Сетевой уровень Сети и системы телекоммуникаций Созыкин А.В. План Место сетевого уровня в модели OSI История создания Сервисы сетевого уровня Задачи сетевого уровня Сетевой уровень в стеке протоколов TCP/IP ИМКН УрФУ 2 Место в модели OSI Модель OSI Модель TCP/IP Прикладной Представления Прикладной Сеансовый Транспортный Транспортный Сетевой Сетевой Канальный Сетевых интерфейсов Физический ИМКН УрФУ 3 Сетевой уровень Сетевой уровень (network layer) объединяет сети, построенные на основе разных технологий Винтон Серф, Роберт Кан: Первые выдвинули идею сетевого уровня в 1974 «Отцы» Интернета Премия Тьюринга ИМКН УрФУ 4 Сервисы сетевого уровня Передача без установления соединения Нет гарантии доставки Протокол IP Передача с установлением соединения Гарантия доставки данных Гарантия нужного порядка получения Использовалась в телефонных сетях ИМКН УрФУ 5 Задачи сетевого уровня Объединение сетей Маршрутизация Качество обслуживания ИМКН УрФУ 6 Оборудование Уровень модели OSI Физический Канальный Сетевой Оборудование Концентратор Коммутатор, точка доступа Маршрутизатор ИМКН УрФУ 7 Маршрутизатор Маршрутизатор – устройство, объединяющее несколько сетей Умеет согласовывать различия в сетях Имеет несколько сетевых интерфейсов и адрес в каждой сети, к которой подключен ИМКН УрФУ 8 Маршрутизатор Сеть 1 IP31 Маршрутизатор 3 IP11 Маршрутизатор 1 IP33 IP12 Маршрутизатор 2 IP 22 IP23 Сеть 3 IP42 Маршрутизатор 4 IP34 Сеть 4 Сеть 2 IP45 IP54 Маршрутизатор 5 ИМКН УрФУ IP55 Сеть 5 9 Различия сетей Сервис С установлением соединения (WiMAX) Без установления соединения (Ethernet) Без установки соединения но с отправкой подтверждений (Wi-Fi) Адресация Разный размер, плоская, иерархическая MAC адрес в Ethernet, IMEI в 3G Широковещание Поддерживается или нет Размер пакета (MTU): Ethernet - 1500 WiFi - 2304 ИМКН УрФУ 10 Согласование сетей Соединения Адресация: Маршрутизатор принимает пакеты без соединения, а для отправки устанавливает соединение Глобальные адреса, не зависимые от конкретных технологий Методы преобразования глобального адреса в локальный (ARP для TCP/IP) Широковещание: Маршрутизатор отправляет пакеты всем хостам в сети по индивидуальным адресам ИМКН УрФУ 11 Фрагментация Сеть 1, MTU1 Сеть 2, MTU2 Сеть 3, MTU3 ИМКН УрФУ Сеть 4, MTU4 12 Маршрутизация Маршрутизация – поиск маршрута доставки пакета между сетями через транзитные узлы – маршрутизаторы Учет изменений в топологии сети Учет загрузки каналов связи и маршрутизаторов ИМКН УрФУ 13 Маршрутизация ИМКН УрФУ 14 Качество обслуживания Параметры качества обслуживания: Пропускная способность Задержка Флуктуация Потери Разным приложениям нужны разные параметры качества Разные сети могут предоставлять разное качество обслуживания ИМКН УрФУ 15 Качество обслуживания Передача файлов: Нужна высокая пропускная способность Нельзя терять и искажать данные Допускается задержка и флуктуация Аудио Низкая пропускная способность Допускаются потери пакетов Требуется низкая задержка и флуктуация ИМКН УрФУ 16 Подходы к обеспечению качества обслуживания Диспетчеризация пакетов Резервирование ресурсов Интегральное обслуживание RFC 2205-2212 Резервирование для потоковой передачи Дифференцированное обслуживание RFC 2474-75 Разбиение данных на классы ИМКН УрФУ 17 Дифференцированное обслуживание Срочная пересылка Два класса обслуживания: Обычный Срочный Классы определяет отправляющий компьютер Стандарт RFC 3246, маршрутизаторы поддерживают классы ИМКН УрФУ 18 Срочная пересылка Логический канал для срочных пакетов Логический канал для обычных пакетов Физическая линия связи ИМКН УрФУ 19 Дифференцированное обслуживание Гарантированная пересылка RFC 2597 12 классов обслуживания: 4 приоритета 3 класса игнорирования пакетов Более совершенная схема, чем в срочной пересылке ИМКН УрФУ 20 Сетевой уровень в TCP/IP Прикладной Транспортный HTTP SMTP TCP Сетевой Ethernet FTP UDP IP ARP Сетевых интерфейсов DNS ICMP DHCP WiFi ИМКН УрФУ DSL 21 Протоколы сетевого уровня TCP/IP IP (Internet Protocol) – основной протокол сетевого уровня, обеспечивает передачу данных ARP (Address Resolution Protocol) – протокол определения локального адреса по глобальному DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – протокол автоматического назначения IPадресов компьютерам в сети ICMP (Internet Control Message Protocol) – управляющий протокол сетевого уровня ИМКН УрФУ 22 Итоги Место сетевого уровня в модели OSI История создания Задачи сетевого уровня Сетевой уровень в стеке протоколов TCP/IP ИМКН УрФУ 23 Вопросы? ИМКН УрФУ 24