WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Например, в сети, состоящей из серверов под управлением Windows NT и Novell NetWare, одни пакеты переносят IP-дейтаграммы, а другиеиспользуют на Сетевом уровне протокол IPX. Чтобы различать эти два протокола, в спецификации DIX Ethernet II определено поле заголовка, называемое Ethertype, которое содержит код, идентифицирующий протокол Сетевого уровня. Спецификации IEEE 802 используют полеSNAP (Sub-Network Access Protocol, протокол доступа к подсетям) для выполнения схожих функций, причем значения кодов, специфицирующих протокол, совпадают со значениями в поле Ethertype.

3.4. Выявление ошибок Большинство протоколов Канального уровня отличаются отвсех протоколов верхнего уровня наличием постинформации, следующей за полезными данными. Эта постинформация содержитполеконтрольной последовательности кадра (FCS, frame check sequence), котороеиспользуется для выявления любых ошибок, возникающих во время передачи данных. Для этого система, отправляющая пакет, вычисляет значениециклического избыточного кода (CRC) для всего кадра и включает его в поле FCS. Когда пакет достигает места своего назначения, принимающая сторона выполняет точно такиеже вычисления и сравнивает их результаты со значением рассматриваемого поля.

Если значения не совпадают, пакет считается поврежденным при пересылке и “молча” отбрасывается.

Принимающая система не предпринимает никаких действий, чтобы передача отбракованных пакетов повторилась Эти действия производят протоколы.

вышележащих уровней модели OSI. Данный процесс выявления ошибок осуществляется всеми промежуточными узлами пересылки на пути следования пакета к месту его назначения. Некоторые протоколы вышележащих уровней имеют свои собственные механизмы выявления ошибок.

4. Сетевой уровень Протокол Сетевого уровня является основным переносчиком сообщений, создаваемых на Прикладном уровне. Это означает следующее: в отличиеот протокола Канального уровня, функции которого ограничены доставкой пакета к его следующему месту назначения внутри локальной сети, протокол Сетевого уровня отвечает за весьмаршрутследования пакета отпередающей системы до конечного места назначения. Протокол Сетевого уровня принимает данные отТранспортного уровня и упаковывает их в дейтаграммы, добавляя свой собственный заголовок. Как и заголовок протокола Канального уровня, заголовок Сетевого уровня содержитадрес системы-получателя, но этот адрес идентифицирует уже конечное место назначения пакета. Таким образом, два адреса места назначения в заголовках протоколов Канального и Сетевого уровня могут в действительности принадлежать двум различным компьютерам. По существу, дейтаграмма протокола Сетевого уровня является оболочкой, вложенной внутрь оболочки Канального уровня; при этом, если оболочка Канального уровня открывается каждой системой, обрабаты вающей пакет, оболочка Сетевого уровня остается закупоренной до тех пор, пока пакет не достигнет получателя.

Помимо адресации, протокол Сетевого уровня выполняет некоторые, а иногда и все, перечисленные ниже функции:

• маршрутизацию;

• фрагментацию;

• контрольошибок;

• идентификацию протокола Транспортного уровня.

4.1. Маршрутизация Протоколы Сетевого уровня используют различные типы адресных систем для указания конечного места назначения пакета. Наиболее популярный протокол Сетевого уровня - IP (Internet Protocol, межсетевой протокол). Он обеспечивает своесобственное 32-разрядноеадресноепространство, которое идентифицирует две сети, в одной из которых расположена системаполучатель а в другой находится система-отправитель Протокол IPX,.

(Internetwork Packet Exchange, межсетевой обмен сообщениями) использует раздельное адресное пространство и при идентификации отдельных систем полагается на аппаратные адреса платсетевых адаптеров.

