Основные сетевые стандарты. Структура стандартов IEEE 802.X
Международная организация по стандартизации [ ISO — International Standards Organization ] — основана в 1946 г. для разработки международных стандартов в различных областях техники, производственной и других видах деятельности. Объединяет более 70 национальных организаций по стандартизации. Наиболее известный стандарт ISO в области телекоммуникаций — семиуровневая модель взаимодействия открытых систем.
Модель OSI (Open Systems Interconnection) — взаимодействие открытых систем — семиуровневая модель протоколов передачи данных, разработанная Международной организацией по стандартизации и CCITT (Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy) для сопряжения различных видов вычислительного и коммуникационного оборудования различных производителей.
Уровни OSI [ OSI layers ]:
1. Физический уровень [ physical layer ] — описывает механические, электрические и функциональные характеристики среды передачи данных, а также средства, предназначенные для установления, поддержания и разъединения связи (“соединений”). При необходимости обеспечивает также кодирование и модуляцию сигнала, передаваемого в сети.
2. Канальный уровень [ data link layer ] — отвечает за надежность передачи данных по определенному каналу между двумя соседними узлами, а также за установление, поддержание и разрыв соединений. Блок данных, передаваемых на канальном уровне, называется кадром. Процедуры канального уровня добавляют в передаваемые кадры соответствующие адреса, контролируют ошибки и при необходимости осуществляют повторную передачу кадров. Реализует методы доступа к среде передачи, основанные на передаче маркера (token passing) или на соперничестве.
3. Сетевой уровень [ network layer ] — обеспечивает маршрутизацию пакетов (то есть передачу через несколько каналов по одной или нескольким сетям), что обычно требует включения в пакет сетевого адреса получателя. Отвечает также за обработку ошибок, мультиплексирование пакетов и управление протоколами данных. Самые известные протоколы этого уровня: X.25 (в сетях с коммутацией пакетов), IP (в сетях TCP/IP), и IPX (в сетях NetWare). Кроме того, к сетевому уровню относятся протоколы построения маршрутных таблиц для маршрутизаторов, например, OSPF, RIP, ES-IS и IS-IS.
4. Транспортный уровень [ transport layer ] — обеспечивает предоставление услуг по надежной передаче данных между оконечными узлами сети, в том числе взаимодействующими через несколько промежуточных узлов коммутации или даже транзитных сетей. Служит границей, ниже которой единицей передаваемой информации являются пакеты, а выше — сообщения. В рамках транспортного протокола модели OSI предусмотрены пять классов сервиса передачи сообщений (0—4).
5. Сеансовый уровень [ session layer ] — обеспечивает предоставление услуг, связанных с организацией и синхронизацией обмена данными между процессами на уровне представления.
6. Уровень представления данных [ presentation layer ] — включает служебные операции, к которым обращается прикладной уровень (см. далее) для интерпретации и преобразования передаваемых и принимаемых данных. Обеспечивает установление общих правил взаимодействия двух ЭВМ различных типов.
7. Прикладной уровень [ application layer ] – отвечает за взаимодействие прикладных программ и интерфейс пользователя. Предоставляемые им услуги: электронная почта, идентификация пользователей, передача файлов и т. п.
Подуровни семиуровневой модели OSI:
MAC (Media Access Control) — управление доступом к среде
1. Подуровень канального уровня. Определяет методы доступа к среде передачи данных, формат кадров и адресацию.
2. Общий термин для описания метода доступа сетевых устройств к среде передачи данных (преимущественно используется применительно к ЛВС).
LLC (Logical Linc Control) — управление логическим каналом
1. Подуровень канального уровня, ориентированный на поддержку функций, не зависящих от среды передачи данных. Использует сервис подуровня MAC для предоставления услуг сетевому уровню.
2. Протокол канального уровня, разработанный Комитетом IEEE 802 для локальных вычислительных сетей (см. “ ЛВС ”). Является общим для всех стандартных технологий ЛВС. В стандарте IEEE 802.2 определены три класса протоколов управления логическим каналом:
LLC1 — без установления соединения, подтверждений, исправления ошибок и управления потоком,
LLC2 — с установлением соединения,
LLC3 — без установления соединения, но с подтверждениями.
