Сети ЭВМ и телекоммуникации

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Стандарты, их роль
Стандарты -- правила для производителей. Назначение: обеспечить совместимость продукции.
Открытые системы: многоплатформенность (гетерогенность), открытость, переносимость, совместимость.
Множество организаций, выпускающих стандарты (ГОСТ и ТУ), комитеты, консорциумы, сообщества.
Лицензирование, General Public License.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Разработчики стандартов
American National Standards Institute
коммуникации: коды, алфавиты, сигнальные схемы;
микрокомпьютеры: языки программирования, SCSI, драйвера ansi.sys;
осн. стандарты и спецификации: интерфейс Token Ring, CSMA/CD, SQL, алгоритмы шифрования.
Common Open Software Environment
разработка общей рабочей Unix-среды. В консорциум входят IBM, HP, SunSoft, Novell.
Comite Consultatif Internationale de Telegraphie et Telephonie (ITU - International Telecommunications Union)
Протоколы CCITT (МККТТ - рус.) относятся к модемам, сетям, передаче факсимильных сообщений.
15 исследовательских групп: A и B − раб. процедуры, термины и определения, I − ISDN, K и L − защита оборудования, R-U − терминальные и телеграфные услуги, V − передача данных по телефонным сетям, X − сети передачи данных.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Разработчики стандартов
CCITT (продолжение)
v.22 − полнодуплексная модемная передача 1200 бит/с,
v.22bis − 2400 бит/с
v.28 − стандарт интерфейса RS-232
v.32 − асинхр. и синхронная передача 4800-9600 бит/с,
v.32bis − до 14400
v.35 − высокоскоростная передача по комбинированным цепям.
v.42 − проверка ошибок
v.42bis − сжатие данных
v.terbo − 19200 бит/с
v.34 − 28800 бит/с, v.34+ − до 33600 бит/с
x2, k56flex −> v.90, v.92 − до 56кбит/с (асимметричные)
X.200 (ISO 7498) − эталонная модель OSI
X.25 (ISO 7776) − сети с коммутацией пакетов
X.400 (ISO 10021) − обмен сообщениями (электронная почта, не Интернет)
X.500 (ISO 9594) − служба каталогов
X.700 (ISO 9595) − Common Management Information Protocol

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Разработчики стандартов
Electronic Industries Association
1924год. RS-232 - стандарт последовательного соединения с помощью разъемов DB-9 и DB-25 и макс длиной кабеля 15 метров. Определяется соединение между DTE (терминальное оборудование) и DCE (data communication equipment).
Institute of Electrical and Electronic Engineers
Комитеты, 802 (февраль 1980) (до 802.17)
802.1 − взаимодействие сетей
802.2 − управление логической связью
802.3 − CSMA/CD-сеть (Ethernet)
802.4 − сеть Token Bus
802.5 − сеть Token Ring
802.6 − Metropolitan Area Network
802.7 − широкополосная передача
802.8 − оптоволоконная технология
802.9 − интегрированные сети передачи речи/данных
802.10 − безопасность сети
802.11 − беспроводные сети
802.12 − сеть с доступом по приоритету запроса (100VG-AnyLAN)

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Разработчики стандартов
International Standards Organization
Идеальная модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection Reference Model, OSI/RM )
Open Software Foundation
создает программные среды, объединяя технологии разл. производителей. Unix-подобная ОС - OSF/1, OSF/Motif - граф. интерфейс.
SQL Access Group
совместно с ISO разрабатывает стандарты, определяющие взаимодействие интерфейсных и прикладных систем (в архитектуре клиент-сервер)

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Модель OSI/RM
APPLICATION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
NETWORK
DATA LINK
PHYSICAL
Layer 7
Layer 6
Layer 5
Layer 4
Layer 3
Layer 2
Layer 1
OSI/RM
ПРИКЛАДНОЙ
ПРЕДСТАВИТ.
СЕАНСОВЫЙ
ТРАНСПОРТНЫЙ
СЕТЕВОЙ
КАНАЛЬНЫЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ
1984 г. − OSI/RM − метод описания сетевых сред и открытых архитектур.
Цель: стандартизация и простота написания драйверов определенного уровня, возможность организации стеков протоколов.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Уровни в модели OSI/RM

