American National Standards Institute (ANSI)

Основные понятия

Два или более компьютеров называются связанными между собой, если они могут обмениваться информацией. В связи с этим можно определить компьютерную сеть как систему двух или более связанных между собой компьютеров.

В настоящее время компьютерные сети все больше и больше входят в жизнь общества, если 10 лет назад компьютерные сети можно было встретить только в крупных организациях, то сейчас компьютерные сети все больше и больше появляются в жизни рядового жителя, например, в пределах одной квартиры, подъезда, дома.

Потребность любой организации в сети обуславливается характером ее деятельности в сочетании с достаточно высоким уровнем использования компьютерной техники. В основе лежит необходимость обмена информацией между людьми, подразделениями и организациями. Сегодня ни у кого не вызывает сомнений необходимость осуществления информационных коммуникаций. Человечество постоянно изобретало средства обмена информацией: почта, телеграф, телефон, радио, телевидение. Изобретение компьютера стало прорывом в развитии информационной цивилизации. Компьютер - это универсальный инструмент для работы с информацией. Компьютер без информации только набор электронных устройств. Реальную практическую пользу он приносит только если с его помощью можно получать, хранить, передавать и обрабатывать информацию. Электронная пишущая машинка - это недостойное понимание места персонального компьютера на вашем рабочем столе. Вряд ли стоило тратить более $1000 на пишущую машинку или модный элемент интерьера вашего кабинета, чтобы включать его на пару часов в день. Сегодня это ни на кого уже не производит хорошего впечатления, скорее наоборот вызывает негативные эмоции у тех, кто реально понимает, для чего нужен компьютер и постоянно на нем работает. Чем выше интенсивность информационных потоков, тем значительнее роль компьютера в вашей деятельности. В последние коды тенденция к увеличению интенсивности информационных потоков очевидна, не зря современную цивилизацию называют информационной. Если хождение дискетами по этажам и между корпусами уже вызывает у вас здоровое возмущение то вы, наверное, раньше других поймете преимущества сети, хотя это более чем примитивное ее понимание. С точки зрения информационных технологий, организация сети может рассматриваться как способ работы с информацией. Таким образом, потребность в сети можно иллюстрировать простой схемой представленной на рис. 7.1:

рис. 7.1

Таким образом, при построении компьютерной сети реализуются следующие цели:

– Совместное использование ресурсов, то есть предоставление доступа к программам, оборудованию и данным для любого пользователя сети.

– Обеспечение высокой надежности при помощи альтернативных источников информации. Например, все файлы могут быть расположены на двух или трех машинах одновременно, так что, если одна из них недоступна по какой-либо причине, то используются другие копии. Возможность продолжать работу, несмотря на аппаратные проблемы, имеет большое значение для различных сфер деятельности человека.

– Экономия средств. Небольшие компьютеры характеризуются значительно лучшим соотношением цена-производительность, нежели большие, что заставляет разработчиков создавать системы на основе модели клиент-сервер.

– Масштабируемость, то есть способность увеличивать производительность системы по мере роста нагрузки. В случае модели клиент-сервер новые клиенты и новые серверы могут добавляться по мере необходимости.

– Ускорение передачи информации. Компьютерная сеть является мощным средством связи между удаленными друг от друга пользователями. Если один из них изменяет документ, находящийся на сервере, в режиме on-line, остальные могут немедленно увидеть эти изменения.

Компьютерные сети характеризуются по размерам и по технологии передачи.

По размерам различают локальные и глобальные компьютерные сети.

Локальные сети (LAN – Local Area Network) отличаются от глобальных малыми территориальными размерами. Они, как правило, используются для предоставления совместного доступа компьютеров к ресурсам. Локальные сети обычно имеют пропускную способность 10, 100 или 1000 Мбит/с.

Глобальные сети (WAN – Wide Area Network) территориально значительно больше, очень часто охватывают целую страну. Глобальная сеть объединяет машины, эти машины называются хостами. Глобальные сети представляют собой объединение нескольких сетей.

По технологии передачи различают широковещательные сети и последовательные сети (сети с передачей от узла к узлу).

Широковещательные сети используют один канал связи, который используется всеми машинами сети. Информация в широковещательной сети передаются пакетами (короткими сообщениями). Пакеты принимаются всеми участниками сети. При приеме пакета проверяется адресное поле, и если пакет предназначен для этой машины, то он обрабатывается, а если нет – то игнорируется.

