WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |
Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» Н.А. КОЛЬТЮКОВ, О.А. БЕЛОУСОВ СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлениям 210200 – Проектирование и технология электронных средств и 210300 – Радиотехника Тамбов Издательство ТГТУ 2009 УДК 004.7(075) ББК з841я73 К625 Рецензенты:

Доктор технических наук, профессор ТГТУ П.С. Беляев Кандидат технических наук, доцент начальник кафедры «Радиосвязь (авиационная)» ТВВАИУРЭ(ВИ), Ю.И. Лёвочкин Кольтюков, Н.А.

К625 Сетевые технологии : учебное пособие / Н.А. Кольтюков, О.А. Белоусов. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн.

ун-та, 2009. – 100 с. – 100 экз. – ISBN 978-5-8265-0843-5.

Представлены основные сведения о маршрутизации, базовых протоколах маршрутизации и коммутации, а также перспективные интегрированные протоколы коммутации четвёртого уровня, стандарты IEEE 802.1Q и IEEE 802.1P. Рассмотрены приоритеты и классы обслуживания в сетях, протоколы реального времени RTP и RSVP, вопросы безопасности корпоративных сетей.

Предназначено для студентов, бакалавров и магистров, обучающихся по направлениям 210200 – Проектирование и технология РЭС и 210300 – Радиотехника.

УДК 004.7(075) ББК з841я73 ISBN 978-5-8265- © ГОУ ВПО «Тамбовский государ0843-5 ственный технический университет» (ТГТУ), 2009 Учебное издание КОЛЬТЮКОВ Николай Александрович, БЕЛОУСОВ Олег Андреевич СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Учебное пособие Редактор Т.М. Глинкина Инженер по компьютерному макетированию Т.Ю. Зотова Подписано в печать 22.09.2009 Формат 60 84/16. 5,81 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 376 Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета 392000, Тамбов, Советская, 106, к. ВВЕДЕНИЕ Сетевые технологии представляют собой одно из направлений развития систем обработки данных, которое возникло в связи с необходимостью объединения территориально рассредоточенных вычислительных средств в единую систему. Сетевые технологии обеспечивают пользователю широкий набор услуг и позволяют создавать целый ряд различных по назначению автоматизированных систем распределённой обработки информации.

Наиболее значимыми технологиями обработки передаваемых данных (пакетов) являются коммутация и маршрутизация. До недавнего времени эти два понятия имели абсолютно разные значения – как по технологии обработки пакетов, так и по уровням модели OSI, на которых работают оба эти метода управления данными в сети, – и не могло быть и речи, чтобы объединить эти понятия. Сегодня развитие сетевых технологий идёт быстрыми темпами. Всё возрастающий объём передаваемой информации, физический рост сетей и межсетевого трафика подстегивают производителей к выпуску всё более мощных и «умных» устройств, использующих новые (совсем новые или комбинации традиционных) методы передачи и сортировки данных, а также коммутации и маршрутизации, и методы их комбинирования для оптимизации межсетевого трафика и увеличения производительности.

Глава 1. УРОВНИ МОДЕЛИ OSI 1.1. УРОВНИ МОДЕЛИ АРХИТЕКТУРЫ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ В настоящее время общепринятой является семиуровневая модель архитектуры открытых систем (Open System Interconnection, OSI). В этой модели рассматриваются [1]:

1. Физический уровень (управление физическим каналом).

2. Канальный уровень (управление информационным каналом).

3. Сетевой уровень (управление сетью).

4. Транспортный уровень (управление передачей).

5. Сеансовый уровень (управление сеансом).

6. Представительный уровень (управление представлением).

7. Прикладной уровень (управление сервисом).

Какие же задачи решаются на различных уровнях протоколов открытых систем Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее.

