27. Функции и типы сервиса транспортного и сетевого уровней в вс.
- В начале 80-х г. ISO, ITU была разработана стандартная модель взаимодействия открытых систем (OSI). Назначение модели OSI состоит в обобщенном представлении средств сетевого взаимодействия (ее также называют справочной моделью).
Модель OSI определяет:
1) уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов;
2) стандартные названия уровней;
3) функции, которые должен выполнять каждый уровень.
В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительский, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.
Сетевой уровень отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические адреса. Здесь определяется маршрут от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. На этом уровне решаются также такие задачи и проблемы, связанные с сетевым графиком, как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузки.
Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать большие блоки данных, посланные компьютером-отправителем, на Сетевом уровне эти блоки разбиваются на меньшие. А Сетевой уровень компьютера-получателя собирает эти данные в исходное состояние.
Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. На этом уровне сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи пакетов по сети. На Транспортном уровне компьютера - получателя сообщения распаковываются, восстанавливаются в первоначальном виде, и обычно посылается сигнал подтверждения приема.
Транспортный уровень управляет потоком, проверяет ошибки и участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением пакетов.
28. Иерархия уплотненных каналов на базе FDM. +++
В FDM используется несколько уровней уплотнения каналов. 1й – 12 каналов (ширина в 48 кГц, границы от 60 до 108 кГц); 2й – супергруппа (5*1й, 240 кГц, 312-552 кГц); 3й – главная группа (10*2й, 2520 кГц, 564-3084 кГц) для связи между коммутаторами на больших расстояниях.
Коммутаторы FDM могут выполнять как динамическую (динамически выделяется свободная полоса уплотненного канала), так и постоянную коммутацию (за абонентом закрепляется полоса в 4 кГц на длит. срок).
!!!29. Архитектура взаимодействия открытых систем. Концепция сервиса. Определение протокола и интерфейса. ------------------
совокупность функциональных возможностей N-уровня и
всех нижележащих уровней, предоставляемых (N+1)-объектам на границе
между N и (N+1)-уровнями.
Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection basic reference model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, сокр. ЭМВОС; 1978 г.) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Предлагает взгляд на компьютерную сеть с точки зрения измерений. Каждое измерение обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.
Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.
Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемый данным уровнем соседнему уровню. В сущности, протокол и интерфейс выражают одно и то же понятие, но традиционно в сетях за ними закрепили разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, а интерфейсы - модулей соседних уровней в одном узле.
30. Многоуровневая организация ВС. Понятие стека протоколов. Обоснование выбранного числа уровней в модели OSI. Передача данных между уровнями. +++
Назначение модели OSI состоит в обобщенном представлении средств сетевого взаимодействия (ее также называют справочной моделью).
Модель OSI определяет:
уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов;
стандартные названия уровней;
функции, которые должен выполнять каждый уровень.
В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительский, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.
Стек протоколов (protocol stack) - это комбинация протоколов. Каждый уровень определяет различные протоколы для управления функциями связи или ее подсистемами. Каждому уровню присущ свой набор правил. Так же как и уровни в модели OSI, нижние уровни стека описывают правила взаимодействия оборудования, изготовленного разными производителями. А верхние уровни описывают правила для проведения сеансов связи и интерпретации приложений. Чем выше уровень, тем сложнее становятся решаемые им задачи и связанные с этими задачами протоколы.
Данные разбиваются на пакеты. Пакеты проходят от верхнего к нижнему уровню OSI, к нему добавляются заголовки.
На представительском уровне выполняются действия полученные из заголовка пакета прикладного уровня, добавляется своя служебная информация и т.д. Потом он достигает физического уровня, который передает его по линиям связи машине-адресату. На машине получателя он принимается физическим уровнем и проходит обратно от нижнего к верхнему уровню модели OSI. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.
31. Точка доступа к сервису. Базовые примитивы, используемые в SAP. Пример их реализации на транспортном уровне. +++
Доступ к сервису осуществляется через, так называемые, точки доступа к сервису - SAPs ( service access points). Каждая точка доступа к сервису имеет уникальный адрес. Например, телефонная розетка на стене - это точка доступа к сервису АТС. Каждой розетке сопоставлен определенный номер - номер телефона.