Адрес, по которому можно однозначно определить отдельную сеть, жизненно важен для выполнения основной функции протокола Сетевого уровня, которая называется маршрутизацией (routing). Когда пакет путешествует по большой корпоративной сети или по Интернету, он передается отмаршрутизатора к маршрутизаторудо тех пор, пока не достигнет сети, в которой расположена система-получатель. Исходя из соображений надежности, грамотно разработанная сеть имеет более чем один возможный маршрутдо необходимого места назначения, а Интернет обладает буквально тысячами доступных маршрутов. Каждый маршрутизатор отвечает за определениеследующего маршрутизатора, через который должен быть отправлен пакет, чтобы достигнуть своего места назначения наиболее рациональным путем. Так как протоколы Канального уровня, безусловно, игнорируют все, что расположено за пределами локальной сети, то они оставляют решениезадачи определения подходящего маршрута в целом до конечного адресата протоколуСетевого уровня.

Сетевой уровень определяет два типа компьютеров, которые могутбыть вовлечены в процесс пересылки пакетов: конечные системы и промежуточные системы. Конечная система - это всегда либо компьютер, создавший и отправивший пакет, либо компьютер, которому пакет предназначен. Промежуточная система - это маршрутизатор либо коммутатор, который соединяет две или более сети, и перенаправляет пакеты по пути, ведущему к месту их назначения. В конечных системах всесемь уровней стека протоколов вовлечены в созданиеили получениепакетов. Промежуточные системы обрабаты вают пакеты и передают их вверх по стеку только до Сетевого уровня (рис.

5). Протокол Сетевого уровня выбирает дальнейший маршрут для пакета и посылает его обратно вниз протоколуКанального уровня для упаковки и передачи на Физический уровень.

Когда промежуточная система получает пакет, протокол Канального уровня проверяет его на наличиеошибок и корректность аппаратного адреса, а затем отбрасывает заголовок и постинформацию своего уровня, послечего пакет передается тому протоколу Сетевого уровня, на который указывает поле Ethertype или его эквивалент. Начиная с этого момента, пакет состоитиз дейтаграммы, которая включает заголовок протокола Сетевого уровня и полезные данные, созданные Транспортным уровнем системы-отправителя. Протокол Сетевого уровня считывает из заголовка адрес системы-получателя и определяет, каким должен быть адрес следующего пункта назначения. Если пунктом назначения является рабочая станция, расположенная в локальной сети, то промежуточная система отправляет пакет прямо ей. Если пункт назначения расположен в удаленной сети, то промежуточная система обращается к таблице маршрутов, чтобы выбрать маршрутизатор, который обеспечит прохождение пакета к месту назначения по наиболее эффективному маршруту.

Прикладной уровень Прикладной уровень Представительский Представительский уровень уровень Сеансовый уровень Сеансовый уровень Транспортный уровень Транспортный уровень Сетевой уровень Сетевой уровень Сетевой уровень Канальный уровень Канальный уровень Канальный уровень Физический уровень Физический уровень Физический уровень Рис. 5. В промежуточных системах пакет достигает только Сетевого уровня Сбор и сохранениев таблице ссылок информации о маршрутах - это отдельный процесс Сетевого уровня. Он осуществляется либо вручную - администратором, либо автоматически - специализированным протоколом Сетевого уровня, который используется маршрутизаторами для обмена информацией о сетях, к которым они подключены. Определив следующее место назначения пакета, протокол Сетевого уровня возвращает эту информацию вместе с дейтаграммой протоколу Канального уровня с той целью, чтобы она была заключена в новый кадр и передана далее. В случаеесли на Сетевом уровне используется протокол IР, необходимо выполнениедополнительного процесса, который позволяет преобразовывать IP-адрес следующего места назначения в аппаратный адрес, используемый протоколом Канального уровня.

4.2. Фрагментация Вследствиетого, что маршрутизаторы могутсоединять сети, использующие различные протоколы Канального уровня, иногда могут понадобиться промежуточные системы, разбивающиедейтаграммы на фрагменты, удовлетворяющиепримененному протоколу Например, если рабочая станция, распо.

