Мультисервисные сети Часть 1 Давыдова Н.С. к.т.н., доцент каф. СиУТ Лекция 1. Сетевые протоколы Сетевые протоколы – основа коммуникаций Сетевые устройства используют установленные правила и соглашения, регулирующие весь процесс обмена информацией – сетевые протоколы. Сетевые протоколы регулируют следующие правила: • адреса источника и места назначения • кодирование сообщений • форматирование и инкапсуляция сообщений • сегментация и размер сообщений • синхронизация сообщений • варианты доставки сообщений Кодирование сообщений Кодирование — это процесс преобразования информации в форму, приемлемую для последующей передачи. Декодирование — обратный процесс, в результате которого информация преобразуется в исходный вид. Кодировка данных при обмене между узлами должна быть в формате, соответствующем средству подключения: 1. медный кабель → последовательность электрических импульсов; 2. оптоволоконный кабель → управляемые изменения светового излучения; 3. беспроводная сеть → радиосигналы микроволнового диапазона. Примеры кодирования сигналов Электрические сигналы – медный кабель Световые импульсы – оптоволоконный кабель Радиоволны СВЧ-диапазона – беспроводная сеть Форматирование, структурирование и инкапсуляция сообщений При отправке сообщения от источника к адресату необходимо использовать определенный формат и структуру данных. Структурирование сообщений позволяет организовывает данные в фрагменты с регламентированными полями. Форматирование сообщений заключается в преобразовании данных в форму, однозначно интерпретируемую источником и адресатом. Формат, структура и содержимое сообщения зависит от типа данных и канала доставки. Инкапсуляция - процесс упаковки данных перед отправкой в сеть, при котором данные прикладных программ передаются с одного уровня стека протоколов на другой, при этом каждый уровень добавляет к данным соответствующий заголовок. Пример структурирования и инкапсуляция сообщений Структура кадра Форматированное сообщение Пример: IP-пакет, инкапсулированный в Ethernet-кадр Сегментация данных Сегментация Мультиплексирование Сегментация Сегментация – разделение потока данных на небольшие фрагменты. Мультиплексирование – разделения физического канала между несколькими одновременно протекающими сеансами связи абонентов сети. Размер сообщений При передаче по сети поток данных разбивается на отдельные фрагменты, каждый из которых содержит часть исходного сообщения. Размеры кадров зависят от протокола передачи данных и используемого канала. Пример: структура и размер Ethernet-кадра Синхронизация сообщений Синхронизация потока данных определяет: 1. готовность сетевого узла к приему данных; 2. объем трафика, который можно переслать в заданный момент времени; 3. скорость потока данных; 4. действия, выполняемые по истечении времени ожидания ответа (time-out ответа). Пример: управление потоком TCP Варианты доставки сообщений Широковещательная рассылка Одноадресная отправка («один к одному») Многоадресная рассылка («один ко многим») «один ко всем» Стек протоколов Группа взаимосвязанных протоколов, необходимых для выполнения коммуникаций, называется стеком протоколов. Стек протоколов реализуется сетевыми устройствами и узлами в программном и/или аппаратном обеспечении. Протоколы рассматриваются с точки зрения уровней. Каждый более высокий уровень обслуживания зависит от функций, определенных протоколами более низких уровней. Пример взаимодействия протоколов Пример протокольного взаимодействия между вебсервером и веб-клиентом Наборы протоколов и отраслевые стандарты открытый стандарт частные протоколы Открытые стандарты Institute of Electrical and Electronics Engineers: разработка стандартов по радиоэлектронике, электротехнике и аппаратному обеспечению вычислительных систем и сетей. Internet Corporation for Assigned Names and Number: регулирование вопросов, связанных с регистрацией доменных имен и распределением IP-адресов. Internet Engineering Task Force: инженерная группа по развитию Интернета – разрабатывает, обновляет и поддерживает технологии Интернета и TCP/IP. Telecommunications Industry Association: отвечает за развитие стандартов для базовых станций сотовой связи, VoIPустройств, спутниковой связи, центров обработки данных, мобильных коммуникаций и пр. Спасибо за внимание!
