ЛЕКЦИИ / Лекции1

Вопрос0 ВВЕДЕНИЕ ВОПРОС 1 КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ ВОПРОС 2 ТОПОЛОГИИ СЕТЕЙ ВОПРОС 3 Стандарты компьютерных сетей ВОПРОС 4 основы организации компьютерных сетей ВОПРОС 5 МОДЕЛЬ OSI ВОПРОС 6 Модель и стек протоколов TCP/IP ВОПРОС 7 ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ВОПРОС 8 КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ ВОПРОС 9 ТЕХНОЛОГИЯ ETHERNET ВОПРОС 10 MAC АДРЕСА ВОПРОС 11 ETHERNET Метод доступа CSMA/CD ВОПРОС 12 КОММУТАТОРЫ ETHERNET ВОПРОС 13 VLAN ВОПРОС 14 ПРОТОКОЛ STP ВОПРОС 15 Wi-Fi ВОПРОС 16 WI-Fi Управление доступом к разделяемой среде ВОПРОС 17 Wi-Fi ФОРМАТ КАДРА ВОПРОС 18 СЕРВИСЫ Wi-Fi ВОПРОС 19 СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ ВОПРОС 20 IP АДРЕСА ВОПРОС 21 IP-АДРЕСА ч2 ВОПРОС 22 ПРОТОКОЛ IP ВОПРОС 23 МАРШРУТИЗАЦИЯ, ПРОТОКОЛ IP ВОПРОС 24 ФРАГМЕНТАЦИЯ, ПРОТОКОЛ IP ВОПРОС 25 УПРАВЛЯЮЩИЕ ПРОТОКОЛы СЕТЕВОГО УРОВНЯ ВОПРОС 26 ПРОТОКОЛ DHCP ВОПРОС 27 ПРОТОКОЛ ARP ВОПРОС 28 ПРОТОКОЛ ICMP ВОПРОС 29 ПЕРЕДАЧА ПАКЕТОВ НА СЕТЕВОМ И КАНАЛЬНОМ УРОВНЯХ ВОПРОС 30 ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ВОПРОС 31 ПРОТОКОЛ UDP ВОПРОС 32 ПРОТОКОЛ TCP ВОПРОС 33 ПРОТОКОЛ TCP: СКОЛЬЗЯЩЕЕ ОКНО ВОПРОС 34 ПРОТОКОЛ TCP: СОЕДИНЕНИЕ ВОПРОС 35 ПРОТОКОЛ TCP: ФОРМАТ ЗАГОЛОВКА ВОПРОС 36 ПРОТОКОЛ TCP: УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОМ ВОПРОС 37 ПРОТОКОЛ TCP: УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕГРУЗКОЙ ВОПРОС 38 ПРОТОКОЛ TCP: УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕГРУЗКОЙ ч.2 ВОПРОС 39 ИНТЕРФЕЙС СОКЕТОВ ВОПРОС 40 ПРОТОКОЛЫ, ИНТЕРФЕЙСЫ И СЕРВИСЫ. ПРИМЕРЫ ВОПРОС 41 ТРАНСЛЯЦИЯ СЕТЕВЫХ АДРЕСОВ (NAT) ВОПРОС 42 МЕЖСЕТЕВЫЕ ЭКРАНЫ ВОПРОС 43 ПРИКЛАДНОЙ УРОВЕНЬ ВОПРОС 44 СИСТЕМА ДОМЕННЫХ ИМЕН DNS ВОПРОС 45 ПРОТОКОЛ DNS ВОПРОС 46 ТИПЫ ЗАПИСЕЙ DNS ВОПРОС 47 ПРОТОКОЛ HTTP ВОПРОС 48 ПОСТОЯННОЕ СОЕДИНЕНЕНИЕ В HTTP ВОПРОС 49 КЭШИРОВАНИЕ В HTTP ВОПРОС 50 ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА ВОПРОС 51 ПРОТОКОЛ SMTP ВОПРОС 52 ПРОТОКОЛ POP3 ВОПРОС 53 ПРОТОКОЛ IMAP ВОПРОС 54 ПРОТОКОЛ FTP Вопрос0 ВВЕДЕНИЕ Вводная лекция по курсу Вычислительные системы, сети и телекоммуникаций. это курс для знакомства с компьютерными сетями. В курсе расскажу об основных принципах устройства и работы компьютерных сетей. курс ориентирован на программистов которые пишут программы для сетей но он также будет полезен начинающим системным и сетевым администраторам а так же всем кто интересуются компьютерными сетями сейчас есть большое количество курсов учебников да и просто статей о компьютерных сетях в интернет однако тем кто только начинает изучать сети сталкиваются с проблемой информационного взрыва. материалов слишком много и не понятно что делать с этим многообразием. дополнительная сложность заключается в том что компьютерные сети очень трудно изучить самостоятельно. в сетях используется большое количество технологий и протоколов, и вам необходимо знать как устроена большое количество таких технологии протоколов, и как они взаимодействуют друг с другом. только тогда вы начнете понимать как работают компьютерные сети. в противном случае такого понимания у вас нет. проблем с существующими учебниками заключается в том что они всеобъемлющее как правило они содержат полный и обстоятельный рассказ о большом количестве сетевых технологий и протоколов но проблема в том что в большей части учебников не выделяются приоритетов то что используется чаще всего и наиболее важно никак не отделяется от того что используется достаточно редко и даже от того что представляют только исторический интерес кроме того книги и учебники содержат большое количество технических деталей которые очень полезны для практической деятельности но на первом этапе они только затрудняют понимание целостной картины работы компьютерных сетей. на мой взгляд учить сети лучше всего за два этапа на первом этапе мы изучаем принципы работы компьютерных сетей. рассматриваем только ключевые технологии протоколы, а также схему взаимодействия между ними. это можно сделать достаточно быстро. а после того как у вас есть общее понимание работы компьютерных сетей, вы можете переходить к следующему этапу детально разбираться с той технологии протоколом с которым вам сейчас необходимо иметь дело. на практике курс как раз рассчитан на первый этап