28 Классы сетей.

Адрес подсети – это адрес, который используется для организации маршрутизации между несколькими посетями.

При получении IP адреса хоста маршрутизатор накладывает на него маску.

Шировковещательный адрес - это адрес, который не присвоен ни одному хосту в подсети. Данный адрес используется для отправки широковещательных пакетов, которые предназначены каждому хосту подсети. Под сетями можно разделить адресное пространство на части и выделить новые более малые сети.

Сети делятся на классы:

1. А – огромные сети. Адреса этих сетей лежат в промежутке от 1 до 126. Маска подсети 255.0.0.0. содержит 16777216 адресов, т.е. 256*256*256.

2. В – средние сети, Адреса этих сетей лежат в промежутке от 128.0 до 191.255. Маска подсети 255.255.0.0. содержит 65536 адресов, т.е. 256*256. Адреса хостов в этих сетях вида: 136.12.*.*

3. Класс C. "Маленькие" сети. Адреса сетей лежат в интервале: 192.0.0 - 255.254.255. Маска сети: 255.255.255.0. Содержит 254 адреса. Адреса хостов в этих сетях вида: 195.136.12.* Соответственно маска подсети это подмножество какого либо из приведённых выше классов.

Большая подсеть может быть представлена малыми частями, которая называется подсеть. Например, 192.168.1.0 255.255.255.0

Это одна сеть класа C, с префиксом /24, в которой испольуется 253 адреса для пользователей используемый IP диапозон этой сети 192.168.1.0  - 192.168.1.254 последний IP адрес в каждой подсети называется широковещательным (броадкастом).в этом сети броадкаст - 192.168.1.255

16. Эталонная модель взаимодействия открытых систем iso.

Эталонная модель внутри- и межсетевого взаимодействия (OSIReferenceModel)

Многослойный (многоуровневый) характер сетевых процес­сов приводит к необходимости рассмотрения многоуровневых моделей телекоммуникационных сетей. В качестве эталонной утверждена семиуровневая модель, в которой все процессы, реа­лизуемые открытой системой, разбиты на взаимно подчиненные уровни. В данной модели обмен информацией может быть пред­ставлен в виде стека (табл. 1.2).

Таблица 1.2. Семиуровневая модель (стек) протоколов межсетевого обмена OSI

№ уровня	Наименование уровня	Содержание
7	Уровень приложений	Предоставление услуг
6	Уровень представления данных	Интерпретация и сжатие данных
5	Уровень сессии	Аутентификация и проверка полномочий
4	Транспортный уровень	Обеспечение корректной сквозной пересылки данных
3	Сетевой уровень	Маршрутизация и ведение учета
2	Канальный уровень	Передача и прием пакетов, определение аппаратных адресов
1	Физический уровень	Собственно кабель или физический носитель

Эти представления были разработаны ISO (International Standard Organization) и получили название «Семиуровневая мо­дель сетевого обмена» (OpenSystemInterconnectionReferenceModel), или BOC(Взаимодействие открытых систем).

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню (в том числе и транспортной среде) отводится конкрет­ная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных рас­членяется на отдельные, легко обозримые задачи.

Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше- и нижерасположенными называют протоколом.

Большое число уровней, используемых в модели, обеспечи­вает декомпозицию информационно-вычислительного процесса на простые составляющие. В свою очередь, увеличение числа уровней вызывает необходимость включения дополнительных связей в соответствии с дополнительными протоколами и интер­фейсами. Интерфейсы (макрокоманды, программы) зависят от возможностей используемой операционной системы.

Уровень 1, физический уровень модели

Уровень 1, физический уровень модели определяет характери­стики физической сети передачи данных, которая используется для межсетевого обмена. Это такие параметры, как напряжение в сети, сила тока, число контактов на разъемах, электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физическая связь и неразрывная с ней эксплуатационная готовность являются основной функцией 1-го уровня. В качестве среды передачи данных используют трехжильный медный провод (экранированная витая пара), ко­аксиальный кабель, оптоволоконный проводник и радиорелей­ную линию.

