Состав и характеристика уровневых протоколов в сети интернет

Содержание
Введение
Глава 1.Общая характеристика многоуровневых моделей
Глава 2. Уровневые протоколы сети Интернет
Глава 3. Выбор коммуникационного оборудования
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Глоссарий

Следовательно, при использовании этого способа связи выделяются три этапа: установление канала, обмен данными, разъединение канала.
Связь с установлением логического канала применяется в виртуальных сетях, где используются протоколы информационного обмена типа виртуального соединения. Такая связь может быть многоканальной, и тогда каждая пара взаимодействующих абонентов, обмениваясь данными по своему виртуальному каналу, воспринимает его как выделенный канал, в распоряжение которого предоставлены все ресурсы связи. В действительности эти ресурсы распределяются между всеми одновременно работающими виртуальными каналами данной линии связи. (5, с.298)
При передаче по виртуальному каналу длинных сообщений они разбиваются на одинаковые части (пакеты), которые отправляются в канал в порядке их размещения в сообщении. Это избавляет от необходимости снабжать каждый пакет служебной информацией в полном объеме, с тем чтобы превратить его в независимую единицу передачи информации, как это имеет место в дейтаграммных сетях. Кроме того, передача пакетов в их естественной последовательности, определяемой порядком размещения в сообщении, существенно облегчает задачу формирования первоначального сообщения из принимаемых пакетов на приемном пункте.
Первый из рассмотренных способов организации обмена данными в сетях отличается простотой в реализации и сравнительно небольшими накладными расходами. При малой загруженности линий связи сети он позволяет существенно сократить время на передачу длинного сообщения. Кроме того, он удобен при рассылке информации по многим адресам. В загруженных сетях реализация такого способа может привести к значительным задержкам пакетов в промежуточных узлах связи и даже к потере отдельных пакетов, что негативно отражается на надежности доставки информации адресатам. Второй способ, напротив, характеризуется высокими накладными расходами, однако он предоставляет абонентам значительно большие удобства, обеспечивает требуемую оперативность в обмене данными (в идеальном случае переполнение соединений в промежуточных узлах связи полностью исключается) и гарантированную надежность доставки информации абонентам.
Таким образом, каждый из режимов связи имеет свои особенности, а значит, и свои области применения.
Режим «с соединением» целесообразно использовать для тех применений, где взаимодействие имеет долговременный характер, конфигурация взаимодействующих объектов постоянна, а поток данных не имеет больших пауз.
Режим «без соединения» больше подходит там, где взаимодействие имеет кратковременный характер, при котором объем передаваемых данных невелик, а интервалы между передачами значительны (относительно скорости передачи). Кроме того, его целесообразно использовать в системах с повышенными требованиями к надежности доставки данных адресату, так как эти требования можно удовлетворить путем тиражирования данных и передачи адресату по разным маршрутам.
В основу архитектуры сетей положен многоуровневый принцип передачи сообщений. Формирование сообщения осуществляется на самом верхнем уровне модели ВОС. Затем (при передаче) оно последовательно проходит все уровни системы до самого нижнего, где и передается по каналу связи адресату. По мере прохождения каждого из уровней системы сообщение трансформируется, разбивается на сравнительно короткие части, которые снабжаются дополнительными заголовками, обеспечивающими информацией аналогичные уровни на узле адресата. В этом узле сообщение проходит от нижнего уровня к верхнему, снимая с себя заголовки. В результате адресат принимает сообщение в первоначальном виде.
В территориальных сетях управление обменом данных осуществляется протоколами верхнего уровня модели ВОС. Независимо от внутренней конструкции каждого конкретного протокола верхнего уровня для них характерно наличие общих функций: инициализация связи, передача и прием данных, завершение обмена. Каждый протокол имеет средства для идентификации любой рабочей станции сети по имени, сетевому адресу или по обоим этим атрибутам. Активизация обмена информацией между взаимодействующими узлами начинается после идентификации узла адресата узлом, инициирующим обмен данными. Инициирующая станция устанавливает один из методов организации обмена данными: метод дейтаграмм или метод сеансов связи. Протокол предоставляет средства для приема/передачи сообщений адресатом и источником. При этом обычно накладываются ограничения на длину сообщений любое приложение для данного пакета. (10, с.194)
Заключение
Основные выводы по работе:
1.Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.
2.Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.
3.На уровне доступа к сети располагаются все протоколы доступа к физическим устройствам. Выше располагаются протоколы межсетевого обмена IP, ARP, ICMP.
Еще выше основные транспортные протоколы TCP и UDP, которые кроме сбора пакетов в сообщения еще и определяют какому приложению необходимо данные отправить или от какого приложения необходимо данные принять. Над транспортным уровнем располагаются протоколы прикладного уровня, которые используются приложениями для обмена данными
4.При обслуживании блочных потоков данных модули TCP, UDP и драйвер ENET работают как мультиплексоры, т.е. перенаправляют данные с одного входа на несколько выходов и наоборот, с многих входов на один выход.