изучения. ознакомление с базовыми понятиями компьютерных сетей он рассмотренных вопросов, их 54, которые будут вынесены на экзамен, которые можно посмотреть достаточно быстро для того чтобы сделать курс коротким мне пришлось убрать многие технические детали которые на первом этапе только затрудняют понимание. другая особенность курса заключается в том что в нем системно изложены все понятия которые необходимы для понимания работы компьютерных сетей. понятие компьютерных сетей вводятся последовательно и в лекциях используются материалы предыдущих лекций, не бойтесь если вы ничего не будете понимать это нормально. для того чтобы понимать как устроены компьютерные сети необходимо представлять себе весь путь данных от одного компьютера до другого. на этом пути используется большое количество технологий и протоколов, а изучаемые технологии протоколы последовательно поэтому на первом этапе вполне закономерно непонимание и возникновении вопросов - почему так всего много и так все запутано, но по мере продвижения по курсу у вас в голове все станет свои места, и общая картина работы как Комп сетей сложится. После курса вы сразу не станете профессионалом в компьютерных сетях. это только первый шаг по изучению компьютерных сетей, но он очень важный, потому что дает вам возможность осмысленно читать другие материалы дальше вы уже сможете сами разобраться в интересующих вас вопросах по книгам курсом и статьям в интернет. Настольными книгами большинства программистов, разработчиков железа, сисадминов, и др специалистов по сетям являются 2 основных учебника - таненбаум а и олефиры. у них одинаковое название компьютерные сети. выбирайте последнее издание которое сейчас доступно . есть практики. на этих занятиях надо разобраться с работой сетевых протоколов. с помощью анализатора сети white shark нужно перехватывать реальные пакеты которые передаются по сети и смотреть как они устроены выполнять практические занятия можно сразу после того как вы прослушали вопрос на на соответствующую тему ¶

ВОПРОС 1 КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ С2 Сети бывают очень разные. они отличаются друг от друга очень сильно. мы будем рассматривать три типа классификации сетей. первая классификация по типу коммутации. 2 классификация по технологии передачи данных. и 3 классификация по протяженности сети. С3 по типу коммутации сети можно разделить на сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов в сетях с коммутацией каналов перед тем как начать передачу данных необходимо установить соединение между отправителем и получателем. например вот так - (показать связь через левые коммутаторы). после этого все данные идут по установленному соединению. коммутация каналов используется например в телефонной сети. другой тип коммутации - это коммутация пакетов, которые используется в компьютерных сетях. данные делятся на отдельные части-пакеты которые передаются отдельно, независимо друг от друга. каждый пакет может пройти через сеть разным путем. например первый пакет пройдет вот так, второй пакет пройдет так, а третий пакет так. преимуществом сети с коммутацией пакетов является отказоустойчивость. если выйдет из строя один из промежуточных узлов можно будет найти обходной путь через сеть, например вот так. в сетях с коммутацией каналов, при выходе из строя одного из промежуточных узлов, соединение разрывается, и передавать данные нельзя. в сетях с коммутацией пакетов, при поступлении пакета на промежуточный узел, необходимо решать так называемую задачу маршрутизации. И определять куда дальше направлять этот пакет сюда или сюда. задачам маршрутизации должна решаться отдельно для каждого пакета на каждом промежуточном устройстве. это требует некоторого времени и создает чувствительную нагрузку на промежуточное устройство. в сетях с коммутацией каналов соединение устанавливается один раз и расходов на маршрутизацию нет. С9 другая классификация сетей по технологии передач бывают широковещательные сети в таких сетях данные которые передаются в сеть доступны всем компьютерам в сети. И сети точка-точка. В такой сети данные передается от одного компьютера к другому иногда приходится передавать данные через несколько промежуточных узлов. С10 следующие классификации по протяженность самые маленькие сети называются персональные их протяженность примерно 1 