Прикладной уровень. В модели OSI прикладная программа, которой нужно выполнить конкретную задачу (например, обновить базу данных на компьютере В), посылает конкретные данные в виде дейтаграммы на прикладной уровень. Одна из основных «обязанностей» этого уровня – определить, как следует обрабатывать запрос прикладной программы, иными словами – какой вид должен принять данный запрос. Если в запросе прикладной программы определён, например, дистанционный ввод заданий, то это потребует работы нескольких программ, которые будут собирать информацию, организовывать её, обрабатывать и посылать по соответствующему адресу. Ещё одна важная функция прикладного уровня – электронная почта.

Виды сервиса прикладного уровня. Прикладной уровень содержит несколько так называемых общих элементов прикладного сервиса (ACSE – Application Common Service Elements) и специальных элементов прикладного сервиса (SASE – Specific Application Service Elements). Сервисы ACSE предоставляются прикладным процессам во всех системах. Они включают, например, требование определённых параметров качества сервиса.

Допустим, необходимо установить связь через модем по глобальной сети между рабочей станцией локальной сети в Лос-Анджелесе и мэйнфреймом в Бостоне. Поскольку качество телефонной линии иногда оказывается неудовлетворительным, прикладной процесс, работающий в ЛВС, может запросить такое качество сервиса, которое предусматривает подтверждение приёма и распознавания информации.

Если провести аналогию с почтой, то указанное действие равносильно требованию, чтобы доставка вашей посылки подтверждалась квитанцией.

Специальные элементы прикладного сервиса (SASE) обеспечивают сервис для конкретных прикладных программ, таких как программы пересылки файлов и эмуляции терминалов. Если, например, прикладной программе необходимо переслать файлы, то обязательно будет использован протокол передачи, доступа и управления файлами (FTAM – File Transfer, Access and Management), являющийся одним из ключевых протоколов прикладного уровня.



Давайте на минутку заглянем в будущее, когда локальные сети и мэйнфреймы станут работать с OSI-совместимым программным обеспечением. Поскольку FTAM работает как виртуальный банк файлов и имеет собственную службу каталогов, то программы смогут получать доступ к базам данных, не имея информации о фактическом местонахождении файла. Поскольку FTAM поддерживает широкое разнообразие различных типов структур, включая последовательную, упорядоченную иерархическую и общую иерархическую, то информация из базы данных, расположенной на удалённом Unisysкомпьютере, будет использоваться для обновления другой базы данных, работающей в локальной сети в другом городе. Данные из первой базы, в свою очередь, будут обновляться на основе информации, взятой из третьей базы данных, размещённой на IBM-мэйнфрейме.

Ещё одна важная составляющая SASE прикладного уровня – сервис виртуального терминала (VT – Virtual Terminal). VT – это сложный сервис, который освобождает компьютер от необходимости посылать соответствующие сигналы для обращения ко всем терминалам, подключённым ко второму компьютеру. Первый компьютер может использовать набор параметров виртуального терминала, а решение вопросов конкретизации конфигурации терминалов можно предоставить второму компьютеру.

На разных этапах разработки находятся ещё несколько SASE: обработка транзакций (trunks actions), электронный обмен данными (EDI – Electronic Data Interchange), передача и обработка заданий (JTM – Job Transfer and Manipulation). Разработка стандарта OSI на EDI, в частности, очень важна для пользователей ЛВС. Например, на рабочей станции ЛВС можно составить заказ на покупку и передать эту информацию по сети непосредственно изготовителю или продавцу, где данные будут автоматически внесены в счёт-фактуру. Можно проверять и автоматически корректировать инвентаризационные ведомости, можно заключать договора на поставку товаров – и всё это без бумаг и волокиты.

Функции управления сетями на прикладном уровне. По мере усложнения информационных сетей вопрос административного управления ими приобретает всё большее значение. Поскольку сейчас любые системы передачи информации позволяют обрабатывать и передавать также и речевые данные, а локальные сети всё теснее связываются с глобальными сетями и мэйнфреймами, то всё очевиднее необходимость в разработке эффективного метода организации этой информации и управления ею. Фирма IBM в качестве решения предложила свои системы NetView и NetView/PC, a Hewlett-Packard вышла на рынок с пакетом прикладных программ OpenView.