Последовательные сети или сети от узла к узлу характеризуются тем, что при передаче пакета, он проходит через ряд промежуточных машин, чтобы добраться до места назначения.

Топология сетей

Термин «топология» происходит от греческого слова topos, что в переводе означает «место». Определений топологии сети существует много, одно из самых распространенных является следующее определение: топология сети – это способ организации физических связей компьютеров и сетевых компонент. Но существует еще ряд определений, которые также являются достоверными, например топология сети – это физическая или электрическая конфигурация кабельного хозяйства и соединений сети, или топология сети – это скелет сети.

Существует несколько стандартных топологий сети: шина (Bus), звезда (Star), кольцо (Ring).

Сетевая топология «Шина». Это самая простая топология. В данной топологии все компьютеры подключаются к одному кабелю (рис. 7.2).

В шинной топологии для соединения компьютеров используется один кабель, называемый магистралью или сегментом сети. По концам магистрали устанавливаются терминаторы. Терминатор – это устройство гасящее сигнал. Установка терминаторов по концам обязательна, так как сигнал достигнув конца кабеля отражается и происходит наложение сигнала, а как следствие ослабление и искажение сигнала.

Нарушение общего кабеля или любого из двух терминаторов приводит к выходу из строя участка сети между этими терминаторами. Отключение любого из подключенных устройств на работу сети никакого влияния не оказывает.

В сети с данной топологией в каждый момент времени передачу может вести только один компьютер, поэтому производительность такой сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине, чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть.

рис. 7.2

На быстродействие сети также влияют следующие факторы:

– тип аппаратного обеспечения;

– частота передачи данных;

– тип сетевых приложений;

– тип сетевого кабеля;

– расстояние между компьютерами.

Таким образом, можно выделить преимущества и недостатки шинной топологии. Преимущества:

· легкость подключения новых узлов и их доступность;

· простота реализации широковещательной передачи;

· приспособленность к передаче сообщений с резкими колебаниями интенсивности потока сообщений.

Недостатки:

· среда передачи пассивна, поэтому необходимо усиление сигналов;

· затруднена защита информации, т.к. можно легко подсоединиться к сети;

· при большом количестве узлов возможно резкое снижение пропускной способности.

Сетевая топология "Звезда". Каждый компьютер или сетевое устройство подключено отдельным проводом к отдельному порту устройства, называемого концентратором или повторителем (репитер), или хабом (Hub) (рис. 7.3).

Репитер – это устройство, физически расположенное в сети, с двумя или более портами, при этом оно получив данные на одном из портов, немедленно перенаправить их на другие порты.

Хаб (Hub) или концентратор - это многопортовый репитер.

рис. 7.3

Концентраторы могут быть как активные, так и пассивные. Если между устройством и концентратором происходит разрыв соединения, то вся остальная сеть продолжает работать. При выходе из строя концентратора сеть перестанет работать.

Данная сетевая топология наиболее удобна при поиске повреждений сетевых элементов: кабеля, сетевых адаптеров или разъемов. При добавлении новых устройств топология "Звезда" также удобней по сравнению с топологией «Шина».

Можно выделить преимущества и недостатки топологии «Звезда». Преимущества:

· высокий уровень защиты в центральном узле;

· простая адресация, контролируемая центральным узлом;

· упрощен поиск неисправностей.

Недостатки:

· зависимость сети от надежности центрального узла;

· сложность центрального узла, на который возложено большинство сетевых функций.

Сетевая топология "Кольцо". При такой топологии узлы сети образуют виртуальное кольцо (концы кабеля соединены друг с другом) (рис. 7.4). Каждый узел сети соединен с двумя соседними. В данной конфигурации сообщения перемещаются по кругу в одном направлении. В топологии «Кольцо» нет выделенного узла, который управляет передачей сообщений.

рис. 7.4

Преимуществом топологии «Кольцо» является ее высокая надежность (за счет избыточности), однако стоимость такой сети достаточно высока за счет расходов на адаптеры, кабели и дополнительные приспособления.

Кроме базовых топологий существуют их комбинации – комбинированные топологии. Чаще всего используются комбинированную топологию: звезда-шина (star-bus) (рис. 7.5). Звезда-шина – несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины (к концентратору подключены компьютеры, а сами концентраторы соединены шиной). Выход из строя одного компьютера не сказывается на работе всей сети, а сбой в работе концентратора влечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

рис. 7.5

Типы сетей

В зависимости от того, из каких компонентов состоит сеть, выделяют несколько типов локальных сетей. Если ваш компьютер только использует сетевые ресурсы и не предоставляет свои ресурсы другим, то с точки зрения сети он является клиентом сети или рабочей станцией. Если компьютер работает с сетевыми ресурсами и при этом разрешает доступ другим машинам к своим ресурсам его правильно называть одноранговым узлом. Компьютер, который предоставляет услуги и ресурсы сети другим машинам называется сервером. Исходя их этого, можно выделить 3 типа сетей:

Одноранговые – нет серверов, разделяются ресурсы независимых узлов.

Серверные (клиент/сервер) – содержат клиентов и обслуживающие их серверы.

Гибридные – сети клиент/север с одноранговыми разделяемыми ресурсами.

В большинстве случаев реальные сети получаются гибридными.

Одноранговые сети характеризуются тем, что каждый компьютер разрешает доступ другим машинам к своим ресурсам. Выделим преимущества и недостатки одноранговой сети

Преимущества

· Нет дополнительных расходов на серверы или необходимое ПО

· Простота инсталляции (установки)

· Не требуется сетевой администратор

· Позволяют пользователям управлять разделением ресурсов

· При работе не вынуждают полагаться на функционирование других компьютеров

· Низкая стоимость небольших сетей

Недостатки

· Дополнительная нагрузка на компьютеры из-за совместного использования ресурсов

· Одноранговый узел неспособен обслуживать большое число соединений

· Отсутствие централизованной организации

· Отсутствие центрального места хранения данных

· Необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров

· Слабая и неудобная система защиты

· Отсутствие централизованного управления

Использование одноранговой сети оправдано в случае, если сеть состоит не более чем из 3-5 равноценных, достаточно мощных компьютеров расположенных в одном помещении при условии, что все пользователи имеют достаточно высокую квалификацию и полностью доверяют друг другу. При других условиях более целесообразно использовать серверную сеть – сеть с выделенным сервером.

Преимущества:

· Сильная централизованная защита.

· Центральное хранилище файлов.

· Совместное использование аппаратного и программного обеспечения.

· Совместное использование дорогого оборудования.

· Режим разделения ресурсов быстрее одноранговых узлов.

· Менее назойливая система защиты.

· Освобождение пользователя от управления разделяемыми ресурсами.

· Простая управляемость при большом числе пользователей.

· Централизованная организация предотвращает потерю данных на компьютерах.

Недостатки:

· Дорогое специализированное аппаратное обеспечение.

· Дорогостоящие серверные ОС и клиентские лицензии.

· Как правило, требуется специальный администратор сети.

На практике используются гибридные сети с несколькими серверами и одноранговыми узлами. Такая организация сети сохраняет и достоинства серверной модели и преимущества одноранговых решений. Смешанная сеть позволяет пользователям и администраторам управлять защитой в зависимости от важности разделяемого ресурса.

Сетевые стандарты

Работа компьютерной сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

1. Распознавание данных.

2. Разбиение данных на управляемые блоки.

3. Добавление информации к каждому блоку о местонахождении данных и получателе.

4. Добавление информации для синхронизации и проверки ошибок.

5. Перемещение данных в сеть и отправка их по заданному адресу.

Сетевая ОС при выполнении этих задач строго следует определенному набору процедур. Эти процедуры называются протоколами. Они регламентируют каждую сетевую операцию. Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению разных производителей нормально взаимодействовать.

Существует два основных набора стандартов – это модель OSI (Model of Open System Interconnections) и её расширение Project 802.

Модель OSI/ISO

В 1974 году международный комитет по стандартизации ISO (International Standarts Organization) выпустил набор спецификаций, описывающих модель взаимодействия открытых систем или так называемую модель OSI (Model of Open System Interconnections).

В 1984 году ISO выпустила новую версию своей модели, названную эталонной моделью взаимодействия открытых систем ISO. Эта версия стала международным стандартом. Ее спецификации используют производители при разработке сетевых продуктов, ее придерживаются при построении сетей. Полное название модели – ISO/OSI или просто OSI. Модель OSI не является сетевой архитектурой, так как не описывает службы и протоколы, используемые на каждом уровне. Она просто определяет, что должен делать каждый уровень. Важно также понимать, что эталонная модель не является чем-то реальным, таким, что обеспечивает связь. Сама по себе она не заставляет коммуникации функционировать и служит лишь для классификации. Она классифицирует то, что непосредственно работает, а именно - протоколы. Протоколом считается набор спецификаций, определяющих реализацию одного или нескольких уровней OSI. ISO разработал также стандарты для каждого уровня, хотя эти стандарты не входят в саму эталонную модель. Каждый из них был опубликован как отдельный международный стандарт.

