Стандартизация сетевого взаимодействия

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУР:

- выделения и освобождения ресурсов компьютеров, линий связи и коммуникационного оборудования;

- установления и разъединения соединений;

- маршрутизации, согласования, преобразования и передачи данных между узлами сети;

-  контроля правильности передачи и исправления ошибок;

- передачи по физическим линиям связи.

Технологии передачи данных

Принципиальная схема взаимодействия узлов

виртуальное общение физическое общение

Архитектура сети – набор уровней и протоколов.Стек коммуникационных протоколов – иерархический набор протоколов сети.

Переводчик 1 Переводчик 2

Секретарь 1 Секретарь 2

Руководитель 2 Руководитель 1

русский текст

франц. текст

франц. текст

японский текст

Пример многоуровнего общения

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI, Open System Interconnection). Международная организация по стандартизации (ISO, International Organisation for Standardization)

Формат сообщений OSI (PDU, протокольные блоки данных)

Зависимость уровней OSI от сети

Связь OSI с устройствами сети

Физический уровень

Передача битов по физическим каналам связи Стандартизация параметров физической среды

Канальный уровень

Проверка доступности среды передачиОбнаружение и коррекция ошибок

Сетевой уровень

Доставка данных между сетямиАдресация и маршрутизация данныхКоммутация: каналов, сообщений, пакетов

Транспортный уровень

Сегментирование данных Транспортировка данных от отправителя к получателюУстановление между абонентами логического каналаОбеспечение качества передачи данных

Сеансовый уровень

Организация и проведение сеансов связи между прикладными процессами

Представительный уровень

Форма представления передаваемой по сети информации Шифрование и дешифрование данных

Прикладной уровень

Управление терминалами сети и прикладными процессами

CS Len TC PT DN DH DS SN SH SS Data

2 2 1 1 4 6 2 4 6 2 0-546

Формат пакета IPX (длины полей в байтах)

CS (CheckSum) — контрольная сумма; Len (Length) — длина пакета (576 байт); ТС (Transport Control) — управление транспортировкой (время жизни, 15); PT (Packet Туре) — тип пакета; DN (Destination Network), DH (Destination Host), DS (Destination Socket)— адрес назначения (номер сети, номер узла (аппаратный), сокет (приложение)); SN (Source Network), SH (Source Host), SS (Source Socket) — адрес источника; Data - поле данных.

Стек IPX/SPX (Novell для сетей NetWare, Microsoft Windows

Протокол сетевого уровня IPX – адресация, маршрутизация пакетов.Дейтаграммный (без установления соединений) способ обмена сообщениями. Транспортный протокол SPX - обеспечивает установление соединений и гарантированную доставку пакетов.Прикладной уровень - протоколы: NCP (файловая служба) и SAP (вспомогательные службы).

Стек IPX/SPX

Ограничения протокола:

1. Отсутствует возможность динамической фрагментации на сетевом уровне.

2. Большие накладные расходы на служебную информацию (около 5%).

3. Время жизни пакета ограничено числом 15. 4. Отсутствует поле качества сервиса.

5. Ограничение длины адреса узла в 6 байт.

Стек TCP/IP

OSI TCP/IP

Прикладной

Уровень представлений

Сеансовый

Транспортный

Сетевой

Передачи данных

Физический

Прикладной (FTP,DNS,HTTP,...)

_

_

Транспортный (TCP, UDP)

Межсетевой (IP,ARP,RIP,OSPF,…)

От хоста к сети

Основные протоколы:IP (Internet Protocol).Продвижение IP-пакетов между подсетями. Дейтаграммныйрежим.

TCP (Transmission ControlProtocol — протокол управления передачей).Обеспечивает гарантированный поток данных между узлами.

Стек TCP/IP

Прикладной уровень (FTP, Telnet,…) Транспортный уровень (TCP, UDP,…) Межсетевой уровень (IP) Уровень сетевого доступа (Ethernet, FDDI,…)

Данные

Данные

Данные

Данные

Заголовок TCP

Заголовок TCP

Заголовок TCP

Заголовок IP

Заголовок IP

Заголовок Ethernet

Структура блоков данных

Зависимость уровней TCP/IP от сети

Структура заголовка IP-пакета (IPv4)

Параметры: безопасность, запомнить маршрут, строгая и свободная маршрутизация, …

Бит 0 3 4 7 8 15 16 19 31

Version Версия

IHL Длина

Type of Service Тип сервиса

Total Length Общая длина

Identification Идентификатор пакета

Flags Флаги

Fragment Offset Смещение

Time To Live Время жизни

Protocol Протокол верх.уров

Header Checksum Контрольная сумма

Source IP Address IP-адрес источника

Destination IP Address IP-адрес назначения

Options Параметры и выравнивания

1.Поддержка миллиардов хостов.

2.Уменьшение размера таблиц маршрутизации.

3.Упрощение протокола для ускорения обработки пакетов маршрутизаторами.

4.Лучшее обеспечение безопасности (аутентификации и конфиденциальности).

5.Уделение большего внимания типу сервиса, в частности, при передаче данных реального времени.

6.Возможность изменения положения хоста без необходимости изменять свой адрес.

7.Возможность дальнейшего развития протокола в будущем.

8.Возможность сосуществования старого и нового протоколов в течение нескольких лет.

Требования к протоколу IP-v6

1. Длина поля адреса 16 байт - обеспечивается практически неограниченный запас Интернет-адресов. 2. Простой заголовок пакета (7 полей вместо 13 у протокола IPv4). Маршрутизаторы могут быстрее обрабатывать пакеты, что повышает производительность.

3. Лучшая поддержка необязательных параметров – ускорение обработки пакетов.

4. Повышение безопасности данных (аутентификация и конфиденциальность).

5. Больше внимания уделено типу предоставляемых услуг.

Полный переход с IPv4 на IPv6 по прогнозам займет около 10 лет.

Преимущества протокола IP-v6