Каждый пользователь сервиса получает доступ к поставщику сервиса через сервисную точку
за исключением верхнего уровня каждый N-уровень обеспечивает для (N+1)-объектов в (N+1)-уровне N-услуги (так называемые службы). Совокупность услуг N-уровня называется сервисом N-уровня, или N-сервисом
(N)- сервисный примитив или примитив ((N)-service-primitive; primitive): абстрактное, не зависимое от реализации неделимое взаимодействие между пользователем (N)-сервиса и поставщиком (N)-сервиса, происходящее на границе между ними.
Итак в рассматриваемом стандарте определены четыре типа сервисных примитивов:
a) примитив запрос (request);
b) примитив индикация (indication);
c) примитив ответ(respond) - ответ может быть положительный или отрицательным;
d) примитив подтверждение (confirmation) - подтверждение может быть положительный или отрицательным.
!!!!!32. Передача данных между компьютерами в вычислительных сетях. --------------
33. Семиуровневая модель ISO и ее назначение. Основные задачи уровней и реализация уровней в узлах сети. Состав Транспортной и Абонентской служб. +++
В начале 80-х г. ISO, ITU была разработана стандартная модель взаимодействия открытых систем (OSI). Назначение модели OSI состоит в обобщенном представлении средств сетевого взаимодействия (ее также называют справочной моделью).
Модель OSI определяет:
1) уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов;
2) стандартные названия уровней;
3) функции, которые должен выполнять каждый уровень.
В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительский, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.
Стек протоколов (protocol stack) - это комбинация протоколов. Каждый уровень определяет различные протоколы для управления функциями связи или ее подсистемами. Каждому уровню присущ свой набор правил. Так же как и уровни в модели OSI, нижние уровни стека описывают правила взаимодействия оборудования, изготовленного разными производителями. А верхние уровни описывают правила для проведения сеансов связи и интерпретации приложений. Чем выше уровень, тем сложнее становятся решаемые им задачи и связанные с этими задачами протоколы.
Данные разбиваются на пакеты. Пакеты проходят от верхнего к нижнему уровню OSI, к нему добавляются заголовки.
На представительском уровне выполняются действия полученные из заголовка пакета прикладного уровня, добавляется своя служебная информация и т.д. Потом он достигает физического уровня, который передает его по линиям связи машине-адресату. На машине получателя он принимается физическим уровнем и проходит обратно от нижнего к верхнему уровню модели OSI. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.
IPX/SPX и NWLink, TCP/IP, NETBIOS, NetBEUI, Х.25
В модели OSIсредства взаимодействия делятся на семь уровней:
прикладной- выполнение выч. процессов, формир. семантики данных, справочно-поиск. работы;представительский- представл. и преобраз. данных пользователя, преобраз. синтаксиса и формата данных.сеансовый- управление режимами взаимодейств., управление диалогом при взаимодейств.,синхрониз. взаимод. и обеспеч. контр. точек восстановл. после сбоя.
транспортный - организац. постоянных/временных транспортных каналов, управл. потоком сообщ.(исп. соотв. метод резервир.), сборка/разбор. сообщ. на пакеты, защита от ошибок (если нет на канал. ур-не), мультиплексир-е транспорт. соедин. в 1 вирт. сетевой канал.
сетевой - управл. ресурсами сети, орг. маршрутиз. пакетов, форматир. пакета, уставновл. и организ. вирт. канала.
канальный- форматир. кадра, управл. потоком, обеспеч. прозрачности(данные польз. не искажены).
физический - реализ. механические, электрич., функционал., процедурные характер-ки для управл. состоянием физич. канала.
34. Функции уровней транспортной службы в семиуровневой модели ISO. Основные протокольные блоки данных и типы каналов. +++
Сетевой уровень отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические адреса. Здесь определяется маршрут от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. На этом уровне решаются также такие задачи и проблемы, связанные с сетевым графиком, как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузки.
Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать большие блоки данных, посланные компьютером-отправителем, на Сетевом уровне эти блоки разбиваются на меньшие. А Сетевой уровень компьютера-получателя собирает эти данные в исходное состояние.
Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. На этом уровне сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи пакетов по сети. На Транспортном уровне компьютера - получателя сообщения распаковываются, восстанавливаются в первоначальном виде, и обычно посылается сигнал подтверждения приема.
Транспортный уровень управляет потоком, проверяет ошибки и участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением пакетов.
!!!!35. Задачи и функции уровней абонентской службы в семиуровневой модели ISO. ---
В свою очередь, три верхних уровня, обеспечивающие логическое взаимодействие прикладных процессов, функционально объединяются в абонентскую службу.
36. Эталонная модель TCP/IP, история создания. Её сравнение с эталонной моделью OSI. +++++
7 – прикладной
5,6 – отсутствуют
4 – транспортный
3 – Internet
1,2 – Host-to-Network
Одной из важнейших функций IP является поддержание интерфейса с нижележащими технологиями сетей, образующих составную сеть. В функции протокола IP входит поддержание интерфейса с протоколами вышележащего транспортного уровня, в частности с протоколом NCP, который решает все вопросы обеспечения надежной доставки данных по составной сети в стеке TCP/IP.
Протоколы и сети в модели TCP/IP:
1 TELNET|FTP|SMTP|DNS
2 TCP|UDP
3 IP
4 LAN, ARPANET и др.
1,2,3 – протоколы TCP/IP, 4 – сети. Уровни в терминологииOSI: 1 – прикладной, 2 – транспортный, 3 – сетевой, 4 – канальный и физический.
37. Протоколы и сети в модели TCP/IP. +++++
Протоколы и сети в модели TCP/IP:
1 TELNET|FTP|SMTP|DNS
2 TCP|UDP
3 IP
4 LAN, ARPANET и др.
1,2,3 – протоколы TCP/IP, 4 – сети. Уровни в терминологииOSI: 1 – прикладной, 2 – транспортный, 3 – сетевой, 4 – канальный и физический.
38. Специфика структуры протоколов ЛВС для двух нижних уровней модели OSI. Структура стандартов и протоколов IEEE 802.x. +++
В 1980 г. в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации ЛВС. Были приняты стандарты IEEE 802.x. Работы этого комитета легли в основу стандартов ISO. Эти стандарты были созданы на основе стандартов сетей Ethernet, Token Ring. Стандарты IEE 802.x охватывают только два нижних уровня OSI – физический и канальный. Также пошло разделение канального уровня на два подуровня: LLC (логической передачи данных) и MAC (управления доступом к среде). MAC уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. LLC уровень отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем.
Комитет 802 включает следующий ряд подкомитетов:
802.1 – описывает взаимодействие между собой различных технологий, а также стандарты по построению более сложных сетей на основе базовых топологий. Это стандарты межсетевого взаимодействия (internetworking – объединение сетей).
802.2 – Logical Link Control, LLC – управление логической передачей данных.
802.3 – его основу составила технология Ethernet (Digital, Intel и Xerox).
802.4 – Token Bus LAN – локальные сети с методом доступа Token Bus.
802.5 – Token Ring LAN – локальные сети с методом доступа Token Ring.
802.6 – Metropolitan Area Network, MAN – сети мегаполисов.
802.7 – техническая группа по широкополосной передаче.
802.8 – техническая группа по волоконно-оптическим сетям.
802.9 – интегрированные сети передачи голоса и данных.
802.10 – сетевая безопасность.
802.11 – беспроводные сети
802.12 – локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.
39. Временное мультиплексирование. Достоинства и недостатки TDM. Особенности STDM. Области применения TDM и STDM. +++
Мультиплексирования с разделением времени TDM.
Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом.
Каждый абонент передает данные по абонентскому каналу со скоростью 64 Кбит/с.
В каждом цикле мультиплексор выполняет:
прием от каждого канала байта данных;
составление из принятых байтов уплотненного кадра (обоймы);
передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной Nx64 Кбит/с., где N-входные сигналы.
Т1 поддерживает 24 входных абонентских канала, скорость 1,544 Мбит/с.
Демультиплексор – он разбирает байты уплотненного кадра и распределяет их по своим нескольким выходным каналам, при этом он считает, что порядковый номер байта в обойме соответствует номеру выходного канала.
Коммутатор принимает уплотненный кадр по скоростному каналу от мультиплексора и записывает каждый байт из него в отдельную ячейку своей буферной памяти, причем в том порядке, в котором эти байты были упакованы в уплотненный кадр. Для выполнения операции коммутации байты извлекаются из буферной памяти в порядке, который соответствует поддерживаемым в сети соединениям абонентов.
Адресом пакета сети TDMявляется порядковый номер в обойме или номер выделенного тайм-слота.
Статистическое разделение канала во времени STDM - с помощью временно свободных тайм-слотов одного канала увеличивает пропускную способность остальных.
TDMподдерживает как динамическую, так и постоянную коммутацию.
Существует модификация техники TDM, называемая статистический разделением канала во времени (Statistical TDM, STDM). Эта техника разработана специально для того, чтобы с помощью временно свободных тайм-слотов одного.канала можно было увеличить пропускную способность остальных. Для решения этой задачи каждый байт данных дополняется полем адреса небольшой длины, например в 4 или 5 бит, что позволяет мультиплексировать 16 или 32 канала. Развитием идей статистического мультиплексирования стала технология асинхронного режима передачи — ATM
40. Система Т1. Расчет скорости передачи данных в системе Т1. +++
Кодек обеспечивает выборку из аналогового сигнала. На выходе получаем сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией. Последовательность сигналов квантируется и кодируется. В битовой последовательности (18 бит) TDM объединяет биты в единый поток. Драйвер усиливает сигнал. Повторитель - это устройство, которое устанавливает форму импульса, регенерирует новые импульсы, отбрасывает старые. CSU - для помещения сигнала в кадр определенного размера.
Система Т1 цифровой передачи обеспечивает мультиплексирование для 24 абонентских каналов (она действует в США и Японии). Выборка каждого речевого сигнала выполняется с частотой 8000 Гц в секунду, по каждому каналу сигнал передается со скоростью, равной 64 Кбит/с. 24 канала*64К=1,536 Мбит/с.+8 Кбит/с=1,544. Может быть исполнена динамическая коммутация, постоянно (аренда канала на длительное время). Дуплексный режим обеспечивается за счет того, что разные кадры идут в разные направления.
41. Иерархия цифровых скоростей PDH. Интерфейсы T1/T3, E1/E3. +++
Технология PDHразработана в 60-х, компаниейAT&Tдля решения проблемы связи крупных коммутаторов телефонных сетей между собой.
1-ой был разработан мультиплексор Т-1, который позволял в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать голосовой трафик 24 абонентов. Мультиплексоры Т-1 сами осуществляли оцифровывание голоса с частотой 8000Гц и кодировали голос методом импульсно-кодовой модуляции. Каждый поток – 64 Кбит/с, а общая передача 1,544 Мбит/с. Т-2 = 4*Т-1 = 6,312 Мбит/с. Т-3 = 7*Т-2 = 44,736 Мбит/с. Т-4 = Т-3*6 = 274 Мбит/с; Эта технология получила название системы Т-каналов. Аналогом этой системы в международном стандарте явл. каналы Е-1 (2,048), Е-2 (8,488), Е-3 (34,368 Мбит/с).
42. Интерфейсы SONET/SDH. Обоснование разработки и выбора базовой скорости. Иерархия скоростей SONET/SDH. ++++
SONET– технология синхронных оптических сетей (1984 г.). Способна передавать трафик всех существующих цифровых каналов уровняPDH(как американских Т1 – Т3, так и европейских Е1 – Е4) по высокоскоростной магистральной сети на базе волоконно-оптических кабелей и обеспечить иерархию скоростей (до несколько гигабит в секунду). В результате разработан стандартSDH.SDHиSONETявляются совместимыми и могут мультиплексировать входные потоки практически любого стандартаPDH– и американского и европейского. Иерархия скоростей:SDH: (STM-1,STM-3,STM-4,STM-6…);SONET: (OC-1,OC-3,OC-9,OC-12…).