Тема 11. Стандартні стеки комунікаційних протоколів.
Тип заняття: лекційне.
Цілі заняття:
Ознайомитися зі стеками протоколів, що найбільше використовуються в кабельних мережах.
Матеріали по заняттю: Література [Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологи, протоколы: Учебник для вузов. 4-е узд. – СПб.: Питер, 2011.- ].
План заняття:
І. Привітання.
ІІ. Повторення матеріалу попередньої лекції.
ІІІ. Викладення матеріалу лекції.
ІV. Узагальнення результатів заняття.
ІІ. Питання для повторення:
Що таке відкрита система?
Назвіть рівні моделі OSI?
Назвіть функції та призначення кожного рівня моделі OSI?
ІІІ. Викладення нового матеріалу.
Найважливішим напрямком стандартизації в області обчислювальних мереж є стандартизація комунікаційних протоколів. У цей час у мережах використається велика кількість стеков комунікаційних протоколів. Найбільш популярними є стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA і OSI. Всі ці стеки, крім SNA на нижніх рівнях - фізичн і канальному, - використають ті самі добре стандартизовані протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI і деякі інші, які дозволяють використати у всіх мережах ту саму апаратури. Зате на верхніх рівнях всієї стеки працюють по своїх власних протоколах. Ці протоколи часто не відповідають розбивці, що рекомендує моделлю OSI, на рівні. Зокрема, функції сеансового й представницького рівня, як правило, об'єднані із прикладним рівнем. Така невідповідність пов'язане з тим, що модель OSI з'явився як результат узагальнення вже існуючих і реально використовуваних стеков, а не навпаки.
Загальна характеристика протоколів
Протоколом називають сукупність семантичних і синтаксичних правил, які визначають поводження процесів, систем і пристроїв або їхніх частин, що виконують конкретні логічно взаємозалежні функції при передачі даних (правила обміну сигналами й повідомленнями між пристроями або процесами). При описі протоколу прийнято виділяти його логічну й процедурну характеристики. Логічна характеристика протоколу - структура (формат) і зміст (семантика) повідомлень - задається перерахуванням типів і значень повідомлень. Процедурною характеристикою називають правила виконання дій, запропонованих протоколом взаємодії. Така характеристика може бути представлена в різних формах: операторными схемами алгоритмів, моделями автоматів, мережами Петри й ін.
Таким чином, логіка організації комп'ютерної мережі найбільшою мірою визначається протоколами, що встановлюють як тип і структуру повідомлень, так і процедури їхньої обробки - реакцію на вхідні повідомлення й генерацію власних повідомлень. Існує велика розмаїтість протоколів, що розрізняються областю застосування, призначенням, способом передачі керуючих сигналів і інших ознак.
По застосуванню (рівню) розрізняють:
протоколи фізичного рівня - модемні протоколи V.21.. .V.92;
канального рівня - SLIP, PPP;
мережного рівня - шлюзові протоколи - IP, RIP, IPX;
транспортного рівня; МККТТ Х.224, TCP.
протоколи прикладного рівня - передачі поштових повідомлень SMPT {Simple Mail Transfer Protocol); протокол для доступу до вилученого комп'ютера TELNET; протокол передачі файлів FTP {File Transfer Protocol).
По призначенню:
протоколи встановлення з'єднання - V.8;
модемного зв'язку - V.21...34; V.90...92;
факсимільного зв'язка - Т-30;
корекції помилок - V.42;
стиску інформації - V.42 bis, ,V.44, MNP5-6;
передачі файлів - Xmodem, Zmodem, Kermit;
емуляції терміналів - Telnet;
керування мережею - SNMP {Simple Network Management Protocol). По способі передачі керуючих сигналів:
орієнтований-орієнтовану-орієнтоване-орієнтована-байт^-байт^-орієААовані - BSC;
орієнтований-орієнтовану-орієнтоване-орієнтована-биті-биті-орієнтААані - HDLC. По області використання:
протоколи глобальних мереж - Х.25, LAP, AAL. 1-5;
протоколи локальні мереж - NetBIOS, IPX, SPX..
Історично зложилося так, що кожна організація, що створювала свою мережу, розробляла для неї стік протоколів. Слово "стік" відображає поділ мережі на рівні, при якому протоколи верхніх рівнів розташовуються над протоколами нижніх. У цей час у комп'ютерних мережах використається велика кількість стеков комунікаційних протоколів. Найбільше широко використаються наступні стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, і OSI. Всі ці стеки, крім SNA, на канальному й фізичному рівні використають ті самі стандартизовані протоколи локальних мереж Ethernet, Token Ring, FDDI. Однак на верхніх рівнях різні комп'ютерні мережі застосовують стеки своїх протоколів. Слід зазначити, що ці протоколи часто не відповідають рівням, що рекомендують моделлю OSI. Це пояснюється тим, що модель OSI з'явилася пізніше, як результат узагальнення використовуваних стеков.
Основным вимогою до мережного адміністратора є доскональне знання різноманітних протоколів. Він повинен уміти аналізувати характерні поля переданих пакетів, виявляти причини відмови мережі або різке зниження її продуктивності, робити оптимізацію мережі й т.п.
Коли протокол настроєний і функціонує оптимально, а взаємодія його з іншими протоколами здійснюється безконфліктно, те вся мережа забезпечує безперебійну й своєчасну доставку повідомлень.
Для контролю функціонування мережі розроблені спеціальні аналізатори протоколів, за допомогою яких можна контролювати встановлення мережних з'єднань, послідовність відкриття сеансу зв'язку, механізми розсилання повідомлень, межсетевую адресацію й маршрутизацію в мережі.