Модель взаимодействия открытых систем. Основные функции уровней модели открытых систем
Наибольшее распространение получила в настоящее время так называемая эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI (Open System Interchange). Под термином «открытая система» в данном случае понимается незамкнутая в себя система, имеющая возможность взаимодействия с какими-то другими системами (в отличие от закрытой системы). . Как и любая универсальная модель, модель OSI довольно громоздка, избыточна и не слиш-ком гибка, поэтому реальные сетевые средства, предлагаемые различными фир-мами, не обязательно придерживаются принятого разделения функций. Однако, знакомство с моделью OSI позволяет лучше понять, что же происходит в сети.
Рассмотрим подробнее функции разных уровней.
• Прикладной уровень (Application), или уровень приложений, обеспечивают услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя, например, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере. Этот уровень управляет остальными шестью уровнями. прикладные протоколы (выполняющие функции прикладного, представительского и сеансового уровней модели OSI);
Прикладные протоколы обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. К наиболее популярным из них относятся следующие:
• FTAM (File Transfer Access and Management)-протокол OSI доступа к файлам;
• X400 - протокол СС1ТТ для международного обмена электронной почтой:
• Х500 - протокол СС1ТТ служб файлов и каталогов на нескольких системах,
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол глобальной сети Internet для обмена электронной почтой;
• SMTP (Simple Transfer Protocol) - протокол глобальной сети Internet для передачи файлов;
• (Simple Network Management Protocol) – протокол для мониторинга сети, контроля за работой сетевых компонентов и управления имя;
• Telnet - протокол глобальной сети Internet для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них;
• Microsoft SMBs (Server Message Blocks, блоки сообщений сервера) и клиентские оболочки или редиректоры Microsoft
• NCP (Novell NetWare Core Protocol)и клиентские оболочки или редиректоры Novell
• Представительский уровень (Presintation), или уровень представления данных, определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для сети, то есть выполняет функцию переводчика. Здесь же выполняется шифрование и дешифрирование данных, а при необходимости - их сжатие.
• Сеансовый уровень (Session) управляет проведением сеансов связи, (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). Этот же уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.
• Транспортный уровень (Transport) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных.
транспортные протоколы (выполняющие функции транспортного и сеансового уровней OSI);
Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними. Наиболее популярны из них следующие:
• TCP (Transmission Control Protocol) – TPC /IP-протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;
• SPX - часть набора протоколов IPX /SPX (Internet work Packet Exchange /Sequential Packet Exchange) для данных, разбитых на последовательность фрагментов, предложенный фирмой Novell
• NWLink - реализация протокола IPX /SPX от фирмы Microsoft;
• NetBEUI – (NetBIOS Exchange User Interface, расширенный интерфейс NetBIOS) - устанавливает сеансы связи между компьютерами (NetBIOS) и, предоставляет верхним уровням транспортные услуги (NetBIOS).
• Сетевой уровень (Network) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен в физические сетевые адреса (и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов).
Сетевые протоколы управляют адресацией, маритрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Наиболее популярны из них следующие:
• IP (Internet Protocol) –ТСР/IР - протокол для передачи данных;
• IPX (Internetwork Packet Exchange) - протокол фирмы NetWare для передачи и маршрутизации пакетов;
• NWLink - реализация протокола IPX/SPX фирмой Microsoft;
• NetBEUI - транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBEUI
• Канальный уровень, или уровень управления линией передачи (Data link), отвечает за формирование пакетов стандартного вида, включающих начальное и конечное управляющие поля. Здесь же производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи и производится пересылка приемнику ошибочных пакетов. Канальные протоколы поддерживаются драйверами сетевых плат.
• Физический уровень (Physical) - это самый нижний уровень модели, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединителям, разъемам, электрическому согласованию, заземлению, защите от помех и т.д.
Помимо модели OSI, существует также модель IEEE Projest 802, принятая в феврале 1980 года (отсюда: и число 802 в названии), которую можно рассматривать как модификацию, развитие, уточнение модели OSI. Стандарты, определяемые этой моделью (так называемые 802-спецификации), делятся на двенадцать категорий, каждой из которых присвоен свой номер.
• 802.1 - объединение сетей,
• 802.2 - управление логической связью.
• 802.3 -локальная сеть с методом доступа CSMA/SD и топологией «шина» (Ethernet).
• 802.4 - локальная сеть с топологией «шина» и маркерным доступом.
• 802.5 - локальная сеть с топологией «кольцо» и маркерным доступом.
• 802.6 - городская сеть (Metropolitan Area Network, MAN).
• 802.7 - широковещательная технология.
• 802.8 – оптоволоконная технология
• 802.9 - интегрированные сети с возможностью передачи речи и данных.
• 802.10 - безопасность сетей.
• 802.11-беспроводная сеть.
• 802.12 - локальная сеть с централизованным управлением доступом по приоритетам запросов и топологией «звезда» (100VG-AnyLAN).
Стандарты 802.3. 802.4. 802.5, 802.12 прямо относятся к подуровню MAC второго (канального) уровня эталонной модели OSI. Остальные 802-спсцификации решают общие вопросы сетей.
15 Семейство протоколов ТСР/IP. Назначение, свойства, структура стека.
(TCP/IP) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.
Итак, лидирующая роль стека TCP/IP объясняется следующими его свойствами:
- Это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю.
- Почти все большие сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола TCP/IP.
- Это метод получения доступа к сети Internet.
- Этот стек служит основой для создания intranet- корпоративной сети, использующей транспортные услуги Internet и гипертекстовую технологию WWW, разработанную в Internet.
- Все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP.
- Это гибкая технология для соединения разнородных систем как на уровне транспортных подсистем, так и на уровне прикладных сервисов.
Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для приложений клиент-сервер. А также, выполнены требования:
-независимость от среды передачи сообщений;
-возможность подключения к сети ЭВМ любой архитектуры;
-единый способ организации соединения между узлами в сети;
-стандартизация прикладных протоколов.
16 Структура стека протоколов TCP/IP. Характеристика уровней, краткая характеристика протоколов.
Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке. Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня:
уровень IV(сетевой) - самый нижний соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня.
уровень III(межсетевой) - следующий уровень - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.
В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP - является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.
уровень II(транспортный) - следующий уровень называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачейTCP и протокол дейтаграмм пользователя UDP. Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.
уровень I(прикладной) - верхний уровень называется прикладным – обеспечивает работу прикладных программ пользователя.
FTP –протокол пересылки файлов, предназначенный для приема / передачи файлов.
telnet - протокол эмуляции терминала.
SMTP – протокол обмена почтовыми сообщениями между почтовыми серверами.
POP3 – протокол для доставки сообщений пользователю.
IMAP4– протокол сигнализирующий что пользователю пришло сообщение на сервер электронной почтой.
ARP –протокол определения локального адреса.
HTTP (WWW)– протокол для обмена гипертекстовых сервисов.
RIP – протокол сбора маршрутной инфорации, составления и модификации таблиц маршрутизации.
IP – основной протокол сетевого уровня - это протокол для передачи пакетов, в составных сетях, состоящих из большого кол-ва локальных сетей.