Эталонные модели и стандартизация сетей Сети и системы телекоммуникаций Созыкин А.В.

ИМКН УрФУ2 План Цель стандартизации Эталонная модель OSI Эталонная модель TCP/IP Стек протоколов TCP/IP Примеры других моделей и протоколов Стандарты в области компьютерных сетей

ИМКН УрФУ3 Цель стандартизации сетей На раннем этапе развития сетей (60-70 годы) стандартизации не было Оборудование разных производителей не могло взаимодействовать по сети Несовместимость сетевого оборудования Разные протоколы Решение - стандарты

ИМКН УрФУ4 Типы стандартов De jure (формальные, юридические) – принятые по формальным законам стандартизации De facto (фактические) – стандарты, установившиеся сами собой Новая технология, пользующаяся большой популярностью

ИМКН УрФУ5 Эталонные модели сетей Эталонная модель сети описывает сервисы и уровни сети Эталонные модели: Модель взаимодействия открытых систем (ISO OSI) – юридический стандарт Модель TCP/IP – стандарт де-факто

ИМКН УрФУ6 Модель взаимодействия открытых систем Принята в качестве стандарта Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1983 г. Англоязычное название Open System Interconnection Reference Model (ISO OSI) Открытая система – построенная в соответствии с открытыми спецификациями Открытая спецификация – общедоступная спецификация, соответствующие стандартам

ИМКН УрФУ7 Преимущества открытых систем Возможность построения сети из оборудования разных производителей Безболезненная замена отдельных компонентов на более совершенные Легкость объединения нескольких сетей

ИМКН УрФУ8 Эталонная модель OSI Модель OSI описывает: Семь уровней организации сети Назначение каждого уровня Описание протоколов не включено в модель OSI, они выпущены отдельными стандартами Протоколы на практике не применяются Модель OSI используется в качестве «общего языка» для описания разных сетей

ИМКН УрФУ9 Уровни модели OSI Физический Среда передачи данных Хост 1 Хост 2 Канальный Сетевой Транспортный Сеансовый Представления Прикладной Физический Канальный Сетевой Транспортный Сеансовый Представления Прикладной Протоколы Интерфейсы

ИМКН УрФУ10 Уровни модели OSI Physical Среда передачи данных Хост 1 Хост 2 Data link Network Transport Session Presentation Application Протоколы Интерфейсы Physical Data link Network Transport Session Presentation Application

ИМКН УрФУ11 Физический уровень Передача потока битов по физическим каналам связи Задача: Передача потока битов без искажений в соответствии с заданной частотой Не вникает в смысл передаваемой информации

ИМКН УрФУ12 Канальный уровень Обеспечение прозрачности соединения Задачи: Установка логического соединения Согласование скоростей передачи и приема информации Обеспечение надежности передачи, обнаружение и коррекция ошибок В широковещательной сети: Управление доступом к среде передачи данных Физическая адресация

ИМКН УрФУ13 Сетевой уровень Объединение нескольких сетей Задачи: Определение маршрутов посылки пакетов Адресация (сетевые или глобальные адреса) Согласование размеров пакетов

ИМКН УрФУ14 Транспортный уровень Обеспечение передачи данных с требуемой степенью надежности Модель OSI пять классов транспортного сервиса от 0 (низший) до 4 высший: Обнаружение ошибок, порядок передачи сообщений, восстановление прерванной линии связи и т.п. Наиболее популярный сервис – защищенный от ошибок канал с гарантированным порядком следования сообщений

ИМКН УрФУ15 Транспортный уровень Первый сквозной уровень – сообщения доставляются от источника к адресату Уровни 1-3 действуют по принципу звеньев цепи – передача выполняется между соседними машинами

ИМКН УрФУ16 Сеансовый уровень Позволяет устанавливать сеансы связи Задачи: Управление диалогом (очередность передачи сообщений) Управление маркерами (предотвращение одновременного выполнения критичной операции) Синхронизация (метки в сообщения для возобновления передачи в случае сбоя)

ИМКН УрФУ17 Уровень представления Согласование синтаксиса и семантики передаваемых данных Форматы представления символов Форматы чисел Шифрование и дешифрование

ИМКН УрФУ18 Прикладной уровень Набор приложений, полезных пользователям: Доступ к разделяемым файлам Электронная почта Гипертекстовые Web-страницы

ИМКН УрФУ19 Единицы передаваемых данных УровеньНазвание единицы ПрикладнойСообщение ПредставленияСообщение СеансовыйСообщение ТранспортныйСегмент/Дейтаграмма СетевойПакет КанальныйКадр ФизическийБит

ИМКН УрФУ20 Сетевое оборудование Уровень модели OSIОборудование ФизическийКонцентратор КанальныйКоммутатор, точка доступа СетевойМаршрутизатор

ИМКН УрФУ21 Протоколы OSI Модель OSI не включает протоколы Протоколы представлены другими стандартами ISO На практике протоколы OSI не используются

ИМКН УрФУ22 Эталонная модель TCP/IP Стандарт де-факто Протоколы TCP/IP стали популярны при создании сети ARPANET ARPANET объединяла сети, использующие различные технологии Необходимо было разработать модель, которая бы позволила объединять сети на основе стека TCP/IP

ИМКН УрФУ23 Эталонная модель TCP/IP Модель включает: 4 сетевых уровня Протоколы для каждого уровня Назначение уровней как в модели OSI

ИМКН УрФУ24 Уровни OSI и TCP/IP Физический Модель OSIМодель TCP/IP Канальный Сетевой Транспортный Сеансовый Представления Прикладной Сетевых интерфейсов Сетевой Транспортный Прикладной

ИМКН УрФУ25 Модели TCP/IP и OSI В TCP/IP не выделены уровни сеансовый и представления Необходимые функции должны быть реализованы на прикладном уровне Транспортный и сетевой уровень совпадают Уровень сетевых интерфейсов – взаимодействие с подсетями разных технологий

ИМКН УрФУ26 Стек протоколов TCP/IP Сетевых интерфейсов Сетевой Транспортный Прикладной EthernetWiFiDSL IP TCPUDP HTTPSMTPDNSFTP ICMP ARPDHCP

ИМКН УрФУ27 Сравнение OSI и TCP/IP Модель OSI: Хорошая теоретическая проработка Протоколы не используются Модель TCP/IP Протоколы широко применяются Ограниченная модель Применение: OSI – модель для описания разных типов сетей TCP/IP – протоколы, основа Интернет

ИМКН УрФУ28 Что будем изучать Модель OSI – описание сети Среды передачи данных Протокол канального уровня – Ethernet Протоколы TCP/IP: Сетевой уровень – IP Вспомогательные: ARP, DHCP, ICMP Транспортный уровень: TCP, UDP

ИМКН УрФУ29 Сеть телефонной сигнализации ОКС 7 (SS7)

ИМКН УрФУ30 Сеть Infiniband

ИМКН УрФУ31 Стандарты в области сетей Стандарты в области телекоммуникаций Международные стандарты Стандарты Интернет

ИМКН УрФУ32 Стандарты в телекоммуникациях ITU-T Телекоммуникационный сектор международного союза телекоммуникаций: Телефония, телеграф, интерфейсы передачи данных Разрабатывает рекомендации Примеры стандартов: H.264 (сжатие видео), X.509 (сертификаты открытого ключа)

ИМКН УрФУ33 Международные стандарты Международная организация по стандартизации (ISO) В ISO входят национальные организации по стандартизации: ANSI (США), BSI (Великобритания), ANFOR (Франция), DIN (Германия) и др. Стандартизует какао-бобы (ISO 2451), рыболовные сети (ISO 1530) и др. ITU-T одни из членов ISO, разрабатываются совместные стандарты: H.264 ITU-T то же самое, что MPEG-4 AVC ISO

ИМКН УрФУ34 Международные стандарты Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) Подразделение Министерства торговли США Принимает стандарты, обязательные для госзакупок США (кроме Минобороны) Институт инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) Профессиональная организация инженеров Проводит конференции, выпускает журналы Принимает стандарты в разных областях Комитет IEEE 802 – стандарты локальных сетей

ИМКН УрФУ35 Стандарты IEEE НомерНазначение 802.3Ethernet Беспроводные локальные сети (Wi-Fi) Персональные сети (BlueTooth) Широкополосные беспроводные сети (WiMAX)

ИМКН УрФУ36 Стандарты Интернет Совет по архитектуре Интернета (IAB): Группа исследований Интернет (Internet Research Task Force, IRTF) – долгосрочные перспективные исследования Группа проектирования Интернет (Internet Engineering Task Force, IETF) Выпускает стандарты RFC (Request for comments) Консорциум Word Wide Web (W3C) Стандарты в области Web

ИМКН УрФУ37 Итоги Цель стандартизации Эталонная модель OSI Эталонная модель TCP/IP Стек протоколов TCP/IP Примеры других моделей и протоколов Стандарты в области компьютерных сетей

ИМКН УрФУ38 Вопросы?