Протоколы и стеки протоколов. Структура стеков OSI, IPX/SPX, NETBIOS/SMB

1.

ПРОТОКОЛЫ И СТЕКИ ПРОТОКОЛОВ.
СТРУКТУРА СТЕКОВ OSI, IPX/SPX,
NETBIOS/SMB

2.

Правила
взаимодействия двух машин могут быть
описаны в виде набора процедур для каждого из
уровней.
Такие
формализованные
правила,
определяющие
последовательность
и
формат
сообщений, которыми обмениваются сетевые
компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных
узлах, называются протоколами.
Согласованный набор протоколов разных уровней,
достаточный
для
организации
межсетевого
взаимодействия, называется стеком протоколов.

3.

Существует достаточно много стеков протоколов,
широко применяемых в сетях. Это и стеки,
являющиеся международными и
национальными стандартами, и фирменные
стеки, получившие распространение благодаря
распространенности оборудования той или иной
фирмы.
Стеки протоколов разбиваются на три уровня:
сетевые;
транспортные;
прикладные.

4.

Сетевые протоколы предоставляют следующие услуги: адресацию и
маршрутизацию информации, проверку на наличие ошибок, запрос
повторной передачи и установление правил взаимодействия в
конкретной сетевой среде. Ниже приведены наиболее популярные
сетевые протоколы.
DDP (DatagramDeliveryProtocol– Протокол доставки
дейтаграмм). Протокол передачи данных Apple, используемый в
AppleTalk.
IP (Internet Protocol – Протокол Internet). Протокол стека TCP/IP,
обеспечивающий адресную информацию и информацию о
маршрутизации.
IPX (InternetworkPacketeXchange– Межсетевой обмен пакетами) в
NWLink. Протокол NovelNetWare, используемый для маршрутизации и
направления пакетов.
NetBEUI (NetBIOSExtendedUserInterface– расширенный
пользовательский интерфейс базовой сетевой системы ввода
вывода). Разработанный совместно IBM иMicrosoft, этот протокол
обеспечивает транспортные услуги для NetBIOS.

5.

Транспортные протоколы предоставляют следующие услуги
надежной транспортировки данных между компьютерами. Ниже
приведены наиболее популярные транспортные протоколы.
ATP (AppleTalkProtocol– Транзакционный протокол AppleTalk)
и NBP (NameBindingProtocol– Протокол связывания имен).
Сеансовый и транспортный протоколы AppleTalk.
NetBIOS (Базовая сетевая система ввода вывода). NetBIOS
Устанавливает соединение между компьютерами, а NetBEUI
предоставляет услуги передачи данных для этого соединения.
SPX (SequencedPacketeXchange– Последовательный обмен
пакетами) в NWLink. ПротоколNovelNetWare, используемый для
обеспечения доставки данных.
TCP (TransmissionControlProtocol– Протокол управления
передачей). Протокол стека TCP/IP, отвечающий за надежную
доставку данных.

6.

Прикладные протоколы отвечают за взаимодействие приложений.
Ниже приведены наиболее популярные прикладные протоколы.
AFP (Apple Talk File Protocol – Файловый протокол Apple
Talk). Протокол удаленного управления файлами Macintosh.
FTP (File Transfer Protocol – Протокол передачи файлов). Протокол
стека TCP/IP, используемый для обеспечения услуг по передачи
файлов.
NCP (NetWare Core Protocol – Базовый протокол NetWare). Оболочка
и редиректоры клиента NovelNetWare.
SNMP (SimpleNetworkManagementProtocol– Простой протокол
управления сетью). Протокол стека TCP/IP, используемый
для управления и наблюдения за сетевыми устройствами.
HTTP(HyperTextTransferProtocol) – протокол передачи гипертекста и
другие протоколы.

7.

Важнейшим направлением стандартизации в области
вычислительных сетей
является стандартизация коммуникационных
протоколов. В настоящее время в сетях используется
большое количество стеков коммуникационных
протоколов. Наиболее популярны следующие стеки:
TCP/IP ;
IPX/SPX ;
NetBIOS/SMB ;
DECnet ;
SNA ;
OSI.

8.

СТЕК OSI
Следует четко различать модель OSI и стек OSI.
Если модель OSI является концептуальной
схемой взаимодействия открытых систем, то
стек OSI представляет собой набор вполне
конкретных спецификаций протоколов.
В отличие от других стеков протоколов,
стек OSI полностью соответствует модели OSI, он
включает спецификации протоколов для всех
семи уровней взаимодействия, определенных в
этой модели

9.

10.

На нижних уровнях стек OSI поддерживает
Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных
сетей, X.25 и ISDN, — то есть использует
разработанные вне стека протоколы нижних уровней,
как и все другие стеки. Протоколы сетевого,
транспортного
и
сеансового
уровней
стека
OSI
специфицированы
и
реализованы
различными производителями, но распространены
пока мало. Наиболее популярными протоколами
стека OSI являются прикладные протоколы. К ним
относятся: протокол передачи файлов FTAM, протокол
эмуляции терминала VTP, протоколы справочной
службы X.500, электронной почты X.400 и ряд других.

11.