метр. размещаются на столе или рядом с человеком. примером персональной сети является bluetooth следующий тип сети - локальные, как правило сети внутри одного здания или нескольких зданий расположенных друг с другом. протяженность такой сети от нескольких метров до нескольких километров. следующий тип - муниципальная сеть - сеть масштабах города. сейчас становятся популярными муниципальной сети которые позволяют по одному сетевому подключению обеспечить доступ к интернет, телевидению и телефон. следующий тип это глобальные сети и сети в масштабах страны или континента. в россии такие сети строят компании ростелеком и транстелеком. и следующий тип это объединение сетей. сети которые включают в себя весь мир. известный всем пример такой сети эта сеть интернет. С11 что мы будем изучать в рамках курса? мы будем изучать сети с коммутацией пакетов - компьютерные сети. Телефонные сети рассматриваться не будут. с точки зрения технологии передачи данных мы будем рассматривать как широковещательные сети которым относится классический ethernet и вай-фай так и сети точка-точка которым относятся коммутируемый ethernet. по протяженности мы будем изучать локальные сети которые реализуются с помощью уже названных технологии ethernet и вайфай. и технологии объединения сетей, которые предложены в стеке протоколов TCP/IP ¶

ВОПРОС 2 ТОПОЛОГИИ СЕТЕЙ С2 топология это способ соединения компьютеров между собой в сеть. Более формально топология - это граф. вершины графа это узлы сети -компьютеры и сетевые устройства, а ребра это соединение между устройствами. в компьютерных сетях существует несколько базовых топологий. Рассмотрим их по очереди. С3 первая базовая топология полносвязнная. в этом случае каждое устройство в сети имеет прямое соединение со всеми другими устройствами. достоинства такой топологии - есть прямой канал до каждого устройства в компьютерной сети, всегда можно передавать данные. недостаток - нужно очень много соединений и много сетевых адаптеров для подключения соединений. если сеть содержит тысячи компьютеров, то в такой сети полно связная топология невозможна. С4 ячеистая топология это вариант полноосвязанной топологии из которые удалены некоторые соединения. С5 в топологии звезда компьютеры подключаются не напрямую друг другу, а к центральному устройству, и передача данных от одного компьютера к другому выполняется через это центральное устройство. в качестве центрального устройства обычно служит не компьютеры, а сетевое оборудование - например коммутатор, концентратор, маршрутизатор или точка доступа вай фай. С6 другой вариант сетевой топологии это кольцо. в этом случае каждый компьютер соединяется с двумя соседними компьютерами. передача данных в такой сети выполняется по кольцу. С7 например если вот этот компьютер хочет передать данные от этому компьютеру то он сначала передает данные своему соседу затем тот своему соседу и только после этого данные доходят до компьютера получателя. ответ точно так же проходит по кольцу через несколько компьютеров. С8 топология дерево при которой и компьютеры и сетевое оборудование образуют дерево. для того чтобы передать данные от одного устройства к другому нужно пройти через несколько промежуточных устройств например путь может быть таким или более длинный путь - такой. С9 топология общая шина при которой все компьютеры в сети подключенны к некоторые среде передачи данных. в простом случае это обычный медный кабель который идет вдоль всех компьютеров. данные которые передаются в эту среду доступны сразу всем компьютерам подключенным к общей шине. С10 обычно на практике в крупных сетях организаций и в интернет базовые топологии не используются, а используется смешанная топология. в крупной сети может быть например кольцо к которому подключены и части сети работающие по топологии звезда, другие части работают по топологии дерево, в различных фрагментах могут использоваться также другие топологии. С11 важно понимать различие физической и логической топологии. физическая топология это как устройства соединяются между собой для того чтобы образовать сеть, а логическая топология - это правила распространения сигналов в сети. часто физическая и логическая топология отличаются между собой. С12 например в популярной проводной технологии для передачи данных ethernet (точнее в классическом