Московский финансово-промышленный университет «Синергия». Литература по теме Тема Коммуникационные и моноканальные подсети Вопрос Коммуникационная сеть
 Скачать 2.27 Mb.
|
|
Тема 9. Протокольные реализации Цели и задачи изучения темы: · Понять принципы работы протоколов и стека протоколов. · Разобраться в стандартах протокола разного уровня. · Получить представление о протоколе IPX/SPX и межсетевом п Вопросы темы: 1. Протоколы адресации IP сетей. 2. Стек протоколов OSI. 3. Физический и канальный уровни. 4. Стек сетевых протоколов. 5. Стек транспортных протоколов. 6. Протоколы верхних уровней. Вопрос 1. Протоколы адресации IP сетей. Протокол — стандарт, определяющий поведение функцио передаче данных. Протокол является набором правил взаимодейс блоков, расположенных на одном уровне. Обычно протокол описывает являющийся способом идентификации данных при их передаче. Н котором отображаются адрес назначения и элементы данных; имена позволяет обеспечивать интерпретацию передаваемой информации; о состояния. Они сводятся к динамичному согласованию фаз функцион передачей данных. Для случаев появления отказов в сети предусматри из этих состояний. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем оп области Взаимодействия Открытых Систем (ВОС). Соответственн рассмотрение семь групп протоколов. Они именуются так же, как располагаясь друг над другом, образуют штабель. В зависимости от перед системой, ее штабель может содержать все уровни области взаим часть из них. Так абонентская система определяется штабелем ретрансляционная система для целей коммутации чаще всего имеет уровней. На каждом уровне в сети может работать один либо независимых друг от друга протоколов. Каждый протокол N взаимодействие объектов того же уровня, расположенных в различных протокол не знает о существовании других протоколов. Но он получает расположенных на соседнем снизу уровне. Абстрактное описание точку доступа к сервису называется примитивом. В базовой эталонной модели определены четыре типа примит ответ и подтверждение. В информационной сети выделяют д Классы сетей по уровням функционирования прото № Класс сети Уровни, на которых функционируют протоколы в Р-типы К-типы 1. Сеть с селекцией данных 1,2,3,4,5,6,7 - 2. Сеть коммутации каналов 2,3,4,5,6 1 3. Сеть скоростной коммутации каналов 3,4,5,6 1, 2 4. Сеть коммутации пакетов 4,5,6 1,2,3 Три последние класса сетей образуют сети с маршрутизацией д со сказанным, например, в сети коммутации пакетов к К-типу относят 1-3, а к P-типу - протоколы уровней 4-7. Здесь в роли ретрансляционн трехуровневый узел коммутации пакетов как это показано на рисунке 5 Рис. 54. Трехуровневый узел коммутации пакето Пользовательский протокол дейтаграмм (UDP) предназ небольших объемов данных без установки соединения и исполь которые не нуждаются в подтверждении адресатом их получения. U номера портов для определения конкретного процесса по указанному порты отличаются от TCP портов и, следовательно, могут использоват что и TCP, без конфликта между службами. В отличие от TCP U отчетов о состоянии переданной информации. Этот протокол испол скорости передачи информации между двумя системами. Если маршру две системы, перегружен трафиком, он может отправить специальн ошибку для уменьшения скорости отправления сообщений. Узлы локал протокол управления группами Internetа (IGMP – Internet Group M чтобы зарегистрировать себя в группе. Информация о груп маршрутизаторах локальной сети. Маршрутизаторы используют передачи групповых сообщений. Групповое сообщение, как и используется для отправки данных сразу нескольким узлам. Протоколы сопоставления адреса ARP и RARP. Для определе по IP-адресу используется протокол разрешения адреса Address Reso ARP работает различным образом в зависимости от того, какой прото работает в данной сети – протокол локальной сети (Ethernet, возможностью широковещательного доступа одновременно ко всем протокол глобальной сети (X.25, frame relay), как правило, широковещательный доступ. Существует также протокол, решающи нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Он называет