|
|
 |
Комп’ютерні мережі. Функції протоколів кожного рівня
Відповідно до стандарту ISO/IEC 7498 середовище взаємозв’язку відкритих систем поділено на сім рівнів. У таблиці 2.1 наведена зведена інформація про рівні, їх назви та призначення.
Протоколи рівнів 1 – 4 забезпечують передавання даних, а протоколи рівнів 5 – 7 обслуговують прикладні процеси. Розглянемо призначення та функції проколів усіх рівнів детальніше.
№Назва рівнівПризначення
1Фізичний – physical linkВизначає механічні, електричні, функційні та процедурні характеристики, які описують доступ до фізичних сполучень.
2Канальний – data linkКанальний рівень призначений для передавання блоків даних через одне фізичне сполучення.
3Мережевий – network Мережевий рівень виконує ретранслювання даних через одну або кілька систем, а також забезпечує для транспортного рівня незалежність від методів та засобів комутації, різних маршрутів у фізичних засобах сполучення.
4Транспортний – transport Транспортний рівень надає прикладним об’єктам сполучення через усі фізичні засоби мережі незалежно від реальної конфігурації цього сполучення.
5Сеансовий – sessionПротоколи сеансового рівня дають змогу організувати та підтримувати діалогові сеанси між прикладними процесами.
6Відображення – presentation Рівень відображення відображає та перетворює дані, якими обмінюються прикладні процеси.
7Прикладний – application Протоколи прикладного рівня забезпечують різні форми взаємодії прикладних процесів.
Протоколи фізичного рівня
Фізичний рівень призначений для спряження систем з фізичним середовищем. Він визначає:
Механічні
Електричні
Функційні
Процедурні характеристики, які описують доступ до фізичних сполучень. Фізичне сполучення забезпечує прозорість, тобто передавання довільної послідовності бітів.
Є такі два типи фізичних сполучень для передавання даних:
Двопунктове (point-to-point connection) – це сполучення між двома станціями;
Багатопунктове (multipoint connection) – між трьома і більше станціями.
До типових функцій (сервісів) фізичного рівня відносять:
Передавання блоків даних.
Індикація спотворень під час передавання. Спотворення можуть виникнути, коли дві або більше станцій передають інформацію одночасно.Контроль часу передавання кадру. Виконують для усунення збоїв, спричинених появою необмеженої послідовності бітів. Для цього фізичний рівень перериває передавання, якщо воно триває понад 150 мс.
Автоузгодження швидкості передавання. Сервіс автоузгодження швидкості передавання на фізичному рівні дає змогу пертнерам зв’язку обмінятися інформацією про технології та швидкості передавання, які вони підтримують, та вибрати прийнятний варіант передавання.
У сучасних локальних мережах архітектуру фізичного рівня поділяють на підрівні, кожен з яких виконує визначений набір функцій. Наприклад, для мережі 10 Gigabit Ethernet (рис.2.5) є такі підрівні та інтерфейси:
Інтерфейс 10GМП (10G Media Independent Interface) – стандартний інтерфейс між канальним та фізичним рівнем, який унезалежнює реалізацію обох рівнів;
PCS (Physical Coding Sublayer) – виконує кодування та декодування;
PMA (Physical Medium Attachment) – приєднує до фізичного середовища, перетворює паралельне передавання у послідовне та навпаки, забезпечує синхронізацію передавання;
PMD (Physical Medium Dependent) – передає сигнали у фізичному середовищі, відповідає за характеристики сигналів (такі як амплітуда, частота, форма імпульсів, тощо), виконує підсилення та модуляцію сигналів;
MDI (Media Dependent Interface) – інтерфейс, залежний від середовища, визначає конектори для приєднання до фізичного середовища та їхні характеристики;
За порядком організації передавання на фізичному рівні в КМ визначають моноканали та мережі з ретрансляцією.
Моноканал – це така мережа, у якій фізичне середовище забезпечує одночасне (з точністю до часу поширення сигналу) передавання блоків даних усім приєднаним абонентам.
На відміну від моноканалу, у мережах з ретрансляцією блоки даних приймаються в проміжних вузлах, а потім знову передаються.
LLC
Клієнт МАС
МАС
Узгодження
10 GMII Канальний
рівень
PCS
PMA
PMD
MDI Фізичнийрівень
Рис. 2.5. Архітектура протоколів фізичного та канального рівнів
Протоколи канального рівня
Канальний рівень призначений для передавання блоків даних через одне фізичне сполучення.
Протокольні блоки даних канального рівня називають кадрами (frames).
На сучасному етапі канальний рівень протоколу розділяють на два підрівні (рис. 2.5): керування логічним каналом (Logical Link Control(LLC)) та керування доступом до середовища (Media Access Control(MAC)). Перший забезпечує керування логічним каналом і не залежить від фізичного середовища, а другий – доступ до фізичних з’єднань і залежить від них.Протоколи МАС часто регламентує організацію передавання у локальних мережах, в яких єдине передавальне середовище розподіляється між багатьма абоненськими системами. Тому, головною функцією МАС – підрівня є забезпечення доступу окремих абонентів до передавального середовища так, щоб перепускна здатність каналу зв‘язку була використана ефективно.
Рис. 2.6. Спільне передавальне середовище – мережа шинної типології
Важливою функцією, яка може виконуватися на канальному рівні, є селекція інформації – відбір серед усіх прийнятих блоків тільки тих, які адресовані конкретній системі.