варианте) используются физическая топология звезда - все компьютеры подключаются к центральному устройству - концентратору, но логическая топология в классическом ethernet это общая шина, потому что концентратор передает данные поступившие на один порт на все остальные порты таким образом все что поступает на любой порт концентратора доступна всем остальным компьютерам в сети. С13 современный вариант технологии ethernet - коммутируемый ethernet также используют физическую топологию звезда. все компьютеры подключаются к центральному устройству - коммутатору. но внутри коммутатор обеспечивают логическую полносвязанную топологию. каждый компьютер может быть соединён напрямую с другим компьютером. С14 в технологии вай фай, которые используются для беспроводной передачи данных, вообще нет физических соединений и физической топологии. А логическая топология - общая шина. все что компьютер передает через радиоэфир могут принять все компьютеры которые находятся в зоне действия передатчика отправителя. мы более подробно рассмотрим технологии ethernet и вайфай и правила распространения сигналов них в следующих лекциях. С15 итак мы рассмотрели топологии сетей - это способ соединения компьютеров между собой для образования компьютерной сети. мы рассмотрели базовые топологии это полносвязная, ячеистая, кольцо, дерево, и общая шина. Но реальные компьютерные сети как правило используют смешанную топологию в которые разные сегменты сети используют разные базовые топологии. Рассмотрели отличия физической топологии от логической. ¶

ВОПРОС 3 Стандарты компьютерных сетей С2 сейчас мы воспринимаем совершенно естественно что компьютерным сетям в частности к интернет мы можем подключиться с любого устройства телефона компьютера планшета, даже холодильника и телевизора, независимо от того кто производитель этого устройства, какая используется операционная система, какие вы программы при этом используйте, но так было не всегда. на раннем этапе развития сетей оборудование одного производителя например IBM к обеим могло работать по сети только с компьютерами IBM, а с компьютерами и других производителей работать не могло. причин было достаточно много. оборудование было не совместимо между собой. программное обеспечение разных производителей также были несовместимы между собой. и использовались разные сетевые протоколы. для того чтобы решить эту проблему необходимы стандарты. Стандарты на оборудование, на программное обеспечение, и на сетевые протоколы. С3 есть два типа стандартов юридические стандарты или стандарты де-юре - это стандарты которые принимают организация имеющие на это право. и фактически и стандарты или стандарту де-факто. это такие стандарты которые целенаправленно никто не принимал, а не установились сами собой. например это может быть новая технология которая быстро распространилась и стала очень популярной - как произошло со стеком протоколов TCP/IP которые являются основой сети интернет. С4 в компьютерных сетях принимается достаточно большое количество стандартов, но наиболее важными являются стандарты четырех типов. международная организация по стандартизации international standard organization сокращенно ISO, приняла стандарт на эталонную модель взаимодействия открытых систем, который описывает общий подход к тому как должны строиться компьютерные сети. институт инженеров по электронике электротехники IEEE (ай трипл и) принимает стандарт на технологии передачи данных. совет по архитектуре интернета (IAB) принимает стандарты на протоколы интернет. И консорциум w3c принимает стандарты в области world wide web С5 Институт IEEE принимает стандарта не только в области компьютерных сетей, но и в других областях электроники и электротехники. и он разделен на так называемые комитеты. разработкой стандартов для компьютерных сетей занимается комитет номером 802. стандарт 802.3 описывая технологии ethernet. 