Модель OSI (1031653), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Прикладной уровень (Application layer) - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сетиполучают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощьюпротокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень,обычно называется сообщением (message).Существует очень большое разнообразие служб прикладного уровня. Приведем вкачестве примера хотя бы несколько наиболее распространенных реализаций файловыхслужб: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS,FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.Сетезависимые и сетенезависимые уровни.
Функции всех уровней модели OSIмогут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретнойтехнической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями.Три нижних уровня - физический, канальный и сетевой - являются сетезависимыми,то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием. Например, переход на оборудование FDDIозначает полную смену протоколов физического и канального уровней во всех узлах сети.Три верхних уровня - прикладной, представительный и сеансовый - ориентированына приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. На протоколы этих уровней не влияют какие бы то ни было изменения в топологии сети, заменаоборудования или переход на другую сетевую технологию.
Так, переход от Ethernet навысокоскоростную технологию 100VG-AnyLAN не потребует никаких изменений в программных средствах, реализующих функции прикладного, представительного и сеансового уровней.Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних. Это позволяет разрабатывать приложения, не зависящие от технических средств непосредственной транспортировки сообщений.На рис. 3.5 показаны уровни модели OSI, на которых работают различные элементысети. Компьютер с установленной на нем сетевой ОС взаимодействует с другим компьютером с помощью протоколов всех семи уровней.
Это взаимодействие компьютеры осуществляют опосредовано через различные коммуникационные устройства: концентраторы, модемы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. В зависимости оттипа коммуникационное устройство может работать либо только на физическом уровне(повторитель), либо на физическом и канальном (мост), либо на физическом, канальном исетевом, иногда захватывая и транспортный уровень (маршрутизатор). На рис. 3.6 показано соответствие функций различных коммуникационных устройств уровням модели OSI.Рис. 3.5. Сетезависимые и сетенезависимые уровни модели OSIРис. 3.6. Соответствие функций различных устройств сети уровням модели OSIМодель OSI представляет хотя и очень важную, но только одну из многих моделейкоммуникаций. Эти модели и связанные с ними стеки протоколов могут отличаться количеством уровней, их функциями, форматами сообщений, службами, поддерживаемыми наверхних уровнях, и прочими параметрами.3.4.
Стандартные стеки коммуникационных протоколовВажнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей является стандартизация коммуникационных протоколов. В настоящее время в сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA и OSI. Все эти стеки,кроме SNA на нижних уровнях - физическом и канальном, - используют одни и те же хорошо стандартизованные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру.
Зато на верхнихуровнях все стеки работают по своим собственным протоколам. Эти протоколы часто несоответствуют рекомендуемому моделью OSI разбиению на уровни. В частности, функции сеансового и представительного уровня, как правило, объединены с прикладнымуровнем. Такое несоответствие связано с тем, что модель OSI появилась как результатобобщения уже существующих и реально используемых стеков, а не наоборот.Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США более 20лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общихпротоколов для разнородной вычислительной среды.
Большой вклад в развитие стекаTCP/IP, который получил свое название по популярным протоколам IP и TCP, внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Популярностьэтой операционной системы привела к широкому распространению протоколов TCP, IP идругих протоколов стека. Сегодня этот стек используется для связи компьютеров всемирной информационной сети Internet, а также в огромном числе корпоративных сетей.Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей - это Ethernet, Token Ring, FDDI, дляглобальных - протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линияхSLIP, PPP, протоколы территориальных сетей Х.25 и ISDN.Основными протоколами стека, давшими ему название, являются протоколы IP иTCP.
Эти протоколы в терминологии модели OSI относятся к сетевому и транспортномууровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по составной сети, a TCPгарантирует надежность его доставки.За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IPвобрал в себя большое количество протоколов прикладного уровня. К ним относятся такие популярные протоколы, как протокол пересылки файлов FTP, протокол эмуляциитерминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сетиInternet, гипертекстовые сервисы службы WWW и многие другие.Сегодня стек TCP/IP представляет собой один из самых распространенных стековтранспортных протоколов вычислительных сетей.
Действительно, только в сети Internetобъединено около 10 миллионов компьютеров по всему миру, которые взаимодействуютдруг с другом с помощью стека протоколов TCP/IP.Стремительный рост популярности Internet привел и к изменениям в расстановкесил в мире коммуникационных протоколов - протоколы TCP/IP, на которых построенInternet, стали быстро теснить бесспорного лидера прошлых лет - стек IPX/SPX компанииNovell. Сегодня в мире общее количество компьютеров, на которых установлен стекTCP/IP, сравнялось с общим количеством компьютеров, на которых работает стекIPX/SPX, и это говорит о резком переломе в отношении администраторов локальных сетей к протоколам, используемым на настольных компьютерах, так как именно они составляют подавляющее число мирового компьютерного парка и именно на них раньше почтивезде работали протоколы компании Novell, необходимые для доступа к файловым серверам NetWare.
Процесс становления стека TCP/IP в качестве стека номер один в любых типах сетей продолжается, и сейчас любая промышленная операционная система обязательно включает программную реализацию этого стека в своем комплекте поставки.Хотя протоколы TCP/IP неразрывно связаны с Internet и каждый из многомиллионной армады компьютеров Internet работает на основе этого стека, существует большое ко-личество локальных, корпоративных и территориальных сетей, непосредственно не являющихся частями Internet, в которых также используют протоколы ТСP/IР.
Чтобы отличать их от Internet, эти сети называют сетями TCP/IP или просто IP-сетями.Поскольку стек TCP/IP изначально создавался для глобальной сети Internet, он имеет много особенностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами, когдаречь заходит о построении сетей, включающих глобальные связи. В частности, очень полезным свойством, делающим возможным применение этого протокола в больших сетях,является его способность фрагментировать пакеты.
Действительно, большая составнаясеть часто состоит из сетей, построенных на совершенно разных принципах. В каждой изэтих сетей может быть установлена собственная величина максимальной длины единицыпередаваемых данных (кадра). В таком случае при переходе из одной сети, имеющейбольшую максимальную длину, в сеть с меньшей максимальной длиной может возникнуть необходимость деления передаваемого кадра на несколько частей. Протокол IP стекаTCP/IP эффективно решает эту задачу.Другой особенностью технологии TCP/IP является гибкая система адресации, позволяющая более просто по сравнению с Другими протоколами аналогичного назначениявключать в интерсеть сети других технологий. Это свойство также способствует применению стека TCP/IP для построения больших гетерогенных сетей.В стеке TCP/IP очень экономно используются возможности широковещательныхрассылок. Это свойство совершенно необходимо при работе на медленных каналах связи,характерных для территориальных сетей.Однако, как и всегда, за получаемые преимущества надо платить, и платой здесьоказываются высокие требования к ресурсам и сложность администрирования IP-сетей.Мощные функциональные возможности протоколов стека TCP/IP требуют для своей реализации высоких вычислительных затрат.
Гибкая система адресации и отказ от широковещательных рассылок приводят к наличию в IP-сети различных централизованных службтипа DNS, DHCP и т.п. Каждая из этих служб направлена на облегчение администрирования сети, в том числе и на облегчение конфигурирования оборудования, но в то же времясама требует пристального внимания со стороны администраторов.Можно приводить и другие доводы за и против стека протоколов Internet, однакофакт остается фактом - сегодня это самый популярный стек протоколов, широко используемый как в глобальных, так и локальных сетях.Стек IPX/SPX. Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмыNovell, разработанным для сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
