SISSEJUHATUS

Jaotis 1. ISO/OSI avatud süsteemide koostalitlusvõime mudel

Jaotis 2. Võrguliideste võrgu interaktsiooni tase

Jaotis 3. TCP/IP protokolli virn

KOKKUVÕTE

SISSEJUHATUS

Võrgus olevate seadmete vahelise suhtluse korraldamine on raske probleem, hõlmab see paljusid aspekte, alates elektriliste signaalide tasemete sobitamisest, raamimisest ja kontrollimisest kontrollsummad ja lõpetades rakenduse autentimise probleemidega. Selle lahendamiseks kasutatakse universaalset tehnikat - ühe keerulise ülesande jagamist mitmeks eraldiseisvaks lihtsamaks ülesandeks. Üksikute probleemide lahendamise vahendid on paigutatud tasandite hierarhia vormis. Teatud taseme probleemi lahendamiseks saab kasutada vahetult külgneva madalama taseme vahendeid. Seevastu teatud taseme rajatiste töötulemusi saab üle kanda vaid naaberkõrgema kihi rajatistesse.

Võrgu interaktsiooni tööriistade mitmetasandiline esitus on oma eripäraga, mis tuleneb asjaolust, et sõnumivahetuses osalevad kaks masinat, st sel juhul on vaja korraldada kahe "hierarhia" koordineeritud töö. Sõnumite edastamisel peavad mõlemad võrguvahetuses osalejad nõustuma paljude lepingutega. Näiteks peavad nad kokku leppima elektriliste signaalide kodeerimise meetodi, teadete pikkuse määramise reegli, kehtivuse kontrollimise meetodid jne. Teisisõnu, kokkuleppeid tuleb aktsepteerida kõigil tasanditel, algusest peale madal tase bittide ülekandmine lõpuni kõrge tase teenuste pakkumine võrgu kasutajatele.

Formaliseeritud reegleid, mis määravad samal tasemel, kuid erinevates sõlmedes olevate võrgukomponentide vahel vahetatavate sõnumite järjestuse ja vormingu, nimetatakse protokolliks.

Moodulid, mis realiseerivad naaberkihtide protokolle ja asuvad samas sõlmes, suhtlevad omavahel ka vastavalt täpselt määratletud reeglitele ja standardiseeritud sõnumivorminguid kasutades. Neid reegleid nimetatakse liidesteks. Liides määratleb teenused, mida antud kiht pakub oma naaberkihile.

Sisuliselt väljendavad protokoll ja liides sama mõistet, kuid traditsiooniliselt määrati võrkudes need erinevad valdkonnad toimingud: protokollid määratlevad reeglid sama taseme moodulite koostoimeks erinevates sõlmedes ja liidesed - naabertasandite moodulid samas sõlmes.

Iga taseme vahendid peavad välja töötama esiteks oma protokolli ja teiseks liidesed naabertasanditega. Hierarhiliselt organiseeritud protokollide kogumit, mis on piisav võrgu sõlmede interaktsiooni korraldamiseks, nimetatakse sideprotokollide virnaks.

Sideprotokolle saab rakendada nii tarkvaras kui ka riistvaras. Madalama kihi protokolle rakendatakse sageli tarkvara ja riistvara kombinatsioonina, kõrgema kihi protokolle rakendatakse tavaliselt puhtalt tarkvaras.

Jaotis 1. ISO/OSI avatud süsteemide koostalitlusvõime mudel

80ndate alguses töötasid mitmed rahvusvahelised standardiorganisatsioonid - ISO, ITU-T ja mõned teised - välja mudeli, mis mängis võrkude arendamisel olulist rolli. Seda mudelit nimetatakse avatud süsteemi vastastikuse ühenduse (OSI) mudeliks või OSI mudeliks. OSI mudel määratleb süsteemidevahelise interaktsiooni erinevad tasemed, annab need standardsed nimed ja määrab, milliseid funktsioone iga tase peaks täitma.

OSI mudelis (joonis 1) on interaktsiooni vahendid jagatud seitsmeks tasemeks: rakendus, esitlus, seanss, transport, võrk, kanal ja füüsiline. Iga kiht tegeleb võrguseadmete interaktsiooni ühe konkreetse aspektiga.

Riis. 1. ISO/OSI avatud süsteemide interaktsioonimudel

Füüsiline kiht tegeleb bittide edastamisega füüsiliste sidekanalite kaudu, nagu koaksiaalkaabel, keerdpaarkaabel, fiiberoptiline kaabel või digitaalne territoriaalskeem. See tase on seotud füüsiliste andmeedastuskandjate omadustega, nagu ribalaius, mürakindlus, lainetakistus ja muud. Samal tasemel määratakse diskreetset teavet edastavate elektriliste signaalide omadused, näiteks impulsi frontide järsus, edastatava signaali pinge- või voolutasemed, kodeerimise tüüp ja signaali edastuskiirus. Lisaks on siin standarditud pistikute tüübid ja iga viigu otstarve.

Funktsioonid füüsiline kiht rakendatakse kõigis võrku ühendatud seadmetes. Arvuti poolel täidab füüsilise kihi funktsioone võrguadapter või jadaport.

Füüsilise kihi protokolli näide on spetsifikatsioon 10Base-T. Etherneti tehnoloogiad, mis määratleb kasutatava kaabli kui varjestamata keerdpaar 3. kategooria, 100-oomine takistus, RJ-45 pistik, füüsilise segmendi maksimaalne pikkus 100 meetrit, Manchesteri kood kaablis olevate andmete, aga ka mõne muu andmekandja ja elektrisignaali karakteristikute esitamiseks.

) Linkikiht

Füüsilises kihis saadetakse bitid lihtsalt. Siin ei võeta arvesse, et mõnes võrgus, kus sideliine kasutavad (jagavad) vaheldumisi mitu interakteeruvat arvutipaari, võib füüsiline edastusmeedium olla hõivatud. Seetõttu on andmesidekihi (Data Link layer) üheks ülesandeks edastusmeediumi saadavuse kontrollimine. Linkkihi teine ​​ülesanne on rakendada vigade tuvastamise ja parandamise mehhanisme. Selleks rühmitatakse andmesidekihis bitid komplektideks, mida nimetatakse kaadriteks. Lingikiht tagab kaadrite õige edastamise, asetades iga kaadri esiletõstmiseks spetsiaalse bitijada algusesse ja lõppu, samuti arvutab kontrollsumma, töötledes kaadri kõiki baite teatud viisil ja lisades kaadrile kontrollsumma .

Kohtvõrkudes kasutavad lingikihi protokolle arvutid, sillad, kommutaatorid ja ruuterid. Arvutites rakendatakse lingikihi funktsioone võrguadapterite ja nende draiverite ühisel jõul.

Globaalsetes võrkudes, millel erinevalt lokaalsetest võrkudest on harva korrapärane topoloogia, tagab andmesidekiht sõnumite vahetamise ainult kahe naaberarvuti vahel, mis on ühendatud individuaalse sideliiniga. Punkt-punkti protokollide (nagu selliseid protokolle sageli nimetatakse) näideteks on laialdaselt kasutatavad PPP ja LAP-B protokollid.

) Võrgukiht

Võrgukiht (Network layer) moodustab ühtse transpordisüsteemi, mis ühendab mitu võrku ja need võrgud võivad kasutada täiesti erinevaid põhimõtteid sõnumite edastamiseks lõppsõlmede vahel ja omada suvalist; ühenduse struktuur.

Võrgud on omavahel ühendatud spetsiaalsed seadmed nimetatakse ruuteriteks. Ruuter on seade, mis kogub infot ühenduste topoloogia kohta ja saadab selle põhjal võrgukihi paketid sihtvõrku. Võrgukihi sõnumite või, nagu neid tavaliselt nimetatakse, pakettide edastamiseks ühes võrgus asuvalt saatjalt teises võrgus asuvale adressaadile on vaja teha võrkude vahel mitmeid transiitülekandeid. Seega on marsruut ruuterite jada, mida pakett läbib. Valiku probleem Parim viis nimetatakse marsruutimiseks ja selle lahendamine on võrgukihi üks peamisi ülesandeid.

Võrgukiht lahendab ka koordinatsiooniprobleemi erinevaid tehnoloogiaid, mis lihtsustab adresseerimist suured võrgud ning usaldusväärsete ja paindlike tõkete loomine võrkudevahelisele soovimatule liiklusele.

Võrgukihi protokollide näideteks on TCP/IP-pinu IP-võrguprotokoll ja Novelli virna IPX-pakettide Interneti-tööprotokoll.