RARP (Reverse Address Resolution Protocol) и используется при старте не знающих в начальный момент своего IP-адреса, но знающих адаптера. В локальных сетях ARP использует широковещательные кадры уровня для поиска в сети узла с заданным IP-адресом. Узел, котор отображение IP-адреса на локальный адрес, формирует ARP-запрос, протокола канального уровня, указывая в нем известный IP-адрес широковещательно. Все узлы локальной сети получают ARP-запрос и там IP-адрес с собственным адресом. В случае их совпадения узел ф котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет так как в ARP-запросе отправитель указывает свой локальный адрес. используют один и тот же формат пакета. Network Device Interface Specification (NDIS) – спецификация устройства, программный интерфейс, обеспечивающий взаимодейств транспортных протоколов, и соответствующими драйверами сетевых и использовать несколько протоколов, даже если установлена только Уровень сетевого интерфейса. Этот уровень модели TCP/IP отвечае дейтаграмм. Он работает с ARP для определения информации, помещена в заголовок каждого кадра. Затем на этом уровне создается используемого типа сети, такого как Ethernet, Token Ring или ATM, помещается в область данных этого кадра, и он отправляется в сеть. Вопрос 2. Стек протоколов OSI. Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточ межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов. Д определяется набор функций–запросов для взаимодействия с выш взаимодействия OSI и включает спецификации для всех се взаимодействия открытых систем. Рис. 55. Стек OSI На физическом и канальном уровнях стек OSI поддерживает с Token Ring, FDDI, а также протоколы LLC, X.25 и ISDN. На сетево протоколы, как без установления соединений, так и с устано Транспортный протокол стека OSI скрывает различия между се установлением соединения и без установления соединения, так что п нужное качество обслуживания независимо от нижележащего сет обеспечить это, транспортный уровень требует, чтобы пользователь з обслуживания. Определены 5 классов транспортного сервиса, от высшего класса 4, которые отличаются степенью устойчивости к оши восстановлению данных после ошибок. Сервисы прикладного уровн файлов, эмуляцию терминала, службу каталогов и почту. Из них наи являются служба каталогов (стандарт Х.500), электронная поч виртуального терминала (VT), протокол передачи, доступа и управле протокол пересылки и управления работами (JTM). В последнее время свои усилия именно на сервисах верхнего уровня. Стеки протоколо уровня: Стеки сетевых протоколов. Сетевые протоколы предоставляют следующие услуги: адресац информации, проверку на наличие ошибок, запрос повторной пер правил взаимодействия в конкретной сетевой среде. · DDP (Datagram Delivery Protocol – Протокол доставки дейтагра передачи данных Apple, используемый в Apple Talk. · IP (Internet Protocol – Протокол Internet). Протокол стека TCP/I адресную информацию и информацию о маршрутизации. · IPX (Internetwork Packet eXchange – Межсетевой обмен пакета Протокол Novel NetWare, используемый для маршрутизации и направле · Протокол NWLink. Это Microsoft-совместимый IPX/SPX прот Н б ОС N l · NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface – расширенный пол интерфейс базовой сетевой системы ввода вывода). Разработанный сов Microsoft, этот протокол обеспечивает транспортные услуги для NetBIO протокол для небольших локальных сетей, содержащих 20-200 компью немаршрутизируемый протокол, поскольку в нем не реализован сетевой протокол поддерживается всеми операционными системами Microsoft, версиях Windows он выключен по умолчанию и используется, в основн рабочих станций Windows 9х. · Протокол Apple Talk. Это набор протоколов, разработанный A для связи компьютеров Apple Macintosh. Windows поддерживает все пр что позволяет этой операционной системе выступать в роли маршрутиз удаленного доступа сетей Macintosh. Для работы с протоколом AppleTa соответствующая служба доступа к файлам и принтерам. · Протокол DLC. Протокол DLC (Data Link Control) был разраб мэйнфрэймов IBM. Он не проектировался