А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Согласно рис. 6.2 хосты расположены в разныхфизических сегментах, соединенных шлюзом X. Для этого процесс 2000передает некоторые данные модулю протокола TCP (допустим, что при!ложение использует этот транспортный протокол), указывая, что данныенеобходимо передать процессу 23 хоста В. Модуль TCP, в свою очередь,передает данные модулю IP, указывая притолько адрес хоста В. Мо!дуль IP выбирает маршрут и соответствующий ему сетевой интерфейс(если их несколько) и передает последнему данные, указывая шлюз X вкачестве промежуточного получателя.Можно заметить, что наряду с передачей данных, каждый уровень обра!ботки передает последующему некоторую управляющую информацию (IP!адрес, номер порта и т.
д.). Эта информация необходима для правильнойдоставки данных адресату. Поэтому каждый протокол формирует пакет(Protocol Data Unit, PDU), состоящий из данных, переданных модулемверхнего уровня, и заголовка, содержащего управляющую информацию.Эта управляющая информация распознается модулем того же уровня (peermodule) удаленного узла и используется для правильной обработки данныхи передачи их соответствующему протоколу верхнего уровня.На рис. 6.3 схематически показан процесс обработки данных при их пере!даче между хостами сети с использованием протоколов TCP/IP. С точкизрения процессов 23 и 2000 между ними существует коммуникационныйȾɚɧɧɚɹɜɟɪɫɢɹɤɧɢɝɢɜɵɩɭɳɟɧɚɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɦɢɡɞɚɬɟɥɶɫɬɜɨɦ%RRNVVKRSɊɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟɩɪɨɞɚɠɚɩɟɪɟɡɚɩɢɫɶɞɚɧɧɨɣɤɧɢɝɢɢɥɢɟɟɱɚɫɬɟɣɁȺɉɊȿɓȿɇɕɈɜɫɟɯɧɚɪɭɲɟɧɢɹɯɩɪɨɫɶɛɚɫɨɨɛɳɚɬɶɩɨɚɞɪɟɫɭpiracy@books-shop.comГлава 6.сети в операционной системе UNIXканал, обеспечивающий надежную и достоверную передачу потока дан!ных, внутреннюю структуру которого определяют сами процессы по пред!варительной договоренности (например, в соответствии с протоколомTelnet).
Модуль TCP хоста А обменивается сегментами данных с парнымему модулем TCP хоста В, не задумываясь о топологии сети или физиче!ских интерфейсах. Задача модулей TCP заключается в обеспечении досто!верной и последовательной передачи данных между модулями приложе!ний (процессов). TCP не интерпретирует прикладные данные и ему без!различно, передается ли в сегменте фрагмент почтового сообщения, файлили регистрационное имя пользователя.
В свою очередь модуль IP хоста Апередает данные, полученные от транспортных протоколов, модулю IPхоста В, не заботясь о надежности и последовательности передачи. Он неинтерпретирует данные TCP, поскольку его задача — правильно адресо!вать отправляемую датаграмму. Поэтому модулю IP все равно, передает лион данные TCP или UDP, управляющие сегменты или инкапсулированныеприкладные данные.Рис. 6.3.
Обработка данных в соответствии с протоколами TCP/IPРаботу модулей TCP/IP можно сравнить со сборочным конвейером: каж!дый участок выполняет определенную для него задачу, полагаясь на каче!ство работы, выполненной на предыдущем этапе.www.books-shop.comСемейство протоколов TCP/IP391Общая модель сетевого взаимодействия OSIПри знакомстве с семейством протоколов TCP/IP мы отметили уровневуюструктуру этих протоколов.
Каждый из уровней выполняет строго опреде!ленную функцию, изолируя в то же время особенности этой обработки исвязанные с ней данные от протоколов верхнего уровня. Четкое определе!ние интерфейсов между протоколами соседних уровней позволяет выпол!нять разработку и реализацию протоколов независимо, не внося измене!ний в другие модули системы. Характерным примером является интерфейсмежду протоколом IP и протоколами транспортного уровня TCP и UDP.Хотя последние выполняют различную обработку, их взаимодействие с IPидентично.Развитие сетевых технологий и связанных с ними протоколов обмена дан!ными наглядно показало необходимость стандартизации этого процесса.Вместе с тем было очевидно, что единый стандарт на все случаи жизни неможет решить подобную задачу. Очевидно также, что коммуникационнаяархитектура должна иметь модульную структуру, в которой модули обла!дают стандартными интерфейсами взаимодействия и могут подключаться всоответствии с этими интерфейсами, образуя "конвейер" обработки дан!ных.
Все это позволяет считать наиболее жизнеспособным подход, когда врамках общей модели или архитектуры сетевого взаимодействия стандар!тизируются интерфейсы и функциональность отдельных модулей.Такая общая модель была принята в 1983 году Международной организа!цией по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO),и получила название модели взаимодействия открытых систем (OpenSystems Interconnection, OSI). Эта модель является основой для объедине!ния разнородных компьютеров в гетерогенную сетевую инфраструктуру.Данная архитектура определяет возможность установления соединениямежду любыми двумя системами, удовлетворяющими модели и поддержи!вающими соответствующие стандарты.В модели OSI, как и в TCP/IP, общая функциональность системы разде!лена на несколько уровней, каждый из которых выполняет свою частьфункций, необходимых для установления соединения с парным ему уров!нем удаленной системы.
