такой простой задачи, как купить молоко. При этом стоит обратить внимание на то, что мы могли бы сделать ветвление в нашем процессе, задавая различные условия (если мы выбрали такой способ, то нужно дальше делать то-то и то-то), мы могли бы разбить нашу задачу на большее количество шагов или наоборот уменьшит количество этапов. Поэтому выполняя декомпозицию, нужно исходить из здравого смысла и, на самом деле, глупо разбивать простую задачу, описанную выше, на еще более мелкие задачи.

Давайте двинемся дальше и попробуем рассмотреть более сложные примеры, чтобы затем приблизиться к компьютерным сетям и их архитектуре.

1.12.3 Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия

Компьютерная сеть – это сложная система, работающая по строгим принципам, которые заданы как на аппаратном, так и на программном уровне. Эти принципы заложены в протоколах и стандартах, на основе которых разрабатываются устройства и пишутся программы. Даже без знания о том, что существует какая-то модель передачи данных (не важно какая модель OSI 7 или модель стека протоколов TCP/IP), для себя можно выделить несколько уровней:

Ваш домашний компьютер связан с роутером чисто физически: это могут быть провода или Wi-Fi. Следовательно, и компьютер и роутер передают друг другу физические сигналы, которые они понимают, иначе они бы не смогли работать. Значит, на физическом уровне действуют какие-то определенные правила.
Если в вашей домашней сети компьютеров больше, чем один, то вам наверняка хотелось бы их связать, делаете вы это, конечно, через свой домашний роутер, который в душе еще и коммутатор. Но для их связи нужны какие-то адреса, чтобы компьютер А мог отличить компьютер Б от компьютера В и роутера, такие адреса есть, они задаются на канальном уровне и чаще всего это MAC-адрес.
А еще вы хотите выходить в Интернет, делаете вы это при помощи IP-адреса, выданного вам провайдером, еще вам провайдер даст IP-адрес шлюза, маску подсети и адреса DNS-серверов, которые вы пропишите своему роутеру, чтобы он знал, куда отправлять пакеты, если вы пытаетесь зайти на какой-нибудь сайт в Интернете. Это уже третий уровень.
Но для передачи данных в сеть Интернет, вы используете не только браузер, вы можете использовать почтовый клиент, Скайп, какой-нибудь мессенджер и другие приложения, и ваш компьютер не путается, так как есть два замечательных протокола TCP и UDP, которые работают на четвертом уровне и помогают компьютеру различать трафик от разных приложений. Вообще протоколы TCP и UDP являются основой для взаимодействия в схеме клиент-сервер. Клиентским компьютерам они помогают отличить трафик от разных серверов, а серверные машины при помощи этих протоколов понимают какую услугу хочет получить клиент.

Есть и другие уровни, которые решают другие задачи, но эти задачи не так интересны сетевому инженеру, эти задачи решает системный администратор, программист или нынче модный DevOps-инженер (все эти четыре профессии вообще разные).

Мы сейчас выделили четыре уровня, при этом мы можем даже сказать: какие железки будут работать на каждом из этих уровней:

В первую очередь это среда передачи данных, которая может быть как проводной, так и беспроводной. Сюда же можно отнести хабы и концентраторы, преобразователи и усилители, а также прочие штуки, работающие непосредственно с физическим сигналом.
На втором уровне у нас работают коммутаторы и сетевые карты ваших ПК.
Третий уровень представлен маршрутизаторами.
На четвертом уровне уже нет физических устройств, хотя можно сказать, что компьютер — это устройство транспортного уровня.

Область передачи данных довольна строга, консервативна и формализована, в противном случае мы бы имели каналы связи низкого качества, и у нас не было бы возможности подружить оборудование разных производителей. Поэтому декомпозиция задачи сетевого взаимодействия заключается в том, чтобы четко определить функциональность каждого небольшого модуля, а также задать порядок их взаимодействия.

Выше я уже упоминал, что каждый этап при декомпозиции должен быть изолирован, а на последующий этап должны передаваться лишь выходные данные. При таком подходе модулям, расположенным на разных уровнях, нет никакого дела до того, что именно происходит на соседних уровнях, они лишь ждут нужные входные данные, что-то с ними делают и передают дальше выходные данные, таким образом уровни являются независимыми.

Каждый уровень может быть обслужен разными людьми, а разработка и тестирование модулей на разных уровнях упрощается и становится независимой от других уровней. Давайте усложним схему, показанную на Рисунке 1.12.1 и сделаем ветвление.

Рисунок 1.12.2 Ветвление процесса при декомпозиции задачи

Рисунок 1.12.3 Что будет, если удалить модуль из процесса

Мы рассмотрели сейчас удаление модуля из схемы, попробуйте и попрактикуйтесь в добавление новых модулей в эту схему, например, сделайте схему, в которой будет два модуля на третьем уровне (3.1 и 3.2) и определите, какие модулю на других уровнях должны измениться, а какие нет.

1.12.4 Многоуровневый подход при декомпозиции любой задачи

Декомпозиция задачи – очень эффективный способ облегчить себе жизнь и уменьшить объем работы, но есть еще более эффективный и эффектный способ разбиения больших задач на маленькие, который заключается в том, чтобы разбивать задачу не только на модули, но и на уровни. Для этого задача сперва разбивается на модули, а затем эти модули делятся на уровни, которые образуют иерархическую модель (не путайте с иерархическими базами данных). Пример такого разбиения показан на Рисунке 1.12.4.

Рисунок 1.12.4 Многоуровневая модель, полученная в результате декомпозиции

Таким образом получается, что нижележащий уровень оказывает услугу своему соседу, находящемуся на одну ступень выше, то есть: первый уровень оказывает услуги второму уровню, второй уровень оказывает услуги третьему уровню и так далее, при этом исключается прямое взаимодействие между, например, первым уровнем и третьим. Также обратите внимание на то, что необязательно каждый модуль нижележащего уровня должен или может взаимодействовать с каждым модулем вышестоящего уровня, это совсем необязательно и более того, часто бывает нежелательно. Таким образом мы уже получаем иерархическую систему, в которой не только есть четко определенные функции у каждого модуля, но и есть четкие обязанности и функционал у каждого уровня, на этом этапе у нас уже должно появиться представление о том, что архитектура компьютерной сети довольно таки гибкая.

1.12.5 Иерархия протоколов в компьютерных сетях

Разбираясь с декомпозицией задачи сетевого взаимодействия, мы плавно подошли к иерархии протоколов в компьютерных сетях. Условно говоря, каждый модуль в той иерархической модели, которую мы создали, является протоколом (но никак не стандартом или технологией, потому что, например, такая технология как Ethernet будет расположена сразу на двух уровнях модели OSI: канальном и физическом).

Мы уже выяснили, что нижележащий уровень предоставляет свои услуги вышестоящему уровню, а также стоит сказать, что в процессе обмена данными по сети участвуют как минимум две стороны, поэтому они должны согласовать друг с другом то, как они будут взаимодействовать, при этом согласованность должна быть на каждом уровне, иначе ничего не получится. Если нарисовать картинку взаимодействия двух сетевых узлов, то она будет выглядеть примерно так, как показано на Рисунке 1.12.5.

Рисунок 1.12.5 Иерархическая модель взаимодействия в компьютерной сети

Итак, если прочитать все надписи, можно понять, что в компьютерной сети есть межуровневые интерфейсы и протоколы. На самом деле и те, и другие это практически одно и то же: четко описанный набор правил взаимодействия и последовательность применения этих правил. Просто межуровневые интерфейсы осуществляют связь между уровнями внутри узла (очень часто вместо слова межуровневый интерфейс можно встретить слово служба или сетевая служба). А вот протоколы это, собственно то, что позволяет общаться двум узлам друг с другом на одном уровне, эти протоколы одноранговые, а это означает, что они работают на одном уровне.

Стоит учитывать, что протоколы и интерфейсы в нашем неидеальном мире представлены в двух видах:

Это специальный документ, который часто называют протоколом или стандартом, в этом документе содержится информация о том, что должен делать тот или иной протокол, какие данные он должен получать на вход и что у него должно быть на выходе и многое-многое другое.
А еще протокол – это то, как разработчик оборудования и/или программного обеспечения реализовал тот или иной протокол, насколько точно реализация соответствует тому, что описано в документе, и насколько эта реализация эффективна.

Поэтому при организации компьютерной сети вам стоит определять протоколы, которые будут максимально соответствовать требованиям, предъявляемым к сети, а также выбирать производителя оборудования и программного обеспечения, более того, производители предлагают различные решения для различных задач, например, домашний роутер будет сильно отличаться от того роутера, который установлен у провайдера для подключения абонентов к своей сети как по своему функционалу, так и по стоимости. В конце концов от выбранного вам оборудования зависят многие характеристики компьютерной сети, например, если в вашей сети появится устройство под названием сетевой концентратор или просто хаб, то участок компьютерной сети, на котором работает этот хаб будет иметь топологию общая шина. А как вы помните, ранее мы говорили, что сети передачи данных с топологией общая шина совершенно непригодны для сетевого взаимодействия типа H2H, то есть по таким сетям нельзя организовать аудио или видео связь в режиме реального времени.

1.12.6 Как происходит взаимодействие в сетях передачи данных и что такое архитектура компьютерной сети?

Вообще, этот вопрос очень сложный и объемный, и с ним мы собственно и будем разбираться на протяжении всех этих уроков (немного о самом курсе по основам компьютерных сетей), а наш текущий разговор мы продолжим, когда будем рассматривать модели OSI 7 и TCP/IP. Сейчас же давайте представим схему, при которой два компьютера взаимодействуют друг с другом (подобную схему мы уже реализовывали в Cisco Packet Tracer). Мы уже говорили, что этих два компьютера для взаимодействия должны поддерживать связь друг с другом на каждом уровне, но в реальной жизни все не так.

