Компьютерные сети. Сетевые стандарты. Сетевые архитектуры. Методы доступа к сетевому ресурсу

Компьютерные сети. Сетевые стандарты. Сетевые архитектуры. Методы доступа к сетевому ресурсу

Прикладной (Application) уровень. Уровень 7. Он представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. Услуги, которые он обеспечивает, напрямую поддерживают приложения пользователя. Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и восстановлением данных после сбоев связи.
Уровень представления (Presentation). Уровень 6. Представитель­ский уровень определяет формат, используемый для обмена данны­ми между сетевыми компьютерами. Типичный пример работы служб Представительского уровня — кодирование передаваемых данных определенным стандартным образом. Уровень представления отвечает за преобразование протоколов, трансляцию и шифрование данных, смену кодовой таблицы и расширение графических команд. Кроме того, он управляет сжатием данных для уменьшения объема переда­ваемых бит.
Сеансовый уровень (Session). Уровень 5. Сеансовый уровень позво­ляет двум приложениям разных компьютеров устанавливать, исполь­зовать и завершать соединение, называемое сеансом. Сеанс может предоставлять еще и расширенный набор услуг, полезный для неко­торых приложений. Сеансовый уровень управляет диалогом между взаимодействующими процессами, устанавливая, какая из сторон, когда, как долго и т.д. должна осуществлять передачу.
Транспортный уровень (Transport). Уровень 4. Основная функция Транспортного уровня — принять данные от Сеансового уровня, раз­бить их при необходимости на небольшие части и передать Сетево­му уровню, гарантируя, что эти части в правильном порядке прибу­дут по назначению. Все это должно быть сделано эффективно и так, чтобы изолировать более высокие уровни от каких-либо изменений в аппаратной технологии. Транспортный уровень также следит за созданием и удалением сетевых соединений, управляет потоком со­общений, проверяет ошибки и участвует в решении задач, связан­ных с отправкой и получением пакетов. Примеры протоколов транс­портного уровня — TCP и SPX.
Сетевой уровень (Network). Уровень 3. Сетевой уровень управля­ет операциями подсети. Он отвечает за адресацию сообщений и пе­ревод логических адресов и имен в физические. Сетевой уровень раз­решает также проблемы, связанные с разными способами адресации и разными протоколами при переходе пакетов из одной сети в дру­гую, позволяя объединять разнородные сети. Примеры протоколов сетевого уровня — IP и IPX.
Уровень передачи данных или канальный (Data Link). Уровень 2. Основная задача Канального уровня — преобразовать способность Физического уровня передавать данные в надежную линию связи, свободную от необнаруженных ошибок с точки зрения вышестоящего Сетевого уровня. Эту задачу Канальный уровень выполняет при по­мощи разбиения входных данных на кадры размером от нескольких сот до нескольких тысяч байтов. Каждый следующий кадр данных передается только после получения и обработки кадра подтвержде­ния, посылаемого обратно получателем. Кадр — это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. Управляющая информация исполь­зуется для маршрутизации, указания типа пакета и сегментации. CRC (Cyclical Redundancy Check — циклический код) позволяет выявить ошибки и гарантирует правильный прием информации.
Физический уровень (Physical). Уровень 1. Физический уровень осуществляет передачу неструктурированного, сырого, потока бит по физической среде (например, по сетевому кабелю). На этом уровне реализуются электрический, оптический, механический и функцио­нальный интерфейсы с кабелем. Физический уровень также форми­рует сигналы, которые переносят данные, поступившие ото всех вы­шележащих уровней. На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с платой СА и способ передачи сигналов по сетевому кабелю. Физический уровень отвечает за кодирование данных и син­хронизацию бит, гарантируя, что переданная единица будет воспри­нята именно как единица, а не как ноль. Уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода в электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю.
