Стандарты глобальных сетей
Стандарты глобальных сетей базируются на протоколах пакетной передачи данных эталонной модели Взаимодействия Открытых Сиситем (ВОС/OSI – Open System Interconnection). Онабыла предложена Международной Организацией Стандартов (International Standarts Organization, ISO) в 1984 году и считается эталоном, поскольку в ней реализован полный 7-уровневый набор функций процесса пакетной коммутации. Стандарты реальных глобальных (Интернет) и локальных (IEEE 802.x) сетей пакетной коммутации реализуют лишь некоторую часть этих функций.
В эталонной модели OSI определено семь уровней взаимодействия. Соответственно этому вводится в рассмотрение семь групп протоколов. Они именуются так же, как и уровни. Протоколы, располагаясь друг над другом, образуют стэк. В зависимости от задачи, поставленной перед системой, ее стек может содержать все уровни области взаимодействия либо только часть из них. Так абонентская система определяется стеком из семи уровней, а узел коммутации пакетов стек из трех уровней (рис. 17.3).
Рис. 17.3. Протоколы эталонной модели OSI для сетей коммутации пакетов
Стандарт TPC/IP. Протокол управления передачей/межсетевой протокол (Transmission Control Protocol/Internet Protocol ‑ TCP/IP) — пара взаимосвязанных протоколов транспортного уровня и сетевого уровня, предложенных в США Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов.
Агентство DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency) в начале семидесятых годов разработало сеть ARPANET, в основу которой была положена пара протоколов TCP / IP. Затем, эти протоколы были приняты в качестве стандарта в коммуникационных сетях Министерства обороны США. Глобальная сетевая среда, определяемая TCP/IP и состоящая из соединенных сетей, получила название сети Internet.
Протоколы TCP/IP располагаются между протоколами верхних уровней и канальным уровнем (рис. 17.4). Протокол TCP организует создание виртуальных каналов, проходящих через коммуникационную сеть. В соответствии с этим, TCP относят к транспортному уровню области Взаимодействия Открытых Систем (ВОС). Протокол IP ориентирован на использование одиночных пакетов, именуемых датаграммами. Его задачей является обеспечение взаимодействия сетей друг с другом и выполнение процессов, связанных с коммутацией и маршрутизацией. Для этого IP передает датаграммы из одной сети в другую. IP относят к сетевому уровню.
Рис. 17.4. Стек протоколов ARPANET
3.3 Сетевые протоколы и стандарты
Чтобы упростить проектирование сетей, анализ взаимодействия и реализацию обмена сообщениями между пользователями и сетевыми узлами, применяют формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений на данном уровне эталонной модели ВОС, которые называют протоколами обмена сообщениями. Соответствующим образом иерархически организованную совокупность протоколов называют стеком коммуникационных протоколов. Протоколы соседних уровней модели ВОС на одном узле взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами, определяющими формат сообщений, которые принято называть интерфейсами. Интерфейс определяет набор и формат услуг, которые может предоставлять ниже лежащий уровень вышележащему уровню. В эталонной модели ВOC различают два основных вида протоколов: с установлением соединения и без предварительного установления соединения. Последние протоколы называют также дейтаграммными протоколами. Рассмотрим основные протоколы и стандарты в рамках архитектуры ВОС.
Протоколы физического уровня. Физический уровень в архитектуре открытых систем является нижним и обеспечивает взаимодействие со средой передачи, связывающей системы между собой. В соответствии с архитектурой открытых систем физический уровень должен предоставлять (канальному уровню) следующие услуги;
- реализовывать физическое соединение между двумя или большим числом компонентов канального уровня дня передачи данных;
- передавать по соединению некоторые определенные для физического уровня единицы данных физического уровня, например биты при последовательной передаче или байты при параллельной передаче;
- предоставлять канальному уровню оконечные точки доступа к соединению физического уровня, через которые передаются единицы данных физического уровня;
- идентифицировать цепи (или пути) передачи данных между компонентами физического уровня;
- обеспечивать требуемые параметры качества обслуживания.
- инициализация—обмен между взаимодействующими станциями служебными сообщениями, подтверждающими готовность к передаче данных;
- идентификация—обмен между взаимодействующими станциями служебной информацией, подтверждающей правильность соединения;
- синхронизация — выделение в последовательности передаваемых битов границ знаков;
- сегментация— формирование кадров для их передачи по каналу;
- обеспечение прозрачности — предоставление расположенному выше уровню возможности передачи произвольной последовательности битов или знаков;
- управление потоком— обеспечение согласования скоростей передачи и приема;
- контроль ошибок и управление последовательностью передачи—обнаружение ошибок в передаваемых кадрах и запроса повторной передачи искаженных кадров, обеспечение соответствия последовательности кадров на входе и выходе канала;
- выход из сбойных ситуаций— обнаружение нарушений нормальной передачи кадров и реализация процедур выхода из таких ситуаций;
- управление каналом— обеспечение возможности контроля работы канала, выявление отказов, восстановление, сбор статистики о работе канала;
- завершение работы каналаликвидация логического соединения, образованного при инициализации канала.
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.