Сетевой протокол стек протоколов интерфейс

Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, только в обратном порядке:

принимает пакеты данных из сетевого кабеля;
через плату сетевого адаптера передает пакеты в компьютер;
удаляет из пакета всю служебную информацию, добавленную компьютером-отправителем;
копирует данные из пакетов в буфер для их объединения в исходный блок данных;
передает приложению этот блок данных в том формате, который оно использует.

И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнить каждое действие одинаковым способом, с тем чтобы пришедшие по сети данные совпадали с отправленными. Если, например, два протокола будут по-разному разбивать данные на пакеты, добавлять информацию (о последовательности пакетов, синхронизации и для проверки ошибок), тогда компьютер, использующий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой протокол.

Маршрутизируемые и немаршрутизируемые протоколы

До середины 80-х годов большинство локальных сетей были изолированными. Они обслуживали один отдел или одну компанию и редко объединялись в крупные системы. Однако, когда локальные сети достигли высокого уровня развития и объем передаваемой ими коммерческой информации возрос, ЛВС стали компонентами больших сетей.

Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными. Протоколы, которые поддерживают передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми (routable) протоколами. Так как маршрутизируемые протоколы могут использоваться для объединения нескольких локальных сетей в глобальную сеть, их роль постоянно возрастает.

Протоколы в многоуровневой архитектуре

Работа различных протоколов должна быть скоординирована так, чтобы исключить конфликты или незаконченные операции. Этого можно достичь с помощью разбиения на уровни. Стеки протоколов Стек протоколов (protocol stack) — это комбинация протоколов. Каждый уровень определяет различные протоколы для управления функциями связи или ее подсистемами. Каждому уровню присущ свой набор правил.

Так же как и уровни в модели OSI, нижние уровни стека описывают правила взаимодействия оборудования, изготовленного разными производителями. А верхние уровни описывают правила для проведения сеансов связи и интерпретации приложений. Чем выше уровень, тем сложнее становятся решаемые им задачи и связанные с этими задачами протоколы.

Процесс, который называется привязка, позволяет с достаточной гибкостью настраивать сеть, т.е. сочетать протоколы и платы сетевых адаптеров, как того требует ситуация. Например, 2 стека протоколов, IPX/SPX и TCP/IP, могут быть привязаны к одной плате сетевого адаптера. Если на компьютере более одной платы сетевого адаптера, то стек проколов может быть привязан как к одной, так и к нескольким платам сетевого адаптера.

Порядок привязки определяет очередность, с которой операционная система выполняет протоколы. Если с одной платой сетевого адаптера связано несколько протоколов, порядок привязки определяет очередность, с которой будут использоваться протоколы при попытках установить соединение.

Обычно привязку выполняют сразу при установке операционной системы или протокола.

Например, если TCP/IP первый протокол в списке привязки, то именно он будет использоваться при попытке установить связь. Если попытка неудачна, компьютер попытается установить соединение используя следующий по порядку протокол в списке привязки. Привязка (binding) не ограничивается установкой соответствия стека протоколов и платы сетевого адаптера. Стек протоколов должен быть привязан (или ассоцииров к компонентам, уровни которых и выше, и ниже его уровня. Так, TCP/IP может быть привязан к Сеансовому уровню NetBIOS, а внизу — к драйверу пл сетевого адаптера. Драйвер, в свою очередь, привязан к плате сетевого адаптера.

набор протоколов ISO/OSI;
IBM System Network Architecture (SNA);
Digital DECnet;
Novell NetWare;
Apple AppleTalk;
набор протоколов Интернета, TCP/IP.

Прикладные протоколы работают на верхнем уровне модели OSI. Они обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. К наиболее популярным прикладным протоколам относятся:

АРРС	(Advanced Program-to-Program Communication) — одноранговый SNA-протокол фирмы IBM, используемый в основном на AS/400CS);
FTAM	(File Transfer Access and Management) — протокол OSI доступа к файлам;
X.400	протокол CCITT для международного обмена электронной почтой;
Х.500	протокол CCITT служб файлов и каталогов на нескольких системах;
SMTP	(Simple Mail Transfer Protocol) — протокол Интернета для обмена электронной почтой;
FTP	(File Transfer Protocol) — протокол Интернета для передачи файлов;
SNMP	(Simple Network Management Protocol) — протокол Интернета для мониторинга сети и сетевых компонентов;
Telnet	протокол Интернета для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них;
SMBs	(Server Message Blocks, блоки сообщений сервера) и клиентские оболочки или редиректоры;
NCP	(Novell NetWare Core Protocol) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Novell;
Apple Talk и Apple Share	набор сетевых протоколов фирмы Apple;
AFP	(AppleTalk Filling Protocol) — протокол удаленного доступа к файлам фирмы Apple;
DAP	(Data Access Protocol) © протокол доступа к файлам сетей DECnet.

Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и обеспечивают надежный обмен данными между ними. К популярным транспортным протоколам относятся:

TCP	(Transmission Control Protocol) — TCP/I Р-протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;
SPX©	часть набора протоколов IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) для данных, разбитых на последовательность фрагментов, фирмы Novell;
NetBEUI	[NetBIOS (Network Basic Input/Output System) Extended User Interface — расширенный интерфейс пользователя] — устанавливает сеанссы связи между компьютерами (NetBIOS) и предоставляет верхним уровням транспортные услуги (NetBEUI);
АТР, NBP	(AppleTalk Transaction Protocol), (Name Binding Protocol) -© протоколы сеансов связи и транспортировки данных фирмы Apple.

Сетевые протоколы обеспечивают услуги связи. Эти протоколы управляют несколькими типами данных: адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Сетевые протоколы, кроме того, определяют правила для осуществления связи в конкретных сетевых средах, например Ethernet или Token Ring.

К наиболее популярным сетевым протоколам относятся:

IP	(Internet Protocol) — TCP/IP-протокол для передачи пакетов;
IPX	(Internetwork Packet Exchange) — протокол фирмы NetWare для передачи и маршрутизации пакетов;
NetBEUI	транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки, данных для сеансов и приложений NetBIOS;
DDP	(Datagram Delivery Protocol) — AppleTalk-протокол транспортировки данных.

Модель OSI помогает определить, какие протоколы нужно использовать на каждом уровне. Продукты от разных производителей, которые соответствуют этой модели могут вполне корректно взаимодействовать друг с другом.

Next: Кратко о NetBEUI, X.25, Up: Функционирование сетей Previous: Формирование пакетов (инкапсуляция) Contents Index Alex Otwagin 2002-12-16

Источник

Протоколы, интерфейсы, стеки протоколов вычислительных сетей

Дистанционное обучение:
Компьютерные сети и телекоммуникации
Модуль 1: Локальные вычислительные сети

Тема 1.1: Введение в вычислительные сети

Тема 1.2: Среда и методы передачи данных в сетях ЭВМ

Тема 1.3: Открытые системы и модель OSІ

Тема 1.4: Основы локальных сетей

Тема 1.5: Базовые технологии локальных сетей

Тема 1.6: Основные программные и аппаратные компоненты ЛВС

1.3. Открытые системы и модель OSІ

1.3.1. Протоколы, интерфейсы, стеки протоколов

Компьютерные сети, как правило, состоят из различного оборудования разных производителей, и без принятия всеми производителями общепринятых правил построения ПК и сетевого оборудования, обеспечить нормальное функционирование сетей было бы невозможно.

То есть для обеспечения нормального взаимодействия этого оборудования в сетях необходим единый унифицированный стандарт, который определял бы алгоритм передачи информации в сетях. В современных вычислительных сетях роль такого стандарта выполняют сетевые протоколы.

В связи с тем, что описать единым протоколом взаимодействия между устройствами в сети не представляется возможным, то необходимо разделить процесс сетевого взаимодействия на ряд концептуальных уровней (модулей) и определить функции для каждого модуля и порядок их взаимодействия, применив метод декомпозиции.

Используется многоуровневый подход метода декомпозиции, в соответствии с которым множество модулей решающих частные задачи упорядочивают по уровням образующим иерархию, процесс сетевого взаимодействия можем представить в виде иерархически организованного множества модулей.

Протокол, интерфейс, стек протоколов

Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена сообщениями участвуют две стороны, то есть необходимо организовать согласованную работу двух иерархий, работающих на разных компьютерах.

Рис. 1.

Оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений. Соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого – уровня передачи битов – до самого высокого, реализующего сервис для пользователя. Декомпозиция предполагает четкое определение функции каждого уровня и интерфейсов между уровнями.

Взаимодействие одноименных функциональных уровней по горизонтали осуществляется посредством протоколом. Протоколом называется набор правил и методов взаимодействия одноименных функциональных уровней объектов сетевого обмена.

Взаимодействия функциональных уровней по вертикали осуществляется через интерфейсы. Интерфейс определяет набор функций, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему уровню.

Таким образом, механизм передачи какого-либо пакета информации через сеть от клиентской программы, работающей на одном компьютере ПК 1, к клиентской программе, работающей на другом компьютере ПК 2, можно условно представить в виде последовательной пересылки этого пакета сверху вниз от верхнего уровня, обеспечивающего взаимодействие с пользовательским приложением, к нижнему уровню, организующему интерфейс с сетью, его трансляции на компьютер ПК 2 и обратной передачи верхнему уровню уже на ПК 2.

Коммуникационные протоколы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней – как правило, чисто программными средствами. Протоколы реализуются не только компьютерами, но и другими сетевыми устройствами – концентраторами, мостами, коммутаторами, маршрутизаторами и т.д. В зависимости от типа устройств в нем должны быть встроенные средства, реализующие тот или иной набор протоколов.

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов. В сети Интернет базовым набором протоколов является стек протоколов TCP/IP.

Copyright

Источник

Сетевой протокол стек протоколов интерфейс