L7_OSI_prot

1. Модель OSI. Сетевые протоколы. Процесс межсетевого взаимодействия

Курс «Компьютерные сети»
Приходько Татьяна Александровна
к.т.н. доцент кафедры вычислительных технологий

2. Классы IP – адресов – работа над ошибками

Модель OSI

3. Модель OSI

4

4.

Модель OSI
Понятие "открытая система" и проблемы стандартизации
Протокол – это набор правил и методов взаимодействия объектов вычислительной сети,
охватывающий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия,
обеспечивающие корректность согласования, преобразования и передачи данных в сети.
Реализацией протокольных процедур обычно управляют специальные программы, реже
аппаратные средства. Другими словами, формализованные правила, определяющие
последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты,
лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.
Формализованные правила, определяющие взаимодействие сетевых компонентов
соседних уровней одного узла, называются интерфейсом. Интерфейс определяет набор
сервисов, предоставляемых данным уровнем соседнему уровню.
Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации
взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.
Международной организацией стандартизации (ISO – International Organization for
Standardization ) разработана система стандартных протоколов, получившая название модели
взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection-OSI), часто называемая
также эталонной семиуровневой логической моделью открытых систем.
5

5.

Модель OSI
Понятие "открытая система" и проблемы стандартизации
Открытой системой может быть названа любая система, которая построена в соответствии с
общедоступными спецификациями, соответствующими стандартам и принятыми в результате
публичного обсуждения всеми заинтересованными сторонами.
Под термином "спецификация" (в вычислительной технике) понимают формализованное описание
аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими
компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик. Понятно, что не всякая
спецификация является стандартом.
Под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации,
соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего
обсуждения всеми заинтересованными сторонами.
Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет третьим сторонам
разрабатывать для этих систем различные аппаратные или программные средства расширения и
модификации, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных
производителей.
Для реальных систем полная открытость является недостижимым идеалом. Как правило, даже в
системах, называемых открытыми, этому определению соответствуют лишь некоторые части,
поддерживающие внешние интерфейсы. Например, открытость семейства операционных систем Unix
заключается, кроме всего прочего, в наличии стандартизованного программного интерфейса между
ядром и приложениями, что позволяет легко переносить приложения из среды одной версии Unix в
среду другой версии.
6

6.

Модель OSI
Понятие "открытая система" и проблемы стандартизации
Открытая система – это система, доступная для взаимодействия с другими системами в
соответствии с принятыми стандартами.
Для упорядочения функций управления и протоколов вычислительной сети вводятся
функциональные уровни.
Ярким примером открытой системы является сеть Internet. Эта сеть развивалась в полном
соответствии с требованиями, предъявляемыми к открытым системам. В разработке ее
стандартов принимали участие тысячи специалистов-пользователей из различных университетов,
научных организаций и фирм-производителей вычислительной аппаратуры и программного
обеспечения, работающих в разных странах. Само название стандартов, определяющих работу
Internet — Request For Comments (RFC, что можно перевести как "запрос на комментарии",) —
говорит об открытом характере принимаемых стандартов. В результате сеть Internet объединила в
себе разнообразное оборудование и программное обеспечение огромного количества сетей,
разбросанных по всему миру.
Модульность — это одно из неотъемлемых свойств вычислительных сетей. Модульность
проявляется не только в многоуровневом представлении коммуникационных протоколов в
конечных узлах сети, хотя это, безусловно, важная и принципиальная особенность сетевой
архитектуры. Сеть состоит из огромного числа различных модулей — компьютеров, сетевых
адаптеров, мостов, маршрутизаторов, модемов, операционных систем и модулей приложений.
7

7.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Физический уровень обеспечивает интерфейс между ЭВМ сети и средой передачи
дискретных сигналов. На физическом уровне через абонентские каналы передаются
последовательности битов. Управление физическим каналом сводится к выделению начала и
конца кадра, несущего в себе передаваемые данные, а также к формированию и приему
сигналов определенной физической природы. Стандарты физического уровня включают
специальные рекомендации ( X .21 или X .21 бис), определяющие механические,
электрические, функциональные и процедурные характеристики, необходимые для
установления (активизации), поддержания и расторжения (деактивизации) физических
соединений.
Функции канального уровня состоят в управлении вводом-выводом информации в канале
связи. Для повышения достоверности передачи процедуры канального уровня могут
предусматривать введение избыточных кодов, повторную передачу данных и др. методы.
Формируемые этим уровнем данные группируются в так называемые кадры. Обмен данными
между двумя объектами канального уровня может вестись одним из трех способов:
дуплексным (одновременно в обоих направлениях), полудуплексным (попеременно в обоих
направлениях) или симплексным (в одном направлении).
8

8.