Модель OSI имеет семь уровней. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы. Появление именно семи уровней было обусловлено функциональными особенностями модели.

Модель OSI показана на рис. 7.5. Определенные сетевые функции, выполняемые на каждом уровне, взаимодействуют только с функциями соседних уровней – вышестоящего и нижележащего. Например, Сеансовый уровень должен взаимодействовать только с Представительским и Транспортным уровнями. Все эти функции подробно описаны.

Каждый уровень выполняет несколько операций при подготовке данных для доставки по сети на другой компьютер. Уровни отделяются друг от друга границами – интерфейсами. Все запросы от одного уровня к другому передаются через интерфейс. Каждый уровень, выполняя свои функции, пользуется услугами нижележащего уровня. Самые нижние уровни – 1-й и 2-й – определяют физическую среду при передаче битов данных через плату сетевого адаптера и кабель. Самые верхние уровни определяют, каким способом реализуется доступ приложений к услугам связи.

Задача каждого уровня – предоставление услуг вышележащему уровню, маскируя при этом детали реализации этих услуг. Каждый уровень на компьютере-отправителе работает так, как будто он напрямую связан с соответствующим уровнем на компьютере-получателе. Эта виртуальная связь показана на рис. 7.5 пунктирными линиями. В действительности же связь осуществляется между соседними уровнями одного компьютера. ПО каждого уровня реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором протоколов.

Перед отправкой в сеть данные разбиваются на пакеты, передаваемые между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно все уровни ПО от прикладного до физического, при этом на каждом уровне к пакету добавляется форматирующая или адресная информация, необходимая для безошибочной передачи данных по сети.

На принимающей стороне пакет также проходит через все уровни, но в обратном порядке. Программное обеспечение каждого уровня анализирует информацию пакета, удаляет ту информацию, которая добавлена к пакету на таком же уровне отправителем, и передает пакет следующему уровню. По достижении пакетом Прикладного уровня вся служебная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный вид.

Таким образом, только Физический уровень модели может непосредственно послать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на компьютере-отправителе и компьютере-получателе должна пройти все уровни, начиная с того, с которого она посылается, и заканчивая соответствующим уровнем того компьютера, которым она принимается. Например, если Сетевой уровень передает информацию с компьютера. А, она спускается через Канальный и Физический уровни в сетевой кабель, затем попадает в компьютер В, где поднимается через Физический и Канальный уровни и достигает Сетевого уровня. В среде клиент-сервер примером такой информации служит адрес и результат контроля ошибок, добавленные к пакету.

Взаимодействие смежных уровней осуществляется через интерфейс. Интерфейс определяет услуги, которые нижний уровень предоставляет верхнему, и способ доступа к ним.

Рассмотрим каждый из семи уровней модели OSI и услуги, которые они предоставляют смежным уровням.

Прикладной (Application) уровень. Уровень 7. Он представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. Услуги, которые он обеспечивает, напрямую поддерживают приложения пользователя. Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и восстановлением данных после сбоев связи.

Уровень представления (Presentation). Уровень 6. Представительский уровень определяет формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами. Типичный пример работы служб Представительского уровня – кодирование передаваемых данных определенным стандартным образом. Уровень представления отвечает за преобразование протоколов, трансляцию и шифрование данных, смену кодовой таблицы и расширение графических команд. Кроме того, он управляет сжатием данных для уменьшения объема переда­ваемых бит.

Сеансовый уровень (Session). Уровень 5. Сеансовый уровень позволяет двум приложениям разных компьютеров устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом. Сеанс может предоставлять еще и расширенный набор услуг, полезный для некоторых приложений. Сеансовый уровень управляет диалогом между взаимодействующими процессами, устанавливая, какая из сторон, когда, как долго и т.д. должна осуществлять передачу.

Транспортный уровень (Transport). Уровень 4. Основная функция Транспортного уровня – принять данные от Сеансового уровня, разбить их при необходимости на небольшие части и передать Сетевому уровню, гарантируя, что эти части в правильном порядке прибудут по назначению. Все это должно быть сделано эффективно и так, чтобы изолировать более высокие уровни от каких-либо изменений в аппаратной технологии. Транспортный уровень также следит за созданием и удалением сетевых соединений, управляет потоком сообщений, проверяет ошибки и участвует в решении задач, связан­ных с отправкой и получением пакетов. Примеры протоколов транспортного уровня – TCP и SPX.

Сетевой уровень (Network). Уровень 3. Сетевой уровень управляет операциями подсети. Он отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические. Сетевой уровень разрешает также проблемы, связанные с разными способами адресации и разными протоколами при переходе пакетов из одной сети в другую, позволяя объединять разнородные сети. Примеры протоколов сетевого уровня - IP и IPX.

Уровень передачи данных или канальный (Data Link). Уровень 2. Основная задача Канального уровня – преобразовать способность Физического уровня передавать данные в надежную линию связи, свободную от необнаруженных ошибок с точки зрения вышестоящего Сетевого уровня. Эту задачу Канальный уровень выполняет при помощи разбиения входных данных на кадры размером от нескольких сот до нескольких тысяч байтов. Каждый следующий кадр данных передается только после получения и обработки кадра подтверждения, посылаемого обратно получателем. Кадр – это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. На рис. 7.6 представлен простой кадр данных, где идентификатор отправителя – адрес компьютера-отправителя, а идентификатор получателя – адрес компьютера-получателя. Управляющая информация используется для маршрутизации, указания типа пакета и сегментации. CRC (Cyclical Redundancy Check – циклический код) позволяет выявить ошибки и гарантирует правильный прием информации.

Физический уровень (Physical). Уровень 1. Физический уровень осуществляет передачу неструктурированного, сырого, потока бит по физической среде (например, по сетевому кабелю). На этом уровне реализуются электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем. Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие ото всех вышележащих уровней. На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с платой сетевого адаптера и способ передачи сигналов по сетевому кабелю. Физический уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию бит, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода в электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю.

Стандарт IEEE Project 802

Два нижних уровня модели OSI относятся к оборудованию, а именно: сетевой плате и кабелю. Для постановки более четких требований к аппаратуре, которая работает на этих уровнях, IEEE разработал расширения, предназначенные для разных сетевых плат и кабелей. Эти расширения широко известны как Project 802, названные в соответствии с годом (1980) и месяцем (февраль) своего издания. Стандарты IEEE были опубликованы раньше модели OSI, но оба проекта разрабатывались примерно в одно время и при полном обмене информацией. Это и привело к созданию двух совместимых продуктов.

Project 802 установил стандарты для физических компонентов сети - интерфейсных плат и кабельной системы, которые работают на Канальном и Физическом уровнях модели OSI. Эти стандарты, называемые 802-спецификациями, распространяются на платы сетевого адаптера, компоненты ГВС, компоненты сетей, использующих коаксиальный кабель и витую пару. 802-спецификации определяют способы, в соответствии с которыми платы СА осуществляют доступ к физической среде и передают по ней данные. Это соединение, поддержка и разъединение сетевых устройств. Выбор протокола канального уровня – наиболее важное решение при проектировании ЛВС. Этот протокол определяет скорость сети, метод доступа к физической среде, тип кабелей, сетевые платы и драйверы.

Стандарты ЛВС, определенные Project 802, делятся на 16 категорий, каждая из которых имеет свой номер (от 802.1 до 801.16, например, 802.6 - сеть масштаба города, MAN; 802.10 — безопасность сетей; 802.11 - беспроводные сети).

Два нижних уровня модели, Канальный и Физический, устанавливают, каким образом несколько компьютеров могут одновременно, не мешая друг другу, использовать сеть. IEEE Project 802 предназначен именно для этих двух уровней. На рис.7.7 показаны Канальный уровень и два его подуровня.

Подуровень Управление логической связью (Logical Link Control, LLC) устанавливает и разрывает канал связи, управляет потоком данных, производит упорядочение и вырабатывает подтверждение приема кадров.

Подуровень Управление доступом к среде (Media Access Control,

3571------►	Управление логической связью
Канальный уровень
------►	Управление доступом к среде

Рис. 7.7. Подуровни Управление логической связью и Управление доступом к среде

MAC) контролирует доступ к среде передачи, определяет границы кадров, обнаруживает ошибки, распознает адреса кадров. Он также обеспечивает совместный доступ плат СА к Физическому уровню. Этот подуровень напрямую связан с платой СА и отвечает за безо­шибочную передачу данных между двумя компьютерами сети.

Модель OSI не является сетевой архитектурой, так как не описывает службы и протоколы, используемые на каждом уровне. Она просто определяет, что должен делать каждый уровень. Важно также понимать, что эталонная модель не является чем-то реальным, таким, что обеспечивает связь. Сама по себе она не заставляет коммуникации функционировать и служит лишь для классификации. Она классифицирует то, что непосредственно работает, а именно – протоколы. Протоколом считается набор спецификаций, определяющих реализацию одного или нескольких уровней OSI/ISO. Международный институт стандартов ISO разработал также стандарты для каждого уровня, хотя эти стандарты не входят в саму модель. Каждый из них был опубликован как отдельный международный стандарт.

Модель OSI имеет семь уровней. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы. Появление именно семи уровней было обусловлено функциональными особенностями модели.

Уровни модели OSI/ISO:

1. Физический уровень. Физический уровень является нижним уровнем из семи, связывающий архитектурную модель. Он устанавливает физический интерфейс и механизмы перемещения потока битов в проводе. Это определяется напряжением, током, модуляцией, битовой синхронизацией, и различными электрическими характеристиками для носителя передачи (как, например, неэкранированный или экранированный кабель «витой пары», коаксиального кабеля и оптико-волоконного кабеля).

2. Уровень передачи данных.

В 1978 г. ISO (International Standards Organization) выпустила на­бор спецификаций, описывающих модель взаимодействия открытых систем, т.е. систем, доступных для связи с другими системами. Это был первый шаг к международной стандартизации протоколов. Все системы могли теперь использовать одинаковые протоколы и стан­дарты для обмена информацией.

Прикладной

Уровень представления

Сеансовый

Интерфейс Е

Прикладной протокол Протокол уровня представления

Сеансовый протокол

Прикладной

Уровень представления

Сеансовый

Транспортный

Сетевой

	Передачи данных
Интерфейс ,
	Физический

Хост А

Транспортный протокол Внутренний протокол подсети

Транспортный

Сетевой

Передачи данных

Физический

W-V

Сетевой

Передачи данных

Физический

Маршрутизатор Маршрутизатор

Сетевой

Передачи данных

Физический

Хост В

Протоколы хост-маршрутизатор сетевого, передачи данных и физического уровней

Рис. 7.5. Эталонная модель OSI

355

Идентификатор получателя

Управляющая информация

Данные

Идентификатор отправителя

Циклический код

Рис. 7.6. Кадр данных

ИСО начинало работу в Открытой Взаимосвязи Систем (OSI) модели в 1974, чтобы адресовать проблему, что различная связь систем, разрабатыванных в этом времени не могла связываться друг с другом. Модель OSI была предположена как модель ссылки на которую поставщик-специфическая связь систем могла бы быть сравнена чтобы способность к взаимодействию решений могла бы работаться. Модель OSI таким образом собиралась позволять системы, чтобы связываться легко с друг друга в открытом, стандартизованном способе и, чтобы обеспечивать основу для разработки нормализовавшей сетевые протоколы.

Используется

Первичное использование для модели OSI - как отправной пункт для понимания как связь реального мира протоколов работы. Другими словами, модель OSI является "моделью ссылки" на которую такие протоколы как Передача Управляющего Протокола Protocol/Internet (TCP/IP), DECnet, и Сетевая Архитектура Систем (SNA) могут быть сравнены. Эти реальные мировые-протоколы обычно отображаются только свободно в модель ссылки OSI, тем не менее и обычно опускают некоторые функции, или ровные уровни, модели OSI. TCP/IP, НАПРИМЕР, карты на только четыре уровня модели-OSI а именно:, медицинский осмотр, сеть, транспорт, и прикладные слои.

Другое популярное использование модели OSI должно упростить процесс диагностики, связывающей проблемы. Основная идея - то, что функции протокола верхнего слоя не могут проложить если все более низкие функции первой работы слоя правильно. Это означает, что когда Вы ищете неисправность сетевую проблему, Вы обычно будете начать с более низкого слоя вопросов (адресация таких вопросов как " кабель связан?" и " сетевая карта адрес IP сконфигурировал?") перед прогрессом на вопросы верхнего слоя испытания ("- демон httpd, работающий на сервере Web?" или "- таблицы маршрутизации новейшие?"). Как таковой, модель OSI, можно вероятно сказать сетевое профессиональное фундаментальное диагностическое средство, как это ведет целый диагностический процесс.

Сетевая ОС при выполнении этих задач строго следует определенному набору процедур. Эти процедуры называются протоколами. Они регламентируют каждую сетевую операцию. Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению разных производителей нормально взаимодействовать.

Существует два главных набора стандартов: эталонная модель 0SI и ее модификация Project 802. Для понимания технической стороны функционирования сетей необходимо иметь представление об этих моделях.

Полное название модели – ISO/OSI.

главных набора стандартов: эталонная модель 0SI и ее модификация Project 802. Для понимания технической стороны функционирования сетей необходимо иметь представление об этих моделях.

standards organizations

Organizations that help standardize technologies and practices.

Overview

Many standards organizations have contributed specifications and standards to the computer networking industry. Without these agencies, the networking world would be a nightmare of noninteroperable proprietary vendor-developed technologies. Some of the larger and more important standards bodies related to computer networking and Internet standards include

1. American National Standards Institute (ANSI)

2. European Computer Manufacturers Association (ECMA)

3. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

4. Internet Engineering Task Force (IETF)

5. International Organization for Standards (ISO)

6. International Telecommunication Union (ITU)

7. Object Management Group (OMG)

8. World Wide Web Consortium (W3C)

Many standards bodies are also devoted to specific technology areas, such as the ATM Forum and the Fibre Channel Alliance. The work of all these standards bodies is important to the long-term viability of the IT (Information Technology) sector and marketplace.

,Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ,International Organization for Standardization (ISO) ,International Telecommunication Union (ITU) ,Internet Engineering Task Force (IETF) ,World Wide Web Consortium (W3C)

World Wide Web Consortium (W3C)

A vendor-neutral organization created in 1994 that develops common, interoperable standards and protocols for the World Wide Web (WWW).

Overview

Represented by the Massachusetts Institute of Technology (MIT) in the United States and a number of international research centers, the World Wide Web Consortium (W3C) provides a variety of services to its member organizations, including the following:

· Discussion groups and meetings on issues relating to the evolution of the WWW

· Repositories of information, reference documents, and code relating to WWW protocols, services, and applications

· The creation and testing of applications that demonstrate new types of WWW technologies

The process by which the W3C develops new standards and protocols involves four steps:

1. Note:

An initial idea or comment is submitted as a document for discussion.

1. Working draft:

Presents work in progress toward a possible standard by the W3C working group involved.

1. Proposed recommendation:

Issued when a consensus has been reached within the working group.

1. Recommendation:

Receives the director's stamp of approval as a W3C recommendation.

The director of the W3C is Tim Berners-Lee, the creator of the WWW. Membership in the W3C is tailored to organizations, but private individuals can also become affiliate members.

For More Information

Visit the W3C at www.w3c.org

See Also Internet , standards organizations ,

Хост А

Транспортный протокол Внутренний протокол подсети

Транспортный

Сетевой

Передачи данных

Физический

W-V

Сетевой

Передачи данных

Физический

Маршрутизатор Маршрутизатор

Сетевой

Передачи данных

Физический

Хост В

Протоколы хост-маршрутизатор сетевого, передачи данных и физического уровней

Рис. 7.5. Эталонная модель OSI

уровень на компьютере-отправителе работает так, как будто он напрямую связан с соответствующим уровнем на компьютере-полу­чателе. Эта виртуальная связь показана на рис. 7.5 пунктирными ли­ниями. В действительности же связь осуществляется между соседни­ми уровнями одного компьютера. ПО каждого уровня реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором прото­колов.

Перед отправкой в сеть данные разбиваются на пакеты, переда­ваемые между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит

12. Информатика

353последовательно все уровни ПО от прикладного до физического, при этом на каждом уровне к пакету добавляется форматирующая или адресная информация, необходимая для безошибочной передачи дан­ных по сети.

На принимающей стороне пакет также проходит через все уров­ни, но в обратном порядке. ПО каждого уровня анализирует инфор­мацию пакета, удаляет ту информацию, которая добавлена к пакету на таком же уровне отправителем, и передает пакет следующему уровню. По достижении пакетом Прикладного уровня вся служебная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный

вид.

Таким образом, только Физический уровень модели может не­посредственно послать информацию соответствующему уровню дру­гого компьютера. Информация на компьютере-отправителе и ком­пьютере-получателе должна пройти все уровни, начиная с того, с которого она посылается, и заканчивая соответствующим