PMD (Physical layer Medium Dependent) — подуровень физического уровня, зависящий от среды передачи. Является составной частью стандарта FDDI, регламентирующего характеристики волоконно-оптического кабеля для передачи данных, типы коннекторов (соединительных устройств), мощность передатчиков и др.
Структура стандартовIEEE 802.X
· IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) — Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ИИЭР) — организация, созданная в США в 1963 г. Является разработчиком ряда стандартов для локальных вычислительных систем, в том числе — по кабельной системе, физической топологии и методам доступа к среде передачи данных. Наибольшую известность получила серия стандартов 802, ответственность за которые несут Комитет I EEE 802 и (непосредственно) его рабочие группы — подкомитеты.
· IEEE 802.1Q – стандарт, целью которого является установление единого метода передачи по сети данных о приоритете кадра и его принадлежности к виртуальным ЛВС. Он содержит две спецификации маркировки пакетов: первая (одноуровневая) определяет взаимодействие виртуальных сетей по магистрали Fast Ethernet; вторая (двухуровневая) связана с маркировкой пакетов в смешанных магистралях, включая Token Ring и FDDI. Первая спецификация представляет собой доработанную технологию коммутации, поддерживаемую фирмой Cisco. Задержка с принятием данного стандарта связана с необходимостью детальной проработки более сложной двухуровневой спецификации.
· IEEE 802.1p – стандарт, определяющий метод передачи данных о приоритете сетевого трафика. Он необходим для исключения задержек в передаче пакетов по ЛВС. Задержки, неприемлемые при передаче голоса и видео, могут возникать в результате даже кратковременных перегрузок сети. Данный стандарт специфицирует алгоритм изменения порядка расположения пакетов в очередях, чем обеспечивается своевременная доставка трафика, чувствительного к временным задержкам.
· IEEE 802.2 — стандарт канального уровня, предназначенный для использования совместно со стандартами IEEE 802.3, 802.4 и 802.5. Определяет способы управления логическим каналом. Относится к подуровню LLC канального уровня.
1. Стандарт, описывающий характеристики кабельной системы для ЛВС с шинной топологией (10Base5), способы передачи данных и метод управления доступом к среде передачи CSMA/CD.
2. Рабочая группа (подкомитет) Комитета IEEE 802, рассматривающая стандарты для сетей Ethernet.
1. Стандарт, описывающий физический уровень и метод доступа с передачей маркера в ЛВС с шинной топологией. Используется в ЛВС, реализующих протокол автоматизации производства (MAP). Аналогичный метод доступа применяется в сети ARCnet.
2. Рабочая группа (подкомитет) Комитета IEEE 802, рассматривающая стандарты для сетей Token Bus.
1. Стандарт, описывающий физический уровень и метод доступа с передачей маркера в ЛВС с топологией “ звезда ”. Используется в сетях Token Ring.
2. Рабочая группа (подкомитет) Комитета IEEE 802, рассматривающая стандарты для сетей Token Ring.
· IEEE 802.6 — стандарт, описывающий протокол для городских вычислительных сетей (MAN). Использует волоконно-оптический кабель для передачи данных с максимальной скоростью 100Мбит/с на территории до 100 км 2 .
· IEEE 802.11 — спецификация на беспроводные радиолинии связи для вычислительных сетей — определяет используемую ими частоту 2,4 ГГц, которая выделена в США для промышленности, науки и медицины.
· IEEE 802.11a — спецификация на беспроводные радиолинии связи для вычислительных сетей. Определяет использование частотного диапазона 5,15 – 5,35 ГГц и скорость передачи данных (голос и видео) до 54 Мбит/с.
· IEEE 802.11b — спецификация на беспроводные радиолинии связи для вычислительных сетей. Определяет использование частоты 2,412 – 2,437 ГГц и скорость передачи данных до 11 Мбит/с.
