Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Многоуровневый подход. Протоколы, интерфейс, стек протоколов



Средства сетевого взаимодействия могут быть представлены на основе многоуровневого подхода. При этом все множество модулей разбивается на уровни, образующие иерархию, то есть имеются вышележащие и нижележащие уровни. Преимуществом многоуров­невого подхода является возможность модификации отдельных модулей без изменения остальной части системы. Модули нижнего уровня могут, например, обеспечивать надежную передачу электри­ческих сигналов между двумя соседними узлами. Модули более высокого уровня организуют транспортировку сообщений в преде­лах всей сети, используя средства нижележащих уровней. На верх­нем уровне функционируют модули, обеспечивающие пользовате­лям доступ к различным службам.

В процессе обмена сообщениями между двумя участниками не­обходимо организовать согласованную работу соответствующих уровней иерархии и принять различные соглашения. Например, оба участника должны согласовать уровни и форму электрических сигналов, установить методы контроля достоверности и т. д.

Соглашения должны быть приняты для всех уровней: от самого низкого - уровня передачи единичных элементов до самого высоко­го, реализующего сервис для пользователей сети.

На рис. 11 изображена модель взаимодействия двух узлов. С каждой стороны средства взаимодействия представлены четырь­мя уровнями. Процедуру взаимодействия этих двух узлов можно

описать в виде набора правил взаимодействия соответствующих уровней обеих участвующих сторон. Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которы­ми обмениваются сетевые компоненты одноименных уровней раз­ных узлов (систем), называются протоколами.

 

 

Рис. 11. Иерархия взаимодействия двух узлов

 

Модули соседних уровней одного узла также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами, которые называются интерфейсом. В практике телекоммуникаци­онных систем и сетей встречается несколько другое определение, не противоречащее рассмотренному: под стандартным интер­фейсом понимается совокупность унифицированных аппаратных программных и конструкторских средств, необходимых для реали­зации взаимодействия различных функциональных элементов в системе или сети. Кроме рассмотренных используется более узкое, чем интерфейс, понятие стык, которое обозначает совокуп­ность соединительных цепей и правил взаимодействия различных устройств, определяющих тип и назначение соединительных цепей, порядок обмена, а также тип и форму сигналов, передаваемых по этим цепям.



Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов. Коммуникационные протоколы могут быть реализованы аппаратно и программно. Протоколы ниж­них уровней реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней, как правило, чисто про­граммными средствами.

В начале 1980-х годов ряд международных организаций по стан­дартизации - ISO, ITU-T и другие разработали модель взаимодейст­вия открытых систем (Open System Interconnection, OSI). Эта

модель определяет различные уровни взаимодействия систем, при­сваивает им стандартные имена и определяет функции каждого уровня. Полное описание этой модели составляет более 1000 стра­ниц текста. В рамках данной модели под открытостью понимается готовность сетевых устройств взаимодействовать между собой с использованием стандартных правил. Примером открытой системы является международная сеть Internet. На рис. 12 представлена обобщенная модель взаимодействия открытых систем А и В (модель ВОС или OSI). Средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Рассмотрим назначение уровней.

 

Рис. 12. Модель взаимодействия открытых систем ВОС (ISO/OSI)

 

Уровень 1 - физический (Physical layer) обеспечивает установ­ление соединения, поддержание и разъединения физических кана­лов для передачи электрических сигналов в виде единичных элементов (битов).

Примерами физических каналов являются коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой канал. На этом уровне определяются характеристики физических сред (полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и т.д.) и электрических сигналов (крутизна фронтов импульсов, уровни напряжений или токов, тип кодирования, скорость передачи и т.д.).



Здесь же оговариваются механические характеристики соедине­ний (типы разъемов и назначение контактов). Функции физического уровня реализуются во всех сетевых устройствах. В частности, со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом RS232. Иногда говорят, что физический уровень осуществляет организацию дискретного канала.

Уровень 2 - канальный (Data Link layer) в качестве одной из за­дач осуществляет проверку доступности среды передачи. Иными словами, одной из функций этого уровня является установление соединения, поддержание и разъединение канала передачи дан­ных. Другой задачей канального уровня является повышение вер­ности передачи на основе обнаружения и исправления ошибок. Для этого единичные элементы группируются в кадры (frames) и обеспе­чивается корректность передачи каждого кадра. Функция исправле­ния ошибок на основе повторных передач в некоторых протоколах канального уровня отсутствует. Иногда протоколы канального уров­ня оказываются достаточными транспортными средствами и могут допускать работу прикладного уровня без привлечения средств сетевого и транспортного уровней.

Уровень 3 - сетевой (Network layer) предназначен для образова­ния единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, которые используют разные протоколы канального уровня. В данном случае под сетью понимается совокупность узлов или станций, объе­диненных одной из типовых топологий и использующих для передачи данных один из канальных протоколов. Доставка данных между сетя­ми осуществляется сетевым уровнем и в том случае, когда структура межсетевых связей отличается от принятой в канальных протоколах.

Проблема выбора наилучшего пути доставки сообщений назы­вается маршрутизацией и осуществляется маршрутизаторами. Маршрутизатор - это устройство, которое собирает сведения о топологии межсетевых соединений и на этой основе пересылает сообщения сетевого уровня в сеть назначения. Сообщения сетевого уровня называются пакетами (packets). На сетевом уровне опреде­ляются два вида протоколов. Сетевые протоколы (routed protocols) - осуществляют продвижение пакетов через сеть. Другой вид про­токолов называется протоколами маршрутизации (routing protocols). Посредством этих протоколов в маршрутизаторах соби­рается информация о топологии межсетевых соединений.

Уровень 4 - транспортный (Transport layer) обеспечивает верх­ним уровням (прикладному и сеансовому) передачу данных с той степенью надежности, которая им необходима. Модель OSI опре­деляет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Выбор класса сервиса этого уровня определяется как степенью надежности, обеспечиваемой протоколами более высо­ких, чем транспортный, уровней, так и надежностью транспортиров­ки данных в сети на уровнях, расположенных ниже транспортного. Протоколы нижних четырех уровней называют сетевым транс­портом или транспортной подсистемой.

Уровень 5 - сеансовый (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует какая из сторон является активной в данный момент, предоставляет средства синхронизации. Эти средства позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке. На практике сеансовый уровень редко реализу­ется в виде отдельных протоколов.

Уровень 6 - представительный (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой информации, не меняя ее содержания. Благодаря этому уровню, информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня прото­колы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические разли­чия в представлении данных или же различия в кодах символов. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных для обеспечения секретности обмена данными сразу для всех служб.

Уровень 7 - прикладной (Application layer) - это набор разнооб­разных протоколов, с помощью которых пользователи сети получа­ют доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совмест­ную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Прикладной уровень в качестве единицы данных использует сооб­щение (message).

Элементы теории телетрафика


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!