Модель OSI
Уровни модели OSI
В целом канальный уровень представляет собой весьма мощный набор функций по
пересылке сообщений между узлами сети. В некоторых случаях протоколы канального
уровня оказываются самодостаточными транспортными средствами, и тогда поверх них
могут работать непосредственно протоколы прикладного уровня или приложения, без
привлечения средств сетевого и транспортного уровней. Например, существует реализация
протокола управления сетью SNMP непосредственно поверх Ethernet, хотя стандартно этот
протокол работает поверх сетевого протокола IP и транспортного протокола UDP.
Естественно, что применение такой реализации будет ограниченным — она не подходит
для составных сетей разных технологий, например Ethernet и X.25, и даже для такой сети, в
которой во всех сегментах применяется Ethernet, но между сегментами существуют
петлевидные связи. А вот в двухсегментной сети Ethernet, объединенной мостом,
реализация SNMP над канальным уровнем будет вполне работоспособна.
Тем не менее, для обеспечения качественной транспортировки сообщений в сетях любых
топологий и технологий функций канального уровня оказывается недостаточно, поэтому в
модели OSI решение этой задачи возлагается на два следующих уровня — сетевой и
транспортный.
9

9.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы,
объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать различные принципы передачи
сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.
На рис. показано несколько сетей, каждая из которых
использует собственную технологию канального уровня:
Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM, Frame Relay. На базе этих
технологий любая из указанных сетей может связывать
между собой любых пользователей, но только своей сети,
и не способна обеспечить передачу данных в другую сеть.
Причина такого положения вещей очевидна и кроется в
существенных отличиях одной технологии от другой.
Даже наиболее близкие технологии LAN — Ethernet, FDDI, Token Ring, имеющие одну и ту же систему
адресации (адреса подуровня MAC, называемые МАС-адресами), отличаются друг от друга форматом
используемых кадров и логикой работы протоколов. Еще больше отличий между технологиями LAN и
WAN. Во многих технологиях WAN задействована техника предварительно устанавливаемых виртуальных
каналов, идентификаторы которых применяются в качестве адресов. Все технологии имеют собственные
форматы кадров (в технологии ATM кадр даже называется иначе — ячейкой) и, конечно, собственные
стеки протоколов.
10

10.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer)
Чтобы связать между собой сети, построенные на основе столь отличающихся технологий,
нужны дополнительные средства, и такие средства предоставляет сетевой уровень.
Функции сетевого уровня реализуются:
□ группой протоколов;
□ специальными устройствами — маршрутизаторами.
Одной из функций маршрутизатора является физическое соединение сетей. Маршрутизатор
имеет несколько сетевых интерфейсов, подобных интерфейсам компьютера, к каждому из
которых может быть подключена одна сеть. Таким образом, все интерфейсы
маршрутизатора можно считать узлами разных сетей. Маршрутизатор может быть
реализован программно на базе универсального компьютера (например, типовая
конфигурация Unix или Windows включает программный модуль маршрутизатора). Однако
чаще маршрутизаторы реализуются на базе специализированных аппаратных платформ. В
состав программного обеспечения маршрутизатора входят протокольные модули сетевого
уровня (IP, RIP, OSPF, IEGRP и другие).
11

11.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer)
Итак, чтобы связать между собой несколько
сетей необходимо соединить все эти сети
маршрутизаторами и установить
протокольные модули сетевого уровня на все
конечные узлы пользователей, которые хотели
бы связываться через составную сеть (рис 4.9).
Данные, которые необходимо передать через
составную сеть, поступают на сетевой уровень
от вышележащего транспортного уровня.
Эти данные снабжаются заголовком сетевого уровня. Данные вместе с заголовком образуют
пакет — так называется PDU сетевого уровня. Заголовок пакета сетевого уровня имеет
унифицированный формат, не зависящий от форматов кадров канального уровня тех сетей,
которые могут входить в составную сеть, и наряду с другой служебной информацией несет
данные об адресе назначения этого пакета.
12

