1 Иерархия протоколов в открытых системах

Специальность 100400.62 «Туризм»
Учебная дисциплина
«Информационные сети и базы данных»
Лекция 3
ЭТАЛОННАЯ МОДЕЛЬ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ
СИСТЕМ (МОДЕЛЬ OSI)
1 Иерархия протоколов в открытых системах
2 Сетезависимые и сетенезависимые уровни
модели взаимодействия открытых систем
3 Стандартные стеки коммуникационных
протоколов
Литература
1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные
сети. Принципы, технологии, протоколы. –
СПб.: Питер, 2008.
2. Актерский
Ю.Е.
Сети
ЭВМ
и
телекоммуникации: Учебное пособие. СПб.: ПВИРЭ КВ, 2005.
1 Иерархия протоколов в открытых системах
Основные требования к информационному обмену в
информационных сетях:
• открытость системы - возможность включения в состав сети
однородных и неоднородных дополнительных абонентских
систем, узлов коммутации и линий связи без существенного
изменения аппаратных и программных средств существующих
компонентов сети;
• гибкость системы - сохранение основных свойств и
технических характеристик сети ЭВМ при изменении
структуры в результате выхода из строя отдельных абонентских
систем, узлов коммутации и линий связи, или при изменении их
типов и численного состава;
• эффективность системы - обеспечение требуемого качества
обслуживания пользователей сети ЭВМ при заданном уровне
ограничения затрат.
Под сетевой архитектурой понимается общая логическая и
техническая организация сетей ЭВМ, представленная в виде
совокупности сетевых аппаратных и программных решений, методов
доступа к ресурсам сети и используемых для этого протоколов.
В соответствии с идеологией, заложенной в модели OSI,
функционирование сетей ЭВМ принято представлять в терминах
процессов, реализуемых системами сети. В качестве систем в модели
выступают вычислительные средства абонентских систем и узлов
коммутации.
Процесс - это динамический объект, представляющий собой
целенаправленный акт обработки данных.
Сообщение - это последовательность данных, имеющих
законченное смысловое значение. Ввод сообщений в процесс и
вывод из процесса производится через логические (программно организованные) точки, называемые соответственно входными и
выходными портами.
Интерфейс представляет собой формализованные правила,
определяющие набор сервисов, предоставляемых данным уровнем
соседнему уровню, последовательность и формат сообщений,
которыми обмениваются смежные уровни одной системы.
Логическая модель процесса
Многоуровневое представление системы в
модели OSI
Абонентская система
Организация
взаимодействия
между
одинаковыми
уровнями
различных
систем
определяется соответствующим протоколом
Протокол представляет собой формализованные
правила, определяющие последовательность и
формат сообщений, которыми обмениваются
сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но
принадлежащие разным системам.
Иерархически
организованный
набор
протоколов,
достаточный
для
организации
взаимодействия систем в сети, называется стеком
коммуникационных протоколов.
Назначение уровней и протоколов модели OSI
Уровни модели OSI
7. Прикладной
6. Представительный
5. Сеансовый
4. Транспортный
3. Сетевой
2. Канальный
1. Физический
Назначение уровней и протоколов модели OSI
Обеспечивает прикладным процессам пользователя средства
доступа к сетевым ресурсам; является интерфейсом между программами пользователя и сетью. Имеет интерфейс с пользователем.
Устанавливает стандартные способы представления данных,
которые удобны для всех взаимодействующих объектов прикладного
уровня. Имеет интерфейс с прикладными программами.
Обеспечивает средства, необходимые сетевым объектам для
организации, синхронизации и административного управления
обменом данных между ними.
Обеспечивает надежную, экономичную и «прозрачную» передачу
данных между взаимодействующими объектами сеансового уровня.
Обеспечивает маршрутизацию передачи данных в сети, устанавливает логический канал между объектами для реализации
протоколов транспортного уровня.
Обеспечивает непосредственную связь объектов сетевого уровня,
функциональные и процедурные средства ее поддержки для
эффективной реализации протоколов сетевого уровня.
Формирует физическую среду передачи данных, устанавливает
соединения объектов сети с этой средой.
Модель взаимодействия открытых систем
(модель OSI)
Структура сообщений на разных уровнях
2 Сетезависимые и сетенезависимые уровни
модели взаимодействия открытых систем
Все уровни модели OSI и соответствующие им
протоколы подразделяются на две группы:
– сетезависимые уровни и протоколы;
– сетенезависимые уровни и протоколы.
Методы и способы реализации протоколов
сетезависимых уровней напрямую зависят от
конкретной
технической
реализации
всех
компонентов сети.
Сетенезависимые уровни и их протоколы
ориентированным
на
работу
только
с
приложениями и не зависят от технических
характеристик сетевых компонентов.
Сетезависимые и сетенезависимые уровни
модели OSI
3 Стандартные стеки коммуникационных
протоколов
K наиболее популярным и широко используемым в
настоящее время относятся следующие стеки:
• стек OSI;
• стек TCP / IP;
• стек IPX / SPX;
• стек NetBIOS / SMB.
Реализация протоколов стека OSI требует значительных
вычислительных ресурсов, поэтому они ориентированы на
сети с мощными компьютерами.
Стек протоколов OSI распространен пока мало, однако
является
наиболее
перспективным
международным
стандартом, независящим от конкретных производителей
сетевого оборудования.
Стек протоколов TCP / IP (Transmission Control Protocol
/ Internet Protocol) был разработан и внедрен в сетевые
структуры в начале 80-х годов ХХ века по инициативе
Министерства обороны США. В настоящее время данный
стек протоколов широко используется для организации
взаимодействия абонентских систем в сети Internet и
многих корпоративных сетях.
Стек протоколов IPX / SPX (Internetwork Packet
eXchange / Sequenced Packet eXchange) разработан фирмой
Novell в начале 80-х годов XX века для сетевой
операционной системы NetWare. Данная операционная
система до сих пор широко используется в компьютерных
сетях, однако, в последнее время интенсивно вытесняется
сетевыми операционными системами MS Windows.
Протоколы стека IPX / SPX ориентированы на работу в
локальных сетях небольших размеров на основе
компьютеров с
ограниченными
вычислительными
ресурсами.
Стек протоколов NetBIOS / SMB (Network Basic
Input/Output System / Server Message Block)
разработан фирмами IBM и Microsoft в середине
80-х годов ХХ века.
Протоколы NetBIOS и SMB, давшие название
стеку, соответствую верхним уровням модели OSI.
Первоначально протокол NetBIOS выполнял роль
сетевого расширения стандартных функций
системы BIOS компьютеров IBM PC. В дальнейшем
этот
протокол
был
заменен
протоколом
расширенного
пользовательского
интерфейса
NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface).
Контрольные вопросы:
Дайте понятие сообщения, интерфейса и протокола. Приведите
примеры.
2. Дайте понятие стека протоколов. Приведите примеры.
3. Дайте понятие и приведите структуру логической моделью
процесса.
4. Приведите структуру и охарактеризуйте многоуровневого
представления системы в модели OSI.
5. Перечислите сетезависимые уровни модели OSI и дайте им
характеристику.
6. Перечислите сетенезависимые уровни модели OSI и дайте им
характеристику.
7. Приведите структуру сообщений на разных уровнях.
8. Дайте общую характеристику стека OSI.
9. Дайте общую характеристику стека TCP / IP.
10. Дайте общую характеристику стека IPX / SPX.
11. Дайте общую характеристику стека NetBIOS / SMB.
1.