Стандартні комунікаційні протоколи обчислювальних мереж

3.1. Мережеві технології. Локальні обчислювальні мережі

3.1.2. Стандартні комунікаційні протоколи. стеки протоколів

Для забезпечення взаємодії різних програмних і апаратних засобів в комп'ютерних мережах були прийняті єдині правила або стандарт, який визначає алгоритм передачі інформації в мережах.

Як стандарт були прийняті мережеві протоколи, які визначають взаємодію устаткування в мережах. Слід зазначити, що в обчислювальних мережах здійснюється обмін даними не тільки між вузлами як фізичними пристроями, але і між програмними модулями.

Так як взаємодія обладнання й програмного забезпечення мережі не може бути описано одним єдиним мережевим протокол, то був застосований багаторівневий підхід до розробки засобів мережевої взаємодії. В результаті була розроблена семиуровневая модель взаємодії відкритих систем - OSI.

Ця модель розділяє засоби взаємодії на сім функціональних рівнів: прикладний, представницький (рівень представлення даних), сеансовий, транспортний, мережевий, канальний і фізичний.

Протоколи реалізуються автономними і мережевими операційними системами (комунікаційними засобами, які входять в ОС), а також пристроями телекомунікаційного устаткування (мережевими адаптерами, мостами, комутаторами, маршрутизаторами, шлюзами).

Розглянемо функції, що їх кожним функціональним рівнем семиуровневой моделі взаємодії відкритих систем при передачі пакету даних від мережевого додатка, одного комп'ютера до мережному додатку, який працює на іншому комп'ютері.

Механізм передачі повідомлення між ПК1 і ПК2 можна представити у вигляді послідовної пересилки цього повідомлення зверху вниз від прикладного рівня до фізичного рівня. Потім фізичний рівень ПК1 забезпечує пересилку повідомлення (даних) по мережі фізичному рівню ПК2. Далі повідомлення передається від низу до верху від фізичного рівня до прикладного рівня ПК2.

Функціональні рівні семиуровневой моделі взаємодії відкритих систем:

  1. Прикладний рівень - самий верхній рівень моделі OSI. Прикладний рівень управляє загальним доступом до мережі, потоком даних і обробкою помилок. Прикладний рівень отримує запит (повідомлення) від мережевого додатка, що працює на комп'ютері ПК1, який потрібно передати мережному додатку, що працює на ПК2.
  2. Представницький рівень (рівень представлення даних) визначає формат, використовуваний для обміну даними між ПК1 і ПК2. На ПК1 дані, що надійшли від прикладного рівня, на представницькому рівні переводяться в проміжний формат. На ПК2 на цьому рівні відбувається переклад з проміжного формату в той, який використовується прикладним рівнем даного комп'ютера.
  3. Сеансовий рівень дозволяє двом додаткам на ПК1 і ПК2 встановлювати, використовувати і завершувати з'єднання, зване сеансом. Сеансовий рівень забезпечує синхронізацію між призначеними для користувача завданнями за допомогою розстановки в потоці даних контрольних точок.
  4. Транспортний рівень здійснює контроль даних і гарантує доставку пакетів без помилок. Крім того, транспортний рівень виконує ділення довгих повідомлень, що надходять від верхніх рівнів ПК1, на пакети даних (при передачі даних) і формування первинних повідомлень в ПК2 з набору пакетів, отриманих через канальний і мережевий рівні.
    Транспортний рівень і рівні, які знаходяться вище, реалізуються програмними засобами ПК1 і ПК2 (компонентами їх мережевих операційних систем). Транспортний рівень пов'язує нижні рівні (фізичний, канальний, мережевий) з верхніми рівнями, які реалізуються програмними засобами.
  5. Мережевий рівень служить для утворення єдиної транспортної системи, що об'єднує декілька мереж, які можуть мати різні принципи передачі повідомлень. Усередині мережі доставка даних забезпечується відповідним канальним рівнем, а доставку даних між мережами виконує мережевий рівень. Мережевий рівень реалізується програмними модулями операційної системи, програмними і апаратними засобами маршрутизаторів.
  6. Канальний рівень забезпечує пересилання пакетів між будь-якими двома ПК локальної мережі. Крім того, канальний рівень здійснює управління доступом до передавальної середовищі. Функції канального рівня реалізуються мережевими адаптерами і їх драйверами.
  7. Фізичний рівень забезпечує фізичний шлях для електричних сигналів, що несуть інформацію. Цей рівень характеризує параметри фізичного середовища передачі даних. Фізичний рівень визначає характеристики електричних сигналів, що передають дискретну інформацію, типи роз'ємів і призначення кожного контакту. Як правило, функції фізичного рівня реалізуються мережевим адаптером або портом.

В обчислювальних мережах, як правило, застосовуються набори протоколів, а не всі функціональні рівні моделі взаємодії відкритих систем. Набір протоколів, достатній для організації взаємодії устаткування в мережі, називається стеком комунікаційних протоколів.

Найбільш популярними є стеки протоколів: TCP / IP, IPX / SPX, NetBEUI / NetBIOS, та інші. Ці стеки протоколів на фізичному і канальному рівнях використовують стандартизовані протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI і деякі інші, які дозволяють використовувати у всіх мережах одну і ту ж апаратуру. На верхніх рівнях всі стеки працюють зі своїми власними протоколами.

Далі. >>> Тема: 3.1.3. Базові технології локальних мереж