· 10Base-2, тонкий Ethernet — стандарт физического уровня, являющийся частью стандарта IEEE 802.3, который описывает топологию сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (thin Ethernet, Cheapernet) при скорости передачи данных 10 Мбит/с.
· 10Base-5, толстый Ethernet — стандарт физического уровня, являющийся частью стандарта IEEE 802.3. Описывает топологию сети Ethernet на толстом коаксиальном кабеле (Thick Ethernet) при скорости передачи данных 10 Мбит/с.
· 10Base-F, 10Base-FL — стандарт физического уровня комитета IEEE 802.3, описывающий топологию сети Ethernet на волоконно-оптическом кабеле при скорости передачи данных 10 Мбит/с.
Стандарты компьютерных сетей — типы и документы
Сейчас для нас естественно, то что мы можем подключиться к компьютерным сетям, например к интернету, практически с любого устройства, смартфона, ноутбука, планшета, и другой техники. Независимо от производителя этого оборудования, какая операционная система (ОС) используется, и какие программы мы применяем.
Но в самом начале развития сетей (1960-1970 годы) устройство одного производителя, например IBM, работало по сети только с устройствами IBM, а устройствами других производителей нет. Основные причины это:
- Несовместимость оборудования между собой;
- Несовместимость ПО;
- Использование разных сетевых протоколов.
Для того, чтобы решить эти задачи, нужны стандарты на оборудование, на ПО и на сетевые протоколы.
Типы стандартов
Юридические стандарты (De jure) принимают организации, которые имеют право на это.
Фактические стандарты (De facto) — это стандарты, которые установились сами по себе, их никто не принимал. К примеру, появилась новая технология, которая быстро развилась и стала популярной. Как это произошло со стеком протоколов TCP/IP, который сейчас основа сети интернет.
Стандарты для сетей
Принимается огромное множество разных стандартов, но есть самые значимые:
- Международная организация по стандартизации (IOS) приняла стандарт на эталонную модель OSI, описывающая, как должны строиться компьютерные сети.
- Институт инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) принимающие стандарты на технологи по передачи данных.
- Совет по архитектуре интернета (IAB) принимает стандарты на протоколы интернет.
- Консорциум W3C принимает стандарты в область Web.
Стандарты IEEE
Институт ieee утверждает стандарты не только в компьютерных сетях, но также в других сферах электроники, электротехники. Институт поделен на комитеты. Разработкой стандартов для комп. сетей занимается комитет под № 802.
Каждый № это семейство стандартов. Например, 802.3 описывает разные варианты технологий Ethernet, такие как, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet.
Совет по архитектуре интернета
Совет поделён две части. Группа исследования интернет (Internet Research Task Force, IRTF) проводит перспективные исследования в области интернет.
Часть №2 группа проектирования интернет (Internet Engineering Task Force, IETF) производит стандарты на сетевые протоколы. IETF подготавливает документы RFC (Request for Comments) или запросы на комментарии. Вот эти доки содержат подробное описание протоколов интернет. Если вы будите использовать другие протоколы, то ваше устройство и ПО не сможет работать в сети интернет.
Документы RFC
У каждого документа RFC есть индивидуальный номер и он описывает какой-либо протокол интернет.
Существуют много документов RFC , с которыми вы можете ознакомиться.
Консорциум W3C (World Wide Web)
W3C разрабатывает стандарты для Веб. Документы консорциума, также как и RFC формально, они не называются стандартами, а называются рекомендациями. Но если вы не последуете этим рекомендациям, то не сможете поработать с web.
Самые важные рекомендации консорциума w3c это:
- Язык разметки html;
- Таблицы стилей css, которые нужны для создания web-страниц;
- Рекомендации на архитектуру Веб-сервисов;
- И язык разметки xml.
Но существуют еще рекомендации, которые в свободном доступе на сайте консорциума .
Заключение
Как мы выяснили, рассмотренные стандарты имеют важную роль в работе компьютерных сетей. Все мы хотим выходить в интернет с любого устройства независимо от того, какая там ОС, кто создал это устройство и какое ПО на нем применяется. Для этого и нужны открытые стандарты.