12
Рисунок 5 – Отображение взаимодействия компьютеров
По рисунку видно, что взаимодействие возможно, как горизонтальное,
так и вертикальное.
Горизонтальное при помощи инструментов взаимодействия процессов и
программных модулей разных компьютерах. А точнее требуется общий
обменный протокол.
Вертикальное при помощи оказания уровнями услуг друг другу,
поэтапно.
Каждый уровень что слева, что справа взаимодействует друг с другом
словно они соединены напрямую при помощи невидимой связи (виртуальной).
Но на самом деле связь происходит между уровнями каждого устройства.
В начале данные проходят все уровни устройства-отправителя, далее
минует физическую среду между устройствами и проходит все этапы
устройства-получателя до определенного уровня. Обмен между уровнями
осуществляется при помощи интерфейсов прикладных программ.
13
Перед тем, как начать передачу, данные распределяются и формируются
по пакетам.
Пакет представляет собой единицу информации, которая может
передаваться по сетевым каналам от устройства к устройству.
При отправке пакет соответственно минует каждый уровень и к нему
добавляются служебные данные, с помощью которых идет распознание
пройденных этапов передаваемой информации и принимается стороной
получателем. А точнее пакет проходит каждый уровень устройства-получателя,
протокол данного уровня прочитав служебную информацию, прикреплённую
ранее на подобном же уровне с другой стороны, удаляет ее и передает выше
лежащим уровням.
Сложность решаемых задач зависит от уровня. Выполняемые задачи
усложняются с высотой уровней. На низких уровнях менее сложные задачи, а
последних более сложные задачи реализуются.
Также уровни предоставляют некий сервис для выше лежащих уровней.
Каждый этап оказывает сервис следующему.
При применении оборудования разных производителей в одной сети
рассматриваемая модель отражает основные предъявляемые требования по:
работе прикладных механизмов;
способам организации информации;
требованиям сохранения информации;
руководству сетевыми составляющими;
организации безопасности и защиты информации;
проведению диагностических мероприятий по техническим и
программным основам.
Далее более подробно рассмотрим каждый из уровней приведенного
выше стандарта:
1. Физический уровень.
Этот уровень отвечает за организацию физического соединения, а именно
подготовку физической среды, аппаратных и программных механизмов, которые
14
осуществляют передачу данных. Через физическую среду данные передаются в
виде сигналов. Физический уровень - это база соединения устройств или тем
самым аппаратное обеспечение.
Он обеспечивает следующие функции:
организацию физического соединения (установление и
разъединения связи);
осуществляет последовательный обмен сигналами в обоих
направлениях;
производит проверку каналов (прослушка);
распознание канала передачи данных;
информирует о наличии обнаруженной неисправности, которая
мешает привычному функционированию сети. А именно возникновение
коллизий сети, физический обрыв канала, потеря питания при отключении
источников или потере контакта.
Все устройства, которые возможно подключить к сети работают на
данном уровне.
При подключение компьютера к сети функции данного уровня
выполняются через сетевой адаптер.
Существует единственное устройство, которое при подключении к общей
сети работает только на физическом уровне – повторитель.
Данный уровень может осуществлять передачу данных в синхронном
(параллельном) и асинхронном (последовательном) режиме. Также на самом
низком уровне определяется схема кодирования данных для их передачи по
каналам связи. Чаще всего применяется манчестерское кодирование.
Распространённый перечень к специфичным особенностям физического
уровня: характеристики при несбалансированном и сбалансированном
последовательном интерфейсе, технология Ethernet при применении шинной
топологии при организации «прослушки» канала и выявлении коллизий,
технологии Token ring применяющей топологию кольца с доступом через
маркер.
15
2. Канальный уровень.
Представляет данные ввиду кадров и передает их от сетевого уровня к
физическому.
Основные задачи:
произведение проверки доступа к среде передачи;
осуществление работы над обнаружением и корректировкой
ошибок.
Канальный уровень делиться на два подуровня, а именно:
управление логическим каналом, следит за связью. Предоставляет
услуги сетевому уровню и помогает в обмене сообщений между пользователями.
контроль доступа к среде. Контролирует доступ к каналу связи.
Первый подуровень выше чем второй.
Рассматриваемы уровень управляет работой канала, предоставляет
доступ к среде и передает блоки информации.
Если блоки больших размеров то, они делятся на кадры и передаются
последовательно. И обратно есть возможность собрать кадры в блоки.
На подобном уровне работают маршрутизаторы, коммутаторы, мосты,
компьютеры, используя адаптеры и необходимые драйверы.
Функции:
осуществление соединений и распознание портов;
создание и обмен кадрами;
поиск и работа над ошибками;
регулирование потоков информации;
контроль за логическими каналами, за передачей закодированных
данных по ним.
Протоколы: управления каналом передачи данных высокого уровня, для
последовательных соединений, технология Ethernet при применении шинной
топологии при организации «прослушки» канала и выявлении коллизий,
технологии Token ring применяющей топологию кольца с доступом через
16
маркер, сетевая технология для использования оптоволоконный носитель,
международный стандарт для глобальных коммуникаций с коммутацией
пакетов.
3. Сетевой уровень.
Осуществляет прокладывание каналов при помощи коммутации,
подборки быстрых и надежных маршрутов.
Происходит установка связи и прокладка виртуального канала между
двумя устройствами.
Так же занимается оповещает об имеющихся ошибках транспортный
уровень.
Данные помещаются и представляются в пакеты. Сетевой уровень
обеспечивает адресацию пакетам и контролирует доставку.
Основная задача сетевого уровня – маршрутизация.
В свою очередь подразумевается нахождение и организация отправки
данных по лучшему пути, быстрому и надежному пути.
Именно этот уровень отвечает за доставку данных между разными сетями
при помощи сетевых адресов, получаемых за счет преобразования уникального
идентификатора оборудования.
Доставка пакетов производится по номеру сети. А адрес получателя
включает в себя номера сети и компьютера данной сети.
Для объединения сетей используют маршрутизаторы, устройства
отслеживающие пути и пересылающие пакеты по этим путям. Путь –
последовательность таких маршрутизаторов, которые необходимо будет
преодолеть передаваемому пакету.
Функции:
осуществление соединения между сетями и распознание портов
данных сетей;
поиск и работа над ошибками, появляющихся в процессе передачи
данных в сети;
организация работы с пакетами;
17
отслеживание последовательности передачи пакетов.
коммутирование и прокладка маршрутов;
работа с пакетами (разбивка и соединение).
Два вида протоколов: определение правил передачи пакетов; обмена
маршрутной информации:
IP (Internet Protocol) отображает адреса и маршруты;
IPX (Internetwork Packet Exchange) используется для сетей Nowell,
правила обмена пакетами.
X.25 протокол описывающий коммутацию пакетов (так же
применяется на уровне ниже).
CLNP (Connection Less Network Protocol) прокол по передачи пакетов
без создания соединения
4. Транспортный уровень.
Данные представляются в виде блоков.
Организует непосредственную передачу данных для вышестоящих
уровней.
Транспортный уровень имеет пять классов сервиса, и они обличаются
следующим:
степень срочности;
организация возобновления пропавшей связи;
мультиплексирование разных соединений
поиск и работа с ошибками при передачи данных
Производит осуществление точной доставки, используя удобные и
надёжные формы передачи данных. Также отслеживает дублирование данных и
отсекает.
Функции:
организация транспортировки и сохранение целостности
информации;
поиск, исправление и оповещения об оставшихся ошибках;
18
возобновление операции передачи после сбоя;
работа с данными;
расставление приоритета передачи;
отслеживание получения;
уничтожение данных при отсутствии получателя в сети.
С этого уровня и далее работа производится при помощи программного
обеспечения, содержащегося в сетевой операционной системе.
Протоколы:
TCP (Transmission Control Protocol) отражает правила передачи
данных;
UDP (User Datagram Protocol) правила дейтаграмм;
и другие.
5. Сеансовый уровень.
Уровень, который отвечает за организацию сеанса между пользователем
и прикладными программами. Производит обмен информацией с прикладными
процессами. Также имеет функции координации связи между парой прикладных
программ, которые работают на разных устройствах, а именно создает,
управляет обменом данных в режиме сеанса и закрывает сеанс. Может управлять
паролями, диалогами, осуществлять синхронизацию и отменять сеанс.
Передача данных возможна в нескольких режимах: дуплексный (передача
и прием) и полудуплексный (прием и передача по очереди).
Функции:
организация сеансового соединения между сторонами;
проведение обмена данными с разной срочностью;
организация работы прикладных процессов;
синхронизация связи;
оповещение о проблемных случаях;
использование меток для восстановления;
прерывание работы в оправданные моменты;
19
управление сеансами
отправка служебной информации о сеансе.
6. Представления данных.
Представительский уровень отражает в определенной форме данные,
которые используются в ходе обмена процессов. Также преобразовывает
информацию для передачи транспортному уровню.
Функции:
составление обращений для создания сеанса;
определение какого вида данные необходимо предоставить
прикладным процессам;
стандартизация представления информации;
организация секретности информации;
запросы на закрытие сеанса;
7. Прикладной уровень
Уровень организует доступ к общим ресурсам, а именно гипертекстовым
страницам, файлам, принтерам, создание эмуляции терминалов, обмен файлами
через программные модули.
Распознает, как должен быть обработан запрос поступивший от
программы.
Данные представляются в виду сообщений.
Функции:
работа с файлами, запросами, системой и другое;
распознание пользователя;
оценка имеющихся ресурсов;
составление запросов для связи с подобными прикладными
процессами;
создание заявок для нижележащего уровня;
отслеживание качества обмена информацией;
ответы на запросы об исправлении ошибок и проверка сведений
20
создание ограничений синтаксиса.
Протоколы:
POP3 (Post Office Protocol Version 3) применяется для получения
почты с удалённого сервера.
RDP (Remote Desktop Protocol) осуществляет подключение к
удалённому рабочему столу
и другие.
Основные технологии построение локальной компьютерной сети
(таблица 1).
Таблица 1
Основные технологии построение локальной вычислительной сети
Технологии
построения локальной
вычислительной сети
Arcnet
Ethernet
Token Ring
FDDI
100VG-AnyLAN
С середины 90-х в локальных вычислительных сетях начали использовать
коммутируемые версии технологий. Это позволило повысить
производительность и масштабируемость локальных сетей. Достоинством
коммутируемых локальных сетей - логическая структуризация сети с
разделением ее виртуальные локальные подсети.
Переход к коммутируемым сетям сопровождался победой одной
технологии Ethernet. Остальные технологии, такие как Token Ring и FDDI,
остались в прошлом, несмотря даже на то, что они обладали хорошими
техническими характеристиками и имели много пользователей.
Технология Ethernet проста и недорога в осуществлении и эксплуатации.
21
Так же технология Ethernet имеет разновидность Fast Ethernet, Gigabit
Ethernet, 10 Gigabit Ethernet 40 Gigabit Ethernet и 100 Gigabit Ethernet. Чаще
всего применяется Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.
По технологии Ethernet cкорость передачи по шине 10 Мбит/с. В домене
коллизий (сегменте) не может быть более 1024 узлов. Не более 4
концентраторов между любыми двумя станциями. Максимальная длина кабеля
между узлами 100 м.
Fast Ethernet - обобщенное наименование для семейства связанного с
передачей данных в телекоммуникационных сетях на базе технологии Ethernet,
только со скоростью до 100 Мбит/с, с измененной скоростью. в 10 раз выше,
чем у исходных характеристик равняющихся 10 Мбитам/с.
Gigabit Ethernet — понятие, несущее в себе комплекс стандартов
организации передачи информации, но уже при скорости 1 Гбит / с.
Основную работу телекоммуникационной сети организуют сетевые
сервисы. Имеется основной перечень сетевых служб необходимый для
функционирования сети внутри компании, и он имеет следующий перечень:
службы сетевой инфраструктуры DNS, DHCP, WINS.
службы файлов и печати;
служба приложений
службы каталогов (например, MS Active Directory);
службы обмена сообщениями;
службы доступа к базам данных;
служба удаленного доступа или VPN;
Служба терминалов
Службы DHCP, DNS, WINS обеспечивают работу в сети TCP/IP.
Служба DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol – протокол
динамической настройки узла) по запросу DHCP – клиента выдает уникальный
IP-адрес и маску подсети.