3.3 Мрежови протоколи и стандарти
За опростяване на проектирането на мрежи, анализа на взаимодействието и изпълнението на обмена на съобщения между потребители и мрежови възли се използватформализирани правила, които определят последователността и формата на съобщенията на дадено ниво на референтния модел на OSI, които се наричат протоколи за обмен на съобщения.Съответно,йерархично организиран набор от протоколи се нарича стек от комуникационни протоколи. добре дефинирани правила, които определят формата на съобщенията,които обикновено се наричат интерфейси.Интерфейсът определя набора и формата на услугите, които по-нисък слой може да предостави на по-висок слой. Референтният модел BOC разграничавадва основни типа протоколи: ориентирани към свързванеи без свързване.Последните протоколи се наричат ощепротоколи за дейтаграми. Разгледайте основните протоколи и стандарти в рамките на OSI архитектурата.
Протоколи на физическия слой. Физическият слой в архитектурата на отворените системи е долният и осигурява взаимодействие с преносната среда, която свързва системите една с друга. Съгласно архитектурата на отворените системи физическият слой трябва да предоставя (на слоя за връзка за данни) следните услуги;
осъществяване на физическа връзка между два или повече компонента на слоя за връзка за данни;
предава някои единици данни на физическия слой, дефинирани за физическия слой през връзката, като например битове при серийно предаване или байтове при паралелно предаване;
осигурете на свързващия слой крайни точки за достъпвръзка на физическия слой, по който се предават единици данни на физическия слой;
идентифицира вериги (или пътища) на трансфер на данни между компонентите на физическия слой;
осигурете необходимите параметри за качество на услугата.
Протоколите на слоя за връзкатрябва да осигурят взаимовръзка между мрежовите и физическите слоеве, предоставяйки на мрежата по-широк набор от услуги от физическите. Основната цел на физическия слой е предаването на битове, свързващият слой е предаването на някои завършени блокове данни или рамки.
В рамките на OSI архитектуратаследните функции са присвоени на слоя за връзка:
инициализация-обмен на служебни съобщения между взаимодействащи си станции, потвърждаващи готовността за трансфер на данни;
идентификация-обмен между взаимодействащи си станции на служебна информация, потвърждаваща правилността на връзката;
синхронизация - избор на граници на знаци в последователността от предавани битове;
сегментиране- формиране на кадри за предаването им по канала;
осигуряване на прозрачност - осигуряване на по-висок слой с възможност за предаване на произволна последователност от битове или знаци;
контрол на потока- осигуряване на съответствие на скоростта на предаване и приемане;
контрол на грешките и контрол на последователността на предаване-откриване на грешки в предадени кадри и искане за повторно предаване на повредени кадри, осигурявайки съвпадение на последователността от кадри на входа и изхода на канала;
изход от ситуации на повреда- откриване на нарушения на нормалното предаване на кадри и прилагане на процедури за излизане от такиваситуации;
управление на канала- осигуряване на възможност за контрол на работата на канала, откриване на повреди, възстановяване, събиране на статистика за работата на канала;
затваряне на каналаизтриване на логическата връзка, образувана при инициализиране на канала.
Протоколи на ниво връзка: HDLC (High-Level Data Link Control) установяване на връзка, протокол за пренос на данни и прекратяване на връзката и протокол X.25, който дефинира достъпа до мрежи за данни с комутация на пакети.
В рамките на OSI архитектурата, протоколът X.25 осигурява средство за взаимодействие на потребителя с мрежата за превключване на пакети данни (PSDN) и е дефиниран от ITU-T Rec. X.25 ITU-T, разработен и използван като стандарт за управление на мрежовия слой. Протоколът X.25 осигурява силен контрол на пакетния поток и основни услуги за управление на потребителски данни. Основното предимство на метода за превключване на пакети е, че един и същ физически канал може да се използва едновременно от няколко абоната.Методът за разделяне на физическия канал между потребителитена мрежата за данни X.25се нарича логическоили статистическо мултиплексиране.За разлика от TDM (Time Division Multiplexing), няма твърдо обвързване с предварително определени времеви интервали за всеки потребител (абонат). Протоколът X.25 се основава на средствата за носител, дефинирани от протоколаHDLC. Последният установява метод за елиминиране на изкривяването на пакети и техните последователности, предавани по физически канал, обект на смущения. Той дефинира процедурите за мрежовия слой за контрол на пакетите, които осигуряват организирането на виртуалниканали между абонати и предаване на последователности от пакети по каналите и ви позволява да организирате взаимодействието между мрежовите услуги на системите чрез набор от логически канали.Логическите каналисе използват за организиране на постоянни виртуални канали и временно комутирани виртуални -виртуални връзки.
Транспортен протокол.Основната функция на този протокол е да създава връзки между системните портове и да изпраща съобщения през тях. Функциите на транспортния протокол са две. От една страна, той определя средствата, необходими за взаимодействието на системите с мрежа, изградена според правилата, определени от мрежовия протокол. В тази част транспортният протокол, в допълнение към инструментите, предоставени от мрежата, осигурява работата и възстановяването на системите в случай на мрежови повреди и повреди, водещи до загуба на пакети и спонтанно прекъсване на връзката на виртуални вериги. От друга страна, данните, обменяни между системите, се предават под формата на съобщения, които са интегрални обекти, които не са свързани с пакетно предаване на данни. Следователно транспортният протокол трябва да осигурява разделянето на съобщенията в пакети и сглобяването на получените съобщения от пакети. Транспортният протокол, заемайки по-високо ниво от мрежовия, освобождава системата от необходимостта да се фокусира върху спецификите на мрежата. Наред с тези функции, транспортният протокол трябва да предоставя възможност за въвеждане на приоритети за определени видове услуги и т.н.
Контролите за комуникация на транспортния слойразделят съобщенията на пакети, които се въвеждат в мрежата за данни последователно и се предават по мрежата под контрола на инструментите на мрежовия слой. При получаване на поредица от пакети услугата за отдалечен транспорт събирасъобщения от полета с данни, пренасяни в пакети, и ги доставя до порта във форма, която съответства на изпратените съобщения.
Протоколи от високо ниво.Транспортната мрежа дава възможност за достъп до съоръжения за предаване на данни за всякакви системи, свързани с програми и терминали, концентрирани в един компютър или разпределени в различни локални мрежи. На базата на процедурите на транспортния интерфейс се изграждат протоколи за взаимодействие на системите, позволяващи реализирането на различниприложни функции. Тези протоколи, базирани на използването на транспортния интерфейс, се наричат протоколи от високо ниво.Тези протоколи установяват стандартни мрежови методи (процедури) за изпълнение на функциите на приложението. Необходимостта от стандартизация на методите е причинена от хетерогенността на локалната мрежа поради хетерогенността на използваните компютри, операционни системи и терминали.Внедряването на съответните протоколипо отношение на организацията и логическото свързване на терминалните портове за хомогенни системи се възлага на средствата на нивото на контрол на сесията, а по отношение наинтерфейса на хетерогенни системи, на средствата на нивото на представяне - на услугата за представяне на данни. Най-важната функция на услугата за представяне на данни е да предостави възможност за свързване на различни видове терминали с програми. Една от основните функции на тази услуга ешифроване на данни.
Протоколи и стандарти за широкообхватни мрежи.В рамките на модела OSI ще разгледаме връзката на някои други протоколи и стандарти, които са пряко свързани с мрежовите технологии за изграждане на широкообхватни мрежи и някои видове големи LAN.
FDDI(Fiber Distributed Data Interface) протокол е стандарт за локални и средни мрежи за предаване на данни, базиран на използването на OK в топологиятапръстен или звезда. Обикновено се използва в кампус мрежи или дори по-големи мрежови структури. Протоколът FDDI използва метод за достъп до медиите с преминаване на токен и покрива физическия слой и MAC подслоя на модела BOC70SI.
Таблица 3.5Показване на различни мрежови протоколи и технологии в BOC/OSI модел