Прикладной уровень

Представительный уровень

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней конт­рольной точке, а не начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоко­лов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Представительный уровень (Presentation layer) имеет дело с формой представле­ния передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной си­стемы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и де­шифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечи­вается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сооб­щениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

Прикладной уровень (Application layer) — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают до­ступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помо­щью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует приклад­ной уровень, обычно называется сообщением (message).

Существует очень большое разнообразие служб прикладного уровня. Приведем в качестве примера хотя бы несколько наиболее распространенных реализации файловых служб: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

Протоколы верхнего уровня. Эти протоколы определяют вид и характер взаимодействия различных компьютеров (точнее говоря – пользователей и порожденных ими вычислительных процессов) сети. Наиболее распространенными в Internet протоколами верхнего уровня являются следующие:

FTP (File Transfer Protocol) – протокол пересылки файлов. Позволяет принимать (download) и передавать (upload) файлы по сети;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол пересылки электронной почты;

HTTP (HyperText Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста. Используется при взаимодействии программы-клиента (броузера) с Web-сервером («паутинным» сервером);

SHTTP (Secure HyperText Transfer Protocol) – то же, что НТТР, но с дополнительными функциями, обеспечивающими конфиденциальность и целостность передаваемой гипертекстовой информации;

NNT P (Network News Transfer Protocol) – протокол передачи сетевых новостей;

telnet – протокол эмуляции терминала удаленного компьютера. Позволяет брать под управление удаленный компьютер и исполнять на нем команды операционной системы;

rlogin – еще один протокол эмуляции терминала удаленного компьютера.

Таким образом, для решения конкретной задачи в сети имеется свой протокол, т.е. строго определенная форма взаимодействия, одинаковая для всех пользователей сети.

Протоколы низшего уровня (транспортная сеть). Как было указано выше, эти протоколы обслуживают транспортную сеть. Основная задача транспортной системы сводится к быстрому и надежному перемещению «груза» - информации пользователя.

В транспортную сеть информация поступает в виде сообщения. Рассмотрим преобразование сообщения при переходе от одного уровня транспортной сети к другому.

На четвертом уровне (транспортном или уровне управления передачей) сообщение фрагментируется, т.е. разбивается на одинаковые фрагменты. Каждому фрагменту приписывается заголовок передачи. Где указывается номер фрагмента и имя порта назначения. Фрагмент с заголовком передачи образуют блок. При обработке блока на приемном конце протокол извлечет из заголовка передачи имя порта и номер фрагмента, соберет из фрагментов сообщение и отправит его через указанный порт адресату.

Третий уровень – сетевые протоколы, отвечающие за маршрутизацию в сети: определяют путь движения блока по узлам сети. Информация, полученная в результате анализа транспортной сети (загрузка каналов, состояние узлов и т.д.), используется для формирования заголовка пакета. Сам пакет образуется добавлением к блоку заголовка пакета, в котором содержится вся необходимая для определения маршрута информация. При прохождении транзитной информации через узлы сети управляющий компьютер устанавливает маршрут пакета с помощью заголовка пакета, т.е. выполняет обработку на уровне сетевых протоколов. Когда пакет попадает к абоненту – адресату, сетевой уровень снимает заголовок и передает полученный блок на четвертый уровень.

Второй уровень – канальные протоколы. Согласно этим протоколам, из пакета образуется кадр, который и начинает двигаться по каналу связи. Кадр образуется обрамлением пакета заголовком и концевиком кадра. В заголовке содержится информация, необходимая для управления каналом связи, по которому предстоит идти кадру. Концевик содержит проверочные символы кода, обнаруживающего ошибки, для контроля правильности передачи на приемном конце. При правильном приеме в узел, откуда прибыл кадр, направляется подтверждение о приеме. В противном случае – требование на повторную передачу. Подтверждение или запрос на повтор передается в заголовке очередного кадра, отправляемого в передающий узел. Для обозначения «пустого» пакета используется специальный служебный кадр, состоящий лишь из заголовка и концевика. Для обозначения кадра в его начале и конце ставятся так называемые флаги, например последовательности бит вида 01111110. Решающее правило для выделения кадра очень простое: все, что между флагами и сеть кадр. Неопределенность может возникать в тех случаях, когда флаговое сочетание нулей и единиц встречается внутри кадра. Для исключения подобной ситуации применяется специальное преобразование, называемое битстаффингом (вставка бит), т.е. после каждой пятерки единиц 11111 вставляется нуль, который автоматически снимается на приемном конце вместе с флагами. После такого преобразования в кадре не будет ни одного сочетания вида 01111110, что позволяет однозначно определить кадр.

Первый уровень управления транспортной сетью называется физическим. Протоколы этого уровня предписывают правила установления соединения с физическим каналом, поддержания соединения, а также разъединения в случае освобождения канала. Здесь определяются правила передачи каждого бита через физический канал. Канал может быть параллельным (например, параллельный порт типа Centronix) и передавать несколько бит сразу или передавать биты последовательно, как это происходит в последовательном порте RS322.

1.3.2 Асинхронный метод передачи

Более перспективный метод передачи, название которого отражает основное свойство данного класса методов, а именно – асинхронную передачу. В основе АМП лежит метод передачи пакетов, но в АМП используется более простые протоколы, фиксированная длина пакета, получившая название ячейки (cell), отсутствует флаг, имеется и ряд других отличий. Определение АМП было дано в Рекомендации МККТТ 1.121 в 1984 году.

В отличие от метода передачи пакетов в АМП длина ячейки имеет фиксированное значение 53 байта, из которых 5 байтов занимает заголовок, а остальные 48 отводятся для информации. Следовательно, если длительность интервала времени при синхронном методе передачи, определяющая длительность временного канала, зависела от скорости передачи импульсов по линии, то при АМП длительность интервала времени, отводимая на ячейку, зависит только от числа импульсов, необходимых для передачи ячейки, но не от скорости передачи импульсов. Таким образом, при АМП, как и при СМП дискретизация времени осуществляется ячейками, поэтому в АМП в отличие от пакетной передачи не требуется флаг между ячейками.

Рис. 19 Синхронный (а) и асинхронный (б) методы передачи

Второе отличие АМП от СМП состоит в том, что ячейки, принадлежащие различным сообщениям, могут следовать в произвольном порядке, тогда как при СМП каждый из временных каналов должен располагаться на оси времени (в кадре) на определенном расстоянии от начала цикла дискретизации (начала кадра).

Например, на рис. 19 б следует одна за другой первая и вторая ячейки, принадлежащие i -му сообщению (Я₁ⁱ и Я₂ⁱ), а затем первая ячейка, принадлежащая j -му сообщению (Я₁^j).

В том случае, когда нет для передачи информации ячеек, по каналу все равно передаются ячейки стандартной величины, но без содержания в поле информации (ПИ), на что указывается в заголовке (З). Такие пустые ячейки Я_п необходимо передавать для того, чтобы не нарушать поячеечную дискретизацию оси времени.

Особенности АМП, когда, с одной стороны, используются достоинства как СМП, так и метода передачи пакетов, с другой стороны, устранены недостатки. Присущие этим методам, обеспечивают высокую эффективность применения АМП на сетях связи.

1.4 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ.

Телекоммуникационная сеть (сеть связи, информационная сеть) – это достаточно сложная совокупность системы передачи и системы распределения информации, взаимосвязанных на основе единых технических принципов построения и единых организационных принципов эксплуатации. Для повышения эффективности функционирования современных сетей связи начала широко внедрятся система управления электросвязью (СУЭ) – Telecommunication Management Network (TMN) с использованием различных методов управления потоками информации и структурой сети, а также средств и эксплуатационного персонала.

Дата добавления: 2014-01-06