) Transpordikiht

Teel saatjalt adressaadini võivad paketid rikkuda või kaduda. Kuigi mõnel rakendusel on oma veakäsitlus, on mõned, mis eelistavad luua kohe usaldusväärse ühenduse. Transpordikihi ülesanne on tagada, et rakendused või virna ülemised kihid – rakendus ja seanss – edastaksid andmeid vajaliku usaldusväärsusega. OSI mudel määratleb viis transpordikihi pakutavate teenuste klassi. Seda tüüpi teenused erinevad kvaliteedi poolest: kiireloomulisus, katkenud ühenduse taastamise võimalus, vahendite olemasolu erinevate rakendusprotokollide vahelise mitme ühenduse multipleksimiseks ühise transpordiprotokolli kaudu ja mis kõige tähtsam, võime tuvastada ja parandada edastusvigu, näiteks kui pakettide moonutamine, kadumine ja dubleerimine.

Reeglina rakendab kõiki protokolle, alates transpordikihist ja kõrgemal, võrgu lõppsõlmede - nende võrgu operatsioonisüsteemide komponentide - tarkvara. Näitena transpordiprotokollid võite tsiteerida TCP/IP-pinu TCP- ja UDP-protokolle ning Novelli virna SPX-protokolli.

) seansikiht

Seansikiht pakub dialoogi juhtimist, et määrata, milline pool on aktiivne praegu ja pakub ka sünkroonimisvõimalusi. Viimased võimaldavad pikkadesse ülekannetesse kontrollpunkte sisestada, et ebaõnnestumise korral saaks otsast alustamise asemel minna tagasi viimasesse kontrollpunkti. Praktikas kasutavad vähesed rakendused seansikihti ja seda rakendatakse harva eraldi protokollidena, kuigi selle kihi funktsioone kombineeritakse sageli rakenduskihi funktsioonidega ja rakendatakse ühes protokollis.

) Esitluskiht

Esitluskiht tegeleb võrgu kaudu edastatava teabe esitamisega selle sisu muutmata. Tänu esitluskihile saab ühe süsteemi rakenduskihi poolt edastatud teave alati teise süsteemi rakenduskihile aru. Rahaliste vahendite abil antud tase rakenduskihi protokollid võivad ületada süntaktilisi erinevusi andmete esituses või erinevusi märgikoodides, nagu ASCII ja EBCDIC koodid. Sellel tasemel saab teostada andmete krüpteerimist ja dekrüpteerimist, tänu millele on andmevahetuse salasus tagatud koheselt kõikidele rakendusteenustele. Sellise protokolli näide on Secure Socket Layer (SSL) protokoll, mis pakub turvalist sõnumivahetust TCP/IP-virna rakenduskihi protokollidele.

) Rakenduskiht

Rakenduskihi teenuseid on väga lai valik. Siin on vaid mõned kõige levinumad failiteenuste rakendused rakenduskihi protokollide näidetena. Novelli süsteem NetWare, 8MB Microsoft Windows NT-s, NFS, FTP ja TFTP, mis sisalduvad TCP/IP-virnas.

kodeerimine sideprotokoll liides

Jaotis 2. Võrguliideste võrgu interaktsiooni tase

Kogu arhitektuuri tuumaks on võrgukiht, mis rakendab pakettide ühenduseta režiimis ehk datagrammi teel edastamise kontseptsiooni. Just see kiht annab võimaluse liigutada pakette läbi võrgu, kasutades hetkel kõige ratsionaalsemat marsruuti. Seda kihti nimetatakse ka Interneti-kihiks, mis näitab selle põhifunktsiooni - andmete edastamist komposiitvõrgu kaudu.

Peamine võrgukihi protokoll (OSI mudeli järgi) virnas on IP (Internet Protocol). See protokoll oli algselt loodud protokollina pakettide edastamiseks liitvõrkudes, mis koosnevad suurest hulgast kohalikest võrkudest, mida ühendavad nii kohalikud kui ka globaalsed ühendused. Seetõttu töötab IP-protokoll hästi keeruka topoloogiaga võrkudes, kasutades ratsionaalselt alamsüsteemide olemasolu neis ja kulutades säästlikult väikese kiirusega sideliinide ribalaiust. Kuna IP on datagrammi protokoll, ei garanteeri see pakettide sihtkohta jõudmist, kuid ta püüab seda teha.

Interneti-töökiht sisaldab ka kõiki marsruutimistabelite koostamise ja muutmisega seotud protokolle, nagu marsruutimisteabe kogumise protokollid RIP (Routing Internet Protocol) ja OSPF (Open Shortest Path First), samuti Interneti-juhtsõnumiprotokoll (ICMP) ). Viimane protokoll on mõeldud veateabe vahetamiseks võrguruuterite ja paketi lähtesõlme vahel. Spetsiaalsete pakettide abil teatab ICMP paketi edastamise võimatusest, paketikomplekti eluea või kestuse ületamisest fragmentidest, anomaalsetest parameetriväärtustest, muudatustest edastamise marsruudis ja teenuse tüübis, süsteemi olekus jne.

Peamine tase

Kuna ühendusi võrgukihis ei looda, ei ole garantiid, et kõik paketid jõuavad sihtkohta vigastamata või samas järjekorras, milles need saadeti. Selle ülesande - usaldusväärse teabevahetuse tagamine kahe lõppsõlme vahel - lahendab TCP / IP-pinu põhikiht, mida nimetatakse ka transpordikihiks.

Sellel tasemel töötavad edastuse juhtimisprotokoll (TCP) ja kasutaja datagrammi protokoll (UDP). TCP-protokoll tagab usaldusväärse sõnumi edastamise kaugrakendusprotsesside vahel loogiliste ühenduste loomise kaudu. See protokoll võimaldab saatva arvuti ja vastuvõtva arvuti kaaslastel suhelda dupleksrežiim. TCP võimaldab ühes arvutis genereeritud baidivoo veavaba edastamist mis tahes teise arvutisse, mis on osa liitvõrgust. TCP jagab baitide voo osadeks - segmentideks ja kannab need üle Interneti-töö aluseks olevale tasemele. Kui võrgukiht on need segmendid sihtkohta toimetanud, paneb TCP need uuesti kokku pidevaks baitide vooks.

UDP protokoll pakub rakenduspakettide edastamist datagrammi kujul, nagu IP-võrgu põhiprotokoll, ja täidab ainult võrguprotokolli ja paljude rakenduskihi teenuste või kasutajaprotsesside vahelise lingi (multiplekseri) funktsioone.

Rakenduskiht

Rakenduskiht koondab kõik teenused, mida süsteem kasutajarakendustele pakub. Erinevate riikide ja organisatsioonide võrkudes kasutamise aastate jooksul on kogunenud TCP / IP-pinn suur hulk protokollid ja rakenduskihi teenused. Rakenduskiht on rakendatud tarkvarasüsteemid, mis on ehitatud klient-serveri arhitektuuris ja põhineb madalama taseme protokollidel. Erinevalt ülejäänud kolme kihi protokollidest tegelevad rakenduskihi protokollid üksikasjadega konkreetne rakendus ja "ei ole huvitatud" andmete üle võrgu edastamise viisidest. Seda kihti laiendatakse pidevalt, ühendades vanad võrguteenused nagu Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP suhteliselt uute teenustega, nagu näiteks HTTP hüperteksti edastusprotokoll.

Võrgu liidese kiht

Ideoloogiline erinevus TCP / IP-virna arhitektuuri ja teiste virnade mitmetasandilise korralduse vahel seisneb madalaima taseme - võrguliideste taseme - funktsioonide tõlgendamises. Selle kihi protokollid peaksid pakkuma integratsiooni teiste võrkude liitvõrku ja ülesanne on seatud järgmiselt: TCP võrk/IP-l peavad olema vahendid mis tahes muu võrgu kaasamiseks, olenemata sellest, millist sisemist andmeedastustehnoloogiat see võrk kasutab. Sellest järeldub, et seda taset ei saa lõplikult kindlaks määrata. Iga alamvõrgu komposiidis sisalduva tehnoloogia jaoks tuleb välja töötada oma liidese tööriistad. Sellised liidese tööriistad hõlmavad protokolle võrgukihi IP-pakettide kapseldamiseks kohalike tehnoloogiate raamidesse. Näiteks RFC 1042 määratleb IP-pakettide kapseldamise viisid tehnoloogia raamidesse IEEE 802. Selleks tuleb kasutada LLC/SNAP päist ja väljal päise tüüp SNAP-kood 0x0800 tuleb määrata. Ainult Etherneti protokolli jaoks RFC 1042-s tehakse erand - lisaks LLC / SNAP päisele on lubatud kasutada Etherneti raam DIX, millel pole LLC päist, kuid millel on väli Tüüp. IN Etherneti võrgud IP-pakett on eelistatav kapseldada Etherneti DIX-kaadrisse.