В реальности данные, которые отправляет первый узел второму, сперва спускаются (если ориентироваться на Рисунок 1.12.5) с четвертого уровня на первый, при этом на каждом из уровней с ними происходят определенные изменения, а как только эти данные достигают первого уровня и превращаются в последовательность бит (логических нулей и единиц), они попадают в физическую среду, по которой и производится обмен данными (все остальное – абстракция удобная для людей, в проводе существуют только физические сигналы).

Как только отправленная последовательность бит поступает узлу получателю, она по тем же самым ступенькам поднимается вверх и на самом верхнем уровне превращается в данные, которые понятны и удобны для человека. Тут стоит добавить, что конкретно реализованный набор уровней и протоколов часто называют архитектурой сети.

При этом с учетом выработанной и изолированной модели, архитектура у современных компьютерных сетей очень гибкая. Во-первых, вы можете выбирать различных производителей аппаратного и программного обеспечения в зависимости от выбранных протоколов. Во-вторых, одно и то же устройство может поддерживать не один протокол, выполняющий те или иные функции, а сразу несколько, например, ваш домашний роутер дает вам возможность подключать конечные устройства как по Wi-Fi, так и по проводам, а в этом уже третья особенность, подчеркивающая гибкость архитектуры современных компьютерных сетей: чаще всего при изменении протоколов или технологий на одном конкретном уровне, на других уровнях ничего не изменяется (но есть исключения, например, есть такой физический интерфейс, как serial-link, который приводит к изменениям на канальном уровне, но уже на сетевом уровне (третий по счету) протокол можно не менять.

Четвертая особенность заключается в том, что интерфейсы и протоколы можно комбинировать, например, у вас есть три маршрутизатора: A, B и C, пусть B на схеме будет в центре и для примера мы можем соединить маршрутизаторы B и C при помощи физического порта serial link, а маршрутизаторы A и B будут связаны друг с другом при помощи технологии Ethernet с соответствующими физическими портами и протоколами канального уровня. При этом можно с уверенностью сказать, что маршрутизатор A сможет взаимодействовать с маршрутизатором C через маршрутизатор B. Схема показана на рисунке 1.12.6.

Рисунок 1.12.6 Три маршрутизатора, соединенных разными физическими интерфейсами

Если рисунок не совсем понятен, то прочитайте запись про условные обозначения Cisco. В этих уроках мы будем изучать принципы работы самых часто используемых протоколов в небольших локальных сетях, а заодно, как приятный бонус, мы научимся немного работать с оборудованием Cisco.

1.12.7 Выводы

Давайте подведем итог нашему разговору. Мы разобрались с основными особенностями архитектуры современных компьютерных сетей и выяснили, что она, то есть, архитектура может быть довольно гибкой:

В своей компьютерной сети мы можем производить глобальные или частичные изменения на одном уровне, при этом не производя никаких изменений на других уровнях.
Архитектура современной компьютерной сети не зависит от конкретного производителя оборудования и/или программного обеспечения и зачастую даже не важно, как производитель реализовал тот или иной протокол на своем оборудование, это его интимное дело и коммерческая тайна, важно только то насколько полно и точно реализован протокол.
Современные компьютеры и другие сетевые устройства могут поддерживать сразу несколько протоколов, выполняющих одну и ту же задачу, например, роутеры Cisco для реализации возможности динамической маршрутизации могут поддерживать сразу несколько протоколов (EIGRP, OSPF, IS-IS, RIP) и вы сможете выбрать тот, который подходит наилучшим образом для ваших задач.
На архитектуру компьютерной сети не влияют конкретные интерфейсы и протоколы, а это означает, что в одной сети устройства могут быть соединены разными интерфейсами и для поддержания связи использовать разные протоколы.

Это всё мы имеем благодаря тому, что на протяжении нескольких десятков лет происходил процесс декомпозиции сетевого взаимодействия, казалось бы, что при текущем рассмотрении все просто и очевидно, но поверьте, современные компьютерные сети имеют такую гибкую архитектуру благодаря тому, что на их развитие и на решение небольших задач было потрачено десятки тысяч трудочасов, поскольку простые и эффективные решения, вернее путь к этим решениям, очень сложен.

Кстати, тут стоит заметить, что чаще всего приживаются и выигрывают самые простые решения, например, Ethernet: на канальном уровне этот протокол прост и незамысловат, если его сравнивать с конкурентами и именно это является его основным преимуществом. Во-первых, чем сложнее вещь, тем больше вероятность, что в ней что-то может сломаться, во-вторых, чем проще сам протокол, тем проще и дешевле его реализовать.

Благодаря возникновению и развитию сетей передачи данных появился новый, высокоэффективный способ взаимодействия между людьми.

Первоначально сети использовались для научных исследований, но в последствии они стали проникать буквально во все области человеческой деятельности. При этом, решая конкретные задачи для конкретных групп пользователей, большинство сетей существовало совершенно независимо друг от друга.