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Уровни в модели OSI/RM

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
OSI и архитектура компьютеров
ПРИКЛАДНОЙ
ПРЕДСТАВИТ.
СЕАНСОВЫЙ
ТРАНСПОРТНЫЙ
СЕТЕВОЙ
КАНАЛЬНЫЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ
Пользователь
Операционная
система
Аппаратура
Драйверы

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
OSI и IEEE Project 802
В соответствие с расширением OSI/RM канальный уровень делится на два подуровня:
LLC - Logical Link Control (подуровень управления логической связью)
MAC - Medium Access Control (контроль доступа к среде передачи)
Различия у сетевых архитектур находятся на канальном (MAC-подуровень) и физическом уровнях.
Project 802 разрабатывался для канального и физического уровней.
LLC:
− 802.2,
MAC:
− 802.3 (CSMA/CD),
− 802.4 (шинная сеть с передачей маркера),
− 802.5 (кольцо с передачей маркера),
− 802.12 (по приоритету доступа).

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Структура пакетов (кадров)
Название порций данных для различных уровней:
прикладной - поток байт (бит),
транспортный - сегмент данных,
сетевой - пакет,
канальный - кадр.
Перед подачей в сеть все данные разбиваются на пакеты. На каждом уровне к пакету добавляется доп. форматирующая или адресная информация. На принимающей стороне по мере поднимания пакета по уровням эта информация отсекается.
Сетевая карта обеспечивает формирование пакетов (−> пакет −> пакет −> пакет −>), их передачу и сбор с контролем ошибок.
Основные компоненты пакета: адрес источника, адрес места назначения, передаваемые данные, инструкции о дальнейшем маршруте, информация по сбору фрагментированного пакета из кадров, информация для коррекции ошибок передачи.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Структура пакетов (кадров)
Разделы:
заголовок (сигнал о самом факте передачи пакета, адреса источника и получателя, инфа, синхронизующая передачу),
данные (от 512 байт до 4кб),
трейлер (CRC поле, после получения также вычисляется контрольная сумма и сравнивается с исходной).

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Передача данных по сети
Виртуальная связь между соответствующими уровнями для удаленных машин (прозрачное взаимодействие на нижних уровнях).
ПРИКЛАДНОЙ
ПРЕДСТАВИТ.
СЕАНСОВЫЙ
ТРАНСПОРТНЫЙ
СЕТЕВОЙ
КАНАЛЬНЫЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ
ПРИКЛАДНОЙ
ПРЕДСТАВИТ.
СЕАНСОВЫЙ
ТРАНСПОРТНЫЙ
СЕТЕВОЙ
КАНАЛЬНЫЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ
Формирование пакета происходит последовательно на всех уровнях, при получении пакета − отсечение.
Среда передачи

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Протоколы
Протоколы − набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи.
Их много. Есть преимущества и недостатки.
Работают на разных уровнях OSI RM. Если, например, протокол работает на физ. уровне, значит, он обеспечивает прохождение пакетов через плату адаптера в сетевой кабель.
Несколько протоколов могут работать совместно (стек).
Маршрутизируемые и немаршрутизируемые протоколы.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Стеки протоколов
Лекции
Практика

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Стеки протоколов
TCP/IP (Transmission Control Protocol / internet Protocol) − стандарт для гетерогенных сетей, популярный межсетевой протокол, спец. разработанные для него протоколы SMTP, FTP, SNMP. Недостатки − большой размер и неторопливость. Проблемы с нехваткой IP адресов
NetBEUI (Network Basic Extended User Interface) − связан с NetBIOS (IBM интерфейс сеансового уровня с ЛВС), а сам NetBEIU − трансп. протокол Микрософта. Небольшой, быстрый, эффективный. Не поддерживает маршрутизацию.
X.25 − сети с коммутацией пакетов, полное соответствие OSI/RM.
XNS − Xerox Network System. Большой и медленный, много широковещательных пакетов.
IPX/SPX и NWLink (реализация от Microsoft) − наследник XNS, небольшой и достаточно быстрый.
DECnet − собственный стек маршрутизируемых протоколов, на нем впоследствии вырос И-нет, т.к. он ставился на VAX (Virtual Address Extension) машины с операционной системой VMS.
Набор протоколов OSI