Поэтому протоколы сетевого уровня и выше инвариантны к сетевой физической среде. |
Опубликован: 03.02.2017 | Доступ: свободный | Студентов: 2270 / 610 | Длительность: 14:10:00
Тема: Сетевые технологии
Лекция 3:
Протоколы обмена сообщениями
Краткие итоги лекции 3
- Для успешного обмена сообщениями между источником и получателем информации необходимы правила, которые определяют конкретные требования по передаче сообщений.
- Совокупность правил по реализации конкретного требования составляет протокол, а набор протоколов для реализации обмена сообщениями по сети называется стек (stack).
- Наиболее известным открытым стеком протоколов является TCP/IP, в котором выделено 4 уровня.
- На верхнем уровне приложений функционируют протоколы передачи сообщений, например, протокол HTTP, который определяет правила взаимодействия веб-клиента и веб-сервера.
- Процессом передачи сообщений управляют протоколы транспортного уровня (TCP, UDP), которые делят большое сообщение на сегменты.
- Протоколы уровня межсетевого обмена (IPv4, IPv6) обеспечивают доставку сообщения по наилучшему (оптимальному) маршруту адресату назначения. Единицы информации, передаваемые на этом уровне, получили название пакеты.
- Протоколы сетевого доступа или канального уровня (например, Ethernet) адаптируют передаваемые пакеты к физической среде передачи сообщений, используя различные методы доступа к среде.
- В связи с высокой сложностью необходима стандартизация сетевых протоколов. Созданием стандартов занимается ряд международных организаций: ISOC, IETF, ICANN, IANA, ITU-T, IEEE, ISO и др.
- Эталонная модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI определяет концепцию и методологию создания сетей передачи данных и включает семь уровней.
- Виртуальный обмен между соответствующими уровнями конечных узлов происходит определенными единицами информации (PDU). На трех верхних уровнях - это сообщения или данные. На транспортном уровне - сегменты, на сетевом уровне - пакеты, на канальном уровне - кадры и на физическом - последовательность битов.
- Процесс обрамления информационных единиц заголовками со служебной информацией называется инкапсуляцией. На сетевом уровне сегменты инкапсулируются в пакеты, на канальном уровне - пакеты инкапсулируются в кадры.
- Тройная система адресации (логические адреса, физические адреса, номера портов) позволяет адресовать устройства, пользователей и программное обеспечение приложений.
- Номера портов, адресующих приложения верхнего уровня задаются на транспортном уровне. Логические адреса пользователей (IP-адреса) задаются на сетевом уровне модели OSI (межсетевом уровне модели TCP/IP). Физические адреса устройств задаются на канальном уровне модели OSI (на уровне доступа к среде модели TCP/IP).
- Технические средства физического уровня представлены кабелями, разъемами, повторителями сигналов, многопортовыми повторителями или концентраторами (hub), преобразователями среды (transceiver). На канальном уровне это мосты (bridge) и коммутаторы (switch). На сетевом уровне - маршрутизаторы (router). Сетевые карты или адаптеры (Network Interface Card - NIC) функционируют на канальном и физическом уровне.
- Большое сообщение делится на сегменты, которые определенным образом нумеруются, и по сети передается чередующаяся последовательность сегментов разных сообщений. Процесс чередования сегментов разных сообщений получил название мультиплексирование.
- Логические IP-адреса, задаваемые протоколом IPv4, имеют длину 32 двоичных разряда. В документации IP-адреса представлены в виде четырех октетов (байтов) в десятичном коде, октеты отделены десятичной точкой, например, 192.168.10.73.
- Протоколом IPv6 предусмотрены адреса в 128 двоичных разрядов, представленных в документации в шестнадцатеричной системе, например, 2001:0DB8:000A:0001:0002:B3FF:FE18:A1D7.
- Физические MAC-адреса содержат 48 двоичных разрядов, представленных в документации в шестнадцатеричной системе в одной из следующих форм; 03:A7:BE:59:4D:8C; 03-A7-BE-59-4D-8C; 03A7.BE59.4D8C.
- Для определения МАС-адреса назначения по известному адрес уIPv4 используется протокол разрешения адресов ARP.
- Сообщение может быть адресовано единственному устройству (одноадресная рассылка), или группе устройств (многоадресная групповая рассылка), или всем устройствам в сети (широковещательная рассылка).
- Если шлюз по умолчанию сконфигурирован неверно, то в этом случае возможен обмен сообщениями между узлами локальной сети, но не возможен обмен с удаленными устройствами из других сетей.
Вопросы
- Какие модели используются в технологиях сетей пакетной коммутации?
- Какие протоколы называются проприетарными?
- Какой стандарт определяет правила взаимодействия устройств беспроводных локальных сетей Wi-Fi?
- Какие известны уровни модели TCP/IP?
- Каковы основные функции Уровня 1 модели OSI?
- Каковы основные функции Уровня 2 модели OSI?
- Каковы основные функции Уровня 3 модели OSI?
- Каковы основные функции Уровня 4 модели OSI?
- Каковы основные функции Уровня 5 модели OSI?
- Каковы основные функции Уровня 6 модели OSI?
- Каковы основные функции Уровня 7 модели OSI?
- Что собой представляет инкапсуляция данных?
- На каком уровне модели OSI задаются IP адреса?
- Какие устройства функционируют на Уровне 3 модели OSI?
- Какие устройства функционируют на Уровне 2 модели OSI?
- Какие устройства функционируют на Уровне 1 модели OSI?
- Какие уровни моделей OSI и TCP/IP одинаковы по функциям и по названию?
- Что определяет PDU?
- В чем заключается управление потоком протоколом TCP?
- Каковы функции протокола TCP?
- При передаче каких видов трафика используется протокол UDP?
- Какие виды рассылки сообщений используются в сетях?
- Какие три системы адресации используются в сетевых технологиях?
- Каковы функции протокола ARP?
- Если адресат назначения находится в другой сети, какой МАС-адрес назначения будет установлен в заголовке кадра?
Упражнения
- Изобразите эталонную модель взаимодействия открытых системISO/OSI.
- Сравните функции уровней моделей OSI и TCP/IP.
- Изобразите схему инкапсуляции единиц информации на транспортном, сетевом и канальном уровнях.
- Приведите примеры логических и физических адресов.
- Объясните, почему в сетях используется три системы адресации.