Шпаргалки по компьютерным сетям. Настоящие ШПОРЫ. 1. Принципы централизованной и распределенной обработки данных. Системы терминалхост. Централизованная обработка
 Скачать 0.67 Mb.
|
|
Прикладные протоколы отвечают за взаимодействие приложений. Ниже приведены наиболее популярные прикладные протоколы: − AFP (Apple Talk File Protocol – файловый протокол AppleTalk). Протокол удаленного управления файлами Macintosh; − FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов).Протокол стека TCP/IP, используемый для обеспечения услуг попередаче файлов; − NCP (NetWare Core Protocol – базовый протокол NetWare). Оболочка и редиректоры клиента Novel NetWare; − SNMP (Simple Network Management Protocol – простой протокол управления сетью). Протокол стека TCP/IP, используемый для управления и наблюдения за сетевыми устройствами; − HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста. Различия и особенности распространенных протоколов. Прикладные протоколы Выполняют функции трех верхних уровней модели OSI — прикладного, уровня представления и сеансового. Обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. Транспортные протоколы Реализуют функции транспортного и сеансового уровня модели OSI. Инициализируют и поддерживают сеансы связи между узлами сети и обеспечивают требуемый пользователем уровень надежности передачи данных. Сетевые протоколы Выполняют функции трех нижних уровней модели OSI — сетевого, канального и физического. Управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и повторной передачей кадров. Различия и особенности протоколов характеризуются их ориентацией на работу в различных операционных системах и с различными аппаратными платформами. * Принципы работы протоколов разных уровней Протоколы более высоких уровней используют возможности и сервисы протоколов нижних уровней. Приложения обмениваются информацией с помощью средств, предоставляемых прикладными протоколами. Транспортные протоколы осуществляют передачу данных, используя услуги сетевых протоколов. Протокол Телнет С помощью этого протокола пользователь сети Internet может работать на удаленном компьютере. Связь устанавливается при обращении к Telnet-программе командой telnet: <имя базы данных или системы каталогов> или <имя удаленного компьютера S> После установления связи все, что пользователь набирает на клавиатуре своего компьютера, передается в S, а содержимое экрана S отображается на экране пользователя. Для возвращения в свой компьютер (т.е. в командный режим клиентской программы Тelnet) нужно нажать соответствующую клавишу (Ctrl-). Примерами команд в клиентской программе могут служить: установление связи (open), возвращение в командный режим (close), завершение работы (quit). Передача сообщений при работе с Telnet осуществляется с помощью средств FTP. Telnet должен иметь возможность работать в условиях разных аппаратных платформ клиента и сервера. Это требование выполняется через промежуточный виртуальный терминал (аналогично SQL сервису в ODBC). В терминале зафиксирована интерпретация различных символов управления, поскольку их разновидностей не так уж много. Необходимо предусматривать выход из блокировок, возникающих, например, вследствие зацикливания процесса на сервере; он осуществляется очисткой серверного буфера. 37.Аппаратные компоненты компьютерных сетей; Программные и аппаратные компоненты сети. +Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в сети становится ясно, что вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов: компьютеров; коммуникационного оборудования; операционных систем; сетевых приложений. Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ. В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью. Второй слой - это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением как по влиянию на характеристики сети, так и по стоимости. Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количеством протоколов, используемых как в локальных, так и глобальных сетях. Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы (ОС). От того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работы всей сети. При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная операционная система может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа и многие другие соображения. Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами. 31Организация виртуальных каналов информационного обмена. Протокол Х.25. Характеристика уровней протокола. Достоинства и недостатки сетей Х.25. Схема конструкции «IP поверх несущего протокола». Принципы построения и компоненты сети X.25 Главной особенностью сети X.25 является использование аппарата виртуальных каналов для обеспечения информационного взаимодействия между компонентами сети. Виртуальные каналы предназначены для организации вызова и непосредственной передачи данных между абонентами сети. Информационный обмен в сети X.25 во многом похож на аналогичный процесс в сетях ISDN и состоит из трех обязательных фаз: Установление вызова (виртуального канала) Информационный обмен по виртуальному каналу Разрывание вызова (виртуального канала) Информационное взаимодействие в сети X.25 осуществляется на физическом, канальном и сетевом уровнях. На физическом уровне могут быть использованы любые универсальные