Протоколы стека OSI отличаются сложностью и
неоднозначностью
спецификации. Эти
свойства стали результатом общей политики
разработчиков стека, стремившихся учесть в
своих протоколах все случаи и все существующие
технологии.
Из-за своей сложности протоколы OSI требуют
больших затрат вычислительной мощности
центрального процессора, что делает их наиболее
подходящими для мощных машин, а не для сетей
персональных компьютеров.

12.

Сетевой
уровень включает сравнительно редко
используемые протоколы Connection-oriented Network
Protocol (CONP) и Connectionless Network Protocol
(CLNP). Как следует из названий, первый из них
ориентирован на соединение (connection-oriented),
второй — нет (connectionless).
Более популярны протоколы маршрутизации стека
OSI: ES-IS (End System-Inter- mediate System) между
конечной и промежуточной системами и IS-IS
(Intermediate System-Intermediate System) между
промежуточными системами.

13.

Транспортный уровень стека OSI в соответствии
с функциями, определенными для него в модели
OSI, скрывает различия между сетевыми
сервисами с установлением соединения и без
установления соединения, так что пользователи
получают требуемое качество обслуживания
независимо от нижележащего сетевого уровня.
Чтобы обеспечить это, транспортный уровень
требует, чтобы пользователь задал нужное
качество обслуживания.

14.

Службы
прикладного уровня обеспечивают
передачу файлов, эмуляцию терминала,
службу каталогов и почту. Из них наиболее
популярными являются служба каталогов
(стандарт Х.500), электронная почта (Х.400),
протокол виртуального терминала (VTP),
протокол передачи, доступа и управления
файлами (FTAM), протокол пересылки и
управления работами (JTM).

15.

СТЕК IPX/SPX
Стек
IPX/SPX является оригинальным стеком
протоколов фирмы Novell, разработанным для сетевой
операционной системы NetWare еще в начале 80-х
годов.

16.

Протоколы сетевого и транспортного уровней —
Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced
Packet Exchange (SPX) — дали название стеку. К
сетевому уровню этого стека отнесены также
протоколы маршрутизации RIP и NLSP.
А в качестве представителей трех верхних
уровней на рисунке приведены два популярных
протокола: протокол удаленного доступа к
файлам NetWare Core Protocol (NCP) и протокол
объявления о сервисах Service Advertising
Protocol (SAP).

17.

Многие
особенности стека IPX/SPX обусловлены
ориентацией ранних версий ОС NetWare на работу в
локальных сетях небольших размеров, состоящих из
персональных компьютеров со скромными ресурсами.
Понятно, что для таких компьютеров компании Novell
нужны были протоколы, на реализацию которых
требовалось бы минимальное количество оперативной
памяти
(ограниченной
в
IBM-совместимых
компьютерах под управлением MS-DOS объемом 640
Кбайт) и которые бы быстро работали на процессорах
небольшой вычислительной мощности. В результате
протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени
отлично справлялись с работой в локальных сетях.

18.

Однако
в крупных корпоративных сетях они
слишком перегружали медленные глобальные
связи
широковещательными
пакетами,
интенсивно использующимися несколькими
протоколами этого стека, например протоколом
SAP. Это обстоятельство, а также тот факт, что
стек IPX/SPX является собственностью фирмы
Novell и на его реализацию нужно получать
лицензию (то есть открытые спецификации не
поддерживались), долгое время ограничивали
распространенность его только сетями NetWare.

19.

СТЕК NETBIOS/SMB
Стек
NetBIOS/SMB является совместной разработкой
компаний IBM и Microsoft.
На физическом и канальном уровнях этого стека также
задействованы
уже
получившие
распространение
протоколы, такие как Ethernet, Token Ring, FDDI, а на
верхних уровнях — специфические протоколы NetBEUI и
SMB.

20.

Протокол
NetBIOS работает на трех уровнях
модели
взаимодействия
открытых
систем: сетевом, транспортном и сеансовом.
NetBIOS может обеспечить сервис более
высокого уровня, чем протоколы IPX и SPX,
однако
не
обладает
способностью
к
маршрутизации. NetBIOS содержит много
полезных сетевых функций, которые можно
отнести к сетевому, транспортному и сеансовому
уровням, однако с его помощью невозможна
маршрутизация пакетов. Это ограничивает
применение протокола NetBIOS локальными
сетями, не разделенными на подсети.

21.

Протокол SMB, соответствующий прикладному и представительному
уровням модели OSI, регламентирует взаимодействие рабочей станции с
сервером.
В функции SMB входят следующие операции:
Управление сессиями. Создание и разрыв логического канала между
рабочей станцией и сетевыми ресурсами файлового сервера.
Файловый доступ. Рабочая станция может обратиться к файл-серверу с
запросами на создание и удаление каталогов, создание, открытие и
закрытие файлов, чтение и запись в файлы, переименование и удаление
файлов, поиск файлов, получение и установку файловых атрибутов,
блокирование записей.
Сервис печати. Рабочая станция может ставить файлы в очередь для
печати на сервере и получать информацию об очереди печати.
Сервис сообщений. SMB поддерживает простую передачу сообщений со
следующими функциями: послать простое сообщение; послать
широковещательное сообщение; послать начало блока сообщений;
послать текст блока сообщений; послать конец блока сообщений;
переслать имя пользователя; отменить пересылку; получить имя машины.