802.11 технологию вай фай 802.15 bluetooth и 802.16 ваймакс. на самом деле каждый номер представляет собой большое семейство стандартов например расширение стандарта 802.3 описывают различные варианты технологии ethernet - fast ethernet, и gigabit ethernet, 10 gigabit ethernet. С6 совет по архитектуре интернета состоит из двух частей группа исследования интернета internet research task force IRTF - занимается долгосрочными перспективными исследованиями в области интернет. вторая часть группа проектирования интернет - internet Engineering task force IETF - занимается тем что интересует нас сейчас - выпускает стандарты на сетевые протоколы. Internet Engineering task force готовить так называемые документы rfc request a comment или запросы на комментарий. именно эти документы и содержат описание протоколов интернет. несмотря на то что они формально не называются стандартами, на практике они такими являются. конечно вы можете использовать другие протоколы, но тогда ваше оборудование и программное обеспечение и может быть использовано в сети интернет. С7 кажет документы RFC имеет свой номер и описывает какой-то протокол интернет. например rfc 793 описывает протокол TCP. 791 протокол IP 826 протокол ARP также есть большое количество других документов rfc которые вы можете посмотреть по ссылке они доступны бесплатно. С8 консорциум w3c (сокращение от world wide web консорциум) занимается разработкой стандартов для web. документы консорциума также как и документы RFC формально не называются стандартами - называются рекомендациями, но если вы не будете следовать этим рекомендациям, то работать с Web вы не сможете. наиболее важные рекомендации консорциума w3c включают язык разметки html, таблицы стилей css, это все необходимо для создания веб-страниц. также полезными являются рекомендации на архитектуру web-сервисов и более сложный язык разметки xml. кроме этих есть большое количество других рекомендаций, которые там же доступны бесплатно на сайте консорциума. С9 Итак стандарты играют огромную роль в работе компьютерных сетей. мы все хотим работать с интернетом с любого устройства независимо от того какая там операционная система кто производитель этого устройства и какое программное обеспечение на нем используется. для этого необходимо использовать открытые стандарты. в лекциях только основные идеи сетевых технологий и сетевых протоколов. в книжках есть более подробной информации, но все равно не вся. если у вас возникают. Вопросы по деталям работы протоколов, а они скорее всего возникнут рано или поздно, если вы будете активно работать с компьютерными сетями, то вам необходимо читать сами документы стандартов. если вы хотите подробнее узнать как работает сетевое оборудование ethernet или вай фай читайте стандарты IEEE. Если хотите разобраться в деталях работы протоколов - читайте документы КАСю А если хотите узнать тонкости WEB - читайте документы консорциума w3c. ЛЕКЦИЯ 2 ВОПРОС 4 основы организации компьютерных сетей С2 Сеть которая соединяет два компьютера расположенные на вашем столе построить очень просто, но представьте что ваша задача построить крупную сеть которая объединяет все компьютеры в мире. это задача гораздо более сложная. И Тут необходимо думать о следующем: Как работать с большим количеством разнообразного оборудования которое будет подключаться к этой сети. О программном обеспечении которое будет использоваться. О НАДЕЖНОСТИ - Такая сеть должна быть надежной и работать даже если выйдут из строя некоторые из ее устройств. О РАЗВИТИИ - Сеть должна иметь возможность развиваться. Мы можем добавлять в сеть новые компьютеры или подключать к нашей сети существующие большие сети целых стран или континентов. О РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ - Как правило невозможно построить такую компьютерную сеть в которой хватает ресурсов для объединения всех пользователей со всеми одновременно. в результате нужно будет решать как распределять между пользователями ограниченные имеющиеся ресурсы, и что делать, если в сети происходит перегрузка. например сотовая сеть стабильно работает почти всегда. но бывает время, например новый год, когда большое количество людей начинают звонить друг другу и поздравлять друг друга с праздником. в это время сеть практически не работает. В большой сети необходимо обеспечить качество обслуживания. некоторые данные требуется передавать без искажений - например вы закачиваете большой файл, но для таких данных возможна задержка. для других типов данных например для голосовой связи и для видео конференции необходимо передавать данные как можно быстрее, пусть даже часть из них потеряется. если пропадет один из кадров видеоконференции то человек скорее всего этого не заметит. О БЕЗОПАСНОСТИ - Также очень важно обеспечивать