Стандарт IEEE Project 802
Два нижних уровня модели OSI относятся к оборудованию, а именно: сетевой плате и кабелю. Для постановки более четких тре­бований к аппаратуре, которая работает на этих уровнях, IEEE раз­работал расширения, предназначенные для разных сетевых плат и ка­белей. Эти расширения широко известны как Project 802, названные в соответствии с годом (1980) и месяцем (февраль) своего издания. Стандарты IEEE были опубликованы раньше модели OSI, но оба проекта разрабатывались примерно в одно время и при полном обмене информацией. Это и привело к созданию двух совместимых продуктов.
Project 802 установил стандарты для физических компонентов сети — интерфейсных плат и кабельной системы, которые работают на Канальном и Физическом уровнях модели OSI. Эти стандарты, называемые 802-спецификациями, распространяются на платы СА, компоненты глобальных вычислительных сетей (ГВС), компоненты сетей, использующих коаксиальный кабель и витую пару. 802-спецификации определяют способы, в со­ответствии с которыми платы СА осуществляют доступ к физичес­кой среде и передают по ней данные. Это соединение, поддержка и разъединение сетевых устройств. Выбор протокола канального уров­ня — наиболее важное решение при проектировании локальной вычислительной сети (ЛВС). Этот про­токол определяет скорость сети, метод доступа к физической среде, тип кабелей, сетевые платы и драйверы.
Стандарты ЛВС, определенные Project 802, делятся на 16 кате­горий, каждая из которых имеет свой номер (от 802.1 до 801.16, на­пример, 802.6 — сеть масштаба города, MAN; 802.10 — безопасность сетей; 802.11 — беспроводные сети).
Два нижних уровня модели, Канальный и Физический, устанав­ливают, каким образом несколько компьютеров могут одновремен­но, не мешая друг другу, использовать сеть. IEEE Project 802 пред­назначен именно для этих двух уровней. На рис.2 показаны Канальный уровень и два его подуровня.
Рис. 2 Канальный уровень и два его подуровня (Управление логической связью и Управление доступом к среде)
Подуровень Управление логической связью (Logical Link Control, LLC) устанавливает и разрывает канал связи, управляет потоком дан­ных, производит упорядочение и вырабатывает подтверждение при­ема кадров.
Подуровень Управление доступом к среде (Media Access Control, MAC) контролирует доступ к среде передачи, определяет границы кадров, обнаруживает ошибки, распознает адреса кадров. Он также обеспечивает совместный доступ плат СА к Физическому уровню. Этот подуровень напрямую связан с платой СА и отвечает за безо­шибочную передачу данных между двумя компьютерами сети.
Список использованной литературы:
1. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. — СПб.: Питер, 2005. — 640 с: ил. ISBN 5-94723-752-0
Глава 8. Компьютерные сети, Интернет, компьютерная безопасность
8.1. Компьютерные сети (с.195-196)
2. Информатика: учебник / Б.В. Соболь и др. — Изд. 3-е, дополн. и перераб. — Ростов н/Д: Феникс, 2007. — 446 с. — ISBN 978-5-222-12081-1
Глава 7. 7.5. Сетевые стандарты.
7.5.1. Эталонная модель OSI 7.5.2. Стандарт IEEE Project 802 (с.351-358)
Сетевые архитектуры. Методы доступа к сетевому ресурсу
Сетевые архитектуры - это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.
Для использования сетевого ресурса необходимо получить дос­туп к нему. Существуют три метода доступа:
множественный доступ с контролем несущей,
доступ с передачей маркера,
доступ по приори­тету запроса.
Метод доступа — набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю.
Компьютеры получают доступ к сети поочередно на короткое время. Обычно несколько компьютеров в сети имеют совместный доступ к кабелю. Однако если два компьютера попытаются переда­вать данные одновременно, их пакеты столкнутся и будут испорче­ны. Возникает так называемая коллизия. Все компьютеры в сети дол­жны использовать один и тот же метод доступа, иначе произойдет сбой в работе сети, когда отдельные компьютеры, чьи методы доминируют, не позволят остальным осуществлять передачу.
Множественный доступ с контролем несущей подразделяется на: