Презентация на тему: «Архитектура и стандартизация сетей» По дисциплине : «Вычислительные машины и сети» Подготовила: ст.гр. АУ-32 Калымбекова А.Т. 1

Архитектура Представление сети в виде системы элементов: Каждый выполняет определенную функцию; Архитектура сети отражает декомпозицию общей задачи взаимодействия компьютеров на отдельные подзадачи. Протокол – формализованный набор правил взаимодействия узлов сети. 2

Архитектура Разработка модели взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), в начале 80-х годов обобщила накопленный опыт. Модель OSI является международным стандартом и определяет способ декомпозиции задачи «по вертикали», поручая эту задачу коммуникационным протоколам семи уровней. Уровни образуют иерархию, известную как стек протоколов, где каждый вышестоящий уровень использует нижестоящий в качестве удобного инструмента для решения своих задач. 3

Архитектура Пример протоколов: стек TCP/IP состоит из четырех уровней. Архитектура компьютерной сети определяет также распределение протоколов между элементами сети: Конечными узлами (компьютерами): Поддерживают весь стек протоколов, предоставляя информационные услуги; Промежуточными узлами (коммутаторами и маршрутизаторами): Выполняют только транспортные функции стека протоколов, передавая трафик между конечными узлами. 4

Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия Пример декомпозиции задачи. 5

Многоуровневый подход Многоуровневый подход – создание иерархии задач. 6

Многоуровневый подход Межуровневый интерфейс – интерфейс услуг, определяет набор функций, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. 7

Протокол и стек протоколов 8 Узел АУзел В 4А 3А 2А 1А 4В 3В 2В 1В Физическая среда передачи данных Протокол 4А – 4В Протокол 3А – 3В Протокол 2А – 2В Протокол 1А – 1В Интерфейс 3В – 4В Интерфейс 2В – 3В Интерфейс 1В – 2В

Протокол и стек протоколов Протокол (protocol) - это интерфейс со средствами взаимодействия между сторонами, расположенными на том же уровне иерархии. Элемент данных протокола (protocol data unit - PDU) или пакет (packet) - форматированный элемент данных, который передается по сети. Стек протоколов (protocol stack) – иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Набор протоколов (protocol suite) - семейство протоколов, работающих совместно и связанных между собой. 9

Модель OSI Международной организации по стандартизации (Inernational Organization for Standardization – ISO, International Telecommunications Union - ITU), разработали стандартную модель Взаимодействия открытых систем (Open System Inerconnection - OSI). 10

Общая характеристика модели OSI Вложенность сообщений различных уровней 11

Физический уровень (physical layer) отвечает за передачу последовательности битов через канал связи. На этом уровне решают такие вопросы: каким напряжением надо представлять 1, а каким - 0; сколько микросекунд тратится на передачу одного бита; следует ли поддерживать передачу данных в обоих направлениях одновременно; как устанавливается начальное соединение и как оно разрывается; каково количество контактов на сетевом разъеме, для чего используется каждый контакт. 12

Канальный уровень (data link layer) Задача канального уровня - превратить несовершенную среду передачи данных в надежный канал, свободный от ошибок передачи. Установление логического соединения между взаимодействующими узлами; Согласование в рамках соединения скоростей передатчика и приемника информации; Обеспечение надежной передачи, обнаружение и коррекция ошибок. 13

Канальный уровень (data link layer) Разбиение данных отправителя на фреймы – кадры (обычно от нескольких сотен до нескольких тысяч байтов), передачей фреймов последовательно и обработкой фреймов уведомления, поступающих от получателя. Канальный уровень помещает пакет в поле данных одного или нескольких кадров и заполняет собственной служебной информацией заголовок кадра. 14

Канальный уровень (data link layer) В сетях на основе разделяемой среды физический уровень проверяет доступность разделяемой среды. Подуровень Управление доступом к среде (Medium Access Control, MAC). 15

Сетевой уровень (network layer) Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, называемой составной сетью или Интернет. Технология, позволяющая соединять в единую сеть множество сетей, в общем случае построенных на основе разных технологий, называется технологией межсетевого взаимодействия (internetworking). 16

Сетевой уровень (network layer) Функции сетевого уровня реализуются: Группой протоколов; Специальными устройствами – маршрутизаторами. Функции маршрутизатора: Физическое соединение сетей. 17

Сетевой уровень (network layer) Данные вместе с заголовком образуют пакет – PDU сетевого уровня, формат пакета не зависит от формата кадров канального уровня. Узлы в пределах сети должны иметь адреса – сетевые или глобальные. 18

Сетевой уровень (network layer) На сетевом уровне определены два вида протоколов: Маршрутизируемые протоколы – реализуют продвижение пакетов через сеть. Маршрутизирующие протоколы (протоколы маршрутизации) – с помощью данных протоколов маршрутизатор собирает информацию о топологии межсетевых соединений, на основании которой осуществляется выбор маршрута продвижения пакетов. 19

Транспортный уровень (transport layer) Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням стека – прикладному, представительному, сеансовому – передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов транспортного сервиса от низшего класса 0 до высшего класса 4. Срочность, возможность восстановления прерванной связи, наличие средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами, способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи (искажение, потеря, дублирование пакетов). 20

Сеансовый уровень (session layer) Сеансовый уровень управляет взаимодействием сторон: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, и предоставляет средства синхронизации сеанса. Сеанс позволяет передавать данные и создавать потоки данных. Потоки данных могут быть разрешены в обоих направлениях одновременно, либо поочередно в одном направлении. Сервис на сеансовом уровне будет управлять направлением передачи. 21

Представительный уровень (presentation layer) Уровень представления обеспечивает представление передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления: информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. Протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов. Пример: SSL (Secure Socket Layer – слой защищенных сокетов). 22

Прикладной уровень (application layer) Прикладной уровень – это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам (файлам, принтерам, гипертекстовым веб страницам, сервисам, например, электронная почта) 23

Стандартизация сетей 24

Стандартизация сетей Суть сети – соединения разного оборудования. Проблема: совместимость. В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации является модель взаимодействия открытых систем (OSI). 25

Открытая система Открытой называется система, которая построена в соответствии с открытыми спецификациями. Спецификация – формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, особых характеристик. Открытые спецификации – опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами. 26

Открытая система Преимущества открытых систем: Возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта; безболезненная замена отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами; Легкость сопряжения одной сети с другой. 27

Источники стандартов Виды стандартов: Стандарты отдельных фирм: стек протоколов SNA компании IBM; Стандарты специальных комитетов и объединений: технология ATM ; Национальные стандарты: стандарт FDDI, ASCI; Международные стандарты: стандарт X.25, Frame Relay, ISDN. 28

Стандартизация Интернета Темы для обсуждения (Request For Comments, RFC); Сообщество Интернета (Internet Society, ISOC); Совет по архитектуре Интернета (Internet Architecture Board, IAB): Internet Research Task Force (IRTF); Internet Engineering Task Force (IETF). 29

Стек протоколов OSI 30

Стек протоколов IPX/SPX 31

Стек протоколов NetBIOS/SMB 32

Распределение протоколов по элементам сети 33

Конец 34