TCP / IP-protokollide võrguliideste tase ei ole reguleeritud, kuid see toetab kõiki populaarseid füüsilise ja lingitaseme standardeid: kohalike võrkude jaoks on need Ethernet, Token Ring, FDDI, kiire Ethernet, gigabitine Ethernet, 100VG-AnyLAN, jaoks ülemaailmsed võrgud- punkt-punkti ühenduse protokollid SLIP ja PPP, protokollid territoriaalsed võrgustikud pakettkommutatsiooniga X.25, raamirelee. Samuti on välja töötatud spetsiaalne spetsifikatsioon, mis määratleb ATM-tehnoloogia kasutamise lingikihi transpordina. Tavaliselt, kui ilmub uus LAN- või WAN-tehnoloogia, lülitatakse see kiiresti TCP/IP-pinu, töötades välja sobiva RFC, mis määratleb meetodi IP-pakettide kapseldamiseks oma raamidesse (RFC 1577, mis määratleb IP-d ATM-võrkude kaudu, ilmus 1994. aastal varsti pärast selle tehnoloogia põhistandardite vastuvõtmist).

Jaotis 3. TCP/IP protokolli virn

Edastuse juhtimisprotokoll/Interneti-protokoll (TCP/IP) on tööstusharu standardne protokollipakk, mis on loodud laivõrkude jaoks.

TCP/IP standardid on avaldatud dokumentide seerias nimega Request for Comment (RFC). RFC-d kirjeldavad Interneti sisemist tööd. Mõned RFC-d kirjeldavad võrguteenused või protokollid ja nende rakendamine, teised aga üldistavad rakendustingimusi. TCP/IP-standardid avaldatakse alati RFC-dena, kuid mitte kõik RFC-d ei määratle standardeid.

Pinn töötati välja USA kaitseministeeriumi (Department of Defense, DoD) algatusel enam kui 20 aastat tagasi, et ühendada eksperimentaalne ARPAneti võrk komplektina teiste satelliidivõrkudega. ühised protokollid heterogeense arvutuskeskkonna jaoks. ARPA võrgustik toetas arendajaid ja teadlasi militaarvaldkondades. ARPA võrgus toimus kahe arvuti vaheline suhtlus Interneti-protokolli (IP) abil, mis on tänaseni üks peamisi TCP / IP-virnas ja ilmub virna nimes.

Berkeley ülikool andis suure panuse TCP / IP-virna arendamisse, rakendades pinu protokolle UNIX OS-i versioonis. UNIX-i operatsioonisüsteemi laialdane kasutuselevõtt tõi kaasa IP-protokolli ja muude pinuprotokollide laialdase kasutuselevõtu. Samal virna peal, maailm infovõrk Internet, mille Internet Engineering Task Force (IETF) aitab oluliselt kaasa RFC spetsifikatsioonide kujul avaldatud virnastandardite väljatöötamisele.

Niisiis, TCP / IP-virna juhtivat rolli selgitavad järgmised omadused:

· See on kõige täiuslikum standardne ja samal ajal populaarne pika ajalooga võrguprotokollipakk.

· Peaaegu kõik suured võrgud edastavad suurema osa oma liiklusest TCP/IP-protokolli abil.

· See on meetod Internetile juurdepääsu saamiseks.

· See virn on siseveebi loomise aluseks ettevõtte võrk kasutades transporditeenused Internetis välja töötatud Interneti ja WWW hüpertekstitehnoloogia.

· Kõik kaasaegsed operatsioonisüsteemid toetavad TCP/IP pinu.

· See paindlik tehnoloogiaühendada heterogeenseid süsteeme nii transpordi allsüsteemide kui ka rakendusteenuste tasandil.

· See on stabiilne, skaleeritav platvormideülene keskkond klient-server rakenduste jaoks.

Kuna TCP/IP pinu töötati välja enne ISO/OSI avatud süsteemide koostoimimismudeli tulekut, kuigi sellel on ka kihiline struktuur, on vastavus TCP/IP pinu tasemete ja OSI mudeli tasemete vahel üsna meelevaldne. .

TCP / IP-protokollide struktuur on näidatud joonisel 2. TCP / IP-protokollid on jagatud 4 tasemeks.

Riis. 2. TCP/IP pinu

Madalaim (kiht IV) vastab OSI mudeli füüsilisele ja andmesidekihile. Seda taset ei reguleeri TCP/IP protokollid, kuid see toetab kõiki populaarseid füüsilise ja andmesidetaseme standardeid: kohalike võrkude jaoks on Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, globaalsete võrkude jaoks - point-to- punktühenduse protokollid SLIP ja PPP, territoriaalvõrkude protokollid pakettkommutatsiooniga X.25, kaadrirelee. Samuti on välja töötatud spetsiaalne spetsifikatsioon, mis määratleb kasutuse ATM-tehnoloogiad lingikihi transpordina. Tavaliselt, kui ilmub uus LAN- või WAN-tehnoloogia, lisatakse see kiiresti TCP/IP-virnasse, töötades välja sobiva RFC, mis määratleb meetodi IP-pakettide kapseldamiseks oma raamidesse.

Järgmine kiht (III kiht) on Interneti-töökiht, mis tegeleb pakettide edastamisega, kasutades erinevaid kohalike võrkude transporditehnoloogiaid, territoriaalvõrke, spetsiaalseid sideliine jne.

Peamise võrgukihi protokollina (OSI mudeli mõttes) kasutab pinu IP-protokolli, mis oli algselt kavandatud protokollina pakettide edastamiseks komposiitvõrkudes, mis koosneb suurest hulgast kohtvõrkudest, mida ühendavad nii kohalikud kui ka kohalikud võrgud. globaalsed lingid. Seetõttu töötab IP-protokoll hästi keeruka topoloogiaga võrkudes, kasutades ratsionaalselt alamsüsteemide olemasolu neis ja kulutades säästlikult väikese kiirusega sideliinide ribalaiust. IP on datagrammi protokoll, mis tähendab, et see ei garanteeri pakettide sihtkohta jõudmist, kuid proovib seda teha.

Interneti-töökiht sisaldab ka kõiki marsruutimistabelite koostamise ja muutmisega seotud protokolle, nagu marsruutimisteabe kogumise protokollid RIP (Routing Internet Protocol) ja OSPF (Open Shortest Path First), samuti Interneti-juhtsõnumiprotokoll (ICMP) ). Viimane protokoll on mõeldud vigade kohta teabe vahetamiseks võrguruuterite ja paketi allikaks oleva hosti vahel. Spetsiaalsete ICMP-pakettide abil teatatakse paketi edastamise võimatusest, fragmentidest paketikomplekti eluea või kestuse ületamisest, parameetrite ebanormaalsetest väärtustest, edastamismarsruudi ja teenusetüübi muutmisest, olekust. süsteemist jne.

Järgmist taset (II taset) nimetatakse põhitasemeks. Sellel kihil töötavad edastuse juhtimisprotokoll (TCP) ja kasutaja datagrammi protokoll (UDP). TCP-protokoll tagab usaldusväärse sõnumi edastamise kaugrakendusprotsesside vahel virtuaalsete ühenduste loomise kaudu. UDP-protokoll näeb ette rakenduspakettide edastamise datagrammi viisil, nagu IP, ja toimib ainult lülina võrguprotokolli ja paljude rakendusprotsesside vahel.

Ülemist taset (I taset) nimetatakse rakenduskihiks. Erinevate riikide ja organisatsioonide võrkudes kasutamise aastate jooksul on TCP / IP-pinn kogunenud suurel hulgal protokolle ja rakendustaseme teenuseid. Nende hulka kuuluvad tavaliselt kasutatavad protokollid, nagu FTP-faili kopeerimisprotokoll, Telneti terminali emulatsiooniprotokoll, post SMTP protokoll, mida kasutatakse Interneti-e-postis, hüpertekstiteenustes kaugteabele juurdepääsuks (nt WWW) ja paljudes teistes.

KOKKUVÕTE

Niisiis, formaliseeritud reegleid, mis määravad samal tasemel, kuid erinevates sõlmedes olevate võrgukomponentide vahel vahetatavate sõnumite järjestuse ja vormingu, nimetatakse protokolliks.

Protokolli rakendavat tarkvaramoodulit nimetatakse sageli ka lühidalt "protokolliks". Sel juhul on protokolliformaalselt määratletud protseduuri ja seda protseduuri rakendava protokolli-tarkvara mooduli vaheline seos sarnane teatud probleemi lahendamise algoritmi ja seda probleemi lahendava programmi vahelisele suhtele.

