Модели сетевого взаимодействия к.пед.н., доцент каф. ИВТ Ломаско Павел Сергеевич Лекция 3 Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии вторник, 11 августа 2015 г.

План 1. Уровни взаимодействия. 2. Функции физического уровня. 3. Сетевые топологии.

УРОВНИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Пример уровневого взаимодействия

ISO/OSI В 1984 году Международной Организацией по Стандартизации (International Standard Organization, ISO) была разработана модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI).

Модель OSI

Физический уровень определяет способ физического соединения компьютеров в сети. Функции побитовое преобразование цифровых данных в сигналы, передаваемые по физической среде (например, по кабелю собственно передача сигналов.

Канальный уровень отвечает за организацию передачи данных между абонентами через физический уровень Функции Обеспечение адресации Упорядочивание передачи с целью параллельного использования одной линии связи несколькими парами абонентов. Проверка ошибок, которые могут возникать при передаче данных физическим уровнем.

Сетевой уровень Обеспечивает доставку данных между компьютерами сети, представляющей собой объединение различных физических сетей. Предполагает наличие средств логической адресации, позволяющих однозначно идентифицировать компьютер в объединённой сети. Главная функция целенаправленная передача данных конкретному получателю.

Транспортный уровень Реализует передачу данных между двумя программами, функционирующими на разных компьютерах, обеспечивая при этом отсутствие потерь и дублирования информации, которые могут возникать в результате ошибок передачи нижних уровней. В случае, если данные, передаваемые через транспортный уровень, подвергаются фрагментации, то средства данного уровня гарантируют сборку фрагментов в правильном порядке.

Сеансовый уровень Позволяет двум программам поддерживать продолжительное взаимодействие по сети, называемое сессией (session) или сеансом. Управляет установлением сеанса, обменом информацией и завершением сеанса. Отвечает за идентификацию, позволяя тем самым только определенным абонентам принимать участие в сеансе, и обеспечивает работу служб безопасности с целью упорядочивания доступа к информации сессии.

Уровень представления Осуществляет промежуточное преобразование данных исходящего сообщения в общий формат, который предусмотрен средствами нижних уровней обратное преобразование входящих данных из общего формата в формат, «понятный» получающей программе.

Прикладной уровень предоставляет высокоуровневые функции сетевого взаимодействия, такие, как передача файлов отправка сообщений по электронной почте получение/передача веб-страниц и т.п.

Основные принципы уровневого взаимодействия компоненты одного уровня одной системы могут взаимодействовать с компонентами только того же уровня другой системы; в рамках одной системы компоненты какого-либо уровня могут взаимодействовать только с компонентами смежных (вышележащего и нижележащего) уровней.

Интерфейсы и протоколы Набор правил, определяющих порядок взаимодействия средств, относящихся к одному и тому же уровню и функционирующих в разных системах, называется протоколом (protocol). Правила взаимодействия между собой средств, относящихся к смежным уровням и функционирующих в одной системе, называются интерфейсом (interface).

Сетезависимые и сетенезависимые уровни модели OSI

Реализация протокола (интерфейса) Программные (аппаратные) модули, предназначенные для обеспечения практического взаимодействия, определяемого тем или иным протоколом (или интерфейсом).

Практическая реализация уровневого взаимодействия попытка добиться точного соответствия эталонной модели на практике привела к неэффективности работы Отклонения от эталонной модели функции некоторых уровней могут объединяться одним протоколом и наоборот, – функции одного уровня могут делиться между различными протоколами; функционирование протокола какого-либо уровня подразумевают использование только определённых протоколов нижележащего уровня.

Стеки протоколов наборы протоколов, относящиеся к нескольким смежным уровням эталонной модели OSI называются стеками (или семействами, наборами) протоколов (protocol stack, protocol suite).

Стек TCP/IP

Выводы 1. Описание процесса сетевого взаимодействия предполагает выделение уровней. 2. В настоящее время уровневый подход к описанию и проектированию сетевого взаимодействия систем описывается с помощью модели ISO OSI. 3. Модель OSI предполагает выделение семи уровней: прикладного, уровня представления, сессионного, транспортного, сетевого, канального и физического; 4. Взаимодействие компонентов различных уровней регламентируются специальными наборами правил – протоколами и интерфейсами. 5. На практике чёткое следование принципу функциональной изолированности компонентов различных уровней модели оказывается не всегда удобным и эффективным, поэтому разрабатываются стеки взаимозависимых протоколов.

ФУНКЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ

Среда передачи Среда передачи – это физическая среда, по которой возможно распространение информационных сигналов в виде электрических, световых и т.п. импульсов. Два основных типа физических соединений: соединения с помощью кабеля беспроводные соединения.

Кабельные среды

Беспроводные среды Беспроводные персональные сети (WPAN Wireless Personal Area Networks). Примеры Bluetooth, IrDA. Беспроводные локальные сети (WLAN Wireless Local Area Networks). Пример Wi-Fi. Беспроводные сети масштаба города (WMAN Wireless Metropolitan Area Networks). Примеры WiMAX, LTE. Беспроводные глобальные сети (WWAN Wireless Wide Area Network). Примеры CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA.

СЕТЕВЫЕ ТОПОЛОГИИ

Сетевая топология (от греч. τόπος, - место) способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Типы Тип Описывает Физическаяреальное расположение и связи между узлами сети Логическаяциркуляцию сигналов в рамках физической топологии Информационнаянаправление потоков информации, передаваемых по сети Управленияпринцип передачи права на пользование сетью

Точка-точка

Физические топологии

Шина (bus) все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи информация от каждого компьютера одновременно передаётся всем остальным компьютерам предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов по доступу к сети если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения (конфликта, коллизии) при отказе любого из компьютеров сети, исправные машины смогут нормально продолжать обмен необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств – терминаторов при сегментации сетей необходимы репитеры

Кольцо каждый компьютер соединён линиями связи с двумя другими: от одного он получает информацию, а другому передаёт. каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал.

Звезда (star) единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные хосты. недостаток топологии звезда состоит в жёстком ограничении количества хостов

Гибриды

Дополнительно publish.ru/p214aa1.html