Принципы построения сетей. Вопросы: 1. Модель взаимодействия открытых систем. 2. Коммутация. 3. Сетевые устройства. Маршрутизация. Маршрутизация.

2 Базовые определения Открытая система – система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми соглашениями (стандартами, протоколами). Протокол – набор правил и методов взаимодействия объектов вычислительной сети, охватывающий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия, обеспечивающие корректность согласования, преобразования и передачи данных в сети. Стек коммуникационных протоколов – набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети.

3 OSI ISO Open System Interconnection by ISO - Модель взаимодействия открытых систем Международной организации по стандартизации -Эталонная семиуровневая логическая модель открытых систем

4 Модель OSI. Уровни управления Уровень Назначение 7 – ПРИКЛАДНОЙ Application Управление прикладными процессами 6 – ПРЕДСТАВЛЕНИЯ Presentation Управление представлением данных 5 – СЕАНСОВЫЙ Session Управление сеансами 4 – ТРАНСПОРТНЫЙ Transport Управление трафиком 3 – СЕТЕВОЙ Network Управление сетью 2 – КАНАЛЬНЫЙ Data-link Управление информационным каналом 1 – ФИЗИЧЕСКИЙ Physical Управление физическим каналом

5 7. Application Level Прикладной уровень – управление терминалами сети и прикладными процессами – источниками и потребителями информации, передаваемой в сети.

6 6. Presentation Level Уровень представления – интерпретация и преобразование передаваемых в сети данных к виду, удобному для прикладных процессов.

7 5. Session Level Сеансовый уровень – организация и проведение сеансов связи между прикладными процессами.

8 4. Transport Level Транспортный уровень – управление сегментированием данных и сквозной передачей (транспортировкой) данных от источника к потребителю. Сегмент – блок данных транспортного уровня.

9 3. Network Level Сетевой уровень – управление логическим каналом передачи данных в сети (адресация и маршрутизация данных, коммутация каналов, сообщений, пакетов и мультиплексирование. Выполняется структуризация данных – разбивка их на пакеты и присвоение пакетам сетевых адресов. Пакет – блок данных сетевого уровня.

10 2. Data-link Level Канальный уровень – формирование и управление физическим каналом передачи данных между объектами сетевого уровня; исправление ошибок передачи. Управление выполняется на уровне кадров (frames). Кадр – блок данных канального уровня.

11 Data-link Level: подуровни MAC (Media Access Control) – Управление доступом к среде LLC (Logical Link Control) – Управление логической связью

12 Структура кадра (Ethernet frame) Преамбула – служит для синхронизации передатчика и приёмника, 7 байт SFD (Start Frame Delimiter) – начало кадра, 1 байт Заголовок –MAC-адрес получателя, 6 байт –MAC-адрес отправителя, 6 байт –Протокол/тип – указатель на вложенный пакет IP IP-данные, от 46 до 1500 байт Трейлер –CRC (Cyclical Redundancy Check) – контрольная сумма, 4 байта –EFD (End Frame Delimiter) – конец кадра, 1 байт

13 1. Physical Level Физический уровень – установление, поддержание и расторжение соединений с физическим каналом сети. Управление выполняется на уровне аналоговых или цифровых битов.

14 Особенности реализации уровней OSI 1,2, часть 3-го – реализуются аппаратно, остальные программно 1,2 – обслуживают абонентскую подсеть, 3,4 – обслуживают коммутационную подсеть, 5-7 – обслуживают прикладные процессы, выполняемые в сети 1,2 – физическое соединение, 3-6 – передача и преобразование информации, 7 – обеспечивает выполнение прикладных программ

15 Стек протоколов TSP/IP и модель OSI

Принципы построения сетей. Вопросы: 1. Модель взаимодействия открытых систем. 2. Коммутация. 3. Сетевые устройства. Маршрутизация. Маршрутизация.

17 Узлы коммутации сети Предназначены для приёма, анализа и отправки данных Содержат устройства коммутации и устройства межсетевого интерфейса При передаче данных осуществляют один из видов коммутации: –Коммутацию каналов –Коммутацию дейтаграмм* (сообщений/пакетов/ячеек) *) Datagram, дейтаграмма – самостоятельный объём данных (сообщение, пакет, ячейка), который можно передать от источника к получателю.

18 Коммутация каналов Между пунктами отправления и назначения устанавливается непосредственное физическое соединение

19 Коммутация сообщений Между отправителем и получателем сквозной физический канал не устанавливается. Данные передаются в виде дискретных порций разной длины – сообщений. Отправитель указывает адрес получателя. Узлы коммутации анализируют адрес и текущую занятость каналов, передают сообщение по свободному каналу на ближайший узел в сторону получателя.

20 Коммутация пакетов Длинные сообщения разбиваются на более короткие, стандартной длинны – пакеты (короткие сообщения – объединяются). Стандартный размер пакета обуславливает соответствующую стандартную разрядность аппаратуры связи, повышается эффективность её использования.

Принципы построения сетей. Вопросы: 1. Модель взаимодействия открытых систем. 2. Коммутация. 3. Сетевые устройства. Маршрутизация. Маршрутизация.

22 Типы устройств [меж]сетевого интерфейса Repeater, Нub | Повторитель, концентратор Bridge, Switch | Мост, коммутатор Router | Маршрутизатор Gateway | Шлюз

23 Концентратор | Hub Passive Hub | Пассивный концентратор Active Hub | Активный концентратор

24 Коммутатор | Switch Data-link Level (MAC) Таблица соответствия «порт-адрес» Broadcast Domain Параллельная обработка кадров

25 Маршрутизация -выбор маршрута для отправки данных по сети. Виды маршрутизации: -Централизованная -Децентрализованная Методы маршрутизации: -Простая -Фиксированная -Адаптивная

26 Маршрутизатор | Router Анализ адресов сетевого уровня (например, IP- адресов) На основе этого анализа и сведений о структуре сети – определение наилучшего маршрута доставки пакета данных по назначению. Возможно – протокольное преобразование сообщения для согласования и передачи в другую сеть, Создание логического канала. Собственно передача сообщения. …

27 Рождение маршрутизатора IMP (Interface Message Рrocessor) – первый коммутатор для ARPAnet (1969г., компания BBN, Bolt, Beranek & Newman) Уильям Ягер: Network Operating System Энди Бехтольшейм: первая рабочая станция Sun Microsystems Супруги Сэнди Лернер и Лен Босак: Cisco

28 Шлюз | Gateway - устройство для соединения разнородных систем, разных сетевых архитектур. Пример шлюза - интегрированное устройство: ADSL-модем, IEEE 802/11b Access Point, Коммутатор Fast Ethernet IEEE 802/3u.

29 Вопросы по теме: 1.Что такое протокол? 2.Что такое стек протоколов? 3.Что такое Модель OSI? 4.Какие уровни модели OSI реализуются на аппаратном уровне? 5.Что такое коммутация каналов? 6.Чем коммутация сообщений отличается от коммутации пакетов? 7.Что такое маршрутизация?

Stanford University 30 Стенфордский университет Девиз: «Die Luft der Freiheit weht» («Веет ветер свободы») США, штат Калифорния, г. Стэнфорд

Cisco 31 Лен Бошак (Len Bosack)

32 Sun Microsystems Inc Scott McNealy Jonathan Schwartz

33 Femto Home Access Миниатюрная базовая станция сотовой связи для помещений (фемтосота) Широкополосный шлюз SOHO WiFi Ethernet Хранилище данных