- Уровни протоколов и модели их обслуживания
- Хосты, мосты, маршрутизаторы и поддерживаемые ими уровни коммуникационной модели
- Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Прикладной уровень
- Коммуникационная модель Интернета
- Функции уровней
- Протоколы уровней
- Многоуровневая структура позволяет детально оценивать элементы большой и сложной системы
- 33. Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование
Уровни протоколов и модели их обслуживания
Хосты, мосты, маршрутизаторы и поддерживаемые ими уровни коммуникационной модели
Наиболее важными сетевыми устройствами являются оконечные системы и коммутаторы. Как мы увидим далее, существуют два типа коммутаторов — мосты и маршрутизаторы. Понятие маршрутизатора вам знакомо и употреблялось уже неоднократно. Мосты будут подробно рассмотрены в главе 5, а детальное обсуждение работы маршрутизаторов проводится в главе 4. Как и оконечные системы, мосты и маршрутизаторы поддерживают многоуровневую структуру сети, однако они обслуживают лишь
Физический уровень
Если назначением канального уровня является передача кадров между соседними узлами сети, то физический уровень обеспечивает передачу между узлами отдельных битов информации. Протоколы физического уровня также напрямую зависят от использующейся линии связи (медной витой пары, одномодового оптоволокна и т. п.). Технология Ethernet поддерживает множество протоколов физического уровня, предназначенных для поддержки витой пары, коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля и некоторых других видов линий.
Канальный уровень
Сетевой уровень обеспечивает передачу пакета через серию маршрутизаторов между оконечными системами. Для перемещения пакета (дейтаграммы) от одного узла к другому сетевой уровень прибегает к службам канального уровня. Таким образом, основная функция канального уровня заключается в передаче дейтаграмм между узлами на маршруте. Канальный уровень использует специальный протокол, ориентированный на используемую линию связи. Иногда протоколы канального уровни обеспечивают надежную передачу между узлами.
Сетевой уровень
Сетевой уровень обеспечивает передачу дейтаграмм между двумя хостами и базируется на двух основных протоколах. Первый протокол определяет поля дейтаграммы и интерпретацию их содержимого маршрутизаторами и оконечными системами. Этот протокол является единственным протоколом сетевого уровня в Интернете и имеет название IP. Вторым протоколом является один из многочисленных протоколов маршрутизации, предназначенных для определения путей дейтаграмм от отправителя до адресата. Число протоколов маршрутизации
Транспортный уровень
Главная функция транспортного уровня заключается в передаче сообщений прикладного уровня между клиентом и сервером. В Интернете существуют два транспортных протокола: TCP и UDP. Протокол TCP обеспечивает передачу с установлением логического соединения, то есть надежную передачу с контролем переполнения. Кроме того, TCP производит разбиение длинных сообщений на более короткие и контролирует перегрузку. Контроль перегрузки сводится к принудительному снижению скорости передачи оконечной
Прикладной уровень
Прикладной уровень, как следует из его названия, предназначен для поддержки сетевых приложений. Имеется множество протоколов прикладного уровня, из которых наиболее важными являются HTTP (для путешествий по web-страницам), SMTP (для электронной почты) и FTP (для обмена файлами). Как мы увидим в главе 2, разработка собственного протокола прикладного уровня не представляет особого труда.
Коммуникационная модель Интернета
Коммуникационная модель Интернета состоит из пяти уровней: физического, канального, сетевого, транспортного и прикладного. Вместо терминов «единица обмена сетевого уровня», «единица обмена канального уровня» и т. д. мы будем использовать специальные имена. Единицы обмена канального уровня мы назовем кадрами, единицы обмена сетевого уровня — дейтаграммами, единицы обмена транспортного уровня — сегментами, а единицы обмена прикладного уровня — сообщениями. Для единиц обмена
Функции уровней
В компьютерной сети каждый уровень может выполнять одну или несколько функций, перечисленных ниже. □ Контроль ошибок обеспечивает повышение надежности логического канала между смежными уровнями сетевой модели. □ Контроль потока позволяет избегать переполнения единицами обмена более медленного хоста. □ Разбиение и сборка пакетов предназначены для изменения размеров единиц обмена на разных уровнях. □ Мультиплексирование позволяет нескольким подключениям совместно использовать одно подключение
Протоколы уровней
Концепция протоколов уровней коммуникационной модели, на первый взгляд, может показаться сложной и не вполне понятной. Смеем вас обнадежить, что картина быстро прояснится, когда мы начнем детально изучать коммуникационную модель Интернета, а пока попробуем разобраться в механизме многоуровневого обмена сообщениями между двумя хостами. Предположим, что некоторая компьютерная сеть использует четырехуровневую коммуникационную модель (эта сеть отличается от Интернета, где коммуникационная модель состоит
Многоуровневая структура позволяет детально оценивать элементы большой и сложной системы
Перед тем как приступить к систематизации приобретенных знаний об Интернете, давайте поищем аналогию у людей. Каждый день многие из нас сталкиваются со сложными системами. Представьте себе ситуацию, когда кто-нибудь просит вас описать организацию воздушных сообщений. Как вы станете описывать эту огромную структуру, включающую в себя отделы продажи билетов, проверки багажа, обслуживающий персонал, пилотов, летную технику, диспетчерские службы и т. д.?