12.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer)
Для того чтобы протоколы сетевого уровня могли доставлять пакеты любому узлу составной
сети, эти узлы должны иметь сетевые адреса (могут быть серыми или белыми),
уникальные в пределах данной составной сети. Каждый узел составной сети, который намерен
обмениваться данными с другими узлами составной сети, наряду с адресом, назначенным ему
на канальном уровне, должен иметь сетевой адрес.
В пакете в качестве адреса назначения должен быть указан
адрес сетевого уровня, на основании которого определяется
маршрут пакета. Определение маршрута является важной
задачей сетевого уровня. Маршрут описывается
последовательностью сетей (или маршрутизаторов), через
которые должен пройти пакет, чтобы попасть к адресату.
Например, на рис. 4.9 штриховой линией показаны три маршрута, по которым могут быть
переданы данные от компьютера А к компьютеру Б. Маршрутизатор собирает информацию о
топологии связей между сетями и на основе этой информации строит таблицы коммутации,
которые в данном случае носят специальное название таблиц маршрутизации.
13

13.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer)
В соответствии с многоуровневым подходом сетевой уровень для решения своей задачи обращается
к нижележащему канальному уровню. Весь путь через составную сеть разбивается на участки от одного
маршрутизатора до другого, причем каждый участок соответствует пути через отдельную сеть.
Для того чтобы передать пакет через очередную сеть, сетевой уровень помещает его в поле данных
кадра соответствующей канальной технологии, указывая в заголовке кадра канальный адрес интерфейса
следующего маршрутизатора. Сеть, используя свою канальную технологию, доставляет кадр с
инкапсулированным в него пакетом по заданному адресу. Маршрутизатор извлекает пакет из
прибывшего кадра и после необходимой обработки передает пакет для дальнейшей транспортировки в
следующую сеть, предварительно упаковав его в новый кадр канального уровня в общем случае другой
технологии. Таким образом, сетевой уровень играет роль координатора, организующего совместную
работу сетей, построенных на основе разных технологий.
Помимо сглаживания различий технологий канального уровня сетевой уровень позволяет разбить
большую сеть на подсети и управлять каждой из подсетей независимо. Составная сеть с иерархической
двухуровневой структурой «канальный уровень» — «сетевой уровень» оказывается гораздо более
масштабируемой, чем сеть с одноуровневой структурой, что и показала успешная история Интернета.
Даже в условиях доминирования одной технологии канального уровня Ethernet построение всемирной сети
с единой одноуровневой структурой оказалось практически невозможным.
14

14.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer)
Поэтому сегодня Интернет представляет собой большое количество локальных и
глобальных сетей Ethernet, объединенных общим сетевым уровнем, на котором работает
протокол IP. Ну и нельзя исключать ситуацию, что в будущем появятся новые технологии
канального уровня и функция их согласования сетевым уровнем снова станет востребована. В
общем случае функции сетевого уровня шире, чем обеспечение обмена в пределах составной
сети. Так, сетевой уровень решает задачу создания надежных и гибких барьеров на пути
нежелательного трафика между сетями.
На сетевом уровне определяются два вида протоколов. Первый вид —
маршрутизируемые протоколы (IP) — реализуют продвижение пакетов через сеть. Именно
эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. Однако часто
к сетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемых маршрутизирующими
протоколами, или протоколами маршрутизации (RIP, OSPF…). С помощью этих протоколов
маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений, на основании
которой осуществляется выбор маршрута продвижения пакетов.
15

