02 Лекция

1.

Лекция 2: Эталонные
модели организации сетей

2.

Приложения и данные
2
31

3.

Приложения и данные
3
31

4.

Эталонные модели
Сетевые модели
• Разделены на уровни
• На каждом уровне выполняются соответствующие ему функции
Эталонные модели
• Модель OSI
• Модель стека протоколов TCP/IP
4
31

5.

Модель OSI
5
31

6.

Модель OSI (Open Systems Interconnection )
Открытая система – система, построенная в соответствии с
открытыми спецификациями
• Открытая спецификация – общедоступная спецификация,
соответствующая стандартам
Преимущества открытых систем
• Возможность строить сети из оборудования разных производителей
• «Безболезненная» замена отдельных компонентов сети
• Легкость объединения нескольких сетей
6
31

7.

Модель OSI (Open Systems Interconnection )
Модель OSI описывает:
• 7 уровней организации сети
• Назначение каждого уровня
Не является сетевой архитектурой!
Описание протоколов не включено в модель OSI
• Протоколы описаны в отдельных стандартах
• Протоколы на практике не применяются
Модель OSI используется в качестве «общего языка» для описания
разных сетей
7
31

8.

Модель OSI (Open Systems Interconnection )
8
31

9.

Модель OSI: Прикладной уровень
Набор приложений, полезных пользователям:
• Гипертекстовые Web-страницы
• Социальные сети
• Видео и аудио связь
• Электронная почта
• Доступ к разделяемым файлам
• и многое другое
9
31

10.

Модель OSI: Уровень представления
Обеспечивает согласование синтаксиса и семантики передаваемых
данных
• Форматы представления символов
• Форматы чисел
Шифрование и дешифрование
Пример
• Transport Layer Security (TLS) / Secure Sockets Layer (SSL)
10
31

11.

Модель OSI: Сеансовый уровень
Позволяет устанавливать сеансы связи
Задачи:
• Управление диалогом (очередность передачи сообщений)
• Управление маркерами (предотвращение одновременного выполнения
критичной операции) случае сбоя
• Синхронизация (метки в сообщениях для возобновления передачи)
11
31

12.

Модель OSI: Транспортный уровень
Позволяет устанавливать сеансы связи
Задачи:
• Управление диалогом (очередность передачи сообщений)
• Управление маркерами (предотвращение одновременного выполнения
критичной операции) случае сбоя
• Синхронизация (метки в сообщениях для возобновления передачи)
PDU (Protocol Data Unit)
• Сегмент (иногда, Датаграмма)
12
31

13.

Модель OSI: Сетевой уровень
Объединяет сети, построенные на основе разных технологий
Задачи:
• Создание составной сети, согласование различий в сетях
• Адресация (сетевые или глобальные адреса)
• Определение маршрута пересылки пакетов в составной сети
(маршрутизация)
PDU (Protocol Data Unit)
• Пакет
13
31

14.

Модель OSI: Канальный уровень
Передача сообщений по каналу связи
• Определение начала/конца сообщения в потоке бит
Обнаружение и коррекция ошибок
В широковещательной сети:
• Управление доступом к среде передачи данных
• Физическая адресация
PDU (Protocol Data Unit)
• Кадр (frame)
14
31

15.

Модель OSI: Физический уровень
Передача битов по физическому каналу связи
Не вникает в смысл передаваемой информации
Задача: как представить биты информации в виде сигналов,
передаваемых по среде
PDU (Protocol Data Unit)
• Бит
15
31

16.

Модель OSI (Open Systems Interconnection )
16
31

17.

Эталонная модель TCP/IP
• Фактический (de facto) стандарт на основе стека протоколов
TCP/IP
• Модель TCP/IP описывает, как нужно строить сети на основе
разных технологий, чтобы в них работал стек TCP/IP
17
31

18.

Эталонная модель TCP/IP
• Модель OSI:
• Хорошая теоретическая проработка
• Протоколы не используются
• Модель TCP/IP
• Протоколы широко применяются
• Ограниченная модель, подходит только для описания сетей на основе
стека TCP/IP
• Применение
• OSI – модель для описания разных типов сетей (Fibre Channel, Infiniband,
телефонная сигнализация SS7)
• TCP/IP – протоколы, основа Интернет
18
31

19.

Примеры протоколов TCP/IP
19
31

20.

Процесс обмена данными
20
31

21.

Процесс обмена данными
21
31

22.

Процесс обмена данными
22
31

23.

Физический уровень
Сервис:
• Передача потока бит по среде передачи данных
Не вникает в смысл передаваемой информации
Единица передачи информации - бит
23
31

24.

Физический уровень
Задача физического уровня
• Как представить биты информации в виде сигналов, передаваемых по
среде
24
31

25.

Физический уровень
Характеристики канала связи
• Пропускная способность (бит/с)
• Задержка
• Количество ошибок
Типы каналов связи
• Симплексный, дуплексный, полудуплексный
25
31

26.

Физический уровень
Симплексный
Дуплексный
Полудуплексный
26
31

27.

Физический уровень
Кабель
• Телефонный кабель («лапша»)
• Коаксиальный кабель
• Витая пара
• Оптический кабель
• Провода электропитания 220В
Беспроводные технологии
• Радиоволны
• Инфракрасное излучение
Спутниковые каналы
Беспроводная оптика (лазеры)
27
31

28.

Физический уровень
28
31

29.

Физический уровень
Особенности беспроводной среды
• Сигнал передается по нескольким направлениям
• Может быть много приемников информации
• Несколько источников сигнала искажают друг друга и требуют
координации работы
Сотовая связь
• GSM – 900 МГц
• Требуется лицензирование
Wi-Fi
• 2,4 и 5 ГГц
• Не требуется лицензирование
• Другие приборы также работают на этой частоте
29
31

30.

Физический уровень
Среда передачи данных Частота возникновения
ошибок
Оптические кабели
Очень редко
Медные кабели
Редко
Радиоволны
Часто
30
31

31.

Физический уровень
Прямоугольные импульсы
Синусоидальные волны
Представление информации –
кодирование (baseband
modulation)
Представление информации – модуляция
(passband modulation)
Медные провода
Оптоволокно, беспроводная среда
31
31