На сегодняшний день проблема заключается в том, что при наличии нескольких решений нет международного стандарта по управлению сетями. Для прикладного уровня модели OSI существует несколько спецификаций информационно-управляющих протоколов, которые претендуют на то, чтобы в будущем стать международными стандартами. Вопросы, касающиеся разработки международных стандартов по управлению сетями, будут рассмотрены позже.

Уровень представления данных. Уровень представления данных отвечает за физическое отображение (представление) информации. Так, в полях базы данных информация должна быть представлена в виде букв и цифр, а зачастую – и графических изображений. Обрабатывать же эти данные нужно, например, как числа с плавающей запятой.

Уровень представления данных обеспечивает возможность передачи данных с гарантией, что прикладные процессы, осуществляющие обмен информацией, смогут преодолеть любые синтаксические различия. Для того чтобы обмен имел место, эти два процесса должны использовать общее представление данных или язык.

Важность уровня представления данных заключается в том, что в основу его работы положена единая для всех уровней модели OSI система обозначений для описания абстрактного синтаксиса – ASN.1.

Эта система служит для описания структуры файлов. На прикладном уровне система ASN.1 применяется и для выполнения всех операций пересылки файлов, и при работе с виртуальным терминалом. Использование этой системы позволяет также решить одну из важнейших проблем, возникающих при управлении крупными сетями, – проблему шифрования данных. Шифрование данных с помощью ASN.1 можно выполнять на уровне представления данных; разработка стандарта OSI для этого уровня окажет значительное влияние на обеспечение межмашинной связи.

Сеансовый уровень. Представьте себе опытного администратора, отвечающего за подготовку и согласование всех деталей предстоящей важной встречи двух высокопоставленных руководителей. Если он действует правильно, встреча проходит чётко и организованно. Аналогично и работа сеансового уровня обеспечивает проведение сеанса и в конечном итоге обмен информацией между двумя прикладными процессами.

Сеансовый уровень отвечает за такие серьезные вопросы, как режим передачи и установка точек синхронизации. Иными словами, на этом уровне определяется, какой будет передача между двумя прикладными процессами: полудуплексной (процессы будут передавать и принимать данные по очереди) или дуплексной (процессы будут передавать и принимать данные одновременно). В полудуплексном режиме сеансовый уровень выдаёт тому процессу, который первым начинает передачу, маркер данных.





Когда второму процессу приходит время отвечать, маркер данных передаётся ему. Сеансовый уровень, таким образом, разрешает передачу только той стороне, которая обладает маркером данных.

Синхронизирующие точки представляют собой точки внутри «диалога», в которых сеансовый уровень проверяет наличие фактического обмена.

Ещё одна функция сеансового уровня модели OSI заключается в решении вопроса о восстановлении связи в случае её нарушения. Например, логично было бы ставить точки синхронизации между страницами текста и в случае нарушения связи начинать передачу с последней синхронизирующей точки. Таким образом, для восстановления сеанса не нужно будет начинать всё сначала и повторять передачу текста, который уже принят правильно.

Сеансовый уровень, кроме того, отвечает за детали, связанные с упорядоченным («плавным») завершением соединения в конце сеанса. Могут возникнуть и ситуации, когда требуется безусловное («резкое») завершение. Это необходимо в тех случаях, когда одна из сторон прекращает обмен и отказывается с этого момента принимать данные.

Сеансовый уровень обрабатывает не все запросы на соединения. Он может выдать примитив отказа от соединения, если определит, что соединение приведёт к перегрузке сети или что затребованный прикладной процесс отсутствует.

Транспортный уровень. Транспортный уровень имеет большое значение для пользователей компьютерных сетей, поскольку именно он определяет качество сервиса, которое необходимо обеспечить посредством сетевого уровня. Для того чтобы лучше понять функции транспортного уровня, представим его как аналогию набора специальных услуг, которые местное почтовое отделение предоставляет клиентам за дополнительную плату. Например, заплатив некоторую сумму, клиент может получить квитанцию о том, что письмо доставлено по указанному им адресу. Можно заказать срочную доставку, если клиент желает, чтобы его посылка пришла, к примеру, в Бостон на следующий день. Плату за эти дополнительные высококачественные услуги почтовое ведомство США взимает с клиентов деньгами, а для пользователя сети, работающего с OSI-coвместимыми аппаратными и программными средствами, эта плата выражается в дополнительных битах, необходимых для предоставления информации о статусе возможных дополнительных услуг.

На транспортном уровне предусмотрено три типа сетевого сервиса. Сервис типа А предоставляет сетевые соединения с приемлемым для пользователей количеством необнаруживаемых ошибок и приемлемой частотой сообщений об обнаруженных ошибках. Сервис типа В отличается приемлемым количеством необнаруживаемых ошибок, но неприемлемой частотой сообщений об обнаруженных ошибках.

Наконец, сервис типа С предоставляет сетевые соединения с количеством необнаруженных ошибок, не приемлемым для сеансового уровня.

Возникает вопрос: а для чего вообще нужны классы сервиса с неприемлемым количеством ошибок Ответ состоит в том, что для установки многих сетевых соединений необходимы дополнительные протоколы, обеспечивающие обнаружение и устранение ошибок на достаточном для нормальной работы уровне, и на транспортном уровне такой сервис просто не нужен.

Транспортный уровень, тем не менее, предоставляет программистам возможность писать программы для прикладного уровня в самых различных сетях, не обращая внимания на то, надёжна ли передача по этим сетям или нет. Некоторые называют три верхних уровня модели OSI «пользователями транспортного уровня», а четыре нижних – «поставщиками транспортного уровня».

Существует пять классов сервиса транспортного протокола (табл. 1.1).

Класс 0, известный как телекс, представляет собой сервис с самым низким качеством. В этом классе сервиса предусматривается, что управление потоком данных осуществляет сетевой уровень (под транспортным уровнем). Транспортный уровень разрывает соединение, когда аналогичную операцию выполняет сетевой уровень. Сервис класса 1 был разработан CCITT для стандарта Х.25 на сети с коммутацией пакетов. Он обеспечивает передачу срочных данных, однако управление потоком все равно осуществляется на сетевом уровне.

Класс 2 – это модифицированный класс 0. Уровень сервиса этого класса базируется на предположении о том, что сеть обладает высокой надёжностью. Предлагаемое качество сервиса предусматривает возможность мультиплексирования множества транспортных соединений из одного сетевого соединения. Класс 2 обеспечивает необходимую сборку мультиплексированных пакетов данных, прибывающих неупорядоченными.

1.1. Пять классов сервиса транспортного протокола Класс Наименование Тип 0 Простой А 1 Устранение основных ошибок В 2 Мультиплексирование А Обнаружение ошибок и мультиплекси3 В рование 4 Обнаружение и устранение ошибок С Класс 3 обеспечивает виды сервиса, предлагаемые уровнями 1 и 2, а в случае обнаружения ошибки предоставляет возможность ресинхронизации для переустановления соединения.

Класс 4 предполагает, что сетевому уровню присуща надёжность, поэтому он предлагает обнаружение и устранение ошибок.

Сетевой уровень. На сетевом уровне осуществляется сетевая маршрутизация. Этот уровень – ключ к пониманию того, как функционируют шлюзы к мэйнфреймам IBM и другим компьютерным системам.

Протоколы верхних уровней модели OSI выдают запросы на передачу пакетов из одной компьютерной системы в другую, а задача сетевого уровня состоит в практической реализации механизма этой передачи.

Сетевой уровень является основой стандарта CCITT Х.25 на глобальные сети. Позже мы изучим структуру пакета Х.25, включая назначение и структуру полей управляющей информации.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |










© 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.