15.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сетевой уровень (Network layer)
Пример-аналогия
Можно найти аналогию между функционированием сетевого уровня и международной почтовой службы,
такой, например, как DHL или TNT (рис.). Представим, что некоторый груз необходимо доставить из города
Абра в город Кадабра, причем эти города расположены на разных континентах. Для доставки груза
международная почта использует услуги различных
региональных перевозчиков:
• железную дорогу;
• морской транспорт;
• авиаперевозчиков;
• автомобильный транспорт.
Эти перевозчики могут рассматриваться как аналоги сетей канального уровня, причем каждая «сеть» здесь
построена на основе собственной технологии. Из этих региональных служб международная почтовая
служба должна организовать единую слаженно работающую сеть.Для этого международная почтовая
служба должна, во-первых, продумать маршрут перемещения почты, во-вторых, координировать работу в
пунктах смены перевозчиков (например, выгружать почту из вагонов и размещать ее в транспортных
отсеках самолетов). Каждый же перевозчик ответствен только за перемещение почты по своей части пути и
не несет никакой ответственности за состояние почты за его пределами.
16

16.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Основной функцией транспортного уровня является доставка сообщений
(транспортных блоков), которые состоят из сетевых пакетов. С этой целью транспортные
объекты сетевого программного обеспечения организуют разборку сообщений на
передающем конце и сборку сообщений из принимаемых пакетов на приемной
стороне. Кроме того, транспортный уровень занимается согласованием различных
сетевых уровней с помощью соответствующих шлюзов (согласование сетевых
объектов принципиально различных сетей) и мостов (согласование сетевых объектов
однотипных сетей).
Для контроля того, что все отправленные пакеты приняты и в них нет ошибок,
применяется метод посылки квитанций – квитирование. Квитанции, подтверждающие
прием, могут посылаться получателем после приема одного или нескольких пакетов
(обычно до 8). В последнем случае говорят о так называемом механизме "окна".
Применение этого механизма при неплохом качестве средств связи, позволяет уменьшить
нагрузку коммуникационной сети передаваемой по ней служебной информацией.
В настоящее время существует 5 классов сервиса, предоставляемого транспортным
протоколом (0,1,2,3,4). Выделенные классы различаются возможностями приоритетной
передачи сообщений, защиты от ошибок, а также засекречивания данных с помощью
шифрования.
17

17.

Модель OSI
Уровни модели OSI
На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые
приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые
предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Транспортный уровень ( Transport layer )
обеспечивает приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу
данных с той степенью надежности, которая им требуется.
Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды
сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления
прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между
различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное —
способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и
дублирование пакетов.
Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, с одной стороны, тем, в какой степени
задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем
транспортный, уровней, а с другой стороны, зависит от того, насколько надежной является система
транспортировки данных в сети, обеспечиваемая уровнями, расположенными ниже транспортного —
сетевым, канальным и физическим. Так, например, если качество каналов передачи связи очень
высокое, и вероятность наличия ошибок, не обнаруженных протоколами более низких уровней,
невелика, стоит воспользоваться одним из облегченных сервисов транспортного уровня, не
обремененных многочисленными проверками, квитированием и другими приемами повышения
надежности.
18

18.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Если же транспортные средства нижних уровней изначально очень ненадежны, то целесообразно
обратиться к наиболее развитому сервису транспортного уровня, который работает, используя максимум
средств для обнаружения и устранения ошибок, — с помощью предварительного установления
логического соединения, отслеживания доставки сообщений по контрольным суммам и циклической
нумерации пакетов, установления тайм-аутов доставки и т. п.
Транспортный уровень — обеспечение доставки информации с требуемым качеством между
любыми узлами сети:
разбивка сообщения сеансового уровня на пакеты, их нумерация ;
буферизация принимаемых пакетов;
упорядочивание прибывающих пакетов;
адресация прикладных процессов;
управление потоком.
Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются
программными средствами конечных узлов сети — компонентами их сетевых операционных
систем. В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека
TCP/IP и протокол SPX стека Novell.
Протоколы четырех нижних уровней обобщенно называют сетевым транспортом или транспортной
подсистемой, так как они полностью решают задачу транспортировки сообщений с заданным уровнем
качества в составных сетях с произвольной топологией и различными технологиями. Остальные три
верхних уровня решают задачи предоставления прикладных сервисов на основании имеющейся
19
транспортной подсистемы.