В то же время каждый из уровней выполняет оп!ределенную обработкуреализуя набор услуг для уровня выше.Описание услуг и формат их предоставления определяются внутреннимпротоколом взаимодействия соседних уровней и определяют межуровне!интерфейс.Модель OSI состоит из семи уровней, краткое описание которых приведе!но в табл. 6.1.www.books-shop.com392Глава 6.сети в операционной системе UNIXТаблицаСемь уровней модели OSIНазвание уровняУровень приложений(Application layer)Обеспечивает пользовательский интерфейс доступа краспределенным ресурсамУровень представления(Presentation layer)Обеспечивает независимость приложений от различий вспособах представления данныхУровень сеанса(Session layer)Обеспечивает взаимодействие прикладных программ всетиТранспортный уровень(Transport layer)Обеспечивает прозрачную передачу данных между ко%нечными точками сетевых коммуникаций.
Отвечает завосстановление ошибок и контроль за потоком данныхСетевой уровень(Network layer)Обеспечивает независимость верхних уровней от кон%кретной реализации способа передачи данных по физи%ческой среде. Отвечает за установление, поддержку изавершение сетевого соединенияУровень канала данных(Data link layer)Обеспечивает надежную передачу данных по физиче%ской сети. Отвечает за передачу пакетов данных — кад%ров и обеспечивает необходимую синхронизацию, обра%ботку ошибок и управление потоком данныхФизический уровень(Physical layer)Отвечает за передачу неструктурированного потока дан%ных по физической среде.
Определяет физические ха%рактеристики среды передачи данныхРассмотрим процесс передачи данных между удаленными системами врамках модели OSI. Пусть пользователю А системы С1 необходимо пере!дать данные приложению В системы С2. Обработка прикладных данныхначинается на уровне приложения. Уровень приложения передает обрабо!танные данные и управляющую информацию на следующий уровень —уровень представления и т.
д., пока данные наконец не достигнут физиче!ского уровня и не будут переданы по физической сети. Системапри!нимает эти данные и обрабатывает их в обратном порядке, начиная с фи!зического уровня и заканчивая уровнем приложения, после чего исходныеприкладные данные будут получены пользователем В.Для того чтобы каждый уровеньправильно обработать полученныеданные, последние содержат также управляющую информацию.
Этауправляющая информация интерпретируется только тем уровнем, для ко!торого она предназначена, в соответствии с его протоколом, и невидимадля других уровней: для верхних, потому что после обработки она удаляет!ся, а для нижних — потому, что представляется им как обычные данные.Благодаря этому каждый уровень по существу общается с расположеннымна удаленной системе равным (peer) ему уровнем. Таким образом, взаимо!действие между удаленными системами можно представить состоящим изнескольких логических каналов, соответствующих уровням модели, пере!дача данных в каждом из которых определяется протоколом своего уровня.www.books-shop.com393Протокол IPТак физический уровень и уровень канала данных обеспечивают комму!никационный канал сетевому уровню, который, в свою очередь, предос!тавляет связность объектам транспортного уровня и т. д.Нетрудно заметить, что модель TCP/IP отличается от модели OSI. Нарис.
6.4 показана схема отображения архитектуры TCP/IP на модель OSI.Видно, что соответствие существует для уровня Internet (сетевой уровень)и транспортного уровня. Уровни сеанса, представления и приложений OSIв TCP/IP представлены одним уровнем приложений. Обсуждение соответ!ствия двух моделей носит весьма теоретический характер, поэтому мы пе!рейдем к более ценному для практики обсуждению прекрасно зарекомен!довавших себя протоколов Internet.TCP/IPOSIУровень приложений(Application layer)Уровень приложений(Application layer)Уровень представления(Presentation layer)Уровень сеанса(Session layer)Транспортный уровень(Host%to%Host layer)Транспортный уровень(Transport layer)Уровень Internet(Internet layer)Сетевой уровень(Network layer)Уровень сетевогоУровень канала данных(Data link layer)(Network interface layer)Физический уровень(Physical layer)Рис.
6.4. Соответствие между моделями TCP/IF и OSIПротокол IPМежсетевой протокол (Internet Protocol, IP) обеспечивает доставку фраг!мента данныхот источника к получателю через систему свя!занных между собой сетей. В протоколе IP отсутствуют функции подтвер!ждения, контроля передачи, сохранения последовательности передаваемыхи т. д. В этом смысле протокол IP обеспечивает потенциальноненадежную передачу. Надежность и прочие функции, отсутствующие уIP, при необходимости реализуются протоколами верхнего уровня. На!пример, протокол TCP дополняет IP функциями подтверждения и управ!ления передачей, позволяя приложениям (или протоколам более высокогоwww.books-shop.comГлава 6.сети в операционной системе UNIXуровня) рассчитывать на получение упорядоченного потока данных, сво!бодных от ошибок. Эта функциональность может быть реализована и про!токолами более высокого уровня, как например это сделано в реализациираспределенной файловой системы NFS, традиционно работающей на базе"ненадежного" транспортного протокола UDP.
При этом работа NFS в це!лом является надежной.В рамках модели OSI протокол IP занимает 3!й уровень и, таким образом,взаимодействует с протоколами управления передачей снизу и транспорт!ными протоколами сверху. В рамках этой модели IP выполняет три основ!ные функции: адресацию, фрагментацию и маршрутизацию данных.Данные, формат которых понятен протоколу IP, носят название дата!граммы (datagram), вид которой приведен на рис. 6.5.состоитиз заголовка, содержащего необходимую управляющую информацию длямодуля IP, и данных, которые передаются от протоколов верхних уровнейи формат которых неизвестен IP. Вообще говоря, терминобычно используется для описания пакета данных, передаваемого по сетибез установления предварительной связи (connectionless).ЗаголовокЗаголовокUDP или TCPПрикладные данныеилиТСР%сегментРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