как основной протокол персо в сети. Зачастую его используют для печати на сетевых принтерах Hew · Стандарт IrDA. Ассоциация Infrared Data Association (IrDA) о двусторонних высокоскоростных беспроводных протоколов для обмена инфракрасном диапазоне, обычно называемых IrDA. Протоколы IrDA о взаимодействие компьютеров со множеством устройств: цифровыми ка карманными компьютерами типа PocketPC и др. В Windows XP и Windo включена поддержка IrDA. · Порядок привязки протоколов. Протоколы можно добавлять привязывать ко всем сетевым интерфейсам сервера. По умолчанию пор протоколов определяется последовательностью, в которой они были ус этом администратор всегда может изменить этот порядок для отдельны делает процесс управления более гибким. Например, к одному интерфе привязаны протоколы TCP/IP и IPX/SPX с приоритетом протокола TCP протоколы, но с приоритетом IPX/SPX. Стеки прикладных протоколов. Прикладные протоколы отвечают за взаимодействие приложений · AFP (Apple Talk File Protocol – Файловый протокол Apple Talk) управления файлами Macintosh. · FTP (File Transfer Protocol – Протокол передачи файлов). Прот используемый для обеспечения услуг по передачи файлов. · NCP (NetWare Core Protocol – Базовый протокол NetWare). Обо клиента Novel NetWare. · протокол Telnet - протокол эмуляции терминала, применяемы удаленным узлам сети. Telnet позволяет клиентам удалено запускать пр он упрощает удаленное администрирование. Реализации Telnet, доступ всех ОС, облегчают интеграцию в разнородных сетевых средах. В Wind Server 2003 включены клиент и сервер Telnet. SNMP (Si l N k M P l П й · HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипер протоколы, используется для организации доступа к общим данным, ра серверах, с целью публикации и чтения общедоступной информации. П описывает взаимодействие между HTTP-серверами (веб-серверами) и H браузерами). В состав Windows XP и Windows Server 2003 входит как к браузер Internet Explorer v6.0), так и серверная (веб-сервер Internet Infor · протокол SMTP - применяется почтовыми серверами для пере почты. Сервер IIS поддерживает работу с протоколом SMTP для обрабо сообщений. · службы имен - набор протоколов и служб позволяющий управ компьютеров в сети. Стеки транспортных протоколов. Транспортные протоколы предоставляют следующие транспортировки данных между компьютерами. · ATP (Apple Talk Protocol – Транзакционный протокол Apple Ta Binding Protocol – Протокол связывания имен). Сеансовый и транспорт Talk. · NetBIOS (Базовая сетевая система ввода вывода). NetBIOS Уст соединение между компьютерами, а NetBEUI предоставляет услуги пер этого соединения. · SPX (Sequenced Packet eXchange – Последовательный обмен па Протокол Novel NetWare, используемый для обеспечения доставки данн · TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления пер стека TCP/IP, отвечающий за надежную доставку данных. Вопрос 3. Физический и канальный уровни. Функции протоколов физического уровня (уровень 1) обеспеч процедур канального уровня с физической средой передачи, по которо этих стандартах, как правило, описываются принципы построения уст сигналов (модемов) и межуровневых интерфейсов, описывающих как у уровнем 2, предоставляя ему свои услуги. Наибольшее количество ст уровня и интерфейсов между физическим и канальным уровнем (МСЭ-Т). Среди них, например, протоколы V.21-V.27 Кроме МСЭ-Т, с уровня разрабатывались и другими организациями. Например, всемир RS-232С, разработанный EIA и используемый в устройствах подклю компьютерам периферийных устройств. В качестве основных функций канального уровня можно перечис · синхронизация по кодовым комбинациям (по байтам); · разбиение потока информации, поступающего из физического (блоки информации), которые называются кадрами канального уровня, кадров канального уровня из протокольных единиц (для сетей с коммут ) й Протоколы канального уровня можно разделить на две гр ориентированные протоколы. Информация, передаваемая с их помо соответственно на уровне одного байта или бита, и наименьшей обр информации является байт или бит. Байт-ориентированные прото управления каналом передачи данных, в которых для функции упр структуры определенных знаков первичного кода, например, станда национального кода ASCII. В бит-ориентированных протоколах производится посредством анализа битовых последовательностей, п поля кадра канального уровня. Вопрос 4. Стек сетевых протоколов. Широко используемыми стандартами сетевого уровня являются п · Х.25, разработанный МСЭ-Т для сетей с коммутацией пакетов · Стандарты IPX/SPX, разработанные фирмой «Novell»; · TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), разрабо годов XX в. для глобальной сети Агентства по передовым исследовател министерства обороны США. Вопрос 5. Стек транспортных протоколов. Сетевой уровень предоставляет услуги транспортному, пользователей запроса на качество обслуживания сетью. После полу запроса на качество обслуживания транспортный уровень выбирает кл обеспечивает требуемое качество обслуживания. Качество обслужива типа, доступного конечному пользователю, а также от транспортного ECMA определяют три типа сетей: сети, обеспечивающие приемлем сигнализации об ошибках (приемлемое качество); сети, обеспечи уровень ошибок и неприемлемо слабую сигнализацию об ошибках представляющие неприемлемый уровень ошибок для пользователя (нен При существовании разных типов сетей транспортный уровень следующие параметры качества обслуживания: пропускная способно задержка передачи информации через сеть; приоритеты; з мультиплексирование; управление потоком; обнаружение ошибок. Т отвечает за выбор соответствующего протокола, обеспечивающего обслуживания на сети. Примером протоколов транспортного уровня м МСЭ-Т (МККТТ) Х.224 – «Спецификация протокола транспортног открытых систем для применения МККТТ» и стандарт ISO 8073. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) - проток гарантированную доставку данных с установлением виртуальног программами, которым требуется использовать сетевые услуги. Устан соединения предполагает, что получатель готов к приему данных от кон Это означает, что все параметры взаимодействия согласованы, и Следовательно, данные внутри компьютерной системы должны р программами. Поэтому, при передаче данных по сети недостаточ конкретный узел. Необходимо также идентифицировать прогр невозможно осуществить средствами сетевого уровня. Другой сер является невозможность передачи больших массивов данных. Протокол IP разбивает передаваемые данные на пакеты, каждый в сеть независимо от других. В случае если какие-либо пакеты потер принимающей стороне не сможет обнаружить потерю, т.е. нарушени массива данных. Для решения этих проблем разработаны протоколы TCP и UDP. Идентификация программ в протоколах TCP и UDP обеспе числовыми значениями, так называемыми номерами портов. Номера портов назначаются программам в соответствии с назначением на основе определенных стандартов. Для каждого п стандартные списки соответствия номеров портов и программ. Так, н обеспечение WWW, работающее через транспортный протокол TCP, ис а служба DNS взаимодействует с транспортными протоколами TCP и U и UDP-порт 53 соответственно. Таким образом, протокол сетевого уро протоколы TCP и UDP реализуют двухуровневую схему адресации: портов позволяют однозначно идентифицировать программу в рам определяемого IP-адресом. Следовательно, комбинация IP-адреса и н однозначно идентифицировать программу в сети Internet (рис. 56). Та адрес называется сокетом (socket). Рис. 56. Идентификация программы в сети Intern Вопрос 6. Протоколы верхних уровней. К верхним уровням относят протоколы сеансового, представите уровней. Сеансовый уровень. Здесь производится организация спо между прикладными процессами пользователей, т.е. управление вз открытыми системами. В качестве примеров протоколов сеанс рассматривать стандарт Х.225 – «Спецификация протокола сеансово открытых систем для применений МККТТ», разработанный МСЭ-Т «Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. протокола сеансового уровня, ориентированная на соединение». Предс Определяет синтаксис передаваемой информации, т.е. набор зн представления, которые являются понятными для всех взаимодейс семантику, т.е. смысловое содержание информации, которой обм системы. Примером стандарта прикладного уровня может служить стан Протокол IPX/SPX (IPX/SPX protocol) — пара протоколов, обе данных в сети NetWare. Протоколы в базовой эталонной модели взаи систем соответствуют сетевому уровню и транспортному уровню Межсетевого пакетного обмена IPX является установление структуры пакетов между абонентскими системами сети NetWare. Протокол отдельных пакетов - датаграмм. Доставка каждой из них не гарант использовании IPX системы должны иметь Программное Обесп обеспечивает управление передачей и запрашивает потерянные пакеты Функцию управления передачей выполняет протокол Послед обмен SPX. Он осуществляет передачу последовательностей пакето протокола SPX в начале каждого сеанса между взаимодейст выполняются процедуры, связанные с созданием соединения. По управление передачей последовательности пакетов, их проверка и пропавших пакетов либо пакетов, в которых появились ошибки. заложены те же идеи, что в протоколе управления передачей/межсетево Протокол управления передачей/межсетевой протокол Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)) — пара взаимосвязанных прот уровня и сетевого уровня. Агентство DARPA в начале семидесятых г ARPANET, в основу которой была положена пара протоколов TCP/ IP были приняты в качестве стандарта в коммуникационных сетях М США. Глобальная сетевая среда, определяемая TCP/IP и состоящая получила название сети Internet. Протоколы TCP/IP располагаются между протоколами верхних уровнем. Протокол TCP организует создание виртуальных канало коммуникационную сеть. В соответствии с этим, TCP относят к т области Взаимодействия Открытых Систем (ВОС). Протокол использование одиночных пакетов , именуемых дейтаграммами. Е обеспечение взаимодействия сетей друг с другом и выполнение пр коммутацией и маршрутизацией. Для этого IP передает дейтаграммы и IP относят к сетевому уровню. Задачей TCP является предоставление сервиса передачи де упорядоченную доставку последовательностей блоков данных несмо повреждения, потери, дублирование, нарушение последовательности работы: установление соединения, передача по нему дейтаграмм, разъ Так как межсетевой протокол IP ненадежен, то TCP является обеспечивающим высокую степень надежности передачи данных. Протокол IP, осуществляет реализацию коммуникационных аспек · присвоение, контроль и преобразование имен объектов сетей; · сообщения о состояниях: недостижимость адресатов, ошибки и вызовов; Вопросы для самопроверки: 1. Дать определение стека протоколов. 2. На какие уровни разбиваются стеки протоколов? 3. Назвать наиболее популярные сетевые протоколы. 4. Назвать наиболее популярные транспортные протоколы. 5. Назвать наиболее популярные прикладные протоколы. 6. Перечислить наиболее популярные стеки протоколов. 7. Чем отличается протокол TCP от UDP? 8. Какие существуют виды адресации в IP-сетях? 9. Какой протокол используется для управления сообщениями In 10. Назначение уровня сетевого интерфейса стека TCP/IP. Литература по теме: Основная литература: 1. Компьютерные сети. / А.В. Кузин, Учебное пособие. 3-е изд., п ФОРУМ, 2013. 192 с. 2. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. 5-е изд, – СПб.: Питер, 20 Дополнительная литература: 1. TCP/IP: Сетевое администрирование, Хант К., М.: Символ-Плю 2. Компьютерные сети. / Н.В. Максимов, И.И. Попов. Учебное по перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2012. 464 с. 3. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, тех Учебник для вузов. 4-е изд. СПб: Питер, 2013, 944 с. Интернет-ресурсы: 1. Учебник по компьютерным сетям. // http://kompset.narod.ru/siteu 2. Telecommunication technologies - телекоммуникационные техно http://www.opennet.ru/docs/RUS/inet_book/ 3. Протокол TCP // http://lemoi-www.dvgu.ru/lect/protoc/tcpip/tcp/tc 4. Основы построения объединенных сетей // http://www.citforum 5. Комер Д. «Межсетевой обмен с помощью TCP/IP» // http://lemo www.dvgu.ru/lect/protoc/tcpip/comer/pref.htm 6. Документация по TCP|IP // http://lemoi-www.dvgu.ru/lect/protoc/ |