19.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Сеансовый уровень предназначен для организации сеансов связи (взаимодействия) между
объектами более высоких уровней. При установлении сеансов связи контролируется полномочие объекта
по доступу к другому объекту. Данный уровень, как и транспортный, предусматривает несколько классов
услуг (А, В, С, D).
Сеансовый уровень осуществляет управление диалогом объектов прикладного уровня:
установление способа обмена сообщениями ( дуплексный или полудуплексный );
синхронизация обмена сообщениями;
организация " контрольных точек " диалога.
Представительный уровень описывает методы преобразования информации (шифрование,
сжатие, перекодировка), передаваемой объектам прикладного уровня: пользователям и программам.
Представительный уровень ( Presentation layer ) имеет дело с формой представления передаваемой
по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация,
передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы.
С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические
различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например в кодах ASCII и EBCDIC.
Уровень представления — согласовывает представление (синтаксис) данных при взаимодействии двух
прикладных процессов:
преобразование данных из внешнего формата во внутренний;
• шифрование и расшифровка данных (протокол Secure Socket Layer (SSL), который
• обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.). 20

20.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Прикладной уровень отвечает за поддержку прикладного программного обеспечения
пользователя. На этом уровне реализуются три основные службы: передача и управление
файлами, передача и обработка заданий, служба виртуального терминала.
Прикладной уровень ( Application layer ) — это в действительности просто набор
разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к
разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также
организуют совместную работу, например с помощью протокола электронной почты. Единица
данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением ( message ).
Прикладной уровень — набор всех сетевых сервисов, которые предоставляет система
конечному пользователю:
• идентификация, проверка прав доступа;
• принт- и файл-сервис, почта, удаленный доступ...
Существует очень много различных служб прикладного уровня. Приведем в качестве примера хотя
бы несколько наиболее распространенных реализаций файловых служб: NCP в операционной
системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.
21

21.

Модель OSI
Уровни модели OSI
Соответствие функций различных коммуникационных устройств уровням модели OSI:
Модель OSI представляет
хотя и очень важную, но
только одну из многих
моделей коммуникаций.
Эти модели и связанные с
ними стеки протоколов
могут отличаться
количеством уровней, их
функциями, форматами
сообщений, службами,
поддерживаемыми на
верхних уровнях, и
прочими параметрами.
22

22.

Lecture №7 “OSI Model”
OSI Layers and Corresponding Protocols
23

23.

OSI Layers and Corresponding Protocols
http://icourse.cuc.edu.cn/computernetworks/ProtocolMaps/Protocol_Layer.pdf
24

24.

Lecture №7 “OSI Model”
OSI Layers and Corresponding TCP/IP Protocols
25

25.

Lecture №7 “OSI Model”
Модель OSI и популярные стеки протоколов
26

26.

Lecture №7 “OSI Model”
OSI Layers and Corresponding TCP/IP Protocols
27

27.

Lecture №7 “OSI Model”
Протокольная модель TCP/IP
28

28.

Lecture №7 “OSI Model”
Протокольная модель TCP/IP
PDU
Информация передаётся частями, для каждого уровня это PDU - Protocol Data Unit:
•Данные — PDU прикладного уровня;
•Сегмент — PDU транспортного уровня;
•Пакет — PDU сетевого уровня;
•Кадр — PDU уровня канала данных;
•Биты — PDU физического уровня.
Если вы в разговоре назовёте пакет кадром или наоборот, вас нормально поймут. Хотя
формально это ошибка, но не страшная. Многие так делают.
29

29.

Процесс межсетевого
взаимодействия

30. Процесс межсетевого взаимодействия

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
The figure on the next page presents a simple data transfer between two hosts
across an internetwork. We highlight the function of each layer during the
communication. For this example we will depict an HTTP request between a client
and a server.
To focus on the data transfer process, we are omitting many elements that may
occur in a real transaction. In each step we are only bringing attention to the major
elements. Many parts of the headers are ignored, for example. We are assuming
that all routing tables are converged and ARP tables are complete. Additionally, we
are assuming that a TCP session is already established between the client and
server. We will also assume that the DNS lookup for the WWW server is already
cached at the client. In the WAN connection between the two routers, we are
assuming that PPP has already established a physical circuit and has established
a PPP session.
31

31. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
Бронирование отеля
32

32. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
Продвижение кадра по модели OSI
33

33. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
34

34. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
35

35. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
36

36. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
Follow Data Through an Internetwork
37