Физический уровень осуществляет как соединения с физиче­ским каналом, так и расторжение, управление каналом, а также определяет скорость передачи данных, топологию сети, механи­ческие и электрические характеристики, требуемые для подклю­чения, поддержания соединения и отключения физической цепи. Здесь определяются правила передачи каждого бита через физический канал. Канал может быть параллельным (передавать несколько бит сразу) или последовательным.

Уровень 2, канальный

Уровень 2, канальный — представляет собой комплекс проце­дур и методов управления каналом передачи данных, организо­ванный на основе физического соединения. Канальный уровень формирует из данных, передаваемых 1-м уровнем, так называе­мые «кадры», последовательности пакетов. Каждый пакет содер­жит адреса источника и места назначения, а также средства об­наружения ошибок. На этом уровне осуществляются:

• управление доступом к передающей среде, используемой несколькими ЭВМ;

• синхронизация;

• обнаружение и исправление ошибок.

К канальному уровню отнесены протоколы, определяющие соединение, — протоколы взаимодействия между драйверами устройств и устройствами, с одной стороны, а с другой стороны, между операционной системой и драйверами устройств.

Уровень 3, сетевой

Уровень 3, сетевой — устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благода­ря функциям маршрутизации, которые требуют наличия сетево­го адреса в пакете. Сетевой уровень должен также обеспечивать обработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных.

Основная задача сетевого уровня — маршрутизация данных (передача данных между сетями). Специальные устройства — маршрутизаторы (Router) — определяют, для какой сети предна­значено то или другое сообщение, и направляют эту посылку в заданную сеть. Для определения абонента внутри сети использу­ется адрес узла (NodeAddress). Для определения пути передачи данных между сетями на маршрутизаторах строятся таблицы маршрутов (RoutingTables), содержащие последовательность пе­редачи данных через маршрутизаторы. Каждый маршрут содер­жит адрес конечной сети, адрес следующего маршрутизатора и стоимость передачи данных по этому маршруту. При оценке стоимости могут учитываться количество промежуточных мар­шрутизаторов, время, необходимое на передачу данных, просто денежная стоимость передачи данных по линии связи. Для по­строения таблиц маршрутов наиболее часто используют либо ме­тод векторов, либо статический метод. При выборе оптималь­ного маршрута применяют динамические или статические мето­ды. На сетевом уровне возможно применение одной из двух процедур передачи пакетов.

К сетевому уровню относятся протоколы, которые отвечают за отправку и получение данных, где определяются отправитель и по­лучатель и необходимая информация для доставки пакета по сети.

Уровень 4, транспортный

Уровень 4, транспортный — поддерживает непрерывную пе­редачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом удаленными пользовательскими процессами. Качество транс­портировки, безошибочность передачи, независимость вычисли­тельных сетей, сервис транспортировки из конца в конец, мини­мизация затрат и адресация связи гарантируют непрерывную и безошибочную передачу данных.

Транспортный протокол связывает нижние уровни (физиче­ский, канальный, сетевой) с верхними уровнями, которые реали­зуются программными средствами. Этот уровень как бы разделя­ет средства формирования данных в сети от средств их передачи. Здесь осуществляется разделение информации по определенной длине и уточняется адрес назначения. Транспортный уровень по­зволяет мультиплексировать передаваемые сообщения или со­единения. Мультиплексирование сообщений позволяет переда­вать сообщения одновременно по нескольким линиям связи, а мультиплексирование соединений — передает в одной посылке несколько сообщений для различных соединений.

Сетевой уровень предоставляет услуги транспортному, кото­рый требует от пользователей запроса на качество обслуживания сетью.

После получения от пользователя запроса на качество обслу­живания транспортный уровень выбирает класс протокола, ко­торый обеспечивает требуемое качество обслуживания. При су­ществовании разных типов сетей транспортный уровень контро­лирует следующие параметры качества обслуживания:

• пропускная способность;

• надежность сети;

• задержка передачи информации через сеть;

• приоритеты;

• защита от ошибок;

• мультиплексирование;

• управление потоком;

• обнаружение ошибок.

Транспортный уровень отвечает за выбор соответствующего протокола, обеспечивающего требуемое качество обслуживания на сети. Транспортный уровень отвечает за надежность доставки данных: после проверки контрольной суммы принимается реше­ние о сборке сообщения в одно целое. Если сетевой уровень определяет только правила доставки информации, то транспорт­ный — отвечает за целостность доставляемых данных.

Уровень 5, сеансовый (уровень сессии)

Уровень 5, сеансовый (уровень сессии) — на данном уровне осуществляется управление сеансами (сессиями) связи между двумя взаимодействующими прикладными пользовательскими процессами (пользователями). Определяется начало и окончание сеанса связи: нормальное или аварийное; определяется время, длительность и режим сеанса связи, точки синхронизации для промежуточного контроля и восстановления при передаче дан­ных, восстанавливается соединение после ошибок во время сеанса связи без потери данных.

Кроме того, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в ниже­расположенных уровнях.

На этом уровне происходит преобразование данных из кад­ров, используемых для передачи данных, в экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной системы.

Уровень 6, представления данных

Уровень 6, представления данных (представительский, уровень представления информации, уровень обмена данными с при­кладными программами) — управляет представлением данных в необходимой для программы пользователя форме, осуществляет генерацию и интерпретацию взаимодействия процессов, кодиро­вание/декодирование данных, в том числе компрессию и деком­прессию данных (преобразование данных из промежуточного формата сессии в формат данных приложения).

На рабочих станциях могут использоваться различные опера­ционные системы: Windows, DOS, Unix, OS/2. Каждая из них имеет свою файловую систему, свои форматы хранения и обра­ботки данных. Задачей данного уровня является преобразование данных при передаче информации в формат, который использу­ется в информационной системе. При приеме данных 6-й уро­вень представления выполняет обратное преобразование. Таким образом, появляется возможность организовать обмен данными между станциями, на которых используются различные опера­ционные системы.

Форматы представления данных могут различаться по сле­дующим признакам:

• порядок следования битов и размерность символа в битах;

• порядок следования байтов;

• представление и кодировка символов;

• структура и синтаксис файлов.

Компрессия, или упаковка, данных сокращает время переда­чи данных. Кодирование передаваемой информации обеспечива­ет защиту ее от перехвата.

Уровень 7, прикладной

Уровень 7, прикладной (уровень прикладных программ или приложений) — определяет протоколы обмена данными этих прикладных программ — в его ведении находятся прикладные сетевые программы, обслуживающие файлы, а также выполня­ются вычислительные, информационно-поисковые работы, ло­гические преобразования информации, передача почтовых сооб­щений и т. п. Одна из задач этого уровня — обеспечить удобный интерфейс пользователя.

Таким образом, мы видим, что уровень с меньшим номером предоставляет услуги смежному с ним верхнему уровню и поль­зуется для этого услугами смежного с ним нижнего уровня. Са­мый верхний (7-й) уровень потребляет услуги, самый нижний (1-й) только предоставляет их.

На разных уровнях обмен происходит в различных единицах информации: биты, кадры, фреймы, пакеты, сеансовые сообщения, пользовательские сообщения. Уровень может «ничего не знать» о содержании сообщения, но он должен «знать», что дальше делать с этим сообщением. С уровня приложений сообщение передает­ся на следующий уровень (представления) и т. д. через все уров­ни вниз, пока на физическом уровне не поступает в кабель. Каж­дый уровень по-своему обрабатывает сообщение (например, со­общение электронной почты), но «не знает» о фактическом содержании этого сообщения.

Каждый уровень выполняет собственное формирование па­кета, добавляя заголовок и концевые блоки к сообщению, посту­пившему с более высокого уровня. Это приводит к появлению шести наборов заголовков и концевых блоков к тому моменту, когда сообщение готово к передаче по сети. По мере того как данные передаются с верхнего уровня на нижний, протокол каждого уровня добавляет собственный заголовок, включающий необходимую служебную информацию. Все заголовки и конце­вые блоки затем передаются физическому уровню, который мо­жет добавить свою порцию служебной информации для переда­чи по физической сети (рис. 1.12).

Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил, оговоренных в протоколе передачи данных.