Модель OSI (1031653), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

А вот в двухсегментной сети Ethernet, объединенной мостом, реализация SNMP над канальным уровнем будет вполне работоспособна.Тем не менее, для обеспечения качественной транспортировки сообщений в сетяхлюбых топологий и технологий функций канального уровня оказывается недостаточно,поэтому в модели OSI решение этой задачи возлагается на два следующих уровня - сетевой и транспортный.Сетевой уровень.

Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единойтранспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами иобладать произвольной структурой связей.

Функции сетевого уровня достаточно разнообразны. Начнем их рассмотрение на примере объединения локальных сетей.Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данныхмежду любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией, напримертопологией иерархической звезды. Это очень жесткое ограничение, которое не позволяетстроить сети с развитой структурой, например, сети, объединяющие несколько сетейпредприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами.

Можно было бы усложнять протоколы канального уровня дляподдержания петлевидных избыточных связей, но принцип разделения обязанностей между уровнями приводит к другому решению. Чтобы с одной, стороны сохранить простотупроцедур передачи данных для типовых топологий, а с другой допустить использованиепроизвольных топологий, вводится дополнительный сетевой уровень.На сетевом уровне сам термин сеть наделяют специфическим значением. В данномслучае под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачиданных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в томслучае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличныйот принятого в протоколах канального уровня.Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами.

Маршрутизатор - это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня всеть назначения. Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети,получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями, или хопов (от hop - прыжок), каждый раз выбирая подходящий маршрут.

Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.На рис. 3.4 показаны четыре сети, связанные тремя маршрутизаторами. Между узлами А и В данной сети пролегают два маршрута: первый через маршрутизаторы 1 и 3, авторой через маршрутизаторы 1, 2 и 3.Рис. 3.4. Пример составной сетиПроблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией, и ее решение является одной из главных задач сетевого уровня. Эта проблема осложняется тем, что самыйкороткий путь не всегда самый лучший.

Часто критерием при выборе маршрута являетсявремя передачи данных по этому маршруту; оно зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может изменяться с течением времени. Некоторые алгоритмы маршрутизации пытаются приспособиться к изменению нагрузки, в товремя как другие принимают решения на основе средних показателей за длительное время. Выбор маршрута может осуществляться и по другим критериям, например надежности передачи.В общем случае функции сетевого уровня шире, чем функции передачи сообщенийпо связям с нестандартной структурой, которые мы сейчас рассмотрели на примере объединения нескольких локальных сетей. Сетевой уровень решает также задачи согласованияразных технологий, упрощения адресации в крупных сетях и создания надежных и гибкихбарьеров на пути нежелательного трафика между сетями.Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами (packets).

При организациидоставки пакетов на сетевом уровне используется понятие "номер сети". В этом случаеадрес получателя состоит из старшей части - номера сети и младшей - номера узла в этойсети. Все узлы одной сети должны иметь одну и ту же старшую часть адреса, поэтомутермину "сеть" на сетевом уровне можно дать и другое, более формальное определение:сеть - это совокупность узлов, сетевой адрес которых содержит один и тот же номер сети.На сетевом уровне определяются два вида протоколов. Первый вид - сетевые протоколы (routed protocols) - реализуют продвижение пакетов через сеть. Именно эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня.

Однако часто ксетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемых протоколами обмена маршрутной информацией или просто протоколами маршрутизации (routing protocols). Спомощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений. Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов.На сетевом уровне работают протоколы еще одного типа, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети.

Такиепротоколы часто называют протоколами разрешения адресов - Address Resolution Protocol,ARP. Иногда их относят не к сетевому уровню, а к канальному, хотя тонкости классификации не изменяют их сути.Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.Транспортный уровень. На пути от отправителя к получателю пакеты могут бытьискажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Транспортный уровень (Transport layer) обеспечивает приложениям или верхним уровням стека - прикладному и сеансовому - передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.

Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколамичерез общий транспортный протокол, а главное - способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, с одной стороны, тем, вкакой степени задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем транспортный, уровней, а с другой стороны, этот выбор зависит от того, насколько надежной является система транспортировки данных в сети, обеспечиваемая уровнями, расположенными ниже транспортного - сетевым, канальным и физическим.

Так, например, если качество каналов передачи связи очень высокое и вероятность возникновения ошибок, не обнаруженных протоколами более низких уровней, невелика, то разумно воспользоваться одним из облегченных сервисов транспортного уровня, не обремененных многочисленными проверками, квитированием и другими приемамиповышения надежности. Если же транспортные средства нижних уровней изначальноочень ненадежны, то целесообразно обратиться к наиболее развитому сервису транспортного уровня, который работает, используя максимум средств для обнаружения и устранения ошибок, - с помощью предварительного установления логического соединения, контроля доставки сообщений по контрольным суммам и циклической нумерации пакетов,установления тайм-аутов доставки и т.п.Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуютсяпрограммными средствами конечных узлов сети - компонентами их сетевых операционных систем.

В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколыTCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell.Протоколы нижних четырех уровней обобщенно называют сетевым транспортомили транспортной подсистемой, так как они полностью решают задачу транспортировкисообщений с заданным уровнем качества в составных сетях с произвольной топологией иразличными технологиями. Остальные три верхних уровня решают задачи предоставления прикладных сервисов на основании имеющейся транспортной подсистемы.Сеансовый уровень. Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управлениедиалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предостав-ляет средства синхронизации.

Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функцииэтого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одномпротоколе.Представительный уровень. Представительный уровень (Presentation layer) имеетдело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом еесодержания.

За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощьюсредств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрованиеданных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всехприкладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer(SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладногоуровня стека TCP/IP.Прикладной уровень.

Характеристики

Список файлов учебной работы