2011. Машбук (1114722), страница 23

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

Текст из файла (страница 23)

Поэтому необходима стандартизация. Следующий этапстандартизации связан с появлением Unix, что дало стимул к многоуровневой79стандартизации интерфейсов ОС (от стандартизации интерфейсов системных вызовов достандартизации интерфейсов систем обработки команд). Проявился стандарт POSIX(Portable Operating System Interface), который сейчас используется при разработкеоперационных систем.Далее речь пойдет об одном аспекте сетевого взаимодействия, который во многомявляется ключевым, причем важность этого аспекта прослеживается очень давно — смомента появления компьютерных сетей и их массового распространения. Этот аспектсвязан со стандартизацией, применяемой в вычислительной технике.На сегодняшний день почти все производственные или технологические процессы,которыми пользуется человек, строятся на достаточно глубокой эшелонированнойстандартизации.

Стандартизация позволяет современным производствам и организациямпроизводственных процессов быть развиваемыми, ремонтоспособными, обслуживаемыми.Изначально компьютерные сети развивались на основе терминальных комплексов,которые строились по внутрикорпоративным правилам.

Такие сети использовали «свои»корпоративные стандарты на подключение оборудования, на передачу данных, на правилавзаимодействия компьютеров и программ в сети.Развитие сетей определило массовость их использования. Возникла необходимостьсоздания сетей, которые могли бы достаточно прочно расширяться без привлечениясущественных переделок, взаимодействовать друг с другом, модернизироваться, вкоторых могло бы меняться ПО, добавляться новые службы. Всё это приводит кнеобходимости стандартизации в компьютерных сетях. В связи с этим появился целыйспектр моделей организации сетей (т.н. «открытых» сетей), в основе которыхиспользуется модель системы открытых интерфейсов (OSI — Open SystemsInterconnection), предложенная Международной организацией по стандартизации(ISO — International Organization for Standardization).

Работа над созданием этой моделивелась с середины 70-х гг. по середину 80-х гг. прошлого века. Целью разработки этоймодели было построение стандарта, на основе которого можно было создаватькомпьютерные сети, открытые к расширению и модификации.

Стоит отметить, что модельISO/OSI является в некотором смысле не стандартом, а рекомендацией, которая в полномобъёме никогда нигде не была реализована. Однако, подобно принципам фон Неймана,важность этой модели трудно переоценить. Модель ISO/OSI рассматривает сеть ивзаимодействие компьютеров в сети в виде семи функциональных уровней (Рис. 66).Данная модель основана на анализе исторического развития реальных компьютерныхсетей.807.

Прикладной уровень6. Уровень представления5. Сеансовый уровень4. Транспортный уровень3. Сетевой уровень2. Канальный уровень1. Физический уровеньРис. 66. Модель организации взаимодействия в сети ISO/OSI.Уровни этой модели располагаются от физической среды передачи данных доприкладного уровня. При этом предполагается, что взаимодействие в сети можетосуществляться между одноимёнными (одноранговыми) уровнями.

Для осуществленияэтого взаимодействия используются протоколы.Протокол — это формальное описание сообщений и правил, по которым сетевыеустройства (вычислительные системы) осуществляют обмен информацией. Такимобразом, протокол обеспечивает взаимодействие в сети между различными сетевымиустройствами на одноимённых уровнях. Любой из уровней может содержатьпроизвольное число протоколов, но общаться могут лишь протоколы одного уровня.Также под протоколом будут пониматься правила взаимодействия одноименных, илиодноранговых, уровней.Интерфейс — правила взаимодействия вышестоящего уровня с нижестоящим.Служба или сервис — набор операций, предоставляемых нижестоящим уровнемвышестоящему.Стек протоколов — перечень разноуровневых (от первого до максимальногореализованного) протоколов, реализованных в системе.

Стек может быть произвольнойглубины, т.е. в нем, возможно, не будут представлены протоколы некоторых уровнеймодели ISO/OSI.При осуществлении взаимодействия информация должна быть сначала передана стекущего на первый уровня на данном сетевом устройстве, затем передана покоммуникационной среде, принята на другом сетевом устройстве, и, наконец, поднята досоответствующего уровня на другом сетевом устройстве. Схема логическоговзаимодействия сетевых устройств по i-ому протоколу приведена на Рис.

67.Теперь более детально рассмотрим назначение каждого уровня.Физический уровень. На этом уровне обеспечивается непосредственно передачанеструктурированного потока двоичной информации. Для передачи используетсяконкретная физическая среда (кабель, радиоволны и т.п.). На данном уровнедекларируется стандартизация сигналов и соединений.Канальный уровень (или уровень передачи данных). На этом уровне решаютсязадачи обеспечения передачи данных по физической линии, обеспечения доступностифизической линии, обеспечения синхронизации (например, передающего ипринимающего узлов), а также задачи по борьбе с ошибками.

Канальный уровеньманипулирует порциями данных, которые называются кадрами. В кадрах присутствуетизбыточная информация для фиксации и устранения ошибок. Таким образом, основная81задача канального уровня – обеспечение надёжной линии связи. На канальном уровнетакже может решаться задача внутренней адресации устройств в локальной сети.Сетевой уровень. На этом уровне решаются задачи взаимодействия сетей:обеспечивается управление операциями сети (в т.ч.

адресация абонентов, маршрутизация),а также обеспечивается связь между взаимодействующими сетевыми устройствами.Также на этом уровне происходит управление движением пакетов, и при необходимостиподдерживается их буферизация.Транспортный уровень. На данном уровне обеспечивается корректнаятранспортировка данных и взаимодействие между программой-отправителем ипрограммой-получателем данных, т.е. обеспечивается программное взаимодействие (а невзаимодействие устройств). На этом же уровне принимается решение о выборе типатранспортных услуг (транспортировка данных с установлением виртуального канала илиже без оного). В случае установления виртуального канала осуществляется контроль зафактом доставки и обработка ошибок (при этом взаимодействие программы-отправителяи программы-получателя обеспечивается в терминах сообщений).

Если же виртуальныйканал не устанавливается, то уровень не несет ответственности за доставку пакетов. Натранспортном уровне может обеспечиваться выявление и исправление ошибок припередаче.Сеансовый уровень. Этот уровень обеспечивает управление сеансами связи. Наэтом уровне решаются задачи определения активной стороны, подтвержденияполномочий и паролей, а также решаются задачи организации меток, или контрольныхточек по сеансу, которые отражают состояние сеанса связи и позволяют в случаевозникновения сбоя восстанавливать сеанс с последней контрольной точки (т.е.

повторятьпередачу не с начала, а с последней установленной контрольной точки).Уровень представления данных обеспечивает унификацию используемых в сетикодировок и форматов передаваемых данных.Прикладной уровень (уровень прикладных программ). На этом уровнеформализуются правила взаимодействия с прикладными системами (например, с веббраузером). Ради этого уровня выстраивается вся структура организации сетевоговзаимодействия.протоколiii-1интерфейсi-1……2211Сетевое устройство 1Сетевое устройство 2Рис. 67. Логическое взаимодействие сетевых устройств по i-ому протоколу.1.2.11 Семейство протоколов TCP/IP.

Соответствие модели ISO/OSIРассмотрим еще одну модель организации сетевого взаимодействия — семействопротоколов TCP/IP (Рис. 68). Это классическая четырехуровневая модель организации82сетевого взаимодействия. Протоколы семейства TCP/IP основаны на сети коммутациипакетов. Изначально данные протоколы были разработаны как стандарт военныхпротоколов в агентстве перспективных разработок DARPA министерства обороны США.Цель этой разработки – создание устойчивой децентрализованной сети, которая могла быфункционировать в коммуникационной среде, имеющей недетерминированнуюнадёжность и производительность.

В итоге, агентство DARPA разработало сетьARPANET, которая в своем развитии легла в основу современной сети Internet (посколькуэто семейство протоколов было интегрировано в ОС BSD Unix).4. Уровень прикладных программ3. Транспортный уровень2. Межсетевой уровень1. Уровень доступа к сетиРис.

Характеристики

Список файлов лекций