Завданням протоколу LLC – підрівня є забезпечення правильного передавання даних між двома станціями (відправником інформації та її одержувачем) для довільного фізичного середовища передавання. У цьому випадку між об’єктами канального рівня налагоджується "логічний канал” (рис. 2.7). Весь сервіс передавання забезпечує МАС-підрівень.
Для реалізації свого завдання LLC – протокол може нумерувати кадри та слідкувати за отриманням кадрів у порядку номерів, вимагати повторення передавання спотворених або втрачених кадрів.
Стандарти описують, як звичайно, групу протоколів канального, фізичного рівнів та параметрів передавального середовища, тому що найчастіше ця група протоколів визначає певну технологію передавання, наприклад, Ethernet.
Значну роботу зі стандартизації протоколів канального та фізичного рівнів веде Комітет 802 ІЕЕЕ Міжнародного інституту інженерів-електриків та електроніків. До найбільш відомих стандартів ІЕЕЕ 802 відносять: ІЕЕЕ 802.3 – стандарти технології Ethernet, ІЕЕЕ-802.11 – стандарти безпроводових мереж.
Стандарти ІЕЕЕ 802.1-802.11 продубльовані ISO у стандартах ISO 8802-1 -8802-11.
Приклади технологій канального рівня: Ethernet, FDDI, Bluetooth, Wi-Fi.
Протоколи мережевого рівня
Мережевий рівень виконує ретранслювання даних через одну або кілька систем, а також забезпечує для транспортного рівня незалежність від методів та засобів комутації, різних маршрутів у фізичних засобах сполучення.
Головним завданням мережевого рівня є маршрутизація інформації, тобто відбувається вибирання шляхів передавання блоків залежно від адрес призначення та інших характеристик (таких, як завантаженість або надійність окремих проміжних сполучень). Протокольні блоки даних на мережевому рівні називають пакетами.
Найбільш відомим протоколом мережевого рівня є протокол ІР (Internet Protocol).Протоколи транспортного рівня
Транспортний рівень надає прикладним об’єктам сполучення через усі фізичні засоби мережі незалежно від реальної конфігурації цього сполучення. Таке сполучення називають наскрізним.
Сполучення, гарантоване транспортним рівнем, повинно бути прозорим, тобто не залежати від кодів інформації вищих рівнів. Для ефективнішого передавання даних на транспортному рівні є кілька класів сервісу, які візрізняються параметрами – перепускною здатністю, часом передавання, часом налагодження з’єднання, допустимою ймовірністю помилок.
Транспортний рівень не тільки дає змогу вибрати певний клас сервісу, а й поновлює блоки даних, втрачені на першому-третьому рівнях. У випвдку відмови сполучення на мережевому рівні він налагоджує інше мережеве сполучення.
Приклади транспортних протоколів: TCP, UDP.
Протоколи сеансового рівня
Взаємодія прикладних процесів у комп’ютерній мережі відбувається у формі окремих діалогів – сеансів. Кожен сеанс має такі властивості:
•Сеанс має початок та кінець;
•Під час сеансу зберігаються та використовуються дані, що характеризують цей сеанс. Інколи говорять, що сеанс має пам’ять.
Наприклад, сеансом можна вважати роботу користувача за комп’ютером. Сеанс починається, коли користувач реєструється у системі. Ім’я та пароль користувача використовують для аутентифікації і подальшого визначення та обмеження прав доступу при спробі звернутися до того чи іншого мережевого ресурсу. Сеанс закінчується, коли користувач виходить з системи, або виключає комп’ютер.
Протоколи сеансового рівня дають змогу організувати та підтримувати діалогові сеанси між прикладними процесами.
Процеси налагодження та розірвання сеансу значно відрізняються залежно від реалізації. У найпростішому випадку для налагодження сеансу достатньо пари пакетів Запит сполучення та Підтвердження сполучення, а для розірвання – Запит розірвання та Підтвердження розірвання. У складніших ситуаціях потрібна процедура, яка підтверджує, що запит іде від повноважного користувача, та дає змогу задати параметри обміну.
Під час сеансу протокол керує використанням мережевих ресурсів. Він може, наприклад, тимчасово заблокувати доступ до мережевого ресурсу для інших сеансів.Важливим завданням сеансу є підтримка живучості сеансу – запобігання втраті сеансових даних у випадку збоїв. Це завдання вирішується періодичним записом на диск інформації (т. зв. контрольних точок) яку можна використати для відновлення стану системи та сеансу. У випадку виникнення збою можливе повернення на контрольну точку – поновлення системи з останньої збереженої контрольної точки.
Якщо природа збою така, що зберегти або відновити сеанс неможливо, то завданням протоколу сеансового рівня є забезпеченя коректного згортання сеансу, при якому всі кешовані дані будуть записані у постійну пам’ять, а всі працюючі застосування та операційна система коректно завершить роботу.
Функції протоколів сеансового рівня часто є реалізованими окремими компонентами мережевих ОС.
Протоколи рівня відображення
Рівень відображення відображає та перетворює дані, якими обмінюються прикладні процеси. Рівень відображення призначений для того, щоби спосіб відображення даних в окремих комп’ютерах не впливав на формат даних у мережі. Кожна інформація, яку формує прикладний рівень для передавання, має два аспекти – семантику і синтаксис. Семантика описує зміст повідомлення і є незмінною. На рівні ж відображення відбувається перетворення синтаксису.
Джерело: http://referaty.pp.ua/abstracts/ua/computers/computers_8269.php |
| Категорія: Інформатика і комп`ютерні технології | Додав: Natar (06.02.2014)
|
| Переглядів: 784
| Рейтинг: 5.0/1 |
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі. [ Реєстрація | Вхід ] |
|
|
|
