Сети ЭВМ и телекоммуникации

1. Сети ЭВМ и телекоммуникации

Лекция 2. «Архитектура протоколов
информационно-вычислительных сетей»
1

2.

Организации, разрабатывающие стандарты на ИВС
Название организации на русском
языке
Глобальные сети
Локальные сети
полное
комитет 97 международная
организация по стандартизации
институт инженеров по
электротехнике и электронике
Американский национальный
институт стандартизации
Европейская ассоциация
производителей ЭВМ
Название организации на английском
(французском) языке
сокращ.
полное
МОС
International Organization of
Standardization
Institute of Electrical and
Electronics Engineers
American National
Standardization Institute
-
European Computer
Manufacturers Association
International Organization of
международная организация по
МОС
Standardization
стандартизации
международный
Comite Consultatif International
консультативный комитет по МККТТ
de Telegraphique et Telephonique
телеграфии и телефонии
оперативная группа
разработчиков Internet
-
Internet Engineering Task Force
сокращ.
ISO
IEEE
ANSI
ЕСМА
ISO
CCITT
IETF
Основные сетевые архитектуры: TCP\IP, IPX\SPX, NetBIOS\SMB,
DARPA, DNA, SNA, OSI
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
2

3. Протокол – это набор семантических, синтаксических, электрических и конструктивных правил, определяющих соглашение двух

объектов сети на способ передачи данных, на
представление данных и на правильную интерпретацию
данных в любых узлах сети.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
3

4. Международные стандарты на протоколы ЛВС

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
4

5. Структура сервиса эталонной модели ВОС

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
5

6.

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI) (шаблон)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
6

7. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Включает средства управления прикладными процессами. Протоколы
этого
уровня
объединяются
в
функционально-ориентированные
комплексы.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
7

8. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Реализуются
функции
представления
данных
(кодирование,
форматирование, структурирование, кодирование криптографическими
кодами, сжатие).
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
8

9. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Организация диалога между двумя удаленными станциями сети или
пользователями. На этом уровне организуются точки входа в прикладные
процессы – программно-организованные порты.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
9

10. SMTP (электронная почта)

FTP (доступ к удалённым файлам) HTTP (поисковая система)
25
20/21
80
порт
TCP
IP
…
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
10

11. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Установление логического (виртуального, транспортного) канала между
отправителем и получателем и управления им. устанавливаются такие
параметры виртуального канала:
• пропускная способность сети;
• допустимое время передачи сообщения;
• допустимое время установления соединения;
• допустимая частота ошибок при передаче;
• срочность пакетов.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
11

12. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Формирование пакетов по правилам тех промежуточных сетей, через
которые проходит исходный пакет и маршрутизация пакетов.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
12

13. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Устанавливает физический канал связи между двумя соседними узлами
сети.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
13

14. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Реализует какой-либо метод доступа к среде передачи.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
14

15. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Раскладывает кадры на биты, кодирует их в сигналы каким-либо кодом
(манчестерским, фазовая модуляция …), прослушивает моноканал,
реализует синхронный или асинхронный режимы передачи сигналов и
предоставляет механические (разъемы), электрические, функциональные
и процедурные средства для реализации всех этих функций.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
15

16. Многоуровневая организация информационно-вычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)

Локальная сеть
Глобальная сеть
Многоуровневая организация информационновычислительной сети по ЭМ ВОС (OSI)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
16

17. Архитектура протоколов DARPA, реализованная в сети ARPA-Internet

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
17

18. Структура стека протоколов TCP/IP

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
18

19. Основные протоколы

Вспомогательные протоколы
SMTP
DNS Прикладной
Транспортный
TCP
ARP
IP
IEEE 802.2
OSPF Сетевой
STP
Канальный
IEEE 802.3
Физический
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
19

20. Схема взаимодействия объектов

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
20

21. Примеры реализации схем взаимодействия смежных протоколов

а) «одна ТДУ к одной»
б) «одна ТДУ ко многим»
в) «многие ТДУ к одной»
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
21

22. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
ПБДIP
ПБД
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
22

23. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
ПБД
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
БДУ
простое копирование ПБД в БДУ
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
23

24. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
ПБД
УИП
БДУ
простое копирование ПБД в БДУ
ПБДIEEE 802.2
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
24

25. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
ПБД
УИП
БДУ
простое копирование ПБД в БДУ
ПБДIEEE 802.2
разбиение ПБД на части
БДУ1
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
БДУ2
25

26. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
ПБД
УИП
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
БДУ
простое копирование ПБД в БДУ
ПБДIEEE 802.2
УИП
разбиение ПБД на части
ПМБ
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
НО
АП
АО
ДК
ИНФО
ЗАП
КПК
БДУ1
ПБД1IEEE 802.3
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
БДУ2
26

27. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
ПБД
УИП
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
БДУ
простое копирование ПБД в БДУ
ПБДIEEE 802.2
УИП
разбиение ПБД на части
ПМБ
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
НО
АП
АО
ДК
ИНФО
ЗАП
КПК
БДУ1
ИНФО
ЗАП
ПБД1IEEE 802.3
ПМБ
НО
АП
АО
ДК
КПК
БДУ2
ПБД2IEEE 802.3
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
27

28. Пример формирования протокольного блока данных (ПБД)

сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
ПБД
УИП
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2
БДУ
простое копирование ПБД в БДУ
ПБДIEEE 802.2
УИП
разбиение ПБД на части
ПМБ
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
НО
АП
АО
ДК
ИНФО
ЗАП
КПК
БДУ1
ИНФО
ЗАП
ПБД1IEEE 802.3
ПМБ
НО
АП
АО
ДК
КПК
БДУ2
ПБД2IEEE 802.3
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
28

29. Процесс передачи сообщения

К – концевик; I – функции пользователя (протоколы высокого уровня);
II – функции сети (сетевые услуги)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
29

30. Способы взаимодействия протоколов

Одинаковые протоколы на разных ЭВМ передают:
● данные через протокольные блоки данных (ПБД), т.е. через память;
● команды через управляющую информацию протокола.
сетевой
уровень
(СОС – Ipv4)
ПБДIP
протокол УЛК
(драйвер сетевой карты)
IEEE 802.2 простое копирование ПБД в
БДУ
разбиение ПБД на части
БДУ
ПБДIEEE 802.2
УИП
ПМБ НО АП АО ДК ИНФО ЗАП КПК
протокол УДС
IEEE 802.3 (Ethernet)
(сетевая карта)
ПБД
УИП
БДУ1
ПБД1IEEE 802.3
ПМБ НО АП АО ДК ИНФО ЗАП КПК
ПБД2
БДУ2
IEEE 802.3
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
30

31. Способы взаимодействия протоколов

Смежные протоколы передают:
● данные через протокольные блоки данных (ПБД), т.е. через память;
● команды через примитивы – т.е. элементарные команды, которые
делятся на четыре группы:
это команды сетевой ОС, которые
- запрос;
передаются через память или
- индикация;
записываются в поле «Команда» и
«Слово состояния» заголовка запроса к
- ответ;
драйверу сетевой карты
- подтверждение.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
31

32. Основные примитивы ЛВС

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
32

33. Пример структуры сети ЭВМ

М – маршрутизатор; К – коммутатор; Кн - концентратор
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
33

34. Способы повышения пропускной способности сети

1 – изменение топологии
кабель
2 – настройка протоколов
МАС-уровень
сетевая карта
маршрутизация
стратегия управления
3 – способ коммутации данных
потоками
4 – увеличение объёма памяти в транзитных узлах
высокого уровня
5 – дублирование линий связи и транзитных узлов
Способы повышения надёжности сети
1 – дублирование узлов и линий связи
2 – стратегия управления ошибками
Автоматический запрос на передачу
(АЗП)
Усовершенствованное управление
ошибками (УУО)
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
34

35.

Автоматический запрос на передачу
1. Данные кодируются кодами обнаруживающими ошибки.
2. Если ошибка в приёмнике обнаружена, то автоматически
отправляется запрос на повторную передачу.
Усовершенствованное управление ошибками
1. Данные кодируются кодами исправляющими ошибки.
2. Если ошибка в приёмнике обнаружена и её исправить нельзя,
то переключаются на стратегию АЗП.
Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
35

36. Схема типичной системы связи с использованием кодов исправляющих (обнаруживающих) ошибки

Лекция №2. «Архитектура протоколов информационно-вычислительных сетей»
36