Тема 1.1Принципи побудови мереж

Тема 1.1Принципи побудови мереж

Лекція №4. Моделі мереж. Методи комутації в мережах

План лекції:

1. Протокольна модель мережі.

2. Модель ВВС.

3. Аналіз програмної структури мережі.

4. Методи комутації в мережах

1 Протокольна модель мережі.

Протокольна модель описує правила роботи мережі на рівні взаємодії об'єктів і логічних модулів при реалізації основних процесів передавання й оброблення інформації. В цій моделі всі правила (протоколи) взаємодії згруповано за їхнім функційним призначенням в окремі групи - протокольні блоки. Протокольні блоки розташовуються в ієрархічному порядку, і кожний з них представляє собою перелік протоколів взаємодії об'єктів певного рівня.

Усі правила взаємодії об'єктів у протокольній моделі визначають стандарти для конкретної мережі і класифікуються як протоколи (стандарти взаємодії об'єктів одного рівня з іншим) та інтерфейси (стандарти взаємодії об'єктів сусідніх рівнів). Ці поняття нам вже знайомі з попередніх моделей.

Модель ВВС.

Міжнародна організація стандартів ISO, аналізуючи досвід створення інформаційних мереж, і особливо комп'ютерних мереж у багатьох країнах світу, розробила концепцію побудови мереж, яка названа архітектурою відкритих систем. Відповідно до цієї концепції було створено протокольну модель, що дозволила ввести міжнародні стандарти, які визначають і регламентують розробки систем і мереж. Ця модель дістала назву еталонної моделі взаємодії відкритих систем (BBC). Системи і мережі, що задовольняють вимогам і стандартам еталонної моделі BBC, тобто стандартам архітектури відкритих систем, називають відкритими, а системи, що не відповідають цим вимогам, вважаються закритими.

Прикладний рівень (Application layer). Верхній (7-й) рівень моделі, забезпечує взаємодію мережі й користувача. Рівень дозволяє додаткам користувача доступ до мережних служб, таким як обробник запитів до баз даних, доступ до файлів, пересиланню електронної пошти. Також відповідає за передачу службової інформації, надає додаткам інформацію про помилки й формує запити до рівня подання.

Рівень відображення (Presentation layer). Цей рівень відповідає за перетворення протоколів і кодування/декодування даних. Запити додатків, отримані з прикладного рівня, він перетворить у формат для передачі по мережі, а отримані з мережі дані перетворить у формат, зрозумілий додаткам. На цьому рівні може здійснюватися стиснення/розпакування або кодування/декодування даних, а також перенапрямок запитів іншому мережевому ресурсу, якщо вони не можуть бути оброблені локально.

Сеансовий рівень (Session layer). Відповідає за підтримку сеансу зв'язку, дозволяючи додаткам взаємодіяти між собою тривалий час. Рівень керує створенням/завершенням сеансу, обміном інформацією, синхронізацією завдань, визначенням права на передачу даних і підтримкою сеансу в періоди неактивності додатків. Синхронізація передачі забезпечується розміщенням у потік даних контрольних точок, починаючи з яких відновлюється процес при порушенні взаємодії.

Транспортний рівень (Transport layer) Транспортний рівень (Transport layer) — 4-й рівень моделі OSI, призначений для доставлення даних без помилок, втрат і дублювання в тій послідовності, у якій вони були передані. При цьому немає значення, які дані передаються, звідки й куди, тобто він визначає сам механізм передачі. Блоки даних він розділяє на фрагменти, розмір яких залежить від протоколу, короткі об'єднує в один, довгі розбиває. Протоколи цього рівня призначені для взаємодії типу точка-точка.

Мережевий рівень (Network layer). 3-й рівень мережної моделі OSI, призначений для визначення шляху передачі даних. Відповідає за трансляцію логічних адрес й імен у фізичні, визначення найкоротших маршрутів, комутацію й маршрутизацію пакетів, відстеження неполадок і заторів у мережі. На цьому рівні працює такий мережний пристрій, як маршрутизатор.

Канальний рівень (Data Link layer). Цей рівень призначений для забезпечення взаємодії мереж на фізичному рівні й контролю за помилками, які можуть виникнути. Отримані з фізичного рівня дані він упаковує в кадри даних, перевіряє на цілісність, якщо потрібно виправляє помилки й відправляє на мережний рівень. Канальний рівень може взаємодіяти з одним або декількома фізичними рівнями, контролюючи й управляючи цією взаємодією.

Фізичний рівень (Physical layer)

Найнижчий рівень моделі, призначений безпосередньо для передачі потоку даних. Здійснює передачу електричних або оптичних сигналів у кабель і відповідно їхній прийом і перетворення в біти даних відповідно до методів кодування цифрових сигналів. Інакше кажучи, здійснює інтерфейс між мережним носієм і мережним пристроєм. На цьому рівні працюють концентратори й повторювачі (ретранслятори) сигналу. Фізичний рівень визначає електричні, процедурні і функціональні специфікації для середовища передачі даних, в тому числі роз'єми, розпаювання і призначення контактів, рівні напруги, синхронізацію зміни напруги, кодування сигналу.

3 Аналіз програмної структури мережі.

Аналіз програмної структури дозволяє розглянути ієрархію мережного програмного забезпечення. Елементами цієї структури є програмні модулі, в яких реалізовано логічні елементи мережі.

