Архитектура и стандартизация сетей

• 1 слайд

  Архитектура и
  стандартизация сетей
  1
  

• 2 слайд

  Декомпозиция
  Определение: Разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач-модулей.
  
  Суть: Декомпозиция состоит в четком определении функций каждого модуля, а также порядка их взаимодействия.
  2
  

• 3 слайд

  Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
  Пример декомпозиции задачи.
  
  3
  

• 4 слайд

  Многоуровневый подход
  После представления исходной задачи в виде множества модулей эти модули группируют и упорядочивают по уровням, образующим иерархию, что позволяет упростить решение задачи в сети.
  
  
  4
  

• 5 слайд

  Многоуровневый подход
  Многоуровневый подход – создание иерархии задач.
  
  5
  

• 6 слайд

  Многоуровневый подход
  Межуровневый интерфейс – интерфейс услуг, определяет набор функций, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему.
  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  6
  

• 7 слайд

  Пример.
  Считывание логической записи из файла:
  Поиск по символьному имени файла его характеристик, необходимых для доступа к данным: информации о физическом расположении файла на диске, размере и др.
  Определение считываемой части файла
  Считывание данных с диска.
  7
  

• 8 слайд

  Протокол и стек протоколов
  Необходимо организовать согласованную работу двух иерархий аппаратных и программных средств, так в процессе обмена участвуют минимум две стороны.
  8
  

• 9 слайд

  Протокол и стек протоколов
  9
  Узел А
  Узел 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
  

• 10 слайд

  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.
  10
  

• 11 слайд

  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).
  
  
  11
  

• 12 слайд

  Общая характеристика модели OSI
  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  12
  Физический
  Канальный
  Сетевой
  Транспортный
  Сеансовый
  Представительный
  Прикладной
  7
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  Уровни
  Bit
  Frame
  Packet
  TPDU
  SPDU
  PPDU
  APDU
  7
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  Уровни
  7
  7
  6
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  7
  6
  5
  7
  6
  5
  4
  7
  6
  5
  4
  3
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  7
  7
  6
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  7
  6
  5
  7
  6
  5
  4
  7
  6
  5
  4
  3
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  Процесс А
  Процесс Б
  Сообщение
  Сообщение
  протоколы
  интерфейсы
  

• 13 слайд

  13
  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.
  

• 14 слайд

  14
  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.
  Разбиение данных отправителя на фреймы – кадры.
  
  

• 15 слайд

  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 слайд

  16
  Сетевой уровень
  (network layer)
  Функции сетевого уровня реализуются:
  Группой протоколов;
  Специальными устройствами – маршрутизаторами.
  
  Функции маршрутизатора:
  Физическое соединение сетей.
  
  

• 17 слайд

  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 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  18
  Сетевой уровень
  (network layer)
  Основная задача сетевого уровня:
  Определение маршрута.
  
  Маршрут описывается последовательность сетей, через которые должны пройти пакет, чтобы попасть к адресату.
  Маршрутизатор собирает информацию о топологии связей между сетями и на основе этой информации строит таблицы коммутации (таблицы маршрутизации).
  
  
  

• 19 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  19
  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.
  
  
  

• 20 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  20
  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).
  

• 21 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  21
  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.
  

• 22 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  22
  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).
  

• 23 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  23
  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)
  

• 24 слайд

  Стандартизация сетей
  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  24
  

• 25 слайд

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

• 26 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  26
  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.
  

• 27 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  27
  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.
  

• 28 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  28
  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.
  

• 29 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  29
  Стандартизация Интернета
  Интернет- яркий пример открытой системы
  
  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).
  

• 30 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  30
  Стек протоколов OSI
  Стек протоколов OSI.
  

• 31 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  31
  Стек протоколов IPX/SPX
  Стек протоколов IPX.
  

• 32 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  32
  Стек протоколов NetBIOS/SMB
  Стек протоколов NetBIOS/SMB.
  

• 33 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  33
  Стек протоколов TCP/IP
  Стек протоколов TCP/IP.
  

• 34 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  34
  Соответствие протоколов
  

• 35 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  35
  Информационные и транспортные услуги
  Транспортные услуги – состоят в передаче информации между пользователями сети в неизменном виде.
  Информационные услуги – состоят в предоставлении пользователю некоторой новой информации.
  

• 36 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  36
  Распределение протоколов по элементам сети
  Соответствие функций различных устройств сети
  

• 37 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  37
  Вспомогательные протоколы транспортной системы
  Некоторые из коммуникационных устройств поддерживают не только протоколы трех нижних уровней, но и протоколы верхних уровней.
  
  Например:
  Построение таблиц маршрутизации;
  Поддержка протоколов управления SNMP, telnet, ssh.
  

• 38 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  38
  Вспомогательные протоколы транспортной системы
  Группы вспомогательных протоколов:
  Протоколы маршрутизации: RIP, OSPF, BGP;
  Протоколы преобразования адресов: DNS, DHCP;
  Управления сетью: SNMP.
  
  

• 39 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  39
  Вспомогательные протоколы транспортной системы
  Слои протоколов:
  Пользовательский слой (user plane) – группа протоколов, предназначенных для того, чтобы переносить пользовательский голосовой трафик;
  Слой управления (control plane) – протокол, необходимые для соединения в сети;
  Слой менеджмента (management plane) – протоколы, поддерживающие операции менеджмента, анализ ошибок и конфигурации устройств .
  
  

• 40 слайд

  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  40
  Вспомогательные протоколы транспортной системы
  Слои протоколов:
  

• 41 слайд

  Конец
  кафедра ЮНЕСКО по НИТ
  41