Сетевые технологии высокоскоростной передачи данных. Лекция 2

1. Сетевые технологии высокоскоростной передачи данных

Казанский национальный исследовательский технический
университет им. А.Н. Туполева-КАИ
Сетевые технологии
высокоскоростной
передачи данных
Лекция 2

2.

Эталонная модель взаимодействия
открытых систем OSI/ISO
Сетевая модель OSI (англ. open systems
interconnection basic reference model —
базовая эталонная модель
взаимодействия открытых систем, сокр.
ЭМВОС; 1978 г)

3.

Эталонная модель взаимодействия
открытых систем OSI/ISO
-Протокол передачи данных;
-Сетевой протокол;
-Интерфейс;

4.

Эталонная модель взаимодействия
открытых систем OSI/ISO
-Протокол передачи данных;
-Сетевой протокол;
-Интерфейс;

5.

Эталонная модель взаимодействия
открытых систем OSI/ISO

6.

7. Прикладной уровень (Application layer)
взаимодействие пользовательских приложений с
сетью:
• позволяет приложениям использовать сетевые службы:
• удалённый доступ к файлам и базам данных,
• пересылка электронной почты;
• отвечает за передачу служебной информации;
• предоставляет приложениям информацию об ошибках;
• формирует запросы к уровню представления.

7.

7. Прикладной уровень (Application layer)
Услуги прикладного уровня:
• идентификация партнеров (например, с помощью адресов,
имен или описаний);
• определение текущей готовности партнеров,
предполагающих начать взаимодействие;
• согласование механизма секретности;
• аутентификация партнеров, предполагающих начать
взаимодействие;
• определение приемлемого качества обслуживания
(например, времени ответа, определенного уровня ошибок);
• выбор дисциплины диалога, включающей процедуры
инициализации и завершения.

8.

7. Прикладной уровень (Application layer)
Формат сообщения:
ТЕЛО - (содержательная часть)
ЗАГОЛОВОК- может содержать разнообразную
информацию, например,
АДРЕС ПРОЦЕССА ПОЛУЧАТЕЛЯ, наименование
службы, к которой относится адресуемый
получатель.

9.

7. Прикладной уровень (Application layer)
Формат сообщения TFTP
(Trivial File Transfer Protocol,
простой протокол передачи файлов)

10.

7. Прикладной уровень (Application layer)
Примеры протоколов прикладного уровня:
FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов;
X.400 – протокол ITU-T международной электронной почты;
Telnet – протокол эмуляции терминала, удаленный доступ к Internet;
CMIP (Common Management Information Protocol) – общий протокол
информации управления;
SNMP (Simple Network Management Protocol) – простой протокол
управления сетью;
NFS (Network File System) – сетевая файловая система, набор
протоколов на основе транспортного протокола UDP, позволяющий Unixмашинам, PC и ПК Macintosh совместно использовать файлы в
локальной сети;
FTAM (File Transfer Access and Management) – передача, доступ и
управление файлами, удаленный сервис и протокол OSI для файлов.

11.

6. Представительский уровень
(presentation layer)
Уровень представления - обеспечивает
преобразование протоколов и
кодирование/декодирование данных. Запросы
приложений, полученные с прикладного уровня, на
уровне представления преобразуются в формат для
передачи по сети, а полученные из сети данные
преобразуются в формат приложений.

12.

6. Представительский уровень
(presentation layer)
Функции:
• запрос установления сеанса;
• согласование синтаксиса;
• преобразование синтаксиса;
• передача данных;
• запрос завершения сеанса.

13.

6. Представительский уровень (presentation layer)
Примеры протоколов прикладного уровня:
XDR (англ. External Data Representation - внешнее представление
данных) — международный стандарт передачи данных в Интернет;
AFP (англ. Apple Filing Protocol, «AppleShare») — сетевой протокол
представительского и прикладного уровней, предоставляющий доступ к
файлам в Mac OS X.
SSL (англ. Secure Sockets Layer — уровень защищённых сокетов) —
криптографический протокол, который обеспечивает безопасность связи
Он использует асимметричную криптографию для аутентификации
ключей обмена, симметричное шифрование для сохранения
конфиденциальности, коды аутентификации сообщений для целостности
сообщений.

14.

5. Сеансовый уровень (session layer)
Сеансовый уровень (англ. session layer) модели
обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя
приложениям
взаимодействовать
между
собой
длительное
время.
Уровень
управляет
созданием/завершением
сеанса,
обменом
информацией, синхронизацией задач, определением
права на передачу данных и поддержанием сеанса в
периоды неактивности приложений.

15.

5. Сеансовый уровень (session layer)
1. Сеансовый уровень устанавливает сеансовые соединения между
двумя представительными объектами. Сеансовые соединения
устанавливаются и разъединяются либо представительными, либо
сеансовыми объектами. Представительный объект может запросить и
поддерживать несколько сеансовых соединений одновременно.
2. Обеспечивает передачу данных.
3. Организует и синхронизирует диалог между взаимодействующими
представительными
объектами,
управляет
информационным
обменом.

16.

5. Сеансовый уровень (session layer)
4. Поддерживает диалог между представительными объектами даже при
потере данных на транспортном уровне (путем повторного
установления транспортного соединения).
5. Обеспечивает повторное установление соединения, разрушенного на
транспортном уровне.
Оповещает объекты представительного уровня об особых ситуациях.
Обеспечивает управление сеансовым уровнем (активация, контроль
ошибок).

17.

