Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка, страница 32

4.! 2. Стек протоколов 1РХ/ЗРХ ПРИМЕЧАНИЕ До 1996 года стек! РХ/ЗРХ был бесспорным мировым лидером по числу установленных копий. во затем картина резко изменилась — стек ТСР/1Р по темпам роста числа установок намного стал опережать другие стеки, а с 1998 года вышел в лидеры н в абсолютном выражении.

Многие особенности стека 1РХ/БРХ обусловлены ориентацией ранних версий ОС НегЪтагс на работу в локальных сетях небольших размеров, состоящих из персональных компьютеров со скромными ресурсами. Понятно, что для таких компьютеров компании Л!отей нужны были протоколы, на реализацию которых требовалось бы минимальное количество оперативной памяти (ограниченной в 1ВМ-совместимых компьютерах под управлением МЯ-1)ОЯ объемом 640 Кбайт) и которые бы быстро работали на процессорах небольшой Стандартизация сетей вычислительной мощности. В результате протоколы стека 1РХ/БРХ до недавнего времени отлично справлялись с работой в локальных сетях.

Однако в крупных корпоративных сетях они слишкгэв перегружали медленные глобальные связи широковещательными пакетами, интенсивно использующимися несколькими протоколами этого стека, например протоколом БАР Это обстоятельство, а также тот факт, что стек 1РХ/ЯРХ является собственностью фирмы Хочей и на его реализацию нужно получать лицензию (то есть открытые спецификации не поддерживались), долгое время ограничивали распространенность его только сетями ХеЛ)аге.

Стек НОВ!08/ВМВ Стек ХесВ!ОЯ/ЯМВ является совместной разработкой компаний 1ВМ и М!сгозо! (рис. 4.13). На физическом и канальном уровнях этого стека также задействованы уже получившие распространение протоколы, такие как ЕГ!тегпеС, То!геп П!пя, Р!И)1, а на верхних уровнях — специфические протоколы ХеСВЕ(!! и ЯМВ. Уроанэ модели Озг Рис. 4.13.

Стек МегВЮЗ/ЗМВ Протокол Хегжог1г Вээ!с 1прцг/Оцгрцс Бузтеш (ХесВЮБ) появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода-вывода (В!03) 1ВМ РС для сетеаой программы РС Хестчогк фирмы 1ВМ. В дальнейшем этот протокол был заменен так называемым протоколом расширенного пользовательского интерфейса ХеГВЕ(Л (ХетВ! Оэ Ехгепдед (!зуг 1пгег(эсе). Для совместимости приложений в качестве интерфейса х протоколу ХегВЕ()1 был сохранен интерфейс ХеСВЮБ. ХесВЕШ разрабатывался как эффективный протокол, потребляющий немного ресурсов и предназначенный для сетей, насчитывающих не более 200 рабочих станций.

Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к транспортному и сеансовому уровням модели 081, однако с его помощью невозмолсна маршрушмтацил пакетов. Это ограничивает при- Глава 4. Архитектура и стандартизация сетей менение протокола л)еГВЕ131 локальными сетями, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в составных сетях. Протокол Бегуег Меэзайе В!ос)г (БМВ) поддерживает функции сеансового уровня, уровня представления и прикладного уровня. На основе ЯМВ реализуется файловая служба, а также службы печати и передачи сообщений между приложениями.

Стек ТСР/1Р Стек ТСР/1Р был разработан по инициативе Министерства обороны США более 20 лет назад для связи экспериментальной сети АКРАпес с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Большой вклад в развитие стека ТСР/1Р который получил свое название по популярным протоколам 1Р н ТСР внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС 1)шх. Популярность этой операционной системы привела к широкому распространению протоколов ТСР, 1Р и других протоколов стека.

Сегодня этот стек используется для связи компьютеров в Интернете, а также в огромном числе корпоративных сетей. Мы подробно рассмотрим этот стек протоколов в части Ж, посвященной сетям ТСР/1 Р. Соответствие популярных стеков протоколов модели 081 На рис. 4.14 показано, в какой степени популярные стеки протоколов соответствуют рекомендациям модели 051.

!как мы видим, часто это соответствие весьма условно. В болыпинстве случаев разработчики стеков отдавали предпочтение скорости работы сети в ущерб модульности — ни один стек, кроме стека ОЯ1, не разбит на семь уровней. Чаще всего в стеке явно выделяются 3-4 уровня: уровень сетевых адаптеров, в котором реализуются протоколы физического и канального уровней, сетевой уровень, транспортный уровень и уровень служб, вбирающий в себя функции сеансового уровня, уровня представления и прикладного уровня. Структура стеков протоколов часто не соответствует рекомендуемому моделью ОВ! разбиению на уровни и по другим причинам.

Давайте вспомним, чем характеризуется идеальная многоуровневая декомпозиция. С одной стороны, необходимо соблюсти принцип иерархии: каждый вышележащий уровень обршцается с запросами только к нижележащему, а нижележащий предоставляет свои сервисы только непосредственно соседствующему с ним вышележащему В стеках протоколов это приводит к тому, что Р!)1) вышележшцего уровня всегда инкапсулируется в Р!И) нижележащего. С другой же стороны, идеальная многоуровневая декомпозиция предполагает, что все модули, отнесенные к одному уровню, ответственны за решение обшей для всех них задачи.