Все статьи из рубрики «Уровни протоколов и модели их обслуживания» размещены на сайте Компьютерные сети и многоуровневая архитектура интернета (conlex.kz) в ознакомительных целях.
Уточнения, корректировки и обсуждения статей доступны под текстом статей, в комментариях.
Ответственность, за все изменения, внесённые в систему по советам данных статей, Вы берёте на себя.
Копирование данных статей, без указания ссылки на сайт первоисточника Компьютерные сети и многоуровневая архитектура интернета (conlex.kz), строго запрещено.
Поиск
Рубрики
- Windows
- Автомобили
- Бытовая техника
- Железо
- Канальный уровень и локальные сети
- Введение и терминология
- Обнаружение и исправление ошибок
- Протоколы коллективного доступа
- Протоколы произвольного доступа
- Протоколы разделения канала
- Базы данных
- Доступ к сети и ее физическая среда
- Доступ к сети
- Физическая среда передачи
- Виды задержек
- Задержка ожидания и потеря пакетов
- Задержки и маршруты в Интернете
- Возникновение компьютерных сетей и Интернета: 1972-1980
- Новейшие разработки
- Развитие коммутации пакетов: 1961-1972
- Распространение Интернета: 1990-е
- Распространение компьютерных сетей: 1980-1990
- Службы с установлением и без установления соединения
- Многоуровневая структура
- Сетевые устройства и уровни коммуникационной модели
- Стек протоколов Интернета
- Что такое протокол?
- Коммутация каналов и коммутация пакетов
- Передача сообщений
- Электромобили
- Гаджеты
- Железо
- Программное обеспечение
- Социальные сети
- Web и HTTP
- Взаимодействие пользователя с сервером
- Метод GET с условием
- Обзор HTTP
- Область применения HTTP
- Постоянные и непостоянные соединения
- Формат HTTP-сообщения
- Интернет-приложения, рассматриваемые на этом сайте
- Протоколы прикладного уровня
- Службы протоколов транспортного уровня
- Службы, необходимые приложению
- Одноранговое разделение файлов
- DNS-записи
- DNS-сообщения
- Общие принципы функционирования DNS
- Протоколы доступа к электронной почте
- Форматы сообщений электронной почты и MIME
- Групповая маршрутизация
- Групповая маршрутизация в Интернете
- Общий случай групповой маршрутизации
- Адресация в протоколе IPv4
- Протоколы внутренней маршрутизации
- Мобильный протокол IP
- Управление мобильной связью
- Алгоритм маршрутизации, основанный на состоянии линий
- Контроль перегрузок в TCP
- Выравнивание скоростей передачи
- Модель задержек протокола TCP
- Причины и следствия перегрузки
- Создание протокола надежной передачи данных
- Время оборота и интервал ожидания
- Надежная передача данных
- Структура ТСР-сегмента
33. Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование
Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.
Распределенная обработка данных — это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.
Компьютерная (вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Абонентами сети (т. е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т. д.
В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:
- глобальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проолему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;
- региональные — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
- локальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.
- хранение данных;
- обработка данных;
- организация доступа пользователей к данным;
- передача данных и результатов их обработки пользователям.
- Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию — шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать — только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация, и принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует. Если компьютеры расположены близко друг друга, то организация КС с шинной топологией недорога и проста — необходимо просто проложить кабель от одного компьютера к другому. Затухание сигнала с увеличением расстояния ограничивает длину шины и, следовательно, число компьютеров, подключенных к ней. Проблемы шинной топологи возникают, когда происходит разрыв (нарушение контактов) в любой точке страны; сетевой адаптер одного из компьютеров выходит из строя и начинает передавать на шину сигналы с помехами; необходимо подключить новый компьютер.
- Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном нийравлении. Каждый узел помимо всего прочего реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает сообщения, а воспринимает только обращенные к нему. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблемы помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла. Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети; время пере-рачи сообщения определяется временем последовательного срабатывания каждого узла, находящегося между рггправителем и получателем сообщения; из-за прохождения данных через каждый узел существует возможность непреднамеренного искажения информации.
- Звезда. Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети. Однако расходы на организацию каналов связи здесь обычно выше, чем у шины и кольца. Комбинация базовых топологий — гибридная топология — обеспечивает получение широкого спектра решений, аккумулирующих достоинства и недостатки базовых.