Страница 16

Вычислительные комплексы и сети. Лекции

2)      без установления соединения (connectionless) или датаграммные.

Пример: UDP

Уровни модели OSI

Физический имеет дело с передачей битов по физическим линиям связи. Протоколы этого уровня в конкретной сети определяются характеристиками физических сред передачи: полоса пропускания, помехозащищенность и другое. На выходе у уровня сигналы с определенными характеристиками: уровни напряжения, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Например, физический уровень реализуется в сетевом адаптере ЛВС; протокол спецификации 10BaseT технологии Ethernet.

Среда: неэкранированная витая пара категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъемом Rg-45, максимальная длина физического сегмента 100 метров,

Код кодирования: Manchester.

Канальный. Одной из задач уровня является определение доступности среды для передачи. Доступность означает то, что можно передавать, эфир пуст.

Другой задачей является обнаружение и коррекция ошибок. Для этого биты группируются в кадры (frame). Уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, для этого он помещает специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра. А так же вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все биты кадра, и записывает ее значение в заголовок. При получении адресат заново вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее значение в принятом поле заголовка, если они совпадают, то все нормально, если нет – произошла ошибка, ошибка может быть исправлена за счет повторной передачи. Пример: Ethernet, Token Ring.

Протоколы канального уровня используются коммутаторами, мостами и маршрутизаторами, в компьютерах сети реализуется драйвером и сетевым адаптером совместно. Для глобальных сетей: компьютеры связываются по протоколу «точка-точка».

Часто функции канального уровня объединяются с сетевым уровнем, и выделить канальный уровень не всегда возможно (ATM).

Доставка сообщений за счет функций только канального уровня до любого узла составной сети (многосегментной) не представляется возможным, для автономной сети (односегментной) доставка может быть выполнена на канальном уровне.

Для доставки сообщений в многосегментных сетях используется сетевой и транспортный уровень.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, которая объединяет несколько соединенных вместе сетей. На этом уровне под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных сетевых топологий и использующих для передачи данных один из канальных протоколов данной топологии. Подсети объединяются маршрутизаторами, чтобы передать информацию источника из одной сети адресату в другую сеть, нужно совершить несколько прыжков (hope), каждый раз выбирая подходящий маршрут. Т.о. маршрут – последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет данных. Задача выбора наилучшего маршрута – маршрутизация – одна из главных задач сетевого уровня.

Как правило, критерии выбора маршрута могут быть следующие: интенсивность трафика, время доставки, надежность передачи и так далее. Элементы данных, которые передаются на сетевом уровне, называются пакетами. При адресации применяются понятия «номер сети», «номер узла в сети». На сетевом уровне различают следующие виды протоколов:

1.      Сетевые протоколы (routed protocols) реализуют продвижение пакетов по сети. IP стека TCP/IP.

2.      Протоколы маршрутизации (routing protocols) с помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений (существующих маршрутах). Реализуются компонентами ОС и аппаратными средствами маршрутизаторов.

3.      Протоколы разрешения адресов (address resolution protocols ARP) отвечают за отображение адреса узла на сетевом уровне в локальный адрес внутри сети. Иногда их могут относить к протоколам канального уровня.

Транспортный уровень обеспечивает верхним уровням передачу данных с определенной степенью надежности. Моделью определено 5 классов сервиса уровня. Классы отличаются качеством предоставления услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, обнаружение и исправление ошибок передачи (искажение, потеря, дублирование пакетов), наличие средств мультиплексирования нескольких соединений различных приложений через один протокол. Облегченные (менее качественные) сервисы используются, когда вероятность ошибок, необнаруженных протоколами более низких уровней не велика, отсутствуют проверки и другие способы повышения надежности. Компоненты транспортного уровня реализуются ОС.