Так, драйвер ENET может направить кадр либо модулю IP, либо модулю ARP, в зависимости от значения поля «тип» в заголовке кадра. Модуль IP может направить IP-пакет либо модулю TCP, либо модулю UDP, что определяется полем «протокол» в заголовке пакета.
Коммуникационные протоколы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней, как правило, чисто программными средствами.
5.Организация обмена данными в территориальных сетях, в том числе и в сети Internet, осуществляется двумя различными способами: без установления логического соединения между передающим и принимающим узлами сети и с установлением логического соединения (с установлением сеанса связи). Связь с установлением логического канала применяется в виртуальных сетях, где используются протоколы информационного обмена типа виртуального соединения. При передаче по виртуальному каналу длинных сообщений они разбиваются на одинаковые части (пакеты), которые отправляются в канал в порядке их размещения в сообщении.
6.В сети несколько компьютеров должны иметь совместный доступ к кабелю. Метод доступа – это набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю. Существует три основных метода доступа: множественный доступ с контролем несущей, доступ с передачей маркера и доступ по приоритету запросов
В связи с развитием сетевых технологий в настоящее время используются более крупные единицы – протокольные стеки, т.е. комплекты протоколов. На верхних уровнях (от транспортного и выше) располагается множество протоколов, некоторые из них охватывают несколько смежных уровней и обеспечивают надежную доставку данных.
Интерфейс реализуется со стороны компьютера совокупностью аппаратных и программных средств: контроллером ПУ и специальной программой, управляющей этим контроллером, которую часто называют драйвером соответствующего периферийного устройства.
Список использованной литературы
Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации СПб.: Питер, 2002- 464 с.
Каймин В.А. Информатика. М.: ИНФРА-М, 2002 – 328 с.
Кирмайер М. Информационные технологии. СПб.: Питер, 2003 – 443 с.
Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ. – М.: БИОНОМ, 2000 – 336 с.
Олифер В. Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. СПб.: Питер, 2005 – 864 с.
Олифер В. Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2003 – 539 с.
Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. М.: Финансы и статистика, 2002 – 512 с.
Роберт И. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования.- М: Школа-Пресс, 2001 -292 с.
Селевко Г.К. Современные образовательные технологии.- М: Народное образование, 2002 -255 с.
Шатт С. Мир компьютерных сетей: Пер. с англ. – К.: BHV, 2004 - 200 с.
Приложение
Рис. 1. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Рис. 2. Сетезависимые и сетенезависимые уровни модели OSI
Глоссарий
Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.
Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).
Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.
Маршрутизаторы – это почтовые подстанции; они принимают решения о том, куда направлять данные («пакеты»), так же, как почтовая подстанция решает, куда направлять конверты с почтой. Каждая подстанция, или маршрутизатор, не имеет связи с остальными станциями. Таким образом, каждой подстанции нужно знать только, какие имеются соединения и какой из «следующих скачков» будет лучшим для перемещения пакета ближе к пункту назначения. Похожая ситуация складывается и в Internet: маршрутизатор смотрит, куда адресованы Ваши данные, и решает, куда их посылать.
Протокол управления передачей (ТСР). Для решения упомянутых выше проблем используется«протокол управления передачей» (Transmission Control Protocol,TCP), который часто упоминают вместе с протоколомIP. Как следовало бы поступить в случае, если Вы хотите послать кому-нибудь книгу, а почта принимает только письма? Выход один: вырвать из книги все страницы, вложить каждую в отдельный конверт и бросить все конверты в почтовый ящик. Получателю пришлось бы собирать все страницы (при условии, что ни одно письмо не пропало) и склеивать обратно в книгу. Вот эти задачи и выполняет ТСР. MNP (Microsoft Network Protocols) - серия наиболее распространенных аппаратных протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microsoft. Эти протоколы обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию передаваемых данных. Все протоколы MNP совместимы между собой снизу вверх. При установлении связи происходит установка наивысшего возможного уровня MNP-протокола. Если же один из связывающихся модемов не поддерживает протокол MNP, то MNP-модем работает без MNP-протокола.
Драйвер – это программа-утилита, позволяющая компьютеру работать с определенным устройством. Такие устройства, как мышь, дисковые накопители, платы сетевого адаптера и принтеры, поставляются вместе со своими драйверами.
Метод доступа – это набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю.
Существует три основных метода доступа:
1.Множественный доступ с контролем несущей
а) множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD), используемый в одной из первых локальных сетей Ethernet. б) множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (CSMA/CA).
2.Доступ с передачей маркера
3.Доступ по приоритету запроса
Стек коммуникационных протоколов - иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.
7