37. Follow Data Through an Internetwork

Lecture №7 “OSI Model”
WEB browser application
38

38. WEB browser application

Lecture №7 “OSI Model”
Transport layer (TCP)
39

39. Transport layer (TCP)

Lecture №7 “OSI Model”
Transport layer (TCP)
40

40. Transport layer (TCP)

Lecture №7 “OSI Model”
Network layer (IP)
41

41. Network layer (IP)

Lecture №7 “OSI Model”
Data Link layer (ARP)
42

42. Data Link layer (ARP)

Lecture №7 “OSI Model”
Data Link layer Frame
43

43. Data Link layer Frame

Lecture №7 “OSI Model”
Physical layer encoding
44

44. Physical layer encoding

Lecture №7 “OSI Model”
Data Link layer (Router B)
45

45. Data Link layer (Router B)

Lecture №7 “OSI Model”
Network layer (Router B)
46

46. Network layer (Router B)

Lecture №7 “OSI Model”
PPP frame
47

47. PPP frame

Lecture №7 “OSI Model”
PPP frame
48

48. PPP frame

Lecture №7 “OSI Model”
Sending PPP frame
49

49. Sending PPP frame

Lecture №7 “OSI Model”
Receiving the PPP frame
50

50. Receiving the PPP frame

Lecture №7 “OSI Model”
Network level of Router A
51

51. Network level of Router A

Lecture №7 “OSI Model”
Data Link level of Router A
52

52. Data Link level of Router A

Lecture №7 “OSI Model”
The Physical level between
Router A and Server
53

53. The Physical level between Router A and Server

Lecture №7 “OSI Model”
Data Link level of Server
54

54. Data Link level of Server

Lecture №7 “OSI Model”
Data Link level of Server
55

55. Data Link level of Server

Lecture №7 “OSI Model”
Network level of Server
56

56. Network level of Server

Lecture №7 “OSI Model”
Transport level of Server
57

57. Transport level of Server

Lecture №7 “OSI Model”
The Application level of Server get the message
58

58. The Application level of Server get the message

Маршрутизация
(очень коротко)

59. Маршрутизация (очень коротко)

Lecture №7 “OSI Model”
Маршрутизация
Маршрутизацию мы по большей части изучаем на практических занятиях и на
следующей лекции
Примеры маршрутных таблиц
Ресурсы для изучения маршрутизации: 1. Методичка
2. Материалы CISCO CCNA (Маршрутизация) https://arny.ru/education/ccna-rs/materialy-ciscoccna-marshrutizacziya/
60

60. Маршрутизация

Lecture №7 “OSI Model”
Маршрутизация
Маршрутизацию мы по большей части изучаем на практических занятиях и на
следующей лекции
Примеры маршрутных таблиц
Это таблица для маршрутизатора D
10.1.21.5/8
Microsoft
172.16.1.1/16
Cisco
61

61. Маршрутизация

Lecture №7 “OSI Model”
Маршрутизация
Пример маршрутной таблицы
Алгоритм анализа маршрутной таблицы
и пересылки пакетов
Это таблица для маршрутизатора D
Microsoft
Шлюз по умолчанию=0.0.0.0
62

62. Маршрутизация

Lecture №7 “OSI Model”
Маршрутизация
Таблица IP маршрутизации CISCO не является плоской базой данных. Таблица маршрутизации —
это иерархическая структура, которая используется для ускорения процессов поиска маршрутов и
пересылки пакетов.
Иерархия таблицы маршрутизации в CISCO IOS изначально реализована с использованием схемы
классовой маршрутизации. Хотя таблица маршрутизации включает классовую и бесклассовую
адресацию, общая структура по-прежнему строится на основе классовой схемы.
Обозначение маршрутов
Код определяет, каким образом был получен маршрут:
•L — указывает адрес, назначенный интерфейсу маршрутизатора.
Данный код позволяет маршрутизатору быстро определить, что
полученный пакет предназначен для интерфейса, а не для пересылки;
•C — определяет сеть с прямым подключением;
•S — определяет статический маршрут, созданный для достижения
конкретной сети;
•D — определяет сеть, динамически полученную от другого
маршрутизатора с помощью протокола EIGRP;
•O — определяет сеть, динамически полученную от другого
маршрутизатора с помощью протокола маршрутизатора OSPF;
•R — определяет сеть, динамически полученную от другого
маршрутизатора с помощью протокола RIP.
63