5. Сеансовый уровень (session layer)
Примеры протоколов:
- ASP, Сеансовый протокол AppleTalk (англ. AppleTalk Session Protocol);
-
H.245, Call Control Protocol for Multimedia Communication - протокол
согласования параметров соединения, используется IP-телефонии;
-
RTCP (англ. Real-Time Transport Control Protocol — протокол
управления передачей в реальном времени) — протокол,
используемый совместно с RTP;
-
Удалённый вызов процедур (от англ. Remote Procedure Call
(RPC)) — класс технологий, позволяющих компьютерным программам
вызывать функции или процедуры в другом адресном пространстве
(как правило, на удалённых компьютерах)

18.

4. Транспортный уровень (transport layer)
Транспортный уровень - модели предназначен для
обеспечения надёжной передачи данных от
отправителя к получателю.
Предназначен для доставки данных. При этом не важно, какие данные
передаются, откуда и куда, то есть, он предоставляет сам механизм
передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер
которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а
длинные разбивает.
Обеспечение требований качества обслуживания служб
(пропускная способность, транзитная задержка, время
установления соединения, вероятность ошибки и др.)

19.

4. Транспортный уровень (transport layer)
Примеры протоколов:
Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления
передачей) — один из основных протоколов передачи данных
Интернета, предназначенный для управления передачей данных в
сетях и подсетях TCP/IP.
UDP (англ. User Datagram Protocol — протокол пользовательских
датаграмм) — компьютерные приложения могут посылать сообщения
(в данном случае называемые датаграммами) другим хостам по IPсети без необходимости предварительного сообщения для установки
специальных каналов передачи или путей данных.

20.

4. Транспортный уровень (transport layer)
Примеры протоколов:
Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления
передачей) — один из основных протоколов передачи данных
Интернета, предназначенный для управления передачей данных в
сетях и подсетях TCP/IP.
UDP (англ. User Datagram Protocol — протокол пользовательских
датаграмм) — компьютерные приложения могут посылать сообщения
(в данном случае называемые датаграммами) другим хостам по IPсети без необходимости предварительного сообщения для установки
специальных каналов передачи или путей данных.

21.

3. Сетевой уровень (Network layer)
Сетевой уровень - модели предназначен для определения пути
передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён
в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и
маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.
Устройства сетевого уровня: Маршрутизатор или Коммутатор 3-го
уровня

22.

Эталонная модель взаимодействия
открытых систем OSI/ISO

23.

3. Сетевой уровень (Network layer)
ARP (Address Resolution Protocol — протокол определения адреса) —
протокол канального уровня, предназначенный для определения MACадреса по известному IP-адресу.
Internet Protocol (IP, досл. «межсетевой протокол») —
маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP.
Протокол маршрутной информации (англ. Routing Information Protocol)
— один из самых простых протоколов маршрутизации. Применяется в
небольших компьютерных сетях, позволяет маршрутизаторам
динамически обновлять маршрутную информацию (направление и
дальность в хопах), получая ее от соседних маршрутизаторов

24.

2. Канальный уровень (англ. data link layer)
Канальный уровень - предназначен для обеспечения взаимодействия
сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут
возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает
в кадры, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки,
формирует повторные запросы.

25.

2. Канальный уровень (англ. data link layer)
Протоколы канального уровня:
ATM, Ethernet, Link Access Procedures, D channel (LAPD), IEEE 802.11,
Multiprotocol Label Switching (MPLS),
HDLC – High-Level Data Link Control (процедура управления звеном
данных верхнего уровня для последовательных соединений);
IEEE 802.2 – Управление логическим звеном (LLC), обеспечивает
управление доступом к среде передачи (MAC);
Ethernet (IEEE 802.3) – локальная сеть на основе протокола CSMA/CD;
Token Ring (IEEE 802.5) – кольцеобразная локальная вычислительная
сеть с передачей маркера, разработанная фирмой IBM и работающая
со скоростью 4 Мбит/с;

26.

2. Канальный уровень (англ. data link layer)
Протоколы канального уровня:
X.25 (функции уровня звена данных) – интерфейс между оконечным
оборудованием данных (DTE) и аппаратурой окончания канала
данных (DCE) для оконечных установок, работающих в пакетном
режиме и подключенных к сетям данных общего пользования.
Frame relay (ретрансляция кадров) – высокоскоростная технология
передачи кадров, включающая деление данных передающим
устройством на кадры переменной длины (каждый кадр содержит
заголовок с идентификатором логического соединения), передачу
кадров цифровым устройством с использованием собственного
виртуального канала и сборку блока данных на приемном конце);
PPP (Point-to-Point Protocol) – протокол передачи от точки к точке,
протокол двухточечного соединения (набор протоколов кадрирования
и аутентификации, являющихся частью сервиса удаленного доступа

27.

1. Физический уровень (англ. physical layer)
Физический уровень — нижний уровень модели, предназначенный
непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет
передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в
радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты
данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов.
На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и
медиаконвертеры.
Среды передачи данных: оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель,
спутниковый канал передач данных и т. п

28.

1. Физический уровень (англ. physical layer)
Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к
физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45,
разъемы AUI и BNC

29.

1. Спецификации физического уровеня
IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet). Передача данных и обмен информацией
между системами. Локальные и региональные вычислительные сети.
Часть 3. Коллективный доступ с опознанием несущей и обнаружением
конфликтов (CSMA/CD). Метод доступа и спецификации физического
уровня;
IEEE 802.5 Token Ring. Передача данных и обмен информацией между
системами. Локальные и региональные вычислительные сети. Часть
5. Метод доступа к кольцу с передачей маркера и спецификации
физического уровня;
I.430 – Основной интерфейс “пользователь – сеть” N-ISDN.
Спецификация уровня 1;
SDH – Synchronous Digital Hierarchy (синхронная цифровая иерархия);
PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy (плезиохронная цифровая
иерархия);
DSL – Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия).