реферат. "Уровни модели osi и tcpIP"
 Скачать 48.68 Kb.
|
 МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН») Кафедра «Управление и информатика в технических системах» Реферат на тему "Уровни модели OSI и TCP/IP"
г. Москва, 2019 г. СодержаниеВведение………………………………………………………………………............………….3 Основные принципы архитектуры открытых систем 4 Функциональные уровни модели OSI и стека TCP/IP…………………………………….5 Отличия модели OSI от стека протоколов TCP/IP………………………………………...7 Протоколы OSI и TCP/IP……………………………………...………………………………8 IP-датаграммы, IP-пакеты и IP-фрагменты………...…………………………………….11 Список использованной литературы……………………………....……………………….12 ВведениеВ основе работы глобальной сети Интернет лежит набор (стек) протоколов TCP/IP. Что такое TCP/IP и как они работают? TCP/IP - стек протоколов или один из принципов организации компьютерных сетей. Сетевой протокол - это набор программно-реализованных правил общения компьютеров, подключенных к сети. Практически это "язык", на котором компьютеры разговаривают друг с другом. Стандарт для Windows - TCP/IP Протоколы делятся на две группы: транспортный (TCP) и адресный (IP). Протоколы работают с пакетами, которые содержат передаваемые данные и адресную информацию. В чём особенности службы сети TCP/IP?
Несмотря на то что в семействе протоколов TCP/IP используется традиционная технология коммутации пакетов, она не зависит от применяемого сетевого оборудования. В гло бальной сети Internet используется множество сетевых технологий, причем не все из них изначально были ориентированы для работы на больших расстояниях. В семействе протоколов TCP/IP определяется единица пере дачи информации, которая называется дейтаграммой (datagram), и огова риваются методы передачи дейтаграмм по отдельным сетям.
Сеть TCP/IP позволяет обмениваться инфор мацией любым двум подключенным к ней компьютерам. Каждому ком пьютеру назначается адрес, который интерпретируется по одним и тем же правилам во всей сети. В любой дейтаграмме присутствует как адрес отправителя, так и адрес получателя пакета. Адрес получателя исполь зуется промежуточными звеньями сети для правильной маршрутизации этой дейтаграммы.
В сетях на основе протокола TCP/IP оговаривается процедура подтверждения получения пакетов. Конечный получатель посылает уведомление отправителю даже в том случае, если они не подключены к одной физической сети. При этом промежуточные звенья сети, через которые проходят пакеты, уведомления о получении отправителю не шлют.
Кроме основных служб транспортного уровня, рассмотренных выше, в семейство протоколов TCP/IP включены стандарты для широко распространенных прикладных служб, таких как электронная почта, пересылка файлов и удаленный вход в систему. Поэтому, разрабатывая прикладные программы с использовани ем протоколов TCP/IP, программисты часто обнаруживают, что нужные им сетевые компоненты уже созданы. Основные принципы архитектуры открытых системОткрытая система - это система, которая состоит из компонентов, взаимодействующих друг с другом, через стандартные интерфейсы или же исчерпывающий и согласованный набор международных стандартов информационных технологий и профилей функциональных стандартов, которые специфицируют интерфейсы, службы и поддерживающие форматы, чтобы обеспечить интероперабельность и мобильность приложений, данных и персонала. Открытые системы названы открытыми, потому что спецификация на них полностью открыта и доступна для использования всеми желающими. Это в корне отличает их от за крытых (proprietary) коммуникационных системы, стандарты на которые явля ются правом собственности конкретного производителя. Таким образом, любой разработчик может создать программу, которая будет обмениваться данных с другими программами через Internet. Однако, самое важное то, что была разаботана единая технология для обмена данными между компьютерами, функционирующими на различных аппаратных платформах, использующих практически любое оборудование для сетей с коммутацией пакетов, поддерживающая широкий спектр программного обеспечения и большое количество типов операционных систем Свойства открытых систем: 1) расширяемость 2) мобильность 3) интероперабельность 4) легкая управляемость 5) платформенная независимость Принципы: Основной принцип открытых систем состоит в создании среды, включающей программные и аппаратные средства, службы связи, интерфейсы, форматы данных и протоколы, которая в своей основе имеет развивающиеся, доступные и общепризнанные стандарты и обеспечивает переносимость, взаимодействие и масштабируемость приложений и данных. Второй принцип состоит в использовании методов функиональной стандартизации – построении и использовании профиля - согласованного набора базовых стандартов, необходимых для решения конкретной задачи или класса задач. Система разбита на несколько уровней. Это позволяет использовать информационные ресурсы из других систем. Также модель OSI отражает взаимодействие программного и аппаратного обеспечения при осуществлении сеанса связи. Функциональные уровни модели OSI и стека TCP/IPКакие сервисы предоставляются на каждом уровне модели OSI Модели OSI и TCP основаны на концепции стека независимых протоколов. Модель OSI устанавливает глобальный стандарт. Она состоит из 7 уровней. Каждый уровень абстрагирован от других и ничего не знает о их существовании
Требования к TCP/IP независимости от носителей и расширения за счет подключения новых сетей привели к решению о пересылке данных в интернет с разделением их на части и маршрутизацией каждой из этих частей как независимого элемента. Такие возможности гарантируют надежную пересылку данных от хоста источника к хосту назначения. Вследствие этого разработчики маршрутизаторов направили свои усилия на повышение производительности и внедрение новых коммуникационных технологий. Коммуникационная модель обмена данными OSI строго соответствует структуре TCP/IP. Следование модели с разделением на уровни позволяет упростить объединение сходных функций в группы и реализовать разработку коммуникационного программного обеспечения по модельному принципу.
Отличия модели OSI от стека протоколов TCP/IPМодель TCP/IP немного проще, она имеет всего четыре уровня, хотя ее недостатком является то, что с ее помощью нельзя описывать сети, отличные от IP. Также важным отличием является то, что транспортный уровень модели TCP/IP, использующий протокол UDP, в отличие от транспортного уровня модели OSI, не гарантирует доставку пакетов. В отличие от эталонной модели OSI, модель ТСР/IP в большей степени ориентируется на обеспечение сетевых взаимодействий, нежели на жесткое разделение функциональных уровней. Для этой цели она признает важность иерархической структуры функций, но предоставляет проектировщикам протоколов достаточную гибкость в реализации. Соответственно, эталонная модель OSI гораздо лучше подходит для объяснения механики межкомпьютерных взаимодействий, но протокол TCP/IP стал основным межсетевым протоколом. Недостатки OSI
Недостатки TCP/IP
Преимущество TCP/IP:
Преимущество ISO:
Протоколы OSI и TCP/IP Протоколы прикладного уровня: HTTP (HyperText Transfer Protocol) — широко распространённый протокол передачи данных, изначально предназначенный для передачи гипертекстовых документов (то есть документов, которые могут содержать ссылки, позволяющие организовать переход к другим документам). Задача, которая традиционно решается с помощью протокола HTTP — обмен данными между пользовательским приложением, осуществляющим доступ к веб-ресурсам (обычно это веб-браузер) и веб-сервером. DNS - является одной из фундаментальных технологий современной интернет-среды и представляет собой распределенную систему хранения и обработки информации о доменных зонах. Она необходима, в первую очередь, для соотнесения IP-адресов устройств в сети и более удобных для человеческого восприятия символьных имен. DNS состоит из распределенной базы имен, чья структура напоминает логическое дерево, называемое пространством имен домена. Каждый узел в этом пространстве имеет свое уникальное имя. Это логическое дерево «растет» из корневого домена, который является самым верхним уровнем иерархии DNS и обозначается символом – точкой. FTP (File Transfer Protocol ) - протокол передачи файлов в сетях стандарта TCP/IP. Этот протокол был специально создан для облегчения и стандартизации программирования алгоритмов передачи файлов между клиентом и сервером. Как и все протоколы высокого уровня, он не занимается непосредственной передачей данных, а лишь описывает способ «общения» клиент-сервер. Протоколы уровня представления: XDR(ExternalDataRepresentationStandard) Этот протокол определяет стандартный способ представления данных, скрывающий такие машинно-зависимые свойства как порядок байтов в слове, требования к выравниванию начального адреса структуры, представление стандартных типов данных и т.д SSL (Secure Sockets Layer) представляет собой криптографический протокол для безопасной связи. С версии 3.0 SSL заменили на TLS. Цель протокола — обеспечить защищенную передачу данных. При этом для аутентификации используются асимметричные алгоритмы шифрования (пара открытый — закрытый ключ), а для сохранения конфиденциальности — симметричные (секретный ключ). Первый тип шифрования более ресурсоемкий, поэтому его комбинация с симметричным алгоритмом помогает сохранить высокую скорость обработки данных. AFP ( Apple Filing Protocol, «AppleShare»)— сетевой протокол представительского и прикладного уровней сетевой модели OSI, предоставляющий доступ к файлам в Mac OS X. Он поддерживает Юникод-совместимые имена файлов, ограничения файло POSIX и ACL, расширенную блокировку файлов. До Mac OS 9 протокол был основным протоколом передачи файлов под Mac OS. Протоколы транспортного уровня: TCP (Transmission Control Protocol)— это протокол транспортного уровня, предоставляющий транспортировку (передачу) потока данных, с необходимостью предварительного установления соединения, благодаря чему гарантирует уверенность в целостности получаемых данных, также выполняет повторный запрос данных в случае потери данных или искажения. Помимо этого протокол TCP отслеживает дублирование пакетов и в случае обнаружения - уничтожает дублирующиеся пакеты. UDP (User Datagram Protocol)— обеспечивает обслуживание без установления соединения, таким образом UDP не гарантирует доставку или проверки последовательности для любой дейтаграммы. Хост, который нуждается в надежной связи должен использовать либо протокол TCP либо программу, которая будет сама следить за последовательностью дейтаграмм и подтверждать прием каждого пакета. SCTP (Stream Control Transmission Protocol) - представляет собой надежный универсальный протокол транспортного уровня для сетей IP. Несмотря на то, что протокол изначально разрабатывался для передачи телефонных сигналов (RFC 2960), SCTP имеет дополнительные преимущества − он лишен некоторых ограничений протокола TCP, обладая при этом возможностями протокола UDP. Протокол SCTP предоставляет возможности, обеспечивающие высокую доступность, повышенную надежность и улучшенную безопасность сокетов. Протоколы сетевого уровня: IP(InternetProtocol) — протокол, являющийся фундаментом всей сети Интернет, построенной на базе стека протоколов TCP/IP. Он обеспечивает работу базовой службы доставки пакетов, все протоколы сетевого и соседних уровней используют протокол IP для доставки информации. Формат пакета, определяемый протоколом IP называется дейтаграммой. PPP ( Point-to-Point Protocol) — двухточечный протокол канального уровня (Data Link) сетевой модели OSI. Обычно используется для установления прямой связи между двумя узлами сети, причём он может обеспечить аутентификацию соединения, шифрование (с использованием ECP, RFC 1968) и сжатие данных. ICMP (Internet Control Message Protocol) — является вспомогательным сетевым протоколом, включенным в стек протоколов TCP/IP. Данный протокол используется для передачи сообщений об ошибках при передаче или отдельных ситуациях, например, при выключенном маршрутизаторе. Протокол ICMP не может запросить послать утерянный пакет заново, он только сигнализирует о проблемах. Также, ICMP выполняет некоторые сервисные функции. Протоколы канального уровня: Протокол Ethernet является наиболее распространенным протоколом, используемым в локальных и глобальных компьютерных сетях. Ethernet представляет собой протокол с состязательным доступом и в качестве метода управления доступа к физической среде ис- пользует метод CSMA/DC (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множе- ственный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). Протокол Ethernet реализуется в проводных и беспроводных сетях. ATM (Asynchronous Transfer Mode) разработана как единый универсальный транспорт для нового поколения сетей с интеграцией услуг, которые называются широкополосными сетями ISDN (Broadband-ISDN, B-ISDN). Технология АТМ совмещает в себе подходы двух технологий - коммутации пакетов и коммутации каналов. ISDN (IntegratedServicesDigitalNetwork) - цифровая сеть с интеграцией услуг описывают работу цифровых линий связи, поддерживающих передачу голоса, видео или данных с высокой скоростью через стандартные коммуникационные линии. ISDN обеспечивает единый интерфейс доступа к цифровой сети передачи данных для устройств, выполняющих широкий набор задач, с сохранением полной прозрачности сети для пользователей. Учитывая большой объем информации, передаваемой через сети ISDN, можно говорить что технология ISDN произвела революцию в деловых коммуникационных приложениях. Протоколы физического уровня: STP (Spanning Tree Protocol) — сетевой протокол (или семейство сетевых протоколов) предназначенный для автоматического удаления циклов (петель коммутации) из топологии сети на канальном уровне в Ethernet-сетях. IIIE 802.2- определяет функционирование подуровня LLC на канальном уровне модели OSI. LLC обеспечивает интерфейс между методами доступа к среде и сетевым уровнем. Прозрачные для вышележащих уровней функции LLC включают кадрирование, адресацию, контроль ошибок. Этот подуровень используется в спецификации 802.3 Ethernet, но не включен в спецификацию Ethernet II. RS-232 - интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 20 м. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, для обеспечения большей устойчивости к помехам. Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса. IP-датаграммы, IP-пакеты и IP-фрагменты. Дейтаграмма — блок информации, посланный как пакет сетевого уровня через передающую среду без предварительного установления соединения и создания виртуального канала. В современной практике термин «IP-пакет» обычно используется в качестве синонима к термину «IP-датаграмма». Вместе с тем в ряде документов RFC 1661 и др.) между ними проводится определенное различие. Как известно, модули данных верхних уровней сетевой модели последовательно инкапсулируются в модули данных нижележащих уровней (см. Инкапсуляция). При передаче на канальный уровень IP-датаграмма может не помещаться в кадр канального уровня. В таком случае для инкапсуляции требуется предварительная фрагментация датаграммы для удовлетворения требований конкретной технологии уровня среды передачи данных. Таким образом, возникает ещё один термин — IP-фрагмент. Термин IP-пакет обобщает понятия IP-датаграммы и IP-фрагмента, с тем существенным условием, что он обозначает модуль данных, передаваемый канальному уровню для инкапсуляции в кадр. Можно сказать, что на сетевом уровне IP-датаграмма является инкапсулирующим модулем данных, а IP-пакет — инкапсулируемым. В частном случае они могут совпадать, в общем случае — нет, так как IP-датаграмма может дробиться на фрагменты. Не всякая датаграмма, и даже не всякий фрагмент без дополнительной фрагментации может стать IP-пакетом. Разведение понятий IP-датаграммы, IP- фрагмента и IP-пакета удобно для понимания процессов, происходящих на сетевом уровне. Вместе с тем следует иметь в виду, что общая структура сообщения с его заголовками и телом во всех трёх случаях одна и та же. Полные датаграммы и фрагменты датаграмм различаются только определенной информацией в заголовках. Пакет просто идентичен датаграмме или фрагменту, если они помещаются в кадр. Таким образом, необходимо помнить, что датаграммы, фрагменты и пакеты представляют собой разные единицы сетевого уровня не в структурном, а в функциональном плане. Список использованной литературы
|