On selge, et sama algoritmiga saab programmeerida erineval määral tõhusust. Samamoodi võib protokollil olla mitu tarkvara juurutused. Seetõttu tuleks protokollide võrdlemisel arvestada mitte ainult nende töö loogikaga, vaid ka kvaliteediga tarkvaralahendused. Veelgi enam, võrgus olevate seadmete vahelise interaktsiooni tõhusust mõjutab kogu virna moodustavate protokollide komplekti kvaliteet, eriti see, kui ratsionaalselt on funktsioonid protokollide vahel jaotatud. erinevad tasemed ja kui hästi on määratletud nendevahelised liidesed.

Protokolle ei rakenda mitte ainult arvutid, vaid ka teised võrguseadmed- jaoturid, sillad, lülitid, ruuterid jne. Tõepoolest, üldiselt ei toimu arvutite ühendamine võrku otse, vaid erinevate sideseadmete kaudu. Sõltuvalt seadme tüübist peavad sellel olema sisseehitatud tööriistad, mis rakendavad üht või teist protokollikomplekti.

TEABEALLIKATE LOETELU

1. Broido V.L. "Arvutisüsteemid, võrgud ja telekommunikatsioon": õpik ülikoolidele. 2. väljaanne - Peterburi: Peeter, 2006

Olifer V.G., Olifer N.A. "Arvutivõrgud. Põhimõtted, tehnoloogiad, protokollid”: toim. 4., Õpik ülikoolidele – Peeter, 2010

Tanenbaum E. "Arvutivõrgud": 4. väljaanne. - Peterburi: Peeter, 2003

Andmete ühest arvutist teise ülekandmise käigus tekib mitmeid erinevaid ülesandeid. Võrgu operatsioonisüsteem järgib nende ülesannete täitmisel rangelt teatud protseduuride kogumit (teatud reegleid). Neid protseduure nimetatakse protokollideks. Need reguleerivad iga võrgutoimingut: kehtestavad arvutitevahelise side järjekorra, andmeedastuse järjekorra, vigade käsitlemise järjekorra, sideseansi lõpetamise järjekorra jne. Standardprotokollid võimaldavad tarkvara ja riistvara erinevad tootjad suhelda normaalselt. Selleks on kaks peamist standardite komplekti: OSI võrdlusmudel ja IEEE Project 802 standardid.

Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) on välja töötanud OSI (Open System Interconnection) etalonmudeli.

Märge. Süsteemi, mis suhtleb teiste süsteemidega vastavalt aktsepteeritud standarditele, nimetatakse avatud süsteemiks.

Arvutivõrkude arhitektuuri arvestades on OSI mudeli järgi seitse interaktsiooni taset. Iga tase annab konkreetse teenuste komplekt sellest kõrgemale tasemele ja selleks teeb mitmeid toiminguid, mis on vajalikud andmete edastamiseks üle võrgu teise arvutisse.

Rakenduskiht(7.). Sellel tasemel loob kasutaja rakendustarkvara abil dokumendi (sõnumi, joonise jne). Rakenduskihi pakutavad teenused toetavad kasutajarakendusi. Sellel tasemel kasutatakse HTTP, FTP, SMTP protokolle.

Esitluskiht(6.). Arvutid võivad kasutada erinevaid operatsioonisüsteeme (UNIX, OS/2, Windows jne). Igal neist on oma failisüsteem, oma vormingud andmete salvestamiseks ja töötlemiseks. Andmete esitluskihi ülesanne on teisendada andmed vormingusse, mida saab ülekandmisel kasutada teises arvutis. See kiht kontrollib ka edastatud andmete tihendamist.

seansikiht(5.). See kiht määratleb ja juhib dialoogi võrguüksuste vahel, see võimaldab kahel rakendusel seda teha erinevad arvutid luua, kasutada ja lõpetada ühendus, mida nimetatakse seansiks. Seansikiht haldab seda dialoogi, nimelt: see määrab, milline osapool, millal, kui kaua peaks edastama, taastab ühenduse pärast sideseansi ajal tekkinud tõrkeid jne. Kõik olemasolevad rakendused ei kasuta seansikihti, seega ei rakendata seda alati eraldi protokollidena. Sellistel juhtudel kombineeritakse selle kihi funktsioonid külgnevate kihtide funktsioonidega ja rakendatakse samas protokollis.

transpordikiht(4.). Sellel tasemel võetakse andmed vastu kõrgemalt (seansi) tasemelt ja teisendatakse kujul, milles need võrgus edastatakse. Näiteks lõigatakse need pakenditeks standardsuurus. Sellel tasemel kasutatakse näiteks TCP- ja SPX-protokolle.

võrgukiht(3.). Võrgukiht määrab andmete liikumise marsruudi võrgus. See vastutab sõnumite adresseerimise eest ja tõlgib loogilised aadressid füüsilisteks aadressideks. Sellel tasemel saab iga andmepakett täpse aadressi, kuhu see tuleb toimetada, sõltumata teistest pakettidest. Võrgukiht võimaldab kombineerida heterogeenseid võrke, kasutades erinevaid andmeedastusprotokolle. Kasutatud protokollide näited: IP ja IPX.

Andmeedastuskiht(2.). Andmeside kiht (või lingikiht või ühenduskiht) tagab võrgukihilt tulevate andmepakettide vastuvõtmise; andmete ettevalmistamine sidekanalite kaudu edastamiseks; andmeedastuse stardisignaali genereerimine; saadud andmete kontrollimine ja vigade parandamine; signaali genereerimine, et viia edastuskanal edastuse lõpus passiivsesse olekusse. Neid funktsioone täidab võrgukaart või modem. Kasutatud protokollid: HDLC, X.25/3.

Füüsiline kiht(1.). Selle põhiülesanne on andmeedastusseadmete juhtimine. See kiht võtab andmeid vastu andmesidekihilt ja teisendab need elektrilisteks või optilisteks signaalideks. Sellel tasemel toimub tegelik andmeedastus. Füüsiline kiht määrab iga biti kestuse ja selle, kuidas see muudetakse võrgukaabli kaudu edastatavateks elektrilisteks või optilisteks impulssideks. Siin edastatakse andmeid teatud signaalide kujul. Dokumendi taastamine neist toimub järk-järgult, kui see viiakse saaja arvutis alumiselt tasemelt ülemisele tasemele. Kasutatud protokollid: X-21.

Andmevahetusmudeli erinevad kihid võrgus ei suhtle omavahel otseselt. Nad suhtlevad läbi füüsilise kihi. Järk-järgult ülemiselt tasemelt alumisele liikudes toimub andmete pidev transformatsioon, "kasvamine" lisaandmetega, mida seejärel analüüsitakse vastavate tasemete protokollidega teises arvutis. See loob tasanditevahelise virtuaalse interaktsiooni efekti.

OSI mudeli kaks alumist kihti on seotud riistvaraga (näiteks võrguplaat) ja kaabel. Nendel kihtidel kasutatavate seadmete ja kaablite jaoks on välja töötatud spetsiaalsed standardid IEEE Project 802. See on standardite kogum võrgu füüsiliste komponentide jaoks, mida kasutatakse OSI mudeli füüsilistel ja andmeside kihtidel.

Mõnevõrra kummaline võib tunduda lisada teise köite lõpus eraldi lõik, et arutada korduvalt mainitud avatud süsteemide interaktsiooni OSI mudelit. Aga esiteks lubas autor seda juba ammu teha, teiseks nõuab seda selles peatükis käsitletud protokolli X.25 spetsiifika ja kolmandaks on raamat lõppemas ja seda ei pruugi olla teine ​​juhtum.

Kihilise protokollide komplekti, mida tuntakse avatud süsteemide vastastikuse sidumise (OSI) mudelina, töötas 1984. aastal välja Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon ISO koostöös telekommunikatsiooni standardimise sektoriga 1TU-T, mida tollal nimetati Rahvusvaheliseks Telegraafi ja Telefoni Nõuandekomiteeks. CCITT), et tagada andmevahetus arvutivõrkude vahel. OSI mudeli struktuur on näidatud joonisel fig. 9.1.

Seoses telekommunikatsioonisüsteemidega aitab OSI mudel selgelt määratleda funktsioonide kogumi struktuuri, mis toetab sidevõrku üldiselt sisaldava telekommunikatsioonisüsteemi teenuste kasutajate vahelist teabevahetust. OSI mudelis kasutatud lähenemisviis jagab need funktsioonid seitsmeks "kihiks" (kihiks) või "kihiks", mis asuvad üksteise kohal. Mis tahes kihi seisukohalt pakuvad kõik madalamad kihid talle teatud tunnustega "infotransporditeenust". See, kuidas madalamaid tasemeid rakendatakse, ei oma kõrgemate tasemete jaoks tähtsust. Seevastu madalamate tasandite jaoks on ükskõiksed nii ülemistelt tasanditelt tuleva info tähendus kui ka selle edastamise eesmärk.