Однако эти требования часто вступают в противоречие. Например, основной функцией протоколов сетевого уровця стека ТСР/1Р (так же как и сетевого уровня ОБ!) является передача пакетов через составную сеть. Для решения этой задачи в стеке ТСР/1 Р предусмотрено несколько протоколов: протокол продвижения 1Р-пакетов и протоколы маршрутизации ИР, ОЯРР и др. Если считать признаком принадлежности к одному и тому же уровню общность решаемых задач, то, очевидно, протокол 1Р и протоколы маршрутизации должны быть отнесены к одному уровню.

Вместе с тем, если принять во внимание, что сообщения протокола ИР инкапсулируются в 1) Эр-дейтаграммы, а сообщения протокола ОБРР— Информационные н транспортные услуги в 1Р-пакеты, то, следуя формально принципу иерархической организации стека, ОЗРР следовало бы отнести к транспортному, а К1Р— к прикладному уровню. На практике же протоколы маршрутизации обычно включают в сетевой уровень.

Стек 08! !ВЬУМ!спася ТСРЛР Моте!! Модель 08! Рис. Я ЛЯ. Соответствие попупярных отеков протоколов модели 08! Информационные и транспортные услуги Услуги компьютерной сети можно разделить на две категории: [3 транспортные УСлуги; П информационные услуги. Травспортвые услуги состоят в передаче информации между пользователями сети в некэкеивом виде. При этом сеть принимает информацию от пользователя на одном иэ своих юперфейсов, передает ее через промежуточные коммутаторы и выдает другому пользователю через другой интерфейс.

При оказании транспортных услуг сеть не вносит никаких кэценевий в передаваемую информацию, передавая ее получателю в том виде, в котором оэа поступила в сеть от отправителя. Примером транспортной услуги глобальных сетей является объединение локальных сетей клиентов. Икфсрмационные услуги состоят в предоставлении пользователю некоторой новой ккформацни.

Информационная услуга всегда связана с операциями по обработке инфорцацкв: хранению ее'в некотором упорядоченном виде (файловая система, база данных), пакску нужной информации и преобразованию информации. Информационные услуги гушестзовэли и до появления первых компьютерных сетей, например справочные услуги телефонной сети. С появлением компьютеров информационные услуги пережили ревокюцаю, так как компьютер и был изобретен для автоматической программной обработки Глава 4. Архитектура и стандартизация сетей информации. Для оказания информационных услуг применяются различные информационные технологии: программирование, управление базами данных и файловыми архивами, веб-сервис, электронная почта. В телекоммуникационных сетях «докомпьютерной» эры всегда преобладали транспортные услуги. Основной услугой телефонной сети была передача голосового графика между абонентами, в то время как справочные услуги были дополнительными.

В компьютерных сетях одинаково важны обе категории услуг. Эта особенность компьютерных сетей сегодня отражается на названии нового поколения телекоммуникационных сетей, которые появляются в результате конвергенции сетей различных типов. Такие сети все чаше стали называть инфокоммуникациоинымн. Это название пока не стало общеупотребительным, но оно хорошо отражает новые тенденции, включая обе составляющие услуг на равных правах.

Деление услуг компьютерных сетей на две категории проявляется во многих аспектах. Существует, например, четкое деление специалистов в области компьютерных сетей на специалистов информационных технологий и сетевых специалистов. К первой категории относятся программисты, разработчики баз данных, администраторы операционных систем, веб-дизайнеры, словом, все, кто имеет дело с разработкой и обслуживанием программного и аппаратного обеспечения компьютеров. Вторая категория специалистов занимается транспортными проблемами сети. Эти специалисты имеют дело с каналами связи и коммуникационным оборудованием, таким как коммутаторы, маршрутизаторы и концентраторы. Они решают проблемы выбора топологии сети, выбора маршрутов для потоков трафика, определения требуемой пропускной способности каналов связи и коммуникационных устройств и другими проблемами, связанными только с передачей графика через сап .

Безусловно, каждой категории специалистов необходимо знать проблемы и методы смежной области. Специалисты, занимающиеся разработкой распределенных приложений, должны представлять, какие транспортные услуги они могут получить от сети для организации взаимодействия отдельных частей своих приложений.

Например, программист должен понимать, какая из двух предлагаемых стеком ТСР/! Р транспортных услуг, реализуемых протоколами ТСР и 1ЛЭР, подходит наилучшим образом его приложению. Аналогично, разработчики транспортных средств сети при передаче трафика должны стремиться по максимуму учитывать требования приложений. Тем не менее специализация в области информационных технологий сохраняется, отражая двойственное назначение компьютерных сетей. Деление услуг сети на транспортные и информационные сказывается и на организации стека протоколов, и на распределении протоколов различных уровней по элементам сети.

Распределение протоколов по элементам сети На рис. 4.15 показаны основные элементы компьютерной сети: конечные узлы — компьютеры и промежуточные узлы — коммутаторы и маршрутизаторы. Из рисунка видно, что полный стек протоколов реализован только на конечных узлах, а промежуточные узлы поддерживают протоколы всего трех нижних уровней. Это объясняется тем, что коммуникационным устройствам для продвижения пакетов достаточно функциональности нижних трех уровней. Более того, коммуникационное устройство может поддерживать только протоколы двух нижних уровней или даже одного физического уровня — это зависит от типа устройства. Информационные и транспортные уолути Рмо.