Построить универсальную физическую сеть мирового масштаба из однотипной аппаратуры просто невозможно. Одним нужна высокоскоростная сеть для соединения машин в пределах здания, а другим - надежные коммуникации между компьютерами, разнесенными на сотни километров. Вот именно тогда возникла идея объединить множество физических сетей в единую глобальную сеть, в которой использовались бы как соединения на физическом уровне, так и новый набор специальных "соглашений" или протоколов.

Эта технология, получила широкое развитие в сети Интернет, позволив компьютерам взаимодействовать друг с другом независимо от того, к какой сети они подсоединены.

Осознав всю важность идеи массового объединения, несколько правительственных организаций в США стали работать над ее реализацией. И наибольшего успеха в этом добилось агентство Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), создавшее стек протоколов TCP/IP. Серия протоколов TCP/IP - яркий пример открытой системы.

Так как, удельное количество персональных компьютеров объединенных в сети неуклонно возрастает, изучение сетевых стандартов и протоколов является на сегодняшний день обязательным и неотъемлемым для любого специалиста по информационным технологиям.

Поскольку вопросы рассмотрения темы сетевых протоколов и стандартов приобретают особую актуальность.

Важную значимость, данная тема имеет и в аспекте выбора того или иного способа построения компьютерной сети, отвечающей заданному набору требований.

В работе детальным образом рассмотрены понятия, характеристика и применение сетевых протоколов.

Целью данной работы является изучение сетевых протоколов их характеристика и применение.

1.Теоретическая часть

Сетевые протоколы их характеристика и применение

1.1. Понятие сетевых протоколов

Понятие "протокол" чаще применяют при описании правил взаимодействия компонент одного уровня, расположенных на разных узлах сети. Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

При этом соотношение между протоколом называют формально определенной процедурой взаимодействия.

Протоколом - средством, реализующим эту процедуру, аналогично соотношению между алгоритмом решения некоторой задачи и программой, решающей эту задачу.

Любой протокол может иметь несколько программных реализаций: протокол IPX, реализованный компанией Microsoft для Windows NT в виде программного продукта NWLink, имеет характеристики, отличающиеся от реализации этого же протокола компанией Novell.

Именно поэтому, следует учитывать при сравнении протоколов не только логику их работы, но и качество программных решений. Другим не мало важным моментом влияющим, на эффективность взаимодействия устройств в сети является качество всей совокупности протоколов, составляющих стек, то есть, насколько рационально распределены функции между протоколами разных уровней и насколько хорошо определены интерфейсы между ними.

Протоколы реализуются коммуникационными устройствами, а не только программно-аппаратными средствами компьютеров. В зависимости от типа устройства, в нем должны быть встроены средства, реализующие некоторый набор сетевых протоколов.

Существует два основных типов протоколов:

- Первая группа протоколов с установлением соединения (connection-oriented network service, CONS) перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала установить логическое соединение, то есть договориться о параметрах процедуры обмена, которые будут действовать только в рамках данного соединения. После завершения диалога они должны разорвать это соединение. Когда устанавливается новое соединение, переговорная процедура выполняется заново. Например телефон.

И так протокол — набор правил, благодаря которым возможна передача данных между компьютерами. Эти правила работают в рамках модели ISO/OSI и не могут отступать от нее ни на шаг, поскольку это может повлечь за собой не совместимость оборудования и программного обеспечения.

Каждый уровень модели ISO/OSI обладает своими особенностями, и реализовать все особенности в рамках одного протокола невозможно. Мало того, это даже невыгодно, поскольку значительную часть логики можно разрабатывать на уровне аппаратного обеспечения, что приводит к ускорению работы с данными. Исходя из этих соображений, было разработано множество узконаправленных протоколов, каждый из которых с максимальной отдачей и быстродействием выполняет свою задачу.

(Низкоуровневые протоколы реализуются на аппаратном уровне, что позволяет добиться их максимального быстродействия.)

- Высокоуровневых протоколов, то они постоянно разрабатываются и совершенствуются. В этом нет ничего плохого, даже наоборот: всегда существует возможность придумать новый, более эффективный, способ передачи данных

(Как правило, высокоуровневые протоколы реализуются в виде драйверов к сетевому оборудованию для работы в разных операционных системах. )

Существует множество различных протоколов, каждый из которых имеет свои особенности. Одни протоколы имеют широкое применение, другие имеют более узконаправленное применение.

Стоит также упомянуть тот факт, что для каждого протокола нужно свое, определенное условие для использования. Иногда применение одного протокола выгодно для небольшое группы компьютеров и крайне невыгодно для большого количества компьютеров, с несколькими маршрутизаторами и подключением к Интернету.

1.2. Характеристика сетевых протоколов

Протокол CSMA/CD является базовым для построения корпоративных вычислительных сетей (КВС). Известные теоретические соотношения для расчета пропускной способности, полученные с введением большого количества допущений, не позволяют судить об их полной адекватности реальным процессам.

