answers2010 (1131265), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Транспортный уровень также отвечает за установление и разрыв транспортного соединения в сети. Транспортный уровень также должен предотвращать «захлебывание» получателя в случае «очень быстро говорящего» отправителя. Механизм для этого называется управление потоком.
Уровень сессии позволяет пользователям на А-машинах (напомним, что пользователем может быть программа) устанавливать между собой сессии. Сессия позволяет передавать данные, как это может делать транспортный уровень, но, кроме того, этот уровень имеет более сложный сервис, полезный в некоторых приложениях. Например, он может осуществлять вход в удаленную систему, передавать файл между двумя приложениями и т.п.
Один из видов услуг на этом уровне - управление диалогом. Другой вид сервиса на этом уровне - управление маркером. Другим примером сервиса на этом уровне является синхронизация. Пусть нам надо передать такой файл, что его пересылка займет два часа, между машинами, время наработки на отказ у которых - один час. Уровень сессии позволяет расставлять контрольные точки. В случае отказа одной из машин передача возобновится с последней контрольной точки.
Уровень представления предоставляет решения для часто возникающих проблем, чем облегчает участь пользователей. В основном это проблемы семантики и синтаксиса передаваемой информации. Данный уровень имеет дело с информацией, а не с потоком битов.
Типичным примером услуги на этом уровне является унифицированная кодировка данных. Уровень представления работает со структурами данных в абстрактной форме, преобразует это представление во внутреннее для конкретной машины и из внутреннего, машинного представления, в стандартное представление для передачи по сети.
Уровень приложений обеспечивает работу часто используемых протоколов.
Эталонная модель TCP/IP.
Свое название она получила по именам двух основных протоколов: TCP - протокол управления передачей (Transmission Control Protocol), и IP - межсетевой протокол (Internet Protocol).
связь должна поддерживаться до тех пор, пока источник информации и получатель информации работоспособны. Архитектура сети не должна ограничивать приложения, начиная от простой передачи файлов до передачи речи и изображения в реальном времени.
В силу вышеперечисленных требований выбор организации транспортной среды был очевиден: сеть с коммутацией пакетов с межсетевым уровнем без соединений. Этот уровень называется межсетевым уровнем. Он является основой всей архитектуры. Его назначение - обеспечить доставку пакетов, движущихся в сети независимо друг от друга, даже если получатель принадлежит другой сети. Причем пакеты могут поступать к получателю не в том порядке, в котором они были посланы. Упорядочить их в надлежащем порядке - задача вышележащего уровня. Межсетевой уровень определяет межсетевой протокол IP и формат пакета.
Над межсетевым уровнем расположен транспортный уровень. Как и в МОС-модели, его задача - обеспечить связь «точка-точка» между двумя равнозначными активностями. В рамках TCP/IP модели было разработано два транспортных протокола. Первый - TCP (Transmission Control Protocol) - надежный протокол с соединением. Он получает поток байт, фрагментирует его на отдельные сообщения и передает их на межсетевой уровень. На машине-получателе равнозначная активность TCP-протокола собирает эти сообщения в поток байтов. TCP-протокол также обеспечивает управление потоком.
Второй протокол - UDP (User Datagram Protocol). Это ненадежный протокол без соединения для тех приложений, которые используют свои механизмы фрагментации и управления потоком. Он часто используется для передачи коротких сообщений в клиент-серверных приложениях, а также там, где скорость передачи важнее ее точности.
Над транспортным протоколом располагается уровень приложений. Этот уровень включает следующие приложения: виртуальный терминал - TELNET, передачу файлов - FTP, электронную почту - SMTP. Позднее к ним добавились: служба имен домена - DNS (Domain Name Service), отображающая логические имена хост-машин на их сетевые адреса, протокол для передачи новостей - NNTP и протокол для работы с гипертекстовыми документами во Всемирной паутине - HTTP.
Под межсетевым уровнем в TCP/IP-модели великая пустота. Модель ничего не говорит, что там происходит, кроме того, что хост-машина должна быть связана с сетью через некоторый протокол. Никаких ограничений на этот протокол, равно как и рекомендаций нет.
Сравнение моделей МОС и TCP/IP.
Обе имеют уровневую организацию, поддерживают понятие стека протоколов. Назначение их уровней примерно одинаково. Все уровни от транспортного и ниже используют протоколы для поддержки взаимодействия типа «точка-точка», не зависящего от организации сети. Все уровни выше транспортного ориентированы на приложения.
В модели МОС центральными являются три понятия:
• сервис
• интерфейс
• протокол
Сервис определяет, что делает уровень, но ничего не говорит, как. Интерфейс уровня определяет для вышележащего уровня доступ к сервису. Протокол определяет реализацию сервиса.
В TCP/IP-модели нет столь же четкого выделения этих понятий. В ней понятие протокола четко «упрятано» и независимо от остальных частей модели. Этот факт есть следствие того, как создавались эти модели. TCP/IP-модель создавалась post factum, а МОС - до того, как появились протоколы. Поэтому понятие протокола там абсолютно не зависит от остальных частей модели. TCP/IP-модель была создана, когда TCP/IP-стек уже существовал. Поэтому эта модель прекрасно описывала этот стек, но только его, и никакой другой.
Модели имеют разное число уровней. Обе имеют уровень приложений, транспортный уровень и сетевой уровень. Все остальные уровни разные. МОС-модель поддерживает на сетевом уровне как сервис с соединением, так и без соединения. На транспортном уровне этой модели поддерживается сервис только с соединением. В TCP/IP наоборот: сетевой уровень обеспечивает сервис без соединения, но транспортный - как с соединением, так и без.
Недостатки МОС:
1. Не вовремя.
2. Не технологичны.
3. Трудно реализуемы.