безопасность чтобы злоумышленники не украли через сеть деньги пользователей, персональные данные, или какие-то внутренние данные организации, которые могут составлять коммерческую тайну. И многое другое. В целом построение сети является очень сложной задачей с которой справится практически невозможно. для решение таких задач обычно применяется методика декомпозиции. одна сложная задача делится на несколько более простых задач. эти более простые задачи человек уже вполне способен решить. С3 в компьютерных сетях был применен метод декомпозиции. с использованием шаблона "уровни". компьютерные сети строится в виде набора уровней организованного один над другим. каждый уровень решает одну или несколько тесно связанных между собой задач. Например уровень который находится ближе всего к среде передачи данных обеспечивает просто передачу данных по этой среде, не вникая в их содержание. Уровень предоставляет сервис вышестоящему уровню. вышестоящие уровни в свою очередь могут решать уже более сложные задачи. например поиск маршрутов составной сети. Что хорошего дает подход в организации сети на основе уровней? - во-первых уровень решает как правило одну конкретную задачу с которой вполне можно справиться, или это может быть набор связанных между собой задач. Во-вторых выполняется изоляция решений друг от друга. если в сети происходят какие-то изменения, то не нужно менять все оборудование и программное обеспечение, а только то, что относится к уровню, в котором произошли изменения. Например - если решили поменять проводную сеть на беспроводную вам нужно только поменять оборудование которое обеспечивает беспроводную передачу данных, возможно поменять адаптеры в компьютерах, а все остальное останется без изменений. не нужно менять устройство которое объединяет отдельные сети в единую большую составную сеть, и также не надо менять программное обеспечение на компьютерах, кроме возможно драйвера для работы новой сети. С4 в многоуровневой модели организации сети используются некоторые понятия которые необходимо обязательно усвоить! это понятия - сервис, интерфейс, и протокол. Сервис - это те функции которые реализуют уровень. например уровень может обеспечивать гарантированную доставку данных от одного приложения к другому. или поиск маршрутов в большой составной сети, некоторые узлы которой могут выходить из строя, а также могут появляться новые узлы. Интерфейс - это набор примитивных операций который нижний уровень предоставляет верхнему. на схеме уровень N предоставляет некоторые операции верхнему уровню, и пользуется операциями, которые ему свою очередь предоставляет нижний уровень через интерфейс уровня N-1. Протокол это правило и соглашения которые используются для связи уровня N одного компьютера с уровнем N другого компьютера. Почему важно разделять эти понятия - это традиционный подход в проектировании, связанный с необходимостью разделения интерфейса и реализации. Пользователи или вышестоящие уровни взаимодействует с интерфейсом уровня. они понимают что должен делать этот уровень из описания его сервиса, и вызывают некоторые функции интерфейса. Протокол же является реализацией этого взаимодействия и он скрыт от вышестоящих уровней и от пользователей. это означает что можно заменить один протокол другим и в работе вышестоящих уровней ничего менять не придется. С другой стороны можно вносить некоторые изменения в интерфейс внутри одного компьютера, но он все равно может взаимодействовать с другими компьютерами если использует один тот же протокол. благодаря этому по сети между собой успешно взаимодействуют компьютеры работающие на разных платформах- например windows и Linux которые содержат внутри себя совершенно разные наборы интерфейсов. С5 интерфейс предполагает реальное взаимодействие внутри одного компьютера, где уровень N вызывает функции нижележащего уровня. например программист может использовать интерфейс сокетов - создать socket и записать в него данные. в отличие от интерфейса протокол использует виртуальное взаимодействие, уровни на разных компьютерах не имеют возможности взаимодействовать друг с другом напрямую, кроме тех уровней которые непосредственно взаимодействует с физической средой. единственный способ передать какую-то информацию - это использовать заголовок протокола соответствующего уровня, именно поэтому