Сетевые протоколы

С появлением сетей была осознана необходимость создания правил и процедур, определяющих принципы взаимодействия поль­зователей в сети. Такие правила называются протоколами. Для сетей разрабо­тана семиуровневая иерархическая структура протоколов. Согласно этой структуре протоколов поток информации в сетях имеет дискретную структуру, логической единицей которой является пакет (кадр). Вся информация между узлами сети передается в виде пакетов, которые имеют информационные и управляющие поля: порядковый номер, адрес получателя, контрольную сумму и т. д.

Верхний (седьмой) уровень протоколов является основным, ради которого существуют все остальные уровни. Он называется прикладным, поскольку с ним взаимодействуют прикладные программы конечного пользователя. Прикладной уровень определяет семантику, то есть смысловое содержание информации, которой обмениваются пользователи.

Шестой уровень называется уровнем представления. Он определяет син­таксис передаваемой информации, то есть набор знаков и способы их представ­ления, которые являются понятными для пользователя.

Пятый уровень (сеансовый) управляет взаимодействием пользователей в ходе сеанса связи между ними.

Четвертый уровень (транспортный) обеспечивает пересылку сообщений (выполняет разделение сообщений на пакеты на передающем узле и сборку сообщений из пакетов).

Третий уровень (сетевой) выполняет маршрутизацию пакетов данных в сети.

Второй уровень (канальный) осуществляет соответствующее оформление пакетов данных для передачи по каналу связи (такие пакеты называют кадрами), контроль ошибок и восстановление информации после ошибок.

Первый уровень (физический) осуществляет преобразование данных пакета в сигналы, передаваемые по каналу связи.

Каждый из протоколов взаимодействует только с соседними по иерархии протоколами. Так, например, прикладные программы, взаимодействуя с про­токолами шестого и седьмого уровней, не зависят от особенностей реализации конкретной сети, определяемой протоколами низших уровней.

Сопряжение сетей. Ранее упоминалось, что сеть, особенно глобальная, может включать несколько подсетей. Естественно, что в каждой из подсетей могут быть реализованы свои сетевые протоколы, в общем случае несовмести­мые с протоколами других подсетей. При передаче пакетов из одной подсети в другую необходимо осуществлять преобразование несовместимых протоко­лов.

Повторители регенерируют (восстанавливают) пакеты данных при переда­че, не меняя их структуру. Повторители применяют для соединения сетей с различной средой передачи данных (например, сети с коаксиальным и оптово­локонным кабелями) или для увеличения протяженности сети. Мосты ис­пользуются для объединения сетей, различающихся форматом кадра (реализа­цией протокола канального уровня). Маршрутизаторы используются для объединения сетей, различающихся способами адресации абонентов. В таком случае маршрутизатор транслирует адреса одной сети в адреса другой. Маршрутизатор может также использоваться для коммутации поступивших пакетов в зависимости от адреса получателя в ту или иную сеть. Шлюзы используются для сопряжения разнородных сетей, различающихся протоко­лами высших уровней. Так, например, в мире существует несколько систем электронной почты, функционирующих в различных сетях. Каждая из них имеет свой, не совместимый с другими, протокол электронной почты. Протокол электронной почты представляет собой реализацию высших уровней протоко­лов (прикладного, представления, сеансового) для конкретного вида услуг — пересылки писем. Очевидно, что для пересылки писем из одной системы электронной почты в другую необходимо осуществлять преобразования форма­та письма, используемого алфавита и т.д. Такое преобразование должен выполнять щлюз.

Контрольные вопросы

1. По каким признакам классифицируются компьютерные сети?

2. Какие достоинства и недостатки имеют основные типы топологий
компьютерных сетей?

3. С каким протоколом в иерархии протоколов взаимодействует поль­
зователь?

4. Какой протокол осуществляет маршрутизацию сообщений в сети?

5. Чем отличается шлюз от моста в межсетевом соединении?

Дата добавления: 2014-01-05