ложенная в сети Token Ring, формирует пакеты длительностью 4500 байт данных, то промежуточная система, соединяющая сеть Token Ring с сетью Ethernet, должна разбивать их на фрагменты размером не более, чем байт. Это связано с тем, что кадр сети Ethernet не может переносить большее количество данных.

Дейтаграммы, которые были поделены промежуточной системой на фрагменты, не восстанавливаются до тех пор, пока не достигнутсвоего места назначения. В зависимости оттипа протоколов Канального уровня различных промежуточных сетей фрагменты дейтаграмм могут быть фрагментированы повторно.

4.3. Протоколы с установлением соединения и без установления соединения Выделяются два типа протоколов, функционирующих на Сетевом и Транспортном уровнях: с установлением соединения и без установления соединения. Тип используемого протокола помогает определить остальные функции, выполняемые на каждом уровне. В случаеиспользования протокола с установлением соединения (connection-oriented), прежде чем будут переданы данные вышележащего уровня, должна быть установлена логическая связь между системой-отправителем и системой-получателем. Послетого как соединение установлено, система-отправитель передает данные, а системаполучательподтверждает их прием. Отсутствиесоответствующего подтверждения приема рассматривается системой-отправителем как сигнал для повторной передачи пакетов. Когда передача данных успешно завершена, системы разрывают соединение Использование данного типа протокола дает.

системе, отправляющей данные, уверенность в том, что данные успешно доставлены в место их назначения. Ценой этого гарантированного сервиса является дополнительный сетевой трафик, вызванный установкой соединения, посылкой подтверждений и сообщениями о разрыве соединения.

Протокол без установления соединения (connectionless protocol) просто упаковывает данные и посылает их по адресуназначения без проверки доступности системы-получателя и ожидания подтверждения приема данных. В большинстве случаев протоколы без установления соединения используются, когда гарантия доставки и другиесервисы, присущиепротоколус установлением соединения, обеспечиваются другим уровнем стека. Эти дополнитель ные сервисы могутвключать управлениепотоком данных, выявлениеи коррекцию ошибок.

Большинство протоколов ЛВС, функционирующих на Сетевом уровне, таких как IP и IPX, являются протоколами без установления соединения. Объясняется это тем, что в случае применения таких протоколов на Транспортном уровне доступны для использования различные протоколы, которые обеспечивают как сервисы, ориентированные на установление соединения, так и сервисы без поддержки такового. В настоящее время существует несколько протоколов Сетевого уровня с установлением соединения, таких как Х.25; но широкое распространение ТСР/IР, который поддерживает только IPкоммуникации без установки соединения, удалило этоттип протоколов с Сетевого уровня. Тем не менее, вопреки своей сущности, протокол IP имеет механизм выявления ошибок, однако последний проверяет наличие ошибок только в полях IP-заголовка, оставляя проверку данных протоколам других уровней.

5. Транспортный уровень Начиная с Транспортного уровня, процесс доставки пакетов отисточника до получателя отходитна задний план. Протоколы Транспортного уровня и всех уровней, расположенных выше, полностью оставляют решениезадач адресации и доставки Сетевому и Канальному уровням. Как обсуждалосьранее, пакеты, при их обработке промежуточными системами, не поднимаются выше Сетевого уровня стека протоколов. Таким образом, протоколы Транспортного уровня функционируют только на двух конечных системах. PDU Транспортного уровня состоитиз заголовка и данных, полученных отПрикладного уровня. В дальнейшем он инкапсулируется протоколом Сетевого уровня в дейтаграмму.

Одна из основных функций протокола Транспортного уровня заключается в идентификации процессов вышележащего уровня, которые выработали сообщениев системе-отправителеи должны принять его в системе-получателе.

Транспортные протоколы в пакете ТСР/IР, например, используют в своих заголовках номера портов, чтобы идентифицировать сервисы верхних уровней.

Другиефункции, которые должны быть выполнены на Транспортном уровне, включают в себя выявлениеи коррекцию ошибок, управлениепотоком данных, подтверждениеприема пакета, и другиесредства, присущиепротоколам с установлением соединения.