Для выполнения исследований в лаборатории кафедры ВМСС создан стенд, состоящий из трех PC-совместимых машин: Pentium I (MMX 200 MHz. ОЗУ 160 Мбайт; сетевая карта Intel 21041; CDROM; OC Windows 2000 AS); Pentium II (233 MHz, ОЗУ 288 Мбайт, сетевая карта Intel 21041, CDROM, ОС Windows 2003 AS); Pentium II (233 MHz, ОЗУ 288 Мбайт, сетевая карта Realtek 8139, CDROM, ОС LinuxRedHat 8.0), а также одной SPARC-станции (SS1+), концентратора Prime Dual PD-8ABH, концентратора SURECOM EtherPerfect 508T, коммутатора COMPEX SAS2224, маршрутизатора CISCO 2600.

Разработан комплекс программных средств, включающий в себя: измеритель коллизий в виде доработанного драйвера сетевой карты 8139too.c; генератор сетевого трафика tg, позволяющий формировать пакеты по заданным настройкам; сетевой анализатор tcpdump, позволяющий фиксировать время прихода пакета из сети в устройство и время возврата пакета в сеть; утилиту ping , которая совместно с tcpdump позволяет методом зеркалирования измерять задержки, вносимые каждым устройством..

Вся работа проходит в среде ОС Linux Red Hat v8.0.

Разработаны методики проведения измерительных экспериментов и разработана инструкция по использованию средств стенда.:

-Использование стенда модели – это эффективный способ изучения работы оборудования и программного обеспечения в сетевых режимах;

-Метод зеркалирования позволяет оценить временные задержки практически любого сетевого узла;

-Экспериментальное изучение теоретически установленных зависимостей выявляет специфичные практические нюансы поведения оборудования и программного обеспечения.

1. Основные характеристики

До 30 одновременных постоянных виртуальных соединений (PVC), обеспечивающих множество одновременных направлений

Качество обслуживания асинхронный режим передачи (АТМ) для каждого PVC : фиксированная (CBR), переменная (VBR-nrt) и неопределенная скорость передачи (UBR), с формированием верхнего трафика для каждого соединения (VP / VC)

Многопротоколовая инкапсуляция RFC1483 / 2684 для AAL5 / ATM : поддерживается уплотнение как на основе стандартного протокола сетевого доступа (LLC / SNAP), так и виртуального соединения (VC)

Независимость от платформы

2. Характеристики мостов

Многопортовый (до 10 PVC) самообучающийся прозрачный мост согласно IEEE 802.1D для внутренних соединений локальной сети

Порты дистанционных мостов изолированы друг от друга

Мгновенное срабатывание мостов (свыше 160.000 Гц)

3. Характеристики передачи данных по коммутируемой сети (реле двухточечной связи РРР)

Двухточечный протокол асинхронного режима передачи (АТМ) посредством передачи из РРРоА в протокол туннелирования двухточечного соединения (РРТР)

Множество туннелей РРТР для каждого конечного пользователя, обеспечивающие одновременные соединения в виртуальной частной сети (VPN) между множеством сетевых устройств и направлений

Сетевые протоколы для АТМ (IpoA) :

Поддержка для непронумерованных сетевых протоколов и для множественных адресов сетевых протоколов

"Истинная" классическая инкапсуляция сетевых протоколов для АТМ RFC1577 / 2225: поддерживает протоколы ATMARP и InATMARP, основанные на RFC1293.

Сетевые протоколы для Ethernet (IpoE) :

Инкапсуляция маршрутизации RFC1483 / 2684 MAC (RFC1483 / 2684 соединены)

Поддержка для непронумерованных сетевых протоколов и для множественных адресов сетевых протоколов

Встроенные клиенты двухточечной связи (РРР):

PPP RFC2364 для инкапсуляции ATM

PPP RFC2516 для инкапсуляции Ethernet

Завершение сеансов с множественными РРР согласно RFC1661

Графический интерфейс пользователя для передачи данных по коммутируемой сети, позволяющий устанавливать сеанс РРР с провайдером услуг.

Аутентификация принципа сеанса, протокол аутентификации пароля PAP (RFC1334), протокол аутентификации вызов-приветствие CHAP (RFC1994 / 2484) и протокол MS-CHAP (RFC2443).

Авто-конфигурация IPCP (RFC1331 / 1877)

Режимы РРР с входным набором, автоматическим набором по требованию и с постоянным включением

Спуфинг от протокола DHCP к РРР

Опция маски подсети для управляющего протокола Интернет (IPCP) : доступ в Интернет для множества компьютеров в ходе одного сеанса РРР без преобразования сетевых адресов NAT/РАТ (с использованием множественных адресов сетевых прооколов).

5. Маршрутизация сетевых протоколов

Многопортовый маршрутизатор (до 20 PVC)

Автоматические маршруты (двухточечная связь, локальная сеть)

Маршрутизация источника и назначения

Динамическая маршрутизация RIPv1 (RFC1058) и RIPv2 (RFC1723 / 2453), конфигурируемая для интерфейса – позволяет резервирование блоков автоматизации (BAS)

Не зависящая от класса маршрутизация между доменами (CIDR – RFC1518 / 1519): организация подсетей и суперсетей (RFC1338), маски подсетей с изменяемой длиной (VLSM – RFC1009); поддержка для 31-битовых префиксов (RFC3021).

Поддержка для протокола разрешения адресов (ARP) RFC826 : ARP модуля доступа (RFC826) с использованием конфигурируемой таблицы ARP.

Мгновенное срабатывание маршрутизации.

1.3. Применение сетевых протоколов

При использовании протокола для образования виртуальной сети нужно понимать какой именно сетевой протокол использовать. Такие коммутаторы называют коммутаторами 3-го уровня, так как они совмещают функции коммутации и маршрутизации. Каждая виртуальная сеть получает определенный сетевой адрес - как правило, IP или IPX.

Очень удобна тесная интеграция коммутации и маршрутизации для построения виртуальных сетей, так как в этом случае не требуется введения дополнительных полей в кадры, к тому же администратор только однократно определяет сети, а не повторяет эту работу на канальном и сетевом уровнях. Принадлежность конечного узла в этом случае задается традиционным способом - с помощью задания сетевого адреса.

Порты коммутатора также получают сетевые адреса, причем могут поддерживаться нестандартные для классических маршрутизаторов ситуации, когда один порт может иметь несколько сетевых адресов, если через него проходит трафик нескольких виртуальных сетей, либо несколько портов имеют один и тот же адрес сети, если они обслуживают одну и ту же виртуальную сеть.

При передаче кадров в пределах одной и той же виртуальной сети коммутаторы 3-го уровня работают как классические коммутаторы 2-го уровня, а при необходимости передачи кадра из одной виртуальной сети в другую - как маршрутизаторы.

Однако, использование сетевого протокола для построения виртуальных сетей ограничивает область их применения только коммутаторами 3-го уровня и узлами, поддерживающими сетевой протокол. Обычные коммутаторы не смогут поддерживать такие виртуальные сети и это является большим недостатком.

За бортом также остаются сети на основе немаршрутизируемых протоколов, в первую очередь сети NetBIOS.

По этим причинам наиболее гибким подходом является комбинирование виртуальных сетей на основе стандартов 802.1 Q/p с последующим их отображением на "традиционные сети" в коммутаторах 3-го уровня или маршрутизаторах. Для этого коммутаторы третьего уровня и маршрутизаторы должны понимать метки стандарта 802.1 Q.

2. Практическая часть

Решение экономической задачи

2.1. Постановка задачи

Цели классифицируются следующим образом:

-функциональные (снижение времени выполнения процесса производства, продажи, доставки, сокращение времени простоя, повышение степени удовлетворенности клиентов, повышение качества продукции и т.д.);

-финансовые (увеличение прибыли, снижение затрат на производство, снижение административных расходов и т.д.);

-социальные (сохранение рабочих мест, повышение квалификации кадров, эргономическая организация рабочих мест и т. д.);

-расчетные (рассчитать заработную плату, амортизационные отчисления, прибыль и т.д.).

Цель решения данной задачи является расчетная, так как нужно произвести расчет платежа по кредиту клиентом банка.

2.1.2. Условие задачи

Произвести расчет платежа по кредиту клиентом банка (Таблица. 2.1). Ежемесячное погашение кредита осуществляется равными (аннуитетными) платежами.

Погашение основного долга определяется как отношение суммы кредита к количеству месяцев, на которые выдан кредит. Результаты округлить до целого, используя функцию ОКРУГЛ().

Сумма процентов определяется как произведение суммы текущего остатка по кредиту на процентную ставку в месяц. Процентная ставка в месяц равна отношению процентной ставки кредита к количеству месяцев, на который выдан кредит.

Сумма текущего остатка по кредиту определяется как разница между суммой предыдущего остатка по кредиту и текущей суммы погашения основного долга.

Платеж по кредиту определяется как сумма текущей суммы процента по кредиту и текущей суммы погашения основного долга.

Результаты округлить до целого, используя функцию ОКРУГЛ(). Для того, чтобы итоговая сумма погашения основного долга равнялась сумме выданного кредита, использовать функцию ЕСЛИ() для отражения остатков по платежу в последнем платеже. Сумма последнего платежа по погашению основного долга будет больше, чем платежи за предыдущие месяцы.

По данным (Таблицы 2.1) построить гистограмму с отражением платежей по кредиту по месяцам.

Сетевая модель — теоретическое описание принципов работы набора сетевых протоколов, взаимодействующих друг с другом. Модель обычно делится на уровни, так, чтобы протоколы вышестоящего уровня использовали бы протоколы нижестоящего уровня (точнее, данные протокола вышестоящего уровня передавались бы с помощью нижележащих протоколов — этот процесс называют инкапсуляцией, процесс извлечения данных вышестоящего уровня из данных нижестоящего — деинкапсуляцией). Модели бывают как практические (использующиеся в сетях, иногда запутанные и/или не полные, но решающие поставленные задачи), так и теоретические (показывающие принципы реализации сетевых моделей, приносящие в жертву наглядности производительность/возможности).

Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ СЕТИ.docx

Наиболее известные сетевые модели:

Модель OSI, она же Модель ВОС, Взаимосвязь открытых систем. Эталонная модель. — теоретическая модель, описанная в международных стандартах и ГОСТах.
Модель DOD (Модель TCP/IP) — практически использующаяся модель, принятая для работы в Интернете.
Модель SPX/IPX — модель стека SPX/IPX (семейство протоколов для ЛВС)
Модель AppleTalk — модель для сетей AppleTalk (протоколы для работы сетей с оборудованием Apple)
Модель Fibre Channel — модель для высокоскоростных сетей Fibre Channel

Стандартизированный протокол передачи данных также позволяет разрабатывать интерфейсы (уже на физическом уровне), не привязанные к конкретной аппаратной платформе и производителю

Сетево́й протоко́л — набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сетьустройствами.

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

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

Сетевые протоколы предписывают правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Они строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. В настоящее время для сетевых протоколов используется модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС).

Модель OSI — это 7-уровневая логическая модель работы сети. Модель OSI реализуется группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней:

Сетевая модель OSI — сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO В связи с затянувшейся разработкой протоколов OSI, в настоящее время основным используемым стеком протоколов является TCP/IP, разработанный ещё до принятия модели OSI и вне связи с ней.

В литературе наиболее часто принято начинать описание уровней модели OSI с 7-го уровня, называемого прикладным, на котором пользовательские приложения обращаются к сети. Модель OSI заканчивается 1-м уровнем — физическим, на котором определены стандарты, предъявляемые независимыми производителями к средам передачи данных:

тип передающей среды (медный кабель, оптоволокно, радиоэфир и др.),
тип модуляции сигнала,
сигнальные уровни логических дискретных состояний (нуля и единицы).

Любой протокол модели OSI должен взаимодействовать либо с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше и/или ниже своего уровня. Взаимодействия с протоколами своего уровня называются горизонтальными, а с уровнями на единицу выше или ниже — вертикальными. Любой протокол модели OSI может выполнять только функции своего уровня и не может выполнять функций другого уровня, что не выполняется в протоколах альтернативных моделей.

К базовым сетевым технологиям относятся физический и канальный уровни.

7. Прикладной (application)

Доступ к сетевым службам

6. Представительский (presentation)

Представление и шифрование данных

5. Сеансовый (session)

Управление сеансом связи

4. Транспортный (transport)

Прямая связь между конечными пунктами и надежность

3. Сетевой (network)

Определение маршрута и логическая адресация

2. Канальный (data link)

1. Физический (physical)

Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

Физический уровень — первый уровень сетевой модели OSI. Это нижний уровень модели OSI — физическая и электрическая среда для передачи данных. Обычно физический уровень описывает: передачи на примерах топологий, сравнивает аналоговое и цифровое кодирование, синхронизацию бит, сравнивает узкополосную и широкополосную передачу, многоканальные системы связи, последовательную (логическая 5-вольтовая) передачу данных.

Если посмотреть с той точки зрения, что сеть включает в себя оборудование и программы, контролирующие оборудование, то здесь физический слой будет относится именно к первой части определения.

Канальный уровень — уровень сетевой модели OSI, предназначенный для передачи данных узлам, находящимся в том жесегменте локальной сети. Также может использоваться для обнаружения и, возможно, исправления ошибок, возникших на физическом уровне. Примерами протоколов, работающих на канальном уровне, являются: Ethernet для локальных сетей (многоузловой), Point-to-Point Protocol (PPP), HDLC и ADCCP для подключений точка-точка ( двухузловой).

Канальный уровень отвечает за доставку кадров между устройствами, подключенными к одному сетевому сегменту. Кадры канального уровня не пересекают границ сетевого сегмента. Функции межсетевой маршрутизации и глобальной адресации осуществл яются на более высоких уровнях модели OSI, что позволяет протоколам канального уровня сосредоточиться на локальной доставке и адресации.

Заголовок кадра содержит аппаратные адреса отправителя и получателя, что позволяет определить, какое устройство отправило кадр и какое устройство должно получить и обработать его. В отличие от иерархических и маршрутизируемых адресов, аппаратные адреса одноуровневые. Это означает, что никакая часть адреса не может указывать на принадлежность к какой либо логической или физической группе.

Когда устройства пытаются использовать среду одновременно, возникают коллизии кадров. Протоколы канального уровня выявляют такие случаи и обеспечивают механизмы для уменьшения их количества или же их предотвращения.

Многие протоколы канального уровня не имеют подтверждения о приёме кадра, некоторые протоколы даже не имеют контрольной суммы для проверки целостности кадра. В таких случаях протоколы более высокого уровня должны обеспечивать управление потоком данных, контроль ошибок, подтверждение доставки и ретрансляции утерянных данных.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты.

В программировании доступ к этому уровню предоставляет 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.

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.

Функции канального уровня:

Получение доступа к среде передачи. Обеспечение доступа — важнейшая функция канального уровня. Она требуется всегда, за исключением случаев, когда реализована полносвязная топология (например, два компьютера, соединенных через кроссовер, или компьютер со свичом в полнодуплексном режиме).
Выделение границ кадра. Эта задача так же решается всегда. Среди возможных решений этой задачи — резервирование некоторой последовательности, обозначающей начало или конец кадра.
Аппаратная адресация (или адресация канального уровня). Требуется в том случае, когда кадр могут получить сразу несколько адресатов. В локальных сетях аппаратные адреса (MAC-адреса) применяются всегда.
Обеспечение достоверности принимаемых данных. Во время передачи кадра есть вероятность, что данные исказятся. Важно это обнаружить и не пытаться обработать кадр, содержащий ошибку. Обычно на канальном уровне используются алгоритмы контрольных сумм, дающие высокую гарантию обнаружения ошибок.
Адресация протокола верхнего уровня. В процессе декапсуляции указание формата вложенного PDU существенно упрощает обработку информации, поэтому чаще всего указывается протокол, находящийся в поле данных, за исключением тех случаев, когда в поле данных может находится один-единственный протокол.

Набор стандартов IEEE 802.3, определяющих канальный и физический уровень в проводной сети Ethernet, как правило, реализуется в локальных сетях (LAN), а в некоторых случаях — и в глобальных (WAN). [3]

Технология Ethernet — часть богатого наследия исследовательского центра Xerox PARC. Ранние версии Ethernet использовали в качестве среды передачи коаксиальный кабель, но со временем он был полностью вытеснен оптоволокном и витой парой. Однако важно понимать, что применение коаксиального кабеля во многом определило принципы работы Ethernet. Дело в том, что коаксиальный кабель — разделяемая среда передачи. Важная особенность разделяемой среды: ее могут использовать одновременно несколько интерфейсов, но передавать в каждый момент времени должен только один. С помощью коаксиального кабеля можно соединит не только 2 компьютера между собой, но и более двух, без применения активного оборудования. Такая топология называется шина. Однако если хотябы два узла на одной шине начнут одновременно передавать информацию, то их сигналы наложатся друг на друга и приемники других узлов ничего не разберут. Такая ситуация называется коллизией, а часть сети, узлы в которой конкурируют за общую среду передачи —доменом коллизий. Для того чтоб распознать коллизию, передающий узел постоянно наблюдает за сигналов в среде и если собственный передаваемый сигнал отличается от наблюдаемого — фиксируется коллизия. В этом случае все узлы перестают передавать и возобновляют передачу через случайный промежуток времени.
В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.
Витая пара в качестве среды передачи отличается от коаксиального кабеля тем, что может соединять только два узла и использует разделенные среды для передачи информации в разных направлениях. Одна пара используется для передачи (1,2 контакты, как правило оранжевый и бело-оранжевый провода) и одна пара для приема (3,6 контакты, как правило зеленый и бело-зеленый провода). На активном сетевом оборудовании наоборот. Не трудно заметить, что пропущена центральная пара контактов: 4, 5. Эту пару специально оставили свободной, если в ту же розетку вставить RJ11, то он займет как раз свободные контакты. Таким образом можно использовать один кабели и одну розетку, для LAN и, например, телефона. Пары в кабеле выбраны таким образом, чтоб свести к минимуму взаимное влияние сигналов друг на друга и улучшить качество связи. Провода одной пару свиты между собой для того, чтоб влияние внешних помех на оба провода в паре было примерно одинаковым.
Для соединения двух однотипных устройств, к примеру двух компьютеров, используется так называемый кроссовер-кабель( crossover), в котором одна пара соединяет контакты 1,2 одной стороны и 3,6 другой, а вторая наоборот: 3,6 контакты одной стороны и 1,2 другой. Это нужно для того, чтоб соединить приемник с передатчиком, если использовать прямой кабель, то получится приемник-приемник, передатчик-передатчик. Хотя сейчас это имеет значение только если работать с каким-то архаичным оборудованием, т.к. почти всё современное оборудование поддерживает Auto-MDIX — технология позволяющая интерфейсу автоматически определять на какой паре прием, а на какой передача.
Возникает вопрос: откуда берется ограничение на длину сегмента у Ethernet по витой паре, если нет разделяемой среды? Всё дело в том, первые сети построенные на витой паре использовали концентраторы. Концентратор (иначе говоря многовходовый повторитель) — устройство имеющее несколько портов Ethernet и транслирующее полученный пакет во все порты кроме того, с которого этот пакет пришел. Таким образом если концентратор начинал принимать сигналы сразу с двух портов, то он не знал, что транслировать в остальные порты, это была коллизия. То же касалось и первых Ethernet-сетей использующих оптику (10Base-FL).
Зачем же тогда использовать 4х-парный кабель, если из 4х пар используются только две? Резонный вопрос, и вот несколько причин для того, чтобы делать это:

Сертификат 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: