КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ Главная страница || Статьи ╧ 15'1999 || Новости СПб || Новости России || Новости мира
Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта
Николай Малых ( )
Мы планируем в цикле статей осветить основные аспекты построения компьютерных сетей и систем передачи данных, рассматривая наиболее важные стандарты и модели. Мы будем благодарны нашим читателям за отклики на статьи и
Базовая модель построения сетей
Хорошо организованная сеть должна быть полностью прозрачна для пользователей, независимо от установленного в ней оборудования, операционной системы и используемых прикладных программ. Возможность применения в сети оборудования и программ, выпускаемых различными фирмами, обеспечивается, прежде всего, хорошо проработанными и постоянно совершенствуемыми стандартами. Основой построения сетей (любого типа) является эталонная модель OSI (Open Systems Interconnection - взаимодействие открытых систем), разработанная в начале 80-х годов Международным комитетом по стандартизации (ISO - International Organization for Standardization) и опубликованная в документе ISO 7498-0. Эта модель изначально была предназначена для оказания помощи разработчикам программ и оборудования при объединении различных сетей, а теперь стала эталоном описания взаимодействия различных компонентов сетей передачи данных (включая телефонию).
Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI, представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию (см. рисунок). В ней объединены две различных модели:
В вертикальной модели соседние уровни обмениваются информацией с использованием интерфейсов API, при этом каждый из уровней предоставляет услуги вышележащему и пользуется услугами нижележащего. Очевидно, что два уровня (самый верхний и самый нижний) несколько отличаются от остальных, поскольку верхний уровень предоставляет свои услуги пользователю (а не другому уровню), нижний же только предоставляет услуги, не пользуясь услугами другого уровня. Кроме того, нижний уровень - единственный, на котором осуществляется прямое взаимодействие разных узлов сети (передача оптических, электрических или радиосигналов).
Хотя непосредственного обмена данными между двумя объектами одного уровня в разных узлах нет, использование эталонной модели позволяет абстрагироваться от деталей передачи потоков информации в разных системах и рассматривать взаимодействие объектов одного уровня как прямой контакт (горизонтальная модель). В горизонтальной модели двум объектам (программам) одного уровня требуется общий протокол для обмена данными.
Семиуровневая модель OSI - это абстрактное описание взаимодействия сетевых компонентов. Она позволяет понять работу сетей передачи данных, не вдаваясь в детали взаимодействия конкретных программ и устройств. Вся структура сетевых программ, интеллектуального оборудования, кабелей, разъемов и т. п. описывается на базе семи дискретных уровней, каждый из которых отвечает за решение определенного круга задач. Потоки информации в модели OSI организованы так, что каждый уровень предполагает, будто он напрямую взаимодействует с одноименным уровнем другого узла (компьютера или иного сетевого устройства) - горизонтальная модель. Как показано на рисунке (горизонтальные стрелки), сетевой (и любой другой) уровень одного узла (компьютера или иного устройства) предполагает, что он взаимодействует с сетевым уровнем другого узла. На самом деле непосредственно взаимодействуют только соседние уровни одного узла таким образом, что нижележащий уровень предоставляет услуги (сетевой сервис) вышележащему, который пользуется услугами нижележащего. А прямое взаимодействие осуществляется только между парами соседних уровней на одном узле (компьютере). Для обеспечения взаимодействия одноименных уровней модели в разных узлах организуется "сессия" или "сеанс", в котором соответствующие уровни взаимодействуют "на равных", не обращая внимания на существование других уровней взаимодействующих узлов.
| Хорошей иллюстрацией этой модели является прохождение документов в организациях со строгой иерархией (например, армия или министерство). При взаимодействии между двумя организациями такого типа министр (или генерал) обычно контактирует с министром (во всяком случае, не с клерком нижнего уровня) - это будет горизонтальное взаимодействие. Однако в подготовке документа для министра участвуют его помощники, помощники помощников и т. д. - вертикальное взаимодействие |
Уровень 1, физический
Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие "0" и "1" бинарного потока с использованием того или иного метода кодирования (модуляции). Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электрические/оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают: тип кабелей и разъемов; разводку контактов в разъемах; схему кодирования сигналов для значений 0 и 1 (модуляция).
К числу наиболее распространенных спецификаций физического уровня относятся:
Уровень 2, канальный
Канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров (фреймов - frame) данных. Он обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического для приема и передачи кадров.
Для сетей Ethernet спецификации IEEE 802.x делят канальный уровень на два подуровня: управление логическим каналом (LLC) и управление доступом к среде (MAC).
LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня, а подуровень MAC регулирует доступ к физической среде.
Наиболее часто используемые на уровне 2 протоколы включают: HDLC для последовательных соединений; IEEE 802.2; Ethernet; Token ring; FDDI; X.25; Frame relay.
Уровень 3, сетевой
Сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы (адресация). Здесь происходит маршрутизация пакетов на основе преобразования MAC-адресов (физическая адресация) в сетевые адреса (логическая адресация). Сетевой уровень обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень.
Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы: IP - протокол Интернет, протокол межсетевого взаимодействия; IPX - протокол межсетевого обмена NetWare; X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2); CLNP - сетевой протокол без организации соединений.
Уровень 4, транспортный
Транспортный уровень делит потоки информации на достаточно малые фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень.
Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня включают: TCP - протокол управления передачей; NCP - NetWare Core Protocol; SPX - упорядоченный обмен пакетами NetWare; TP4 - протокол передачи класса 4.
Уровень 5, сеансовый
Сеансовый уровень отвечает за организацию сеансов обмена данными между оконечными узлами сети. Протоколы сеансового уровня обычно являются составной частью функций трех верхних уровней модели.
Уровень 6, уровень представления
Уровень представления отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах. Он обеспечивает преобразование данных (кодирование, компрессия и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня. Протоколы уровня представления обычно являются составной частью функций трех верхних уровней модели.
Уровень 7, прикладной
Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Его задачами является перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.
К числу наиболее распространенных протоколов верхних уровней относятся: FTP - протокол переноса файлов; TFTP - упрощенный протокол переноса файлов; X.400 - электронная почта; Telnet; SMTP - простой протокол почтового обмена; CMIP - общий протокол управления информацией; SNMP - простой протокол управления сетью; NFS - сетевая файловая система; FTAM - метод доступа для переноса файлов.
В следующих публикациях мы рассмотрим более подробно реализацию функций физического уровня для наиболее распространенных сетевых технологий, включая E1/T1, Ethernet, Token ring, SONET/SDH, V.xx.
КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ Рубрики || Работа || Услуги || Поиск || Архив || Дни рождения
О "КИ" || График выхода || Карта сайта || Подписка
Главная страница
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл ╧ 77-4461 от 2 апреля 2021 г.
Перепечатка материалов без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 118-6666, 118-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул. Коли Томчака, д. 9
e-mail:
Для пресс-релизов и новостей