в дальнейших лекциях мы будем подробно изучать заголовки различных протоколов. С6 Итак для решения сложной задачи построения большой крупной составной сети используется декомпозиция ее на уровни. но здесь есть ряд ВОПРОСов - а именно сколько уровней должно быть в той или иной сети, какие это должны быть уровни, какие функции должны выполняться в этой сети, и как они должны быть распределены по уровням. это все задается так называемой архитектурой сети, которая задает наборы уровней и протоколы которые на них используются. Обратите внимание что интерфейсы и не входят в архитектуру так как они могут быть разные на разных программных и аппаратных платформах. Другое полезное понятие это стек протоколов - иерархически организованный набор протоколов достаточный для организации взаимодействия по сети. можно придумать большое количество архитектур сети которые будут хороши для той или иной ситуации, но если мы хотим строить крупные сети которые могут соединяться друг с другом, нам необходимо соблюдать стандарты на организации сетей. такие стандарты называются эталонными моделями. С7 сейчас популярно 2 эталонных модели. эта модель взаимодействия открытых систем или ISO OSI - это юридический стандарт международной организации стандартизации. он включает 7 уровней. но не включает протоколы. модель отличается хорошей теоретической проработкой. именно в этой модели впервые были разделены понятия сервиса, интерфейса и протокола, то есть разделение на интерфейс и реализацию. но на практике эта модель не используются. друга эталонная модель - модель TCP/IP - де факто стандарт на основе одноименного популярного стека протоколов. в этой модели всего четыре уровня. основную ценность модели TCP/IP составляют именно протоколы так как они широко используются на практике и составляют основу интернет. C8 Еще одно важное понятие в организации работы сетей это инкапсуляция - включение сообщения вышестоящего уровня в сообщении нижестоящего уровня. Сообщение при передаче по сети состоит из 3 частей. - заголовок, данные, и концевик. концевик не обязателен. рассмотрим как используется инкапсуляции в некоторой гипотетической сети состоящий из трех уровней. C9 третий уровень сети формируют сообщение и передает его на нижестоящий. второй уровень. второй уровень понимает, что такое большое сообщение по сети за один раз передать не удастся, поэтому разбивает одно сообщение на две маленькие части. кроме того второй уровень добавляет к сообщениям заголовок второго уровня. C10 в таком виде два сообщения передаются на первый уровень сети. первый уровень в свою очередь добавляет заголовок и так как этот уровень непосредственно взаимодействуют со средой передачи данных он еще добавляет концевик. таким образом сообщение которое передается по сети состоит из следующих частей заголовок 1 уровня, внутри расположены и данные первого уровня и концевик, но внутри того что первый уровень считают данными на самом деле сначала находятся заголовки второго уровня, потом уже сообщение третьего уровня. С11 сообщение по среде передачи данных передаются на второй компьютер. первый уровень на втором компьютере получает это сообщение, удаляет заголовки и концевики, и передает сообщение в таком виде на второй уровень. С12 второй уровень удаляет заголовки, объединяют два сообщения в одно большое и передает его на третий уровень, С13 третий уровень получает большое сообщение, извлекает оттуда полезные данные и передает его приложению. С14 итак! создание компьютерных сетей это сложная задача целиком решить которую практически невозможно, поэтому выполняется декомпозиция этой сложной задачи на отдельные более простые части с помощью шаблона уровней. каждый уровень выполняет одну или несколько связанных между собой задач, которые уже достаточно просто решить, и уровень предоставляет сервис вышестоящему уровню которые решают уже более сложные задачи. Важные понятия в организации сетей - это сервис, который описывает что делает уровень. протокол который описывает как именно уровень это делает и интерфейс который описывает как получить доступ к сервису. на практике для построения сетей используются не любые уровни которые захотите, а уровни которые входят в так называемые эталонные модели. модель взаимодействия открытых систем OSI и модель TCP/IP - эти модели мы будем изучать дальше. ¶