Ієрархія програмного забезпечення (ПЗ) може бути подана в такому вигляді:

· прикладне ПЗ;

· проміжне ПЗ;

· базове ПЗ.

У прикладному ПЗ реалізовано об'єкти додатків. Розрізняють два типи додатків, що впливають на структуру організації ПЗ - це локально обмежені і розподільні додатки. Локально обмежений додаток інсталюється, викликається, керується і виконується повністю в межах однієї прикінцевої системи і не потребує залучення комунікаційних функцій. Розподільний додаток складається з декількох компонентів, що можуть виконуватися в різних прикінцевих системах і, отже, вимагають організації взаємодії цих прикінцевих систем.

Проміжне ПЗ реалізує в мережі функції керування послугами і функції адміністративного управління мережею.

Базове ПЗ призначене для забезпечення об'єктами прикладного ПЗ і проміжного ПЗ можливості виконання і взаємодії з іншими об'єктами за допомогою забезпечення середовища взаємодії з комунікаційними функціями і логічними інтерфейсами користувачів. Організація середовища здійснюється уніфікованими програмними комплексами, які називаються мережними та міжмережними операційними системами. Стандартами де-факто на сьогоднішній день в цьому плані стали мережні системи UNIX та Windows NT, а також міжмережні системи - IOS (Inter- working Operation System) фірми Cisco Systems

Таблиця 1 - Модель BBC.

Рівень OSI	Протоколи
Прикладний	HTTP, Telnet, DNS, DHCP, SMTP, SNMP, CMIP, FTP, SSH, IRC, AIM, NFS, NNTP, NTP, FTAM, APPC, AFP, LDAP, SIP, RTP, RTCP, ITMS, IMAP, POP3, SMB, BitTorrent, e2k, і т. д.
Представлення (відображення)	ASN.1, XML, TDI, XDR, NCP, AFP, ASCII, Unicode
Сеансовий	ASP, DLC, Named Pipes, NetBIOS, NWLink, Printer Access Protocol, Zone Information Protocol, SSL, TLS, SOCKS, PPTP
Транспортний	TCP, UDP, AEP, ATP, IL, NBP, RTMP, SCTP, DCCP, RTP, STP
Мережевий	IPv4, IPv6, ICMP, IGMP,NWLink, DDP, IPSec, ARP, SKIP
Канальний (Ланки даних)	ARCnet, ATM, DTM, SLIP, Ethernet, FDDI, Frame Relay, Token Ring, PPP, PPPoE, WiFi, PPTP, L2F, L2TP, PROFIBUS
Фізичний	RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ITU-T, RJ-11, T1, E1, модифікації стандарту Ethernet, і т. д.

4 Методи комутації в мережах

Комутація каналів — організація складного каналу через декілька транзитних вузлів з декількох послідовно «з'єднаних» каналів на час передачі повідомлення в межах одного сеансу (тимчасова комутація) або на триваліший термін (постійна/довготривала комутація) у випадку постійного використання протягом часу заданого адміністратором.

Комутація повідомлень — розбиття інформації на повідомлення, які передаються послідовно до найближчого транзитного вузла, який при отриманні повідомлення аналізує його заголовок і передає далі таким же способом. Приклад: комутація TCP-пакетів.

Комутація пакетів — розбиття повідомлення на пакети, які передаються індивідуально. При цьому, якщо маршрут руху пакетів між вузлами попередньо визначений, то мова йде про віртуальний канал (з встановленим з'єднанням). Приклад: комутація IP-пакетів. Якщо ж для кожного пакета задача знаходження шляху вирішується заново, мова йде про способі пакетної комутації без встановлення з'єднання.

Пакети даних — в телекомунікаціях це відформатований блок даних який передається за допомогою комутації пакетів в комп'ютерній мережі. Комп'ютерні лінії зв'язку, які не підтримують передачу пакетів даних, такі як традиційні від точки-до-точки (англ. point-to-point) телекомунікаційні зв'язки, просто передають дані у вигляді серії байтів, символів або бітів поодинці.

Комутація комірок — схожа з комутацією пакетів, але при комутації комірок пакети завжди мають фіксований розмір.

Контрольні питання:

1. Дайте визначення поняттю «Протокольна модель».

2. Опишіть модель ВВС.

3. Порівняйте методи комутації в мережах.

РОЗДІЛ 1 ОСНОВИ МЕРЕЖ ЗВ’ЯЗКУ

Тема 1.1Принципи побудови мереж

Самостійна робота №4. Підготовка до ЛР№1. Дослідження схеми організації інформаційної мережі телекомунікаційного центру коледжу

План самостійної роботи:

1. Інформаційна мережа.

2. Телекомунікаційна мережа.

3. Комп’ютерна мережа.

4. Інформаційні ресурси.

Контрольні питання:

1. Дайте визначення поняттю «інформаційна мережа».

2. Дайте визначення поняттю «телекомунікаційна мережа».

3. Поясніть, які системи інформаційної мережі називаються кінцевими? Що до них відноситься?

4. Дайте визначення поняттю «комп’ютерна мережа».

5. Назвіть, які інформаційні процеси в мережах Ви знаєте?

6. Назвіть, які інформаційні ресурси інформаційної мережі Ви знаєте?

7. Перелічіть послуги інформаційних мереж.

8. Дайте визначення поняттю «глобальна інформаційна інфраструктура».

9. Які середовища передачі даних використовуються в інформаційних мережах?