63. Маршрутизация

Lecture №7 “OSI Model”
Маршрутизация
Критерии маршрутов в таблице маршрутизации
•Окончательный маршрут - окончательный маршрут представляет собой запись в таблице
маршрутизации, содержащую либо IPv4-адрес следующего перехода, либо выходной интерфейс.
Напрямую подключённые, динамически получаемые и локальные маршруты являются
окончательными;
•Маршрут 1-го уровня - маршрут 1-го уровня представляет собой
маршрут с маской подсети, значение которой равно или меньше
значения классовой маски сетевого адреса;
•Родительский маршрут 1-го уровня - это маршрут 1-го уровня
сети, разделенной на подсети. Родительский маршрут никогда не
может быть окончательным маршрутом;
•Дочерний маршрут 2-го уровня - маршрут, являющийся подсетью
классового сетевого адреса. Дочерние маршруты 2-го уровня
также являются окончательными маршрутами.
Источником маршрута 1-го уровня может быть напрямую
подключённая сеть, статический маршрут или протокол
динамической маршрутизации.
Как и в случае с маршрутом 1-го уровня, источником маршрута 2-го
уровня может быть напрямую подключённая сеть, статический
маршрут или динамически полученный маршрут.
Временная метка маршрута - количество времени,
прошедшее с тех пор, как был получен маршрут.
IPv6 является бесклассовым протоколом, все
маршруты, по сути, являются окончательными
маршрутами 1-го уровня.
64

64. Маршрутизация

Lecture №7 “OSI Model”
Маршрутизация
Настройка шлюза по умолчанию в таблице маршрутизации
•ip route — команда для добавления статического маршрута.
•0.0.0.0 0.0.0.0 — это обозначение маршрута по умолчанию. Первая маска 0.0.0.0 означает "любая сеть",
вторая маска 0.0.0.0 означает "любой хост". Вместо этого можно использовать просто слово default.
•<IP-адрес-шлюза> — IP-адрес следующего прыжка (next-hop), т.е. вашего шлюза по умолчанию.
Пример:
Предположим, шлюз по умолчанию имеет адрес 192.168.1.1.
bash
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1
Или альтернативный синтаксис:
bash
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 GigabitEthernet0/1 192.168.1.1
(Здесь дополнительно указан исходящий интерфейс, что иногда бывает полезно)
65

65. Маршрутизация

Lecture№7
Примерный график выполнения ЛР
№
Тема
Что нужно
ЛР1
«Моделирование простой сети и коллизий»
Packet Tracer
ЛР2
Изучение вопросов конфигурации сетей Ethernet
ЛР3
Изучение вопросов конфигурации сетей Fast Ethernet
ЛР4
ЛР5
Механизм адресации в IP- Сетях.
IP-маршрутизация
Листик, карандаш,
калькулятор
Листик, карандаш,
калькулятор
Листик, карандаш,
Листик, карандаш.
Срок
выполнения
2-8 сентября
Сроки защиты
9-21 сентября
23-29 сентября
16-29 сентября
1-4 октября
1-11 октября
7-20 октября
7-20 октября
21-27 октября
6-8 сентября
Контрольная работа
ЛР6
Packet Tracer
21-31 октября
1-10 ноября
ЛР7
Настройка роутеров. Моделирование сети со статической
маршрутизацией.
Динамическая маршрутизация
Packet Tracer
1-10 ноября
11-17 ноября
ЛР8
Изучение списков доступа ACL
Packet Tracer
11-18 ноября
18-30 ноября
ЛР9
Преобразование сетевых адресов NAT
Packet Tracer
18-28 декабря
2-14 декабря
ЛР10
Настройка виртуальных локальных сетей VLAN
Packet Tracer
2-7 декабря
9-21 декабря
Те, кто не отстают от графика имеют возможность получить экзамен – Автомат.
66

66. Примерный график выполнения ЛР

Lecture №7 “OSI Model”
References
1.http://www.highteck.net
2.CISCO Networking Academy courses
3. http://www.thecertificationhub.com/
networkplus/the_osi_ref_model.htm
How Data moves through the Internet - Networking Fundamentals
https://yandex.ru/video/preview/11411701159771522664
67