5.1. Комбинации сервисов, предоставляемых протоколами Транспортного уровня Протоколы Канального и Сетевого уровней взаимодействуют вместе и на своих уровнях взаимозаменяемы. Это означает, что допустимо использовать практически любой протокол Канального уровня совместно с любым протоколом Сетевого уровня. Однако протоколы Транспортного уровня тесно привязаны к определенному протоколу Сетевого уровня и не могут быть замещены. Комбинация из протоколов Транспортного и Сетевого уровней предоставляет полный набор услуг, соответствующий конкретному приложению. Так же, как и на Сетевом уровне, среди протоколов Транспортного уровня могутбыть выделены протоколы с установлением соединения и без установления соединения. Документ модели OSI описывает четыре возможные на этом уровне комбинации протоколов с установлением соединения и без него (рис. 6). Какую из комбинаций следует использовать, зависит от требуемых сервисов. Процесс выбора комбинации протоколов для выполнения определенной задачи называется отображением (mapping) службы Транспортного уровня на службу Сетевого уровня.

Протокол установления соединения Протокол с установлением соединения без Протокол установления соединения Протокол с установлением соединения без Рис. 6. Система может использовать различные комбинации протоколов с установлением соединения и без установления соединения Выбор протокола Транспортного уровня основывается на требованиях приложения, создавшего сообщение, и сервисов, уже предоставленных протоколами нижних уровней. Руководство OSI описывает пять теоретических классов протокола Транспортного уровня.

• TP0. Протокол без дополнительной функциональности. Предполагает, что протоколы нижних уровней уже предоставляют приложению все необходимые услуги.

• TP1. Протокол с исправлением обнаруженных ошибок. Дает возможность исправить ошибки, обнаруженные протоколами, функционирующими на нижних уровнях.

• TP2. Протокол с мультиплексированием. Включает коды, идентифицирующиепроцесс, создавший пакет, и процесс, который должен обработать пакет на принимающей стороне. Это позволяет переносить трафик, создаваемый несколькими приложениями, через одну сетевую среду.

• TP3. Протокол с исправлением обнаруженных ошибок и мультиплексированием. Сочетает услуги, предоставляемые TP1 и TP2.

• TP4. Предлагает полный набор ориентированных на подключениеуслуг. Включает обнаружениеи исправлениеошибок, управлениепотоком данных и другиесервисы. Предполагает использованиена нижних уровнях протоколов без установления соединения, которые не оказывают перечисленных услуг.

Данная классификация сервисов Транспортного уровня является еще одним местом, гдетеоретическая конструкция модели OSI основательно отличается отдействительности. Ни один из широко используемых наборов протоколов не обладает пятью различными протоколами транспортного уровня, согласующимися с этими классами. Большинство блоков протоколов, таких как ТСР/IР, имеют в своем составе два протокола, которые в основном соотносятся с классами TP0 и TP4, обеспечивающими услуги без установления соединения и с установлением соединения соответственно.

5.2. Функции протокола Транспортного уровня Протокол UDP представляет собой службу, которая вместе с протоколом IP Сетевого уровня обеспечивает минимальный объем услуг для коротких транзакций, не нуждающихся в сервисах протокола с установлением соединения.

Транзакции системы имен доменов (DNS, Domain Name System) обычно состоят из обмена короткими сообщениями, которые умещаются в один пакет;

вследствиеэтого управлениепотоком данных не требуется. Типичная транзакция состоит из запроса и ответа, который выполняет функцию подтверждения приема. Таким образом, нет необходимости в использовании какоголибо механизма, гарантирующего доставку. Однако протокол UDP имеет механизм выявления ошибок, реализованный в виде подсчета контрольной суммы, которая вычисляется на обеих системах - отправителеи получателе.

Поскольку UDP обеспечивает минимум дополнительных услуг, длина его заголовка не превышает 8 байт, и издержки, вызванные добавлением служебной информации к пакету, очень незначительны.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.