See lähenemisviis näeb ette külgnevate kihtide vaheliste liideste standardimise, nii et mis tahes kihi rakendamine muutub sõltumatuks teiste kihtide rakendamisest.

Protokoll X.25 ___ _________ 257

Riis. 9.1. OSI mudeli struktuur

1. tase(või füüsiline kiht) tagab bitivoo läbipaistva edastuse külgnevate võrgusõlmede vahel üht või teist edastusmeediumi kasutades korraldatud kanali kaudu ning moodustab selle meediumiga liidese. Edastuskarakteristikud (eelkõige bitiveamäär BER) määratakse selle kanali omadustega ja need ei sõltu kihi 1 funktsioonidest.

2. tase(või andmelingi kiht) moodustab kahesuunalise sidekanali (st otsese sideühenduse külgnevate võrgusõlmede vahel), kasutades selleks kahte kihi 1 pakutavat digitaalsed kanalid vastassuunaliste edastussuundadega. 2. kihi kõige olulisemad funktsioonid on 1. kihis esineda võivate vigade tuvastamine ja parandamine, mis muudab selle kihi teenuste kvaliteedi sõltumatuks "altpoolt" vastuvõetud bititeenuste kvaliteedist.

3. tase(või võrgukiht) moodustab nn võrguteenused, marsruutimise ja ühenduste kommutatsiooni, mis tagavad võrgu kaudu vahetatava info edastamise

258 9. peatükk ___________________________________

avatud süsteemide kasutajad, kes asuvad erinevates (ja üldiselt mitte-külgnevates) võrgusõlmedes.

4. tase(või transpordikiht) optimeerib ressursside (st võrguteenuste) kasutamist "otsast lõpuni" (ühelt lõppkasutajalt teisele), võttes arvesse ühenduse tüüpi ja olemust, vabastades selle kasutaja kohustusest arvestada mis tahes teabe edastamisega seotud üksikasjad. See kiht töötab alati kogu sidega tervikuna, täiendades vajadusel 3. kihi funktsioone lõppkasutajate poolt soovitud teenusekvaliteedi pakkumise osas.

5. tase(või seansi tase) tagab rakendusprotsesside interaktsiooni koordineerimise ("iga ühenduse sees"). Võimalike interaktsioonirežiimide näited, mida kiht 5 toetab, on täisdupleks-, pooldupleks- või simpleksvestlus.

6. tase(või esitluskiht) teostab transporditavate andmete süntaksi teisenduse ühest vormist teise. See võib olla näiteks ASCII teisendamine EBCDIC-ks ja vastupidi.

7. tase(või rakenduskiht) sisaldab funktsioone, mis on seotud rakendusprotsesside olemusega ja on vajalikud nende nõuete täitmiseks, mis on olulised süsteemide A ja B rakendusprotsesside koostoime seisukohalt (joonis 9.1), ehk teisisõnu vaade nendele protsessidele juurdepääsu kohta OSI keskkond. Kuna see on OSI mudeli ülemine kiht, pole sellel ülemist piiri.

Seega tagavad tasemete 1-3 funktsioonid teabe edastamise territooriumi ühest punktist teise (võimalik, et rohkem kui ühe lingi kaudu, see tähendab kommutatsiooniga) ja on seetõttu seotud sidevõrgu üksikute elementidega ja selle sisemine struktuur. Kihtide 4-7 funktsioonid viitavad ainult lõppkasutajatevahelisele "otsast otsani" suhtlemisele ja on määratletud nii, et need ei sõltu võrgu sisestruktuurist.

Kuna erinevate tasandite teatud eripärade tõttu saab neis moodustada ja töödelda infoplokke erinevad suurused, pakuvad enamik tasemeid muuhulgas andmeplokkide segmentimise ja/või nende kombineerimise funktsioone.

Protokoll X.25 259

Mis tahes funktsionaalne tase, näiteks tase N (või N-tase), sisaldab komplekti funktsioone, mida vastav riistvara-tarkvara, s.o. füüsiline, alamsüsteem (seda on mugav nimetada N auastme alamsüsteem või N-allsüsteem). N-allsüsteem sisaldab aktiivseid elemente, mis rakendavad selle jaoks määratletud funktsioone (kas kogu nende komplekt või iga element täidab selle komplekti täpselt määratletud osa). Ingliskeelses kirjanduses nimetatakse sellist aktiivset elementi tavaliselt üksus, a venekeelses kirjanduses kasutatakse seda terminit kõige sagedamini loogiline objekt.

Niisiis, N taseme üksus(või loogiline N-objekt, või kui kontekstist selgub, mida kõnealune, siis lihtsalt N-objekt) on funktsioonide kogum, mida N-tase kaasab konkreetse ühenduse teenindamiseks (N+1)-alamsüsteemide vahel.

Kahe füüsilise süsteemi vahelise teabe vahetamise protsessi võrgu kaudu võib tõlgendada kui kahe erinevas geograafilises kohas asuva avatud süsteemi vahelise interaktsiooni protsessi. See interaktsioon on tingitud asjaolust, et mõlema süsteemi kasutajad peavad vahetama teatud toimingute tegemiseks vajalikke andmeid. Mõlemal vastastikku toimival süsteemil on kihiline arhitektuur, ja mis tahes ühe ja sama taseme funktsioonid mõlemas süsteemis on identsed (või vähemalt järjekindlad).

Sellistel tingimustel on asjakohane öelda, et kahe süsteemi vastastikuse mõju igas faasis toimub vastastikmõju süsteemis A ja süsteemis B asuvate sama järgu allsüsteemide vahel. Samal ajal on järgu alamsüsteem (N + 1) ) peab selle faasi algatavas süsteemis (näiteks süsteemis A) alustama dialoogi sama järguga (N + 1) alamsüsteemiga selles faasis osalevas süsteemis (näiteks süsteemis B). Süsteemis B asuv (N+1)-alamsüsteem peab omakorda toetama dialoogi jätkamist. Teisisõnu, see tuleb korraldada infoühendus sama järgu allsüsteemide vahel, sisse pandud erinevad süsteemid(peer-to-peer suhtlus).

Sellise suhtluse korraldamisel ja protsessis viitab süsteemis A asuv auastme alamsüsteem (N + 1) samas süsteemis A oleva järgu N alamsüsteemi teenustele. Loogiline (N + l) - süsteemi objekt. süsteem

260 9. peatükk __________________________________

A saadab oma süsteemi N-objektile nõudmine, mille lõppeesmärk on kutsuda esile vastus süsteemi B loogiliselt (N + 1)-objektilt. Teel selle eesmärgi poole pöördub süsteemi A N-objekt (N-1)- teenuste poole. oma süsteemi objekt, mis omakorda - (N-2)-olemi teenustele jne kuni 1. kihi üksuseni, mis pakub süsteemi päringu kandvate bittide edastamiseks füüsilist meediumit. A süsteemile B. Süsteemi B 1. kihi olem, olles need bitid vastu võtnud, moodustab vastava näidustus oma süsteemi 2. kihi olemi puhul teavitab see 3. kihi olemit jne. "üles", kuni päringu vastuvõtu indikaator jõuab süsteemi B loogilise (N + 1) objektini.

Lisaks toimub üldiselt vastupidine protsess. vastuseks süsteemi B loogiline (N + 1) -objekt edastatakse süsteemi A kasutades N-objekti teenuseid, seejärel - (N-1) -objekt jne. süsteemis B ja vastuse edastanud bittide vastuvõtmist süsteemi A kihi 1 poolt tõlgendavad süsteemi A olemid kui kinnitamine süsteem B, et saada sellele saadetud päring. See kinnitus liigub süsteemis A lugejale juba arusaadaval viisil "üles", kuni jõuab päringu saatnud loogilise (N+l)-o6beKTa-ni.

Seda illustreerib joonis fig. 9.2, millel taotlus, märge, vastus Ja kinnitamine esinevad teenuseprimitiivide nimedena.

Kahe interakteeruva avatud süsteemi loogiliste (N)-objektide vaheline interaktsioon toimub vastavalt (M)-protokollile. Info, mille vahetamist toetab (N)-protokoll, vormistatakse nn protokolli andmeühikud(N)-PDU-d (protokolli andmeühikud).

(N)-PDU ​​saatmiseks pääseb loogiline (N)-üksus juurdepääsu aluseks oleva (N-1)-kihi teenustele ja saadab sellele oma PDU-d teenuse andmeplokid(N-1)-SDU (teenuse andmeühikud), kasutades teenuse (N-1)-primitiive. Ühe süsteemi loogiline (N-1)-objekt suhtleb teise süsteemi loogilise (N-1)-objektiga vastavalt (N-1)-protokollile, sisestades (N-l)-SDU sisu protokolli andmeühikud (N-l)-PDU-d, st täiendavad iga (N-l)-SDU-d protokolli juhtimisteave(N-l)-PCI (protokolli juhtimisteave). Lisaks on (N-1)-PDU ​​edastamiseks juurdepääs (N-2)-kihi teenustele ja nii edasi.

Seda illustreerib joonis fig. 9.3.

Protokoll X.25 261

Riis. 9.3. Protokolli ja teenuse andmeplokid

Töö lõpp -

See teema kuulub:

Protokollid

Peatükk.. näiteid signaalitee vabastamise teadetest.. Teade le disconnect genereeritakse siis, kui jaam teeb otsuse signaalitee vabastamise kohta.

Kui vajate sellel teemal lisamaterjali või te ei leidnud seda, mida otsisite, soovitame kasutada otsingut meie tööde andmebaasis:

Mida teeme saadud materjaliga:

Kui see materjal osutus teile kasulikuks, saate selle sotsiaalvõrgustikes oma lehele salvestada:

Andmete edastamise ja töötlemise protsessi juhtimine võrgus nõuab järgmiste protseduuride standardimist:

• arvuti- ja telekommunikatsioonisüsteemide ressursside eraldamine ja vabastamine;
• ühenduste loomine ja katkestamine;
• andmete marsruutimine, läbirääkimine, teisendamine ja edastamine;
• ülekande korrektsuse kontroll;
• veaparandused jne.

Need ülesanded lahendatakse protokollide ja standardite süsteemi abil, mis määratlevad võrguelementide interaktsiooni protseduurid side loomisel ja andmete edastamisel. Protokoll on reeglite ja meetodite kogum objektide interaktsiooniks arvutivõrgus.
Protokollide standardimise vajadus on oluline, et võrgud saaksid vastastikku üksteisest aru saada.
Protokollid on võrkude jaoks samad, mis keel on inimeste jaoks. Erinevaid keeli rääkides ei pruugi inimesed üksteist – ja ka erinevaid protokolle kasutavaid võrke – mõista. Protokollide tõhusus, usaldusväärsus ja lihtsus määravad, kui tõhus ja mugav on inimese töö võrgus üldiselt.
Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) on välja töötanud standardprotokollide süsteemi nimega avatud süsteemide interaktsiooni mudelid(OSI), sageli kutsutakse ka avatud süsteemide seitsmetasandiline loogiline mudel.
Avatud süsteem - süsteem, mis on saadaval koostoimeks teiste süsteemidega vastavalt aktsepteeritud standarditele.
See protokollide süsteem põhineb kõigi interaktsiooniprotseduuride jagamisel eraldi väikesteks tasemeteks, millest igaühe jaoks on lihtsam luua standardseid algoritme nende ehitamiseks.
OSI mudel on kõige rohkem üldised soovitusedühilduvate võrgutarkvaratoodete standardite loomiseks on see ka tootjate aluseks ühilduvuse väljatöötamisel võrguseadmed. Praegu on avatud süsteemide interaktsioonimudel kõige populaarsem võrguarhitektuurne mudel.
Üldiselt peaks võrgul olema 7 funktsionaalset taset (tabel 1.1).

Tabel 1.1. OSI mudeli kihid

OSI kiht	Eesmärk	Protokolli näited
7 Rakendatud	Pakub kasutaja rakendusprotsessidele juurdepääsu võrguressurssidele; on kasutajaprogrammide ja võrgu vaheline liides. Omab kasutajaliidest	X.400, NCR HTTP, SMTP, FTP, FTAM, SAP, DNS, Telnet jne.
6 Etendused	Komplektid standardsed viisid andmeesitusi, mis on mugavad kõigi interakteeruvate rakenduskihi objektide jaoks. Sellel on liides rakendusprogrammidega
5 seanss	Pakub tööriistu, mis on vajalikud võrguobjektidele nendevahelise andmevahetuse korraldamiseks, sünkroonimiseks ja haldamiseks	X.225, RPC, NetBEUI jne.
4 Transport	Pakub usaldusväärset, kulutõhusat ja "läbipaistvat" andmeedastust interakteeruvate seansitaseme objektide vahel	X.224, TCP, UDP, NSP, SPX, SPP, RH jne.
3 võrk	Pakub andmeedastuse marsruutimist võrgus, loob loogilise kanali objektide vahel transpordikihi protokollide rakendamiseks	X.25, X.75, IP, IPX, IDP, TH, DNA-4 jne.
2 kanalit	Pakub otsesuhtlust võrgukihi objektide vahel, funktsionaalseid ja protseduurilisi vahendeid võrgukihi protokollide tõhusaks rakendamiseks	LAP-B, HDLC, SNAP, SDLC, IEEE 802.2 jne.
1 Füüsiline	Moodustab füüsilise andmeedastuskandja, loob võrguobjektide ühendused selle meediumiga	Ethernet, Arcnet, Token Ring, IEEE 802.3, 5

Rakenduskiht(rakendus) – haldab kasutajaprogrammide käivitamine, nende täitmine, andmete sisestamine/väljund, terminali haldamine, võrgu administreerimine. Sellel tasemel pakutakse kasutajatele mitmesuguseid teenuseid, mis on seotud selle programmide käivitamisega. Sellel tasemel toimivad tehnoloogiad, mis on justkui andmeedastuse lisand.
Esitluskiht(esitlus)- võrgus edastatavate andmete tõlgendamine ja teisendamine rakendusprotsesside jaoks sobivasse vormi. Praktikas on kaasatud paljud selle taseme funktsioonid rakenduskiht Seetõttu pole esitluskihi protokolle välja töötatud ja paljudes võrkudes neid praktiliselt ei kasutata.
seansikiht(seanss)- rakendusprotsesside vaheliste sideseansside korraldamine ja läbiviimine (seansi initsialiseerimine ja hooldus võrgu abonentide vahel, järjekorrahaldus ja andmeedastusrežiimid). Paljud selle kihi funktsioonid seoses ühenduse loomise ja korrastatud andmevahetuse säilitamisega on praktikas rakendatud transpordikihis, seega on seansikihi protokollid piiratud kasutusega.
transpordikiht(transport)- andmete segmenteerimise ja andmeedastuse juhtimine allikast tarbijani (st kontrollinfo vahetamine ja tellijatevahelise loogilise kanali loomine, andmeedastuse kvaliteedi tagamine). Transpordikihi protokolle arendatakse väga laialdaselt ja neid kasutatakse praktikas intensiivselt. suurt tähelepanu sellel tasemel on see antud edastatava teabe usaldusväärsuse kontrollimiseks.
võrgukiht(võrk)- andmeedastuse loogilise kanali haldamine võrgus (andmete adresseerimine ja marsruutimine). Iga võrgukasutaja kasutab tingimata selle kihi protokolle ja tal on oma ainulaadne võrguaadress, mida võrgukihi protokollid kasutavad. Sellel tasemel on andmed struktureeritud – pakettidena jaotatud ja pakettidele määratud võrguaadressid.
Linkikiht(andmelink)- füüsilise andmeedastuskanali moodustamine ja haldamine võrgutasandi objektide vahel (loogiliste kanalite loomine, hooldamine ja lahtiühendamine), füüsiliste ühenduste “läbipaistvuse” tagamine, edastusvigade kontroll ja parandamine.
Füüsiline kiht(füüsiline)- ühenduste loomine, hooldamine ja lõpetamine võrgu füüsilise kanaliga. Juhtimine toimub tasemel bitti digitaalsed (impulsid, nende amplituud, kuju) ja analoog (pideva signaali amplituud, sagedus, faas).

Tasandite vahel edastatud teabeplokkidel on standardne formaat Kabiin: päis (päis), hooldusinfo, andmed, treiler. Iga tase, edastades teabeploki madalamale tasemele, varustab seda oma päisega. Kõrgema taseme päist tajub madalam tase edastatavate andmetena.

Iga kihi vahendid töötavad välja selle kihi protokolli ja liidesed naaberkihtidega.
Neid juhtimistasemeid saab kombineerida rühmadesse vastavalt erinevatele kriteeriumidele:
- tase 1, 2 ja osaliselt 3 on realiseeritud valdavalt riistvaraliselt; ülemised tasemed 4–7 ja osaliselt 3 on tagatud tarkvaraga;

Kihid 1 ja 2 vastutavad füüsiliste ühenduste eest; tasemed 3-6 on hõivatud teabe edastamise, edastamise ja kasutajaseadmetele arusaadavas vormis muutmise korraldamisega; kiht 7 tagab kasutajarakenduste täitmise.

• 3. Andmeedastuse tehnoloogiad. Ethernet, Token Ring, ISDN, X.25, Frame Relay.
• 4. Lüüsiseadmed: repiiterid, sillad, ruuterid, lüüsid. Vahetus- ja marsruutimismeetodid. Võrgu jõudluse parandamise viisid
• 5. Peer-to-peer ja serverivõrgud: võrdlevad omadused. Spetsialiseeritud serverite peamised tüübid.
• 6. Interneti tehnoloogiline alus. Aadressisüsteem (IP-aadressid, domeeninimed, DNS-süsteem). Põhilised sideprotokollid võrgus.
• 7. Põhilised kasutajatehnoloogiad Internetis töötamiseks. WWW, FTP, TELNET, E-MAIL. Otsige teavet Internetist.
• 9. Andmebaasid: andmed, andmemudel, andmebaas, andmebaasihaldussüsteem, infosüsteem. andmemudelid. Suhteline andmemudel.
• 12. Infosüsteemide projekteerimine. Struktuuri ja elutsükli mudelid.
• 13. Ettevõtte struktuuri modelleerimine ja kujutamine. IDEF0 diagrammid.
• 14. Andmevoogude modelleerimine ja esitamine. DFD diagrammid.
• 16. Ekspertsüsteemid (ES): kontseptsioon, eesmärk, arhitektuur, eristavad tunnused. ES klassifikatsioon. ES arenguetapid.
• 17. Ekspertsüsteemide teadmistebaasid. Teadmiste esitusmeetodid: loogilised mudelid, tootmisreeglid, raamid, semantilised võrgud.
• 18 Teadmised. Teadmiste liigid. Teadmiste ammutamise meetodid: kommunikatiivne, tekstiloogiline.
• 19 Programmeerimiskeeled, nende omadused (Prolog, Delphi, C++).
• 20. Programmeerimiskeeled, nende omadused (PHP, Perl, JavaScript).
• 21. Vene Föderatsiooni infoturbe tagamise eesmärgid, eesmärgid, põhimõtted ja põhisuunad. Teabe õiguslik, organisatsiooniline, inseneri- ja tehniline kaitse.
• 22. Elektroonilised väljaanded: kontseptsioon, kompositsioon. EI klassifikatsioon. EI registreerimine.
• 23. Inforessursid: mõiste, koostis. Riigi infoallikad.
• 24. Personaalarvuti operatsioonisüsteem kui ressursside haldamise vahend (uuritava OS-i näitel). OS-i struktuur ja komponendid.
• 25. Pahatahtlik tarkvara: klassifikatsioonid, tuvastamise ja eemaldamise meetodid.
• 26 Veebirakenduste struktuur. HTTP protokoll. Küpsis. Veebirakenduste funktsioonid. CGI protokoll.
• 27 IS töökindluse tagamine. tehingud. OLTP süsteemid.
• 28. Tarkvaratoote ergonoomilised eesmärgid ja kvaliteedinäitajad.
• 31. Infohaldus: kontseptsioon ja põhifunktsioonid.
• 33 Tarkvara standardimine. Tarkvara dokumentatsiooni standardid.
• 34. Infosüsteemide kvalitatiivsete ja kvantitatiivsete omaduste hindamine. Mudelid tarkvara ja infotoe töökindlusnäitajate hindamiseks. Infosüsteemide töökindluse tagamise põhimõisted, näitajad ja meetodid.
• 36. Informatiseerimise valdkonna uuenduslike programmide rakendamise tunnused (informatiseerimise valdkonna infopoliitika tunnused, projektide moodustamise ja IP rakendamise põhimõtted, informatiseerimisprojektide juhtimine).

11. Avatud süsteemide interaktsiooni arhitektuur. Diskreetse sõnumivahetuse põhialused

11. Avatud süsteemide interaktsiooni arhitektuur

Arvutivõrkude tulek on toonud kaasa vajaduse luua standardeid, mis määratlevad interaktsiooni põhimõtted välised kasutajad võrkude ja omavaheliste võrkudega (st avatud süsteemide interaktsiooni standardid, OSI).

Võrk on oma tuumaks erinevate tootjate seadmete ühendus. Ühilduvusprobleemide lahendamiseks peavad kõik tootjad järgima ehitusseadmete üldtunnustatud eeskirju. Need reeglid on standardites fikseeritud.

Arvutivõrkude standardimise ideoloogiline alus on mitmetasandiline lähenemine.

Võrguseadmete vaheline suhtlus on keeruline, tehniline väljakutse. Dekompositsiooni kasutatakse sageli keerukate probleemide lahendamiseks, s.t. keerulise ülesande jaotamine mitmeks lihtsaks ülesandemooduliks.

Lagundamine soovitab:

• iga mooduli funktsioonide selge määratlemine, mis lahendab eraldi probleemi;

• moodulitevahelise interaktsiooni reeglite määratlemine.

Mitmetasandilise lagundamise lähenemisviis eeldab järgmist:

• kogu moodulite komplekt on jagatud tasemeteks (kõikide tasemete funktsioonid on selgelt määratletud);

• tasandid moodustavad hierarhia (st on ülemine ja alumine tase);

• oma probleemide lahendamiseks teeb iga tase päringuid ainult vahetult külgneva madalama taseme moodulitele;

• tasememoodulite töö tulemusi saab üle kanda ainult naaber-, ülemisse.

Võrgu töö ajal suhtlevad sõlmed, millest igaüks esindab hierarhiline süsteem. Nende sõlmede interaktsiooni protseduuri saab kirjeldada kui reeglite kogumit osalevate osapoolte vastavate (võrdsete) tasemete paari interaktsiooni jaoks.

Formaliseeritud reegleid, mis määravad samal tasemel, kuid erinevates sõlmedes olevate võrgukomponentide vahel vahetatavate sõnumite järjestuse ja vormingu, nimetatakse PROTOKOLLiks.

Kihid, mis on töötamise ajal samas sõlmes, suhtlevad ka omavahel vastavalt täpselt määratletud reeglitele. Neid reegleid nimetatakse LIIDESEKS.

See. iga taseme vahendid peavad välja töötama esiteks oma protokolli ja teiseks liidesed naabertasanditega.

Tuleb märkida, et iga kihi protokolli saab muuta sõltumatult teise kihi protokollist. See sõltumatus teebki kihilise lähenemise atraktiivseks.

OSI võrdlusmudel See on kõige rohkem üldkirjeldus ehitusstandardite konstruktsioonid. See määratleb üksikute standardite vahelise suhte põhimõtted ja on võimaldamise aluseks paralleelselt arengut erinevaid standardeid WOS jaoks.

Esialgu määratakse OSI standardite ehitamise struktuur.

Seejärel avatud süsteemi üksikute komponentide (kihtide) pakutavate teenuste kirjeldus.

OSI standardite viimane üksikasjalikkuse tase on antud OSI teenuse protokollide komplekti väljatöötamine.

Sel juhul mõistetakse protokolli kui dokumenti, mis määratleb üksteisega töötavate süsteemide samanimeliste tasemete interaktsiooni protseduurid ja reeglid.

Seega peaks OSI standard määratlema:

• OSI etalonmudel;

• Konkreetne teenuste komplekt, mis rahuldab võrdlusmudel;

• Protokollikomplekt, mis pakub rahulolu teenustega, mille rakendamiseks nad on loodud.

Eeltoodu põhjal süsteem on avatud kui see vastab OSI võrdlusmudelile, standardsete teenuste komplektile ja standardprotokollidele.

Seitsmetasemeline OSI mudel

OSI ja IEEE Project 802 võrgumudelid

1978. aastal andis Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon ISO (International Standards Organisation) välja spetsifikatsioonide komplekti, mis kirjeldab heterogeensete seadmetega võrkude arhitektuuri. (VOS-mudeli prototüüp).

1984. aastal andis ISO välja oma mudeli uue versiooni, mida nimetatakse OSI võrdlusmudeliks. (Open System Interconnection reference model, OSI.)

OSI võrdlusmudeli struktuur

Selles mudelis on kõik avatud süsteemi poolt rakendatavad protsessid jagatud seitsmeks üksteisele allutatud tasandiks. Väiksema numbriga kiht osutab teenuseid sellega külgnevale ülemisele kihile ja kasutab selleks sellega külgneva alumise kihi teenuseid. Ülemine (7) kiht tarbib ainult teenuseid ja alumine (1) pakub ainult neid.

Mudeli seitse taset:

Füüsiline kiht teostab struktureerimata "toore" bitivoo edastust üle füüsilise kandja (arvestamata koodikombinatsioonideks jagamist). Rakendatud elektrilised, optilised, mehaanilised ja funktsionaalsed liidesed kaabliga. Genereerib signaale, mis kannavad andmeid ülemistest kihtidest. Määrab iga biti kestuse ja selle, kuidas iga bitt tõlgitakse vastavateks elektrilisteks ja optilisteks signaalideks.

See tase on seotud:

• füüsiliste andmeedastuskandjate omadused (ribalaius, impedants, mürakindlus jne);
• elektriliste (optiliste) signaalide omadused (tasemed, kodeerimise tüüp, modulatsioonikiirus jne);
• pistiku tüüp ja iga viigu otstarve (BNC, RJ-45, RS-232c…).

Spetsifikatsiooni näidis 10BaseT.

Linkikiht

Peamised kanali tasandil lahendatavad ülesanded on järgmised:

• edastusmeediumile juurdepääsu korraldamine;
• vigade tuvastamise ja parandamise mehhanismide rakendamine.

Kui füüsilisel tasandil mõeldakse ainult bitivoogu, siis kanali tasemel grupeeritakse bitid koodikombinatsioonideks (kaadriteks). Raamid on kaitstud veaparanduskoodiga, mis võimaldab vigu tuvastada või parandada.

Linkikihi protokollid sisaldavad teatud arvutitevaheliste ühenduste struktuuri ja nende adresseerimise viise (ainult rangelt määratletud võrgutopoloogia korral).

Kanali juhtimistase (teine ​​tase) ehk kanal on protseduuride ja meetodite kogum andmeedastuskanali haldamiseks (ühenduse loomine, säilitamine ja lahtiühendamine), mis on organiseeritud füüsilise ühenduse alusel, see võimaldab vigade tuvastamist ja parandamist. .

Edastab andmeraamid võrgust füüsilisse kihti. Pakkib füüsilisest kihist tuleva töötlemata bitivoo vastuvõtu andmekaadritesse.

Üldiselt on CU täielik funktsioonide komplekt sõnumite saatmiseks võrgusõlmede vahel. Mõnel juhul võivad need lubada otsest tööd rakenduskihiga.

Näide: Ethernet, token ring.

Võrgukiht (võrk) vastutab sõnumite adresseerimise ning loogiliste nimede ja aadresside füüsilisteks aadressideks tõlkimise eest. Põhineb konkreetsel võrgutingimused, on siin määratletud marsruut saatja arvutist adressaadi arvutisse.

Kolmanda (võrgu)kihi põhiülesanne on sõnumite marsruutimine, lisaks tagab see infovoogude haldamise, transpordikanalite organiseerimise ja hoolduse ning arvestab ka pakutavate teenustega.

Kui ruuteri võrguadapter ei saa edastada saatja arvuti poolt saadetud suuri andmeplokke, jagatakse need plokid võrgukihis väiksemateks. Vastuvõtja võrgukihis toimub algsesse olekusse ümberpakendamise vastupidine protsess.

Vaadeldavad kolm madalamat taset määravad võrgusõlme toimimise. Nende kihtide protokollid teenindavad nn transpordivõrku. Nagu iga transpordisüsteem, edastab see võrk teavet ilma selle sisust huvita. Peamine ülesanne see võrk on kiire ja usaldusväärne teabe edastamine.

Näide: IP (TCP/IP-pinn), IPX (IPX/SPX-pinn).

Transpordikiht See kiht võtab kõrgemalt kihilt vastu mingi ploki andmeid ja peab tagama nende edastamise sidevõrgu kaudu kaugsüsteemi. Transporditasemest kõrgemad tasemed ei võta arvesse selle võrgu eripära, mille kaudu andmeid edastatakse, vaid "teavad" ainult kaugsüsteemid millega nad suhtlevad. Transpordikiht seevastu peab "teadma", kuidas võrk töötab, mis suuruses andmeplokke ta aktsepteerib jne.

Transpordikiht tagab pakettide edastamise ilma vigadeta, samas järjestuses, ilma kadude ja dubleerimiseta.

Sellel tasemel saab sõnumeid ka ümber pakkida: pikad jagatakse mitmeks paketiks ja lühikesed ühendatakse üheks. See suurendab pakettide edastamise tõhusust võrgu kaudu. Transpordikihis pakib adressaadi arvuti sõnumid lahti, taastab need algsel kujul ja saadab tavaliselt kinnitussignaali.

Kui kanali kvaliteet on hea, siis kasutatakse valgusteenust. Datagrammi režiim (UDP).

Kui kanali kvaliteet on halb, siis kasutatakse maksimaalseid vahendeid - loogilise eelühenduse loomine, tagasiside korraldamine, pakettide tsükliline nummerdamine, kätlemine, kontrollsummade kontrollimine jne. (TCP virtuaalse vooluahela režiim).

Seansikiht (seanss)

Järgmist viiendat protokollide taset nimetatakse seansi või seansi tasemeks. Selle peamine eesmärk on korraldada rakendusprotsesside interaktsiooni viise:

• rakendusprotsesside ühendamine nende koostoimeks,

• protsessidevahelise infovahetuse korraldamine interaktsiooni käigus

• "lahtisidumise" protsessid.

See kiht täidab selliseid funktsioone nagu nimede eraldusvõime ja turvalisus, mis on vajalikud kahe võrgus oleva rakenduse vaheliseks suhtlemiseks.

Seansikiht tagab kasutaja ülesannete sünkroonimise, asetades andmevoogu kontrollpunktid. Seega juhul võrgu viga, tuleb uuesti edastada ainult viimasele kontrollpunktile järgnevad andmed.

Executive tase (Esitlus) defineerib edastatava info süntaksi, st. tegelaste kogum ja nende esitusviisid, mis on arusaadavad kõigile interakteeruvatele avatud süsteemidele.

Läbirääkimisprotsessi enda määrab esitluskihi protokoll, mille järgi suhtlevad süsteemid lepivad kokku, millises vormis infot edastatakse.

Esinduskiht vastutab protokollide teisendamise, andmete tõlkimise, nende krüpteerimise, kasutatava märgistiku (kooditabeli) muutmise ja teisendamise ning laiendamise eest. graafilised käsud. Oskab hallata andmete tihendamist.

Sellel tasemel töötab ümbersuunaja, mis suunab I/O toimingud serveriressurssidele.

Rakenduskiht OSI etalonmudeli (Application) defineerib semantika, st. OS-i poolt mõne varem teadaoleva ülesande lahendamise protsessis vahetatava teabe semantiline sisu. Interakteeruvad süsteemid peavad vastuvõetud andmeid tõlgendama ühtemoodi.

Rakenduse (kasutaja) tase on peamine, selle nimel on kõik muud tasemed olemas. Seda nimetatakse rakenduseks, kuna sellega suhtlevad süsteemi rakendusprotsessid, mis peavad lahendama mõne probleemi koos teistes avatud süsteemides asuvate rakendusprotsessidega.

See kiht pakub teenuseid, mis toetavad otseselt kasutajarakendusi, nagu failiedastustarkvara, juurdepääs andmebaasile, Meil. (FTP, TFTP…)

IEEE Project 802 mudel. OSI mudeli laiendus.

Veebruaris 1980 ilmus IEEE Project 802. Kuigi selle projekti avaldamine oli standarditest ees. ISO andmed töö viidi läbi paralleelselt, täieliku teabevahetusega, seega on need täielikult ühilduvad.

IEEE Project 802 – kehtestab standardid võrgu füüsilistele komponentidele – liidesekaartidele ja kaablitele –, millega tegelevad OSI mudeli füüsilised ja lingikihid.

Neid standardeid levitatakse:

• võrguadapterikaartidel;

• ülemaailmsete arvutivõrkude komponendid;

• võrgukomponendid koaksiaal- ja keerdpaaril.

802 spetsifikatsioonid määratlevad viisid, kuidas võrgukaardid pääseda juurde füüsilisele andmekandjale ja edastada selle kaudu andmeid.

IEEE mudelis on lingikiht jagatud kaheks alamkihiks:

• loogiline linkide haldamine (tõrkekontroll ja andmevoo kontroll);

• Keskkonna juurdepääsu kontroll. (kandja tunnetus, märgi edastamine,…).

OSI võrdlusmudel on mugav paralleelsustööriist. avatud süsteemide vastastikuse sidumise standardite väljatöötamine. See ainult määratleb standardite omavahelise loomise ja ühendamise kontseptsioon ning see võib olla aluseks standardiseerimisele erinevates teabe edastamise, säilitamise ja töötlemise valdkondades.

Kontrollküsimused