4. Неправильная стратегия.
Недостатки эталонной модели TCP/IP:
1. В модели нет четкого разграничения понятий «сервис», «интерфейс», «протокол».
2. Модель годится только для описания стека TCP/IP.
3. Уровень «хост-сеть» по существу уровнем не является, это больше интерфейс.
4. В этой модели не разделяются физическая среда передачи и уровень канала данных.
Протоколы TCP и IP разработаны действительно тщательно и эффективно реализованы, чего нельзя сказать о многих других протоколах (протокол виртуального терминала, TELNET)
По существу МОС-модель доказала свою эффективность, как методологический инструмент, стала популярной, чего нельзя сказать о протоколах. С TCP/IP все наоборот - модели по существу нет, зато протоколы получили широкое распространение.
10. Примеры систем передачи данных (SMDS, X.25, Frame Realy, ISDN, B-ISDN, ATM) и их сравнение.
Свойство | DQDB | SMDS | X.25 | Frame Relay | ATM AAL |
Ориентированность на соединение | Есть | Нет | Есть | Есть | Есть |
Стандартная скорость передачи (Мбит/сек.) | 45 | 45 | 0,064 | 1,5 | 155 |
Коммутируемость | Нет | Есть | Есть | Нет | Есть |
Фиксируемая нагрузка | Есть | Нет | Нет | Нет | Нет |
Максимальная нагрузка | 44 | 9188 | 128 | 1600 | Переменная |
Постоянные виртуальные каналы | Нет | Нет | Да | Да | Да |
Групповое вещание | Нет | Да | Нет | Нет | Да |
Стандарт Х.25 используют некоторые телефонные сети, особенно в Европе. Этот стандарт определяет интерфейс между сетью с коммутацией пакетов и терминалом, а также взаимодействие терминалов через сеть передачи данных.
Рекомендации этого стандарта в терминах модели МОС охватывают физический, канальный и сетевой уровни. Они определяют способ передачи цифровых данных по телефонным каналам.
-
Протокол Х.21 определяет физический, электрический интерфейс и процедуры взаимодействия терминала и сети передачи данных - он требует использования цифровых сигналов, а не аналоговых.
-
Уровень канала данных отвечает за исправление ошибок на линии.
-
Сетевой уровень отвечает за адресацию, управление потоком, подтверждение доставки, прерывания и т.п. внутри СПД
-
поддерживает режим коммутируемых виртуальных каналов и режим постоянного виртуального канала.
-
Поскольку в мире уже много оконечных устройств, не рассчитанных на Х.25, то было предложено решение - устройство PAD (Packet Assembler Disassembler), которое работает, как черный ящик.
Ретрансляция кадров (Frame Relay - FR) - это метод доставки сообщений в сетях передачи данных (СПД) с коммутацией пакетов. Первоначально разработка стандарта FR ориентировалась на цифровые сети с интегрированным сервисом, однако позже стало ясно, что FR применим и в других СПД. К числу достоинств метода, прежде всего, необходимо отнести малое время задержки, простой формат кадров, содержащих минимум управляющей информации, и независимость от протоколов верхних уровней эталонной модели МОС.
Эту службу можно рассматривать, как аренду виртуальной линии - Можно заказать постоянную виртуальную линию от одного ко многим. Разница между арендуемой физической линией и виртуальной в том, что по физической линии можно гнать данные с максимальной скоростью целый день, по виртуальной средняя скорость будет меньше.
Эта служба предоставляет минимальный сервис. Если фрейм поступил с ошибкой, то он просто сбрасывается. Дело пользователя - определить, какой фрейм пропущен и как его восстановить. В отличие от Х.25, FR не поддерживает уведомления о доставке и обычного управления потоком.
Высокоскоростной ISDN и ATM
Кроме проблем, связанных с быстро растущими требованиями в области сервиса, есть и еще одна - интеграция разных сетей. Например, Х.25, SMDS и FR сетей с сетью DQDB. Выход - создать единую сеть, обеспечивающую такую высокую скорость передачи, что она будет способна поддерживать любую услугу.
Этот новый сервис передачи данных называется Broadband ISDN - высокоскоростной ISDN. Этот сервис будет поддерживать передачу видео, аудио и цифровых данных высокого качества, обеспечивать высокоскоростную связь между локальными сетями. Основной технологией, которая делает возможным реализацию сервиса B-ISDN, является АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - асинхронный способ передачи.
Главная идея АТМ - передавать данные малыми порциями, фиксированной длины, называемыми ячейками. Каждая ячейка имеет длину 53 байта - 48 на данные и 5 на заголовок. На рисунке 1-21 показана АТМ-ячейка. АТМ - это и технология, т.е. невидимая для пользователя сущность, и сервис, т.е. то, что пользователь видит.
данные удобно передавать небольшим пакетами - ячейками:
-
Ячейки удобно использовать для управления и передачи разнородных данных - звук, видео, цифра.
-
При больших скоростях проще управлять переключением небольших ячеек, чем использовать старую технику мультиплексирования.
-
АТМ - это технология, ориентированная на соединение: прежде чем передавать данные, устанавливается соединение и лишь потом передаются данные. Доставка данных не гарантируется, но порядок - да.
-
АТМ-сеть, как любая другая ПД, состоит из каналов и коммутаторов. В настоящее время достигнута скорость 155 Мбит/сек. и 622 Мбит/сек.
-
Когда АТМ появился, основной областью применения этого сервиса считалось видео по заказу. В настоящее время появились и другие приложения, которые также требуют высокой пропускной способности.
B-ISDN АТМ
Эта модель представлена в виде куба. Она состоит из трех уровней: физического, АТМ и уровня адаптации. Сверху пользователь может поместить любое приложение, например, стек TCP/IP.