или специализированные интерфейсы. Компонентами сети являются устройства трех основных категорий: Устройства DTE (Data Terminal Equipment) Устройства DCE (Data Circuit-Terminating Equipment) Устройства PSE (Packet Switching Exchange) Устройство PAD (packet assembler/ disassembler) является специфическим устройством сети X.25. PAD предназначен для обеспечения взаимодействия неспециализированных терминалов с сетью , для преобразования потока символов, который поступает от неспециализированного терминала в пакеты X.25 и выполнения обратного преобразования. X.25 - семейство протоколов канального уровня сетевой модели OSI. Предназначалось для организации WAN на основе телефонных сетей с линиями с достаточно высокой частотой ошибок, поэтому содержит развитые механизмы коррекции ошибок. Ориентирован на работу с установлением соединений. Исторически является предшественником протокола Frame Relay X.25 обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Permanent Virtual Circuits, PVC и Switched Virtual Circuits, SVC) в одной линии связи, идентифицируемых в X.25-сети по идентификаторам подключения к соединению (идентификаторы логического канала (Logical Channel Identifyer, LCI) или номера логического канала (Logical Channel Number, LCN). 3) Существует три уровня протоколов: 1. Физический - описывает уровни сигналов и логику взаимодействия в терминах физического интерфейса. Физический уровень не контролирует правильность передачи информационных пакетов между абонентскими системами. 2. Канальный - описывает протокол доступа к каналу. Этот уровень отвечает за эффективную и надежную передачу данных по соединению "точка-точка" (между соседними узлами сети X.25). Этим протоколом обеспечивается коррекция ошибок при передаче между соседними узлами и управление потоком данных. Он же определяет параметры, меняя значения которых, можно оптимизировать по скорости режим передачи в зависимости от протяженности канала между двумя точками (времени задержки в канале) и его качества (вероятности искажения информации при передаче). В протоколах второго уровня вводится понятие "кадра" (frame)- это порция информации (битов), организованная определенным образом. Начинается кадр с "флага" - последовательности битов строго определенного вида, являющейся разделителем между кадрами. Затем идет поле адреса, которое в случае двухточечного соединения представляет собой адрес А или адрес B. Далее следует поле типа кадра, указывающее на то, несет ли кадр в себе информацию или является чисто служебным. Предусмотрено также и поле номера кадра: кадры нумеруются циклически, т.е. при достижении заданного значения нумерация опять начинается с нуля. И, наконец, заканчивается кадр контрольной последовательностью, по которой на приеме происходит проверка качества передачи (наличие искажений информации). Длину кадра можно менять при настройке параметров протокола. Чем короче кадр, тем меньше вероятность того, что он будет искажен припередаче. Однако в этом случае увеличивается доля избыточной служебной информации, поэтому на линиях хорошего качества лучше использовать более длинные информационные кадры. Число кадров, посылаемое передающей стороне без подтверждения от принимающей стороны, тоже можно менять. Данный параметр связан "модулем нумерации", т.е. со значением порога, достигнув которого нумерация снова начинается с нуля. Это поле может быть задано в пределах от 8 (для каналов, задержка передачи информации в которых не слишком велика) до 128 (когда задержка при передаче информации по каналу велика). 3. Сетевой - отвечает за маршрутизацию в сети передачи данных X.25. Также структурирует информацию (разбивает ее на "порции"). На третьем уровне порция информации называется уже "пакетом" (packet). Структура пакета во многом аналогична структуре кадра: в пакете имеется свой модуль нумерации, собственные поля адреса, тип пакета и контрольная последовательность. При передаче пакет помещается в поле данных информационных кадров (кадров второго уровня). Функционально поля пакета отличаются от соответствующих полей кадра. Главным образом это касается поля адреса, которое в пакете состоит из 15 цифр; поле пакета должно обеспечивать идентификацию абонентов в рамках всех сетей пакетной коммутации по всему миру. 4) Достоинства и недостатки Х.25-сетей С точки зрения безопасности передачи информации, сети X.25 предоставляют ряд весьма привлекательных возможностей. Прежде всего, благодаря самой структуре сети, стоимость перехвата информации в сети X.25 оказывается достаточно велика, чтобы уже служить неплохой защитой. Проблема несанкционированного доступа также может достаточно эффективно решаться средствами самой сети. Если же любой - даже сколь угодно малый - риск утечки информации оказывается неприемлемым, тогда, конечно, необходимо использование средств шифрования, в том числе в реальном времени. Сегодня существуют средства шифрования, созданные специально для сетей X.25 и позволяющие работать на достаточно высоких скоростях - до 64 кбит/с. Такое оборудование производят компании Racal, Cylink, Siemens. Из достоинств технологии стоит выделить: * Высокая надежность (Х.25 по своей природе практически невосприимчив к отказам в процессе передачи данных благодаря своим возможностям автоматически осуществлять перемаршрутизацию) * Безопасность (Сети пакетной коммутации имеют несколько степеней сетевой безопасности благодаря назначаемым паролям, уровням доступа и другим техническим особенностям, гарантирующим безопасность при передаче данных) * Возможность обнаружения ошибок и их коррекции, что гарантирует достоверность передачи данных от одного терминала до другого * Способность осуществлять соединения по всему миру - связь с любым пунктом в любой стране * Администрирование в сетях пакетной коммутации можно организовать с центрального пункта управления, обеспечивая выдачу диагностической информации,технологических данных и других сообщений для полного контролирования этих сетей. Недостатком технологии X.25 является наличие ряда принципиальных ограничений по скорости. Первое из них связано именно с развитыми возможностями коррекции и восстановления. Эти средства вызывают задержки передачи информации и требуют от аппаратуры X.25 большой вычислительной мощности и производительности, в результате чего она просто "не успевает" за быстрыми линиями связи. Хотя существует оборудование, имеющее двухмегабитные порты, реально обеспечиваемая им скорость не превышает 250 - 300 кбит/сек на порт. С другой стороны, для современных скоростных линий связи средства коррекции X.25 оказываются избыточными и при их использовании мощности оборудования часто работают вхолостую. Л    40 Организация межсетевого взаимодействия Протоколы прикладного уровня стека TCP/IP работают на конечных узлах -компьютерах, выполняющих приложения пользователей. Их данные передаются протоколам транспортного уровня, здесь делятся на сегменты и передаются на сетевой уровень для передачи с помощью маршрутизаторов через составную сеть по сетевым адресам. Пакеты сетевого уровня упаковываются в кадры канального уровня технологии подсети, лежащей между портами соседних маршрутизаторов, и передаются в пределах этой подсети по локальным , например, МАС-адресам. Таким образом, при передаче из одной подсети в другую неизменные сетевые пакеты упаковываются в разные канальные кадры, которые, в свою очередь, используют разные протоколы физического уровня для передачи своих данных по физической среде предачи. Протоколы TCP и UDP взаимодействуют через межуровневые интерфейсы с ниже лежащим протоколом IP и с выше лежащими протоколами прикладного уровня или приложениями. В то время как задачей сетевого уровня, к которому относится протокол IP, является передача данных между парами соседних узлов сети (компьютером и портом маршрутизатора, между портами двух соседних маршрутизаторов), задача транспортного уровня, которую решают протоколы TCP и UDP, заключается в передаче данных между любыми прикладными процессами, выполняющимися на любых узлах сети. Каждый компьютер может выполнять несколько процессов, более того, прикладной процесс тоже может иметь несколько точек входа, выступающих в качестве адреса назначения для пакетов данных. Поэтому, после того как пакет средствами протокола IP доставлен в компьютер-получатель, данные необходимо направить конкретному процессу-получателю. С другой стороны, различные приложения передают в сеть свои пакеты через общий IP протокол. Процедуру приема данных от разных прикладных служб выполняют протоколы TCP и UDP и называется она мультиплексированием. Обратная процедура распределения пакетов от сетевого протокола IP по прикладным процессам, выполняемая этими транспортными протоколами, называется демультиплексированием. Протоколы TCP и UDP ведут для каждого порта две очереди: очередь пакетов, поступающих в данный порт из сети, и очередь пакетов, отправляемых данным портом в сеть. Пакеты, поступающие на транспортный уровень, организуются операционной системой в виде множества очередей к точкам входа различных прикладных процессов. В терминологии TCP/IP такие системные очереди называются портами, причем входная и выходная очередь одного приложения рассматриваются как один порт. Порты имеют номера. Таким образом, номера портов идентифицируют приложения и прикладные процессы(рис.7.5.). Для серверных модулей общедоступных служб, таких как FTP, HTTP, DNS и т.д., назначаются хорошо известные стандартные номера портов (например, номер 21 закреплен за службой удаленного доступа к файлам FTP, a 23 — за службой удаленного управления telnet). Назначенные номера являются уникальными в пределах Интернета и назначаются приложениям централизованно в пределах 0 – 1023. Для серверных модулей менее распространенных приложений номера могут назначаться их разработчиками локально. Для других приложений, в том числе и для клиентов известных служб FTP, HTTP, telnet и т.д. ОС в ответ на поступление запроса от приложения выделяет ему динамически первый свободный номер из диапазона 1024 – 65535. После завершения работы приложения, номер его порта освобождается и может быть назначен другому приложению. Номера портов в пределах одного компьютера должны быть уникальными отдельно для TCP –протокола и отдельно для UDP – протокола. Два приложения, которые используют разные транспортные протоколы, могут получить одинаковые номера портов (например, одно – 1520 TCP, другое – 1520 UDP). Аналогично, могут совпадать номера